JP3896813B2 - 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、高圧燃料経路から主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内に燃料を噴射する火花点火式内燃機関、いわゆる筒内噴射式内燃機関においては、燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁に加え、吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備えるものが知られている（特開２０００−３５２３３５号公報）。このような内燃機関の燃料噴射装置では、始動時に必要な燃料の一部を補助燃料噴射弁から噴射し、吸気通路内を流れる吸入空気と十分に混合・気化させた後にこれを燃焼室内に導入させることにより、冷間時においても良好な始動性を確保しようとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記燃料噴射装置では、主燃料噴射弁に対してはフィードポンプにより供給されてくる燃料を高圧燃料ポンプにより高圧化して供給している。このことにより燃焼室内の圧力に対抗して霧化が良好な燃料噴射を実行可能としている。一方、補助燃料噴射弁は吸気通路内に噴射するため、燃料の高圧化は不要であることから、フィードポンプにより供給されてくる低圧燃料を導入して噴射している。
【０００４】
しかし、このような燃料噴射装置では、高温ソーク後の始動時などにおいて主燃料噴射弁に高圧燃料を供給している高圧燃料配管内にベーパが発生する場合がある。このベーパは始動時における燃料の高圧化を遅らせるので、燃料の霧化が不十分となり、始動性が悪化するという問題がある。
【０００５】
又、内燃機関減速時あるいは減速からの復帰時において、排気浄化触媒保護、減速復帰時のショック防止等のために、主燃料噴射弁から少量燃料噴射量にて噴射させる必要が生じることがある。このような場合に、予め高圧燃料配管内の圧力を低下させていないと、主燃料噴射弁の最小噴射時間の関係から、要求に応じた少量燃料噴射量を直ちに実現できず、燃費を悪化させたり減速復帰時のショックを防止できなくなるおそれがある。
【０００６】
上述したごとくのベーパの発生や高圧燃料の圧力低減を実行するためには、高圧燃料配管にベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる機構を特別に備える必要がある。しかし、このような装置を新たに備えるとなると燃料噴射装置が複雑化して、製造コストの増大を招くという問題がある。
【０００７】
本発明は、特別な機構を備えることなく高圧燃料配管のベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる燃料噴射装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、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記載する。
請求項１記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置は、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記高圧燃料経路から燃料を排出することを特徴とする。
【０００９】
このように補助燃料噴射弁は高圧燃料経路から燃料が供給されているため、高圧燃料を用いて従来通り冷間始動時に吸気通路内を流れる吸入空気中に燃料を供給できる。しかも、高温ソーク後の始動時には補助燃料噴射弁の開弁により高圧燃料経路内のベーパを排出することができる。更に必要に応じて高圧燃料経路内の燃料圧力を小さくしなくてはならない場合には、補助燃料噴射弁の開弁により高圧燃料経路内の燃料を排出して燃料圧力を低減させることができるので、要求に応じた少量燃料噴射量を直ちに実現できる。このことにより特別な燃料圧力調整機構を備えなくても、高圧燃料配管のベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる。また、燃料噴射圧力調整支援手段が備えられていることにより、補助燃料噴射弁の開弁制御によりベーパを高圧燃料経路から排出して高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援したり、燃料を高圧燃料経路から排出して燃料圧力の低減を支援したりすることができる。また、燃料噴射圧力調整支援手段は、少量燃料噴射のために燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合において、主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に、補助燃料噴射弁の開弁を通じて高圧燃料を高圧燃料経路から排出することにより燃料圧力の低減を支援するため、主燃料噴射弁にて必要以上に多量に燃料噴射することがない。また、補助燃料噴射弁は吸気通路分岐部よりも上流の吸気通路内に燃料を噴射するため、補助燃料噴射弁による噴射時間は１つの気筒に噴射するよりも気筒数分の倍数の噴射時間となる。これにより、補助燃料噴射弁での噴射時においても最小噴射時間に制約される程には燃料噴射時間が短くならないため、必要以上に多量に燃料噴射することがない。
【００１０】
請求項２記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合であることを特徴とする。
【００１１】
したがって、主燃料噴射弁における燃料カット時に高圧燃料の圧力低減を支援して、復帰直後の噴射圧力の低圧化を実現することで少量燃料噴射量を可能として、燃料カットからの復帰時のショックを防止できる。特に主燃料噴射弁の復帰が成層燃焼による復帰である場合には少量燃料噴射できないとショックが大きいので効果が顕著となる。
【００１２】
請求項３記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット開始の直後に実行されることを特徴とする。
【００１３】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カット開始の直後に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。
【００１４】
請求項４記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット中に実行されることを特徴とする。
【００１５】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カット中に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。
【００１６】
請求項５記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰直前に実行されることを特徴とする。
【００１７】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰直前に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。また、補助燃料噴射弁の開弁により主燃料噴射弁による燃料噴射復帰直前に燃焼自体は復帰するが、補助燃料噴射弁からの噴射は各気筒に分配されることから、前述したごとく気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため、燃料圧力が高くても実質的に少量燃料噴射が可能となる。特に補助燃料噴射弁による燃料噴射では均質燃焼のみとなることから、一層燃焼復帰時のショックは生じにくくなる。
【００１８】
請求項６記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２〜５のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料カットは、内燃機関の減速時に実行される処理であることを特徴とする。
【００１９】
したがって、内燃機関の減速時において燃料圧力の低減を支援して燃料の低圧化を迅速に行うことにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には少量燃料噴射を可能とできる。
【００２０】
請求項７記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御を実行し、該燃料噴射制御の実行時に高圧燃料ポンプによる燃料圧送量の調整により前記高圧燃料経路内の燃料圧力を低減させることを特徴とする。
【００２１】
これにより、上記請求項１に記載の発明の効果に準じた効果を奏することができるようになる。また、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時に少量燃料噴射を可能とすることができる。
【００２３】
請求項８記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項７記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合であることを特徴とする。
【００２４】
したがって、主燃料噴射弁における燃料カット時に燃料圧力の低減を支援して復帰直後の燃料の低圧化を実現することで少量燃料噴射を可能とし、燃料カットからの復帰時のショックを防止できる。
【００２５】
請求項９記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項８記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御は、内燃機関の排気経路に設けられた排気浄化触媒の劣化を防止するための噴射量に制御されることを特徴とする。
【００２６】
主燃料噴射弁における燃料カット中に、吸気中に完全に燃料が供給されないと、排気経路に設けられた排気浄化触媒の劣化が進行するおそれがある。したがって、この燃料カット中に補助燃料噴射弁の燃料噴射制御を実行して触媒の劣化を防止する。このように触媒劣化防止処理と高圧燃料経路内の燃料圧力低減処理と兼ねさせることができる。しかも、この触媒劣化防止に必要な燃料量は少量であるが、燃料噴射が行われる補助燃料噴射弁は複数気筒に対する燃料量を噴射することになる。したがって、前述したごとく補助燃料噴射弁による噴射時間は気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため補助燃料噴射弁の噴射初期に燃料圧力が高くても、補助燃料噴射弁の最小噴射時間に制約される程には燃料噴射時間が短くならないことから、燃料噴射量が必要以上に多量となるのを防止できる。
【００２７】
請求項１０記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜９のいずれか一項に記載の構成において、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合とは、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始が成層燃焼として噴射開始される場合に限ることを特徴とする。
【００２８】
前述したごとく、特に主燃料噴射弁の復帰が成層燃焼による復帰である場合には少量燃料噴射できないとショックが大きいので、主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要性がある場合としては、主燃料噴射弁が成層燃焼として噴射開始する場合に限っても良い。
【００２９】
請求項１１記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料噴射圧力調整支援手段は、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況となった場合に前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の上昇を支援するために前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記ベーパの排出を併せて行うことを特徴とする。
【００３０】
このように燃料噴射圧力調整支援手段は、高圧燃料配管内にベーパが発生している状況下においては補助燃料噴射弁を開弁することで、ベーパを高圧燃料経路から排出して高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援できる。
【００３２】
請求項１２記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１１記載の構成において、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況とは、内燃機関の始動時であることを特徴とする。
【００３３】
したがって、内燃機関の高温ソーク後の始動時において高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援して、高温ソーク後の始動時における高圧燃料配管内の高圧化を迅速に行って主燃料噴射弁からの燃料霧化を早期に良好なものとし、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００３４】
請求項１３記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路において、前記高圧燃料ポンプによる供給側とは反対側から高圧燃料が供給されていることを特徴とする。
【００３５】
このように高圧燃料経路から補助燃料噴射弁への燃料供給位置を設定することにより、特に高圧燃料経路内にベーパが生じた場合には高圧燃料ポンプから供給される燃料の流れにより、ベーパは高圧燃料ポンプとは反対側に偏るので、この高圧燃料ポンプとは反対側の位置から補助燃料噴射弁に高圧燃料を供給することにより高圧燃料経路からのベーパの排出がより確実且つ迅速となる。
【００３６】
請求項１４記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路の上部から高圧燃料が供給されていることを特徴とする。
【００３７】
高圧燃料経路内にベーパが生じた場合にはベーパは高圧燃料経路の上部に偏るので、このように高圧燃料経路の上部側に補助燃料噴射弁への燃料供給位置を設定することにより、補助燃料噴射弁からのベーパの排出が、より確実且つ迅速となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された筒内噴射型ガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。エンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。燃焼室１０に接続している吸気ポート（図示略）は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポートに接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
【００４４】
燃焼室１０に接続している排気ポート（図示略）は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポートに接続された排気通路３６の途中には三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が配置されている。
【００４５】
主燃料噴射弁１２は、高圧燃料経路を構成しているデリバリパイプ４０に接続して、デリバリパイプ４０から高圧燃料を供給されている。デリバリパイプ４０へは、高圧燃料ポンプ４４から高圧燃料が供給されている。高圧燃料ポンプ４４へは、燃料タンク４６の燃料を汲み上げたフィードポンプ４８から低圧燃料が低圧燃料経路５０を介して供給される。高圧燃料ポンプ４４は、エンジン２の吸気カムシャフトに連動するポンプカム４４ａの回転により駆動されて、低圧燃料を加圧して高圧燃料としてデリバリパイプ４０側へ吐出している。高圧燃料ポンプ４４での燃料調量は、ＥＣＵ４により高圧燃料ポンプ４４への低圧燃料の吸入量や吐出量を、内蔵する弁の開閉にて調整することにより行っている。ＥＣＵ４は、デリバリパイプ４０に設けられた燃料圧力センサ５２により検出される燃料圧力Ｐｆがエンジン運転状態に応じた目標燃料圧力となるように高圧燃料ポンプ４４からデリバリパイプ４０へ供給される燃料量を調量している。
【００４６】
尚、デリバリパイプ４０内に過剰に燃料が供給されてデリバリパイプ４０内の燃料圧力が過剰となった場合にはリターン配管５４に設けられたリリーフ弁５６が開くことにより、燃料タンク４６側へ燃料を排出して燃料圧力が過剰となるのを防止している。
【００４７】
サージタンク２２には補助燃料噴射弁５８が設けられている。この補助燃料噴射弁５８には、デリバリパイプ４０から高圧燃料を導く補助燃料供給経路６０が接続されている。したがってＥＣＵ４は必要に応じて、デリバリパイプ４０内の燃料を補助燃料噴射弁５８からサージタンク２２内に噴射することができる。ここで図１においてエンジン本体２ａについては平面図にて示している。図示するごとくデリバリパイプ４０は燃焼室１０の配列方向に水平に配置されているが、補助燃料供給経路６０はデリバリパイプ４０の長さ方向においてほぼ中央の上部側に供給口を形成することで補助燃料噴射弁５８へ高圧燃料を導いている。
【００４８】
ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８、吸気圧センサ３０、燃料圧力センサ５２以外に、アクセルペダル６２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ６４、クランクシャフト（図示略）の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ６６、吸気カムシャフト（図示略）の回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ６８、及びエンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７０から、信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも、図示省略しているが、排気通路において排気成分から混合気の空燃比を検出する空燃比センサ、その他のセンサが必要に応じて設けられている。
【００４９】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量及びスロットル開度等を適宜制御する。このことにより、燃焼形態が成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えられる。本実施の形態１では、冷間時などの状態を除いた通常運転時においては、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいて燃焼形態が決定されている。ここで負荷率ｅｋｌｑは、アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップから求められる値である。尚、本エンジン２は、成層燃焼は行わず、均質燃焼のみを行うタイプの筒内噴射型内燃機関でも良い。
【００５０】
次に、ＥＣＵ４により実行される制御の内、始動時燃料噴射弁制御処理について説明する。本処理のフローチャートを図２に示す。本処理はイグニッションキーのオン後に、短時間周期で繰り返し実行される処理である。
【００５１】
処理が開始されると、まずエンジン始動時か否かが判定される（Ｓ１１０）。この判定は、例えばエンジン回転数センサ６６にて検出されるエンジン回転数ＮＥが始動判定基準回転速度（例えば４００ｒｐｍ）より低速であればエンジン始動時であると判定される。ここで始動時でないと判定されると（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｘに「０」を設定して（Ｓ１１５）、本処理を一旦終了する。このように始動時でない場合、すなわち、既に始動が完了している場合には、別途行われる始動完了後の燃料噴射量制御によりアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づき主燃料噴射弁１２の燃料噴射量が決定される。
【００５２】
一方、エンジン始動時であると判定されると（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、タイマカウンタＣｘが開弁基準時間Ｃｏｐｅｎ未満か否かが判定される（Ｓ１５０）。この開弁基準時間Ｃｏｐｅｎは、高温ソーク後の始動時にデリバリパイプ４０に生じたベーパを排出するのに必要な時間が考慮されて設定される値であって、補助燃料噴射弁５８を開弁しておく時間を決めるために用いられる値である。開弁基準時間Ｃｏｐｅｎは、一定の値でも良いが、エンジン冷却水温ＴＨＷが低くなるほど長くなるように設定しても良い。
【００５３】
タイマカウンタＣｘはエンジン始動時の初期設定あるいは前記ステップＳ１１５にてＣｘ＝０に設定されているので、最初はステップＳ１５０においては「ＹＥＳ」と判定される。次に補助燃料噴射弁５８が開弁され（Ｓ１６０）、タイマカウンタＣｘの値がインクリメントされる（Ｓ１７０）。こうして一旦本処理を終了する。尚、始動時である場合には、別途行われる始動時の燃料噴射量制御により主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが図３に示すマップからエンジン冷却水温ＴＨＷに基づいて算出される。
【００５４】
以後、タイマカウンタＣｘのカウントアップ（Ｓ１７０）が継続するが、Ｃｘ＜Ｃｏｐｅｎである限りは（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の開弁状態（Ｓ１６０）が継続する。この間に、デリバリパイプ４０内のベーパは完全に補助燃料供給経路６０を介して補助燃料噴射弁５８からサージタンク２２内へ排出される。
【００５５】
そして、Ｃｘ＝Ｃｏｐｅｎとなると（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射弁５８が閉弁されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。
以後、始動が継続している場合、図３に示した主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに基づく主燃料噴射弁１２の開弁による噴射制御が継続し、補助燃料噴射弁５８は閉じたままとなる。そして、始動が完了するとステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定されるので、タイマカウンタＣｘに「０」が設定される処理（Ｓ１１５）が行われるのみとなり、始動時燃料噴射弁制御処理（図２）における実質的な処理は停止する。
【００５６】
本実施の形態における処理の一例を図４のタイミングチャートに示す。尚、図５は補助燃料噴射弁にフィードポンプにより供給されてくる低圧燃料を導入して噴射する従来の技術における制御の一例を示すタイミングチャートである。
【００５７】
図４に示すように、本実施の形態においては、デリバリパイプ４０内にベーパが発生している始動時であったとしても、始動初期に開弁基準時間Ｃｏｐｅｎの間、補助燃料噴射弁５８が開弁状態となりデリバリパイプ４０内のベーパを排出するので、その後、燃料圧力Ｐｆは迅速に上昇し、主燃料噴射弁１２から噴射される燃料の霧化が十分となり始動性が良好となる。
【００５８】
これに対し、補助燃料供給経路６０がデリバリパイプ４０に取り付けられていない従来の技術においては、始動初期に補助燃料噴射弁を開弁したとしても、デリバリパイプからベーパが排出できず、デリバリパイプ内にベーパが発生している始動時には、図５に示したごとく燃料圧力Ｐｆの上昇が緩慢となる。
【００５９】
上述した構成において、ステップＳ１１０，Ｓ１５０〜Ｓ１８０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【００６０】
（イ）．補助燃料噴射弁５８はデリバリパイプ４０から高圧燃料を供給されている。この構成により高圧燃料を用いて従来通り冷間始動時にサージタンク２２内を流れる吸入空気中に燃料を噴射できる。しかも始動時には補助燃料噴射弁５８の一時的な開弁によりデリバリパイプ４０内のベーパを排出することができるので、デリバリパイプ４０に対して特別な機構を備えなくても、デリバリパイプ４０のベーパを排出させることができる。
【００６１】
この結果、上述した始動時燃料噴射弁制御処理（図２）を実行することにより、始動時に燃料圧力Ｐｆを迅速に上昇させることができ、主燃料噴射弁１２から噴射される燃料の霧化が早期に良好なものとなり始動性が向上する。
【００６２】
（ロ）．デリバリパイプ４０に対する補助燃料供給経路６０の取り付け位置は、デリバリパイプ４０の上部である。ベーパはデリバリパイプ４０の上部側に偏ることから、補助燃料噴射弁５８の噴射によるデリバリパイプ４０からのベーパの排出がより確実且つ迅速となり、燃料圧力Ｐｆを一層迅速に上昇させることができる。
【００６３】
［実施の形態２］
本実施の形態は、エンジン２の減速時に行われる主燃料噴射弁１２の燃料カット制御として、図６に示す燃料カット時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００６４】
燃料カット時燃料噴射弁制御処理（図６）について説明する。本処理は短時間周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ２１０）。この燃料カットフラグＸＦＣは、ＥＣＵ４が実行している燃料カット判定処理にて、アクセルペダル６２が完全に戻されたことによりアクセル開度センサ６４により検出されるアクセル開度ＡＣＣＰが「０（°）」となり、且つエンジン回転数ＮＥが燃料噴射復帰を判定する復帰基準回転数より高い場合に、「ＯＮ」に設定され、これ以外では「ＯＦＦ」に設定される。
【００６５】
ここでＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｔに「０」が設定されて（Ｓ２２０）、一旦本処理を終了する。この時は、エンジン運転状態に応じて設定された主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴを主燃料噴射弁１２から噴射する燃料噴射量制御が別途行われる。
【００６６】
そして、例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことにより、ＸＦＣ＝「ＯＮ」となった場合には（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ２３０）。このことにより、主燃料噴射弁１２から燃焼室１０内への燃料噴射は停止する。
【００６７】
そして、高圧燃料ポンプ４４における弁駆動を停止して高圧燃料ポンプ４４からデリバリパイプ４０側への燃料吐出を停止する（Ｓ２３５）。
次にタイマカウンタＣｔが開弁基準時間Ｃｐｄより小さいか否かが判定される（Ｓ２４０）。エンジン始動時の初期設定あるいは前記ステップＳ２２０にてＣｔ＝０に設定されていることから、最初はＣｔ＜Ｃｐｄである（Ｓ２４０で「ＹＥＳ」）。したがって補助燃料噴射弁５８が開弁される（Ｓ２５０）。そして次にタイマカウンタＣｔをインクリメントして（Ｓ２６０）、本処理を一旦終了する。
【００６８】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」で、且つＣｔ＜Ｃｐｄである限り（Ｓ２４０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の開弁（Ｓ２５０）とタイマカウンタＣｔのインクリメント（Ｓ２６０）が繰り返される。そして、Ｃｔ＝Ｃｐｄとなると（Ｓ２４０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射弁５８が閉弁される（Ｓ２７０）。
【００６９】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」が継続する限り（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴ＝「０」（Ｓ２３０）、高圧燃料ポンプ４４の燃料吐出停止（Ｓ２３５）及び補助燃料噴射弁５８の閉弁状態（Ｓ２７０）が継続する。
【００７０】
そして、運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｔが「０」に戻されて（Ｓ２２０）、一旦本処理を終了する。このようにＸＦＣ＝「ＯＦＦ」ではステップＳ２３０，Ｓ２３５の処理がなされていないので、エンジン運転状態に応じて主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが設定されて、主燃料噴射弁１２からの噴射状態が復帰し、高圧燃料ポンプ４４もエンジン運転状態に応じた目標燃料圧力を達成するために駆動される。尚、この復帰時においては、成層燃焼で復帰する場合があり、特にこの成層燃焼での復帰時のショックを防止するために燃料噴射量の低減処理が一時的に行われる。
【００７１】
本実施の形態における処理の一例を図７のタイミングチャートに示す。時刻ｔ１０にて燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射は停止する。そして、時刻ｔ１０〜ｔ１１までの開弁基準時間Ｃｐｄの間は補助燃料噴射弁５８が一時的に開弁される。この補助燃料噴射弁５８の一時的な開弁によりサージタンク２２内に燃料が噴射されて、エンジン２の燃焼はわずかに延長されるが、デリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆは急激に低減される。したがって、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わって主燃料噴射弁１２の噴射が復帰した時（時刻ｔ１２）は、燃料圧力Ｐｆは十分に低減されている。
【００７２】
上述した構成において、燃料カット時燃料噴射弁制御処理（図６）のステップＳ２１０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
【００７３】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＸＦＣ＝「ＯＮ」となれば、この後に、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」に切り替わる状況が発生することが判る。このことから、ＸＦＣ＝「ＯＮ」となって主燃料噴射弁１２からの噴射が停止した直後において、補助燃料噴射弁５８を開弁して、デリバリパイプ４０内の燃料をサージタンク２２に排出してデリバリパイプ４０内の燃料圧力を低減させている。このため、その後にＸＦＣ＝「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わった時には、既に主燃料噴射弁１２の燃料噴射圧力は十分に低いものとなっているので、最小噴射時間に制約されることなく主燃料噴射弁１２の噴射開始当初から少量燃料噴射を実現できる。こうして、減速復帰時のショックを防止できる。
【００７４】
もしも、補助燃料噴射弁５８の開弁処理を実行しなかった場合には、図７に一点鎖線で示すごとく、主燃料噴射弁１２の燃料噴射停止時（時刻ｔ１０）の燃料圧力が維持されたままで主燃料噴射弁１２の燃料噴射が再開される。このため最小噴射時間に制約されて少量燃料噴射ができなくなり、減速復帰時のショックを防止できない。
【００７５】
［実施の形態３］
本実施の形態は、図８に示す減速時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００７６】
減速時燃料噴射弁制御処理（図８）について説明する。本処理は１８０°ＣＡ（クランク角）周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず減速フラグＸＳＤが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ３１０）。この減速フラグＸＳＤは、前記実施の形態２にて説明した燃料カットフラグＸＦＣと同じ条件で「ＯＮ」「ＯＦＦ」が設定される。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが「０（°）」となり、且つエンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数より高い場合に「ＯＮ」に設定され、これ以外では「ＯＦＦ」に設定される。
【００７７】
ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ３１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。この時は、エンジン運転状態に応じて設定された主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴを主燃料噴射弁１２から噴射する燃料噴射量制御が別途行われる。
【００７８】
そして、例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことにより、ＸＳＤ＝「ＯＮ」となると（Ｓ３１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ３２０）。このことにより、主燃料噴射弁１２から燃焼室１０内への燃料噴射は停止する。
【００７９】
そして減速時補助燃料マップからエンジン回転数ＮＥに基づいて補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤを算出する（Ｓ３３０）。この減速時補助燃料マップに設定された噴射量は、減速中に燃料噴射を完全に停止すると過剰な酸素の供給によりＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が劣化するおそれがあるため、この劣化を防止するために補助燃料噴射弁５８から噴射されるものである。
【００８０】
次に目標燃料圧力に減速復帰用燃料圧力を設定して（Ｓ３４０）、一旦本処理を終了する。この減速復帰用燃料圧力は、減速時からの復帰後に行われる成層燃焼開始時のショックを防止するために前記実施の形態２にて述べたごとく主燃料噴射弁１２からの燃料噴射量を十分に小さく調整できるように設けられた圧力値であり、最小噴射時間に制約されることなく要求される少量燃料噴射を実現できるように十分に低い燃料圧力値が設定されている。
【００８１】
尚、ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わった直後はデリバリパイプ４０内の燃料圧力は高いが、補助燃料噴射弁５８は１つの噴射弁で４つの気筒に燃料を供給している。このことから噴射時間は１つの気筒に噴射するよりも４倍（ここでは４気筒であるので４倍であるが、６気筒ならば６倍、８気筒ならば８倍となる）の噴射時間となるので、補助燃料噴射弁５８の最小噴射時間に制約されることがなく燃料噴射量が必要以上に多量となるのを防止できる。
【００８２】
このようにＸＳＤ＝「ＯＮ」時には補助燃料噴射弁５８による少量燃料噴射が継続する。
そして、運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ３１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」ではステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理がなされないので、補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射は停止し、エンジン運転状態に応じて目標燃料圧力及び主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが設定されて、主燃料噴射弁１２からの噴射が復帰する。尚、前述したごとく、この復帰時においては成層燃焼で復帰する場合があり、ＥＣＵ４は特にこの成層燃焼での復帰時のショックを防止するために燃料の低減処理を一時的に実行する。
【００８３】
本実施の形態における処理の一例を図９のタイミングチャートに示す。時刻ｔ２０にて減速フラグＸＳＤが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射は停止し、補助燃料噴射弁５８から少量の燃料噴射がなされる。又、燃料圧力Ｐｆは十分に低い圧力に調整されて行く。
【００８４】
時刻ｔ２１にて減速フラグＸＳＤが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射が開始され、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射は停止する。尚、主燃料噴射弁１２の噴射開始初期においては前述したごとく少量噴射量とされるが、既に燃料圧力は十分に低くされているので、ショックを十分に防止できる少量燃料噴射を実現できる。
【００８５】
もしも補助燃料噴射弁５８による燃料噴射処理を実行しなかった場合には、図９に一点鎖線で示すごとく、主燃料噴射弁１２の燃料噴射停止時（時刻ｔ２０）の燃料圧力が維持されたままで主燃料噴射弁１２の燃料噴射が再開されるので、最小噴射時間に制約されて少量燃料噴射ができなくなり減速復帰時のショックを防止できない。
【００８６】
上述した構成において、減速時燃料噴射弁制御処理（図８）のステップＳ３１０，Ｓ３３０，Ｓ３４０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
【００８７】
（イ）．上述したごとく主燃料噴射弁１２の燃料カット中における触媒劣化防止処理とデリバリパイプ４０内の燃料圧力低減処理とを兼ねさせることができ、触媒保護と燃料カットからの復帰時のショック防止との両方の効果を生じさせることができる。
【００８８】
しかも、上述したごとく補助燃料噴射弁５８の配置がサージタンク２２であるため補助燃料噴射弁５８の噴射初期に燃料圧力が高くても、補助燃料噴射弁５８の最小噴射時間に制約される程には、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射時間が小さくならなくて済む。このため補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射量についても必要以上に多量となるのを防止でき、燃費を向上できる。
【００８９】
［実施の形態４］
本実施の形態は、図１０に示す燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００９０】
燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）について説明する。本処理は１８０°ＣＡ周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４１０）。この燃料カットフラグＸＦＣは前記実施の形態２にて説明したごとくに設定されるフラグである。
【００９１】
ここでＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次に燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４５０）。エンジン始動時の初期設定あるいは後述するステップＳ５２０にて、燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢは「ＯＮ」に設定されている。したがって最初はＸＳＢ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ４５０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定して（Ｓ４５５）、一旦本処理を終了する。このように、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」及びＸＳＢ＝「ＯＮ」である場合には、ＥＣＵ４により別途行われる燃料噴射制御によりエンジン運転状態に応じた燃料量が主燃料噴射弁１２からの噴射される。
【００９２】
ここで例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことによりＸＦＣ＝「ＯＮ」となれば（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定し（Ｓ４２０）、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定する（Ｓ４３０）。このことにより、主燃料噴射弁１２と補助燃料噴射弁５８とは共に燃料噴射はなされない。
【００９３】
そして燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４４０）、カウンタＣｎに「０」を設定して（Ｓ４４５）、一旦本処理を終了する。以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」が継続する限り（Ｓ４１０）、ステップＳ４２０〜Ｓ４４０が実行されて、燃料カット状態が継続する。
【００９４】
運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次にＸＳＢ＝「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４５０）。前回までの制御周期においてステップＳ４４０にてＸＳＢ＝「ＯＦＦ」に設定されているので（Ｓ４５０で「ＹＥＳ」）、次にカウンタＣｎが補助燃料噴射制御基準回数Ｃｐｅより小さいか否かが判定される（Ｓ４６０）。最初はＣｔ＝０であることから、Ｃｔ＜Ｃｐｅである（Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）。したがって、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ４７０）。そして補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤにはエンジン運転状態に応じて理論空燃比となる量の値が設定される（Ｓ４８０）。このことによりエンジン２の燃焼は均質燃焼にて復帰することになる。
【００９５】
次に目標燃料圧力を成層燃焼切替時用燃料圧力に設定する（Ｓ４９０）。この後、燃焼形態が主燃料噴射弁１２による成層燃焼に移行する場合があるのを考慮すると、移行時にショックを生じないように成層燃焼時の初期に主燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴射量を一時的に小さく調整する必要がある。この時に主燃料噴射弁１２の最小噴射時間に制約されて燃料噴射量が所望の燃料噴射量まで減少できないことを防止するために、十分に小さい成層燃焼切替時用燃料圧力を目標燃料圧力とすることで、均質燃焼時に予めデリバリパイプ４０内の燃料圧力を低下させる。
【００９６】
次にカウンタＣｎをインクリメントして（Ｓ５００）、本処理を一旦終了する。
次の制御周期では、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であり（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、ＸＳＢ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ４５０で「ＹＥＳ」）、再度Ｃｔ＜Ｃｐｅか否かの判定（Ｓ４６０）に移る。まだＣｔ＜Ｃｐｅであれば（Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）、前述したごとくステップＳ４７０〜Ｓ５００の処理が行われ、補助燃料噴射弁５８のみから噴射される燃料により理論空燃比での均質燃焼が継続される。
【００９７】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」、ＸＳＢ＝「ＯＦＦ」で且つＣｔ＜Ｃｐｅである限り（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」、Ｓ４５０で「ＹＥＳ」、Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射のみによる均質燃焼が行われ、この間に十分に燃料圧力が低減される。
【００９８】
そして、カウンタＣｎのインクリメント（Ｓ５００）を繰り返した結果、Ｃｔ＝Ｃｐｅとなると（Ｓ４６０で「ＮＯ」）、燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢに「ＯＮ」が設定される（Ｓ５２０）。したがって、次の制御周期では、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、ＸＳＢ＝「ＯＮ」（Ｓ４５０で「ＮＯ」）であるので、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定して（Ｓ４５５）、本処理を一旦終了する。したがって燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）での実質的な処理は終了する。
【００９９】
このようにＸＦＣ＝「ＯＦＦ」及びＸＳＢ＝「ＯＮ」となったことにより、ＥＣＵ４により別途行われる燃料噴射制御ではエンジン運転状態に応じた主燃料噴射弁１２からの燃料噴射に切り替わる。この切替時に特に成層燃焼がおこなわれる場合には初期には燃料量が低減されることにより切替時のショック防止処理が行われるが、直前までの補助燃料噴射弁５８による燃料噴射時にデリバリパイプ４０内の燃料圧力は成層燃焼切替時用燃料圧力まで低減されているので、主燃料噴射弁１２の噴射に切り替わっても最小噴射時間に制約されることが無く、所望通りの少量の燃料を噴射することができる。
【０１００】
本実施の形態における処理の一例を図１１のタイミングチャートに示す。時刻ｔ３０にて燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると（時刻ｔ３０）、主燃料噴射弁１２は、補助燃料噴射弁５８と同じく燃料噴射がなされなくなる。このためデリバリパイプ４０の燃料消費が無くなるのでデリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆは低下することはない。そして燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わると（時刻ｔ３１）、補助燃料噴射弁５８のみの燃料噴射によりエンジン２は均質燃焼にて燃焼を開始する。この時に、デリバリパイプ４０内の燃料が消費されるので、高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することで燃料圧力Ｐｆを成層燃焼切替時用燃料圧力まで十分に低減できる。
【０１０１】
したがって、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射が復帰した時は燃料圧力は少量噴射のためには好適な十分に低い状態となっている。このため、最小噴射時間に制約されることなく、噴射開始から主燃料噴射弁１２の燃料噴射量を十分に小さく調整することができる。
【０１０２】
上述した構成において、燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）のステップＳ４１０，Ｓ４５０，Ｓ４６０〜Ｓ５００が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
【０１０３】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．主燃料噴射弁１２における燃料カットからの復帰直前に、補助燃料噴射弁５８を理論空燃比にて燃焼させるために開弁制御することにより、主燃料噴射弁１２による燃料噴射復帰時には、デリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆを十分に低下させておくことができ、要求される少量噴射を可能とできる。
【０１０４】
尚、補助燃料噴射弁５８からの噴射により主燃料噴射弁１２による燃料噴射復帰直前に燃焼自体は復帰するが、補助燃料噴射弁５８からの噴射は各気筒に分配されることから、気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため燃料圧力Ｐｆが高くても実質的に少量燃料噴射が可能となる。特に補助燃料噴射弁５８による燃料噴射では均質燃焼のみとなることから、一層燃焼復帰時のショックは生じにくくなる。
【０１０５】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、デリバリパイプ４０に対する補助燃料供給経路６０の取り付け位置は図１に示したごとくデリバリパイプ４０の長さ方向の中間でかつ上部側であった。これ以外に特にベーパを排出しやすい取り付け位置としては、高圧燃料ポンプ４４から高圧燃料を供給される側とは反対側（図１で左端部）に補助燃料供給経路６０を取り付けても良い。高圧燃料ポンプ４４からの高圧燃料の供給時には、燃料の流れによりベーパが高圧燃料ポンプ４４とは反対側に移動し易いからである。
【０１０６】
・前記実施の形態２では主燃料噴射弁１２の燃料カット直後に高圧燃料ポンプ４４の吐出を停止し補助燃料噴射弁５８を開いていたが、エンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８の噴射量を調整するとともに高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することにより、主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させ、その後、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射と高圧燃料ポンプ４４の吐出とを停止するようにしても良い。
【０１０７】
・前記実施の形態３では、主燃料噴射弁１２の燃料カットの全域においてエンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射を実行していたが、主燃料噴射弁１２の燃料カット直後からは補助燃料噴射弁５８の燃料噴射は実行せず、燃料カットの途中において排気浄化触媒３８の劣化の可能性が生じてから、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射を実行し、この時に主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させるようにしても良い。そして好適な燃料圧力まで低下させた後は、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射と高圧燃料ポンプ４４の吐出量とを停止させても良い。
【０１０８】
・前記実施の形態４では、主燃料噴射弁１２の燃料噴射開始直前に、エンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８の噴射量を調整するとともに高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することにより主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させていたが、補助燃料噴射弁５８を一時的に開くことにより主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させるようにしても良い。
【０１０９】
・前記各実施の形態において、補助燃料噴射弁５８にはデリバリパイプ４０から燃料が供給されているため、フィードポンプ４８から燃料が供給されている場合よりも多量の燃料噴射を実現することが可能である。このため前述した各実施の形態の機能と共に、ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどを搭載したスポーツエンジンなどのスロットル開度全開時に主燃料噴射弁１２と共に補助燃料噴射弁５８からも多量に燃料噴射するようにしても良い。このことにより主燃料噴射弁１２による噴射時間が長大になるのを防止でき、主燃料噴射弁１２に高コストの大流量の噴射弁を用いなくても吸気行程〜圧縮行程の間に十分に多量の燃料を供給できる。
【０１１０】
又、このように補助燃料噴射弁５８により多量の燃料噴射が可能であることにより、通常の噴射量においても補助燃料噴射弁５８を併用すれば主燃料噴射弁１２による燃料噴射を早めに終了させるようにすることができる。このため、点火までに燃焼室１０内の混合気を十分に均質なものとでき良好な燃焼性を維持することができる。
【０１１１】
更に、補助燃料噴射弁５８は燃料圧力センサ５２により燃料圧力Ｐｆが検出されている高圧燃料を用いているので、前述したごとく補助燃料噴射弁５８のみを用いても要求されるとおりの少量燃料噴射を精密に実行できる。このことから、通常の燃料噴射時においても補助燃料噴射弁５８のみを用いれば前記実施の形態に示した４気筒エンジンの場合には各気筒には１／４が分配されるので、要求燃料噴射量が極めて少量の場合にも対処することができ、前述した主燃料噴射弁１２と補助燃料噴射弁５８とを共に噴射させる多量噴射との間の燃料噴射量のダイナミックレンジを極めて大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのガソリンエンジン及びＥＣＵの概略構成図。
【図２】実施の形態１の始動時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図３】始動時の燃料噴射量算出に用いられる主燃料噴射量及び補助燃料噴射量のマップ構成説明図。
【図４】実施の形態１における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図５】従来の技術における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態２の燃料カット時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図７】実施の形態２における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態３の減速時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態３における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態４の燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図１１】実施の形態４における制御の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…ＥＣＵ、１０…燃焼室、１２…主燃料噴射弁、１４…点火プラグ、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２４…スロットルモータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸気圧センサ、３６…排気通路、３８…排気浄化触媒、４０…デリバリパイプ、４４…高圧燃料ポンプ、４４ａ…ポンプカム、４６…燃料タンク、４８…フィードポンプ、５０…低圧燃料経路、５２…燃料圧力センサ、５４…リターン配管、５６…リリーフ弁、５８…補助燃料噴射弁、６０…補助燃料供給経路、６２…アクセルペダル、６４…アクセル開度センサ、６６…エンジン回転数センサ、６８…基準クランク角センサ、７０…冷却水温センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、高圧燃料経路から主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼室内に燃料を噴射する火花点火式内燃機関、いわゆる筒内噴射式内燃機関においては、燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁に加え、吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備えるものが知られている（特開２０００−３５２３３５号公報）。このような内燃機関の燃料噴射装置では、始動時に必要な燃料の一部を補助燃料噴射弁から噴射し、吸気通路内を流れる吸入空気と十分に混合・気化させた後にこれを燃焼室内に導入させることにより、冷間時においても良好な始動性を確保しようとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記燃料噴射装置では、主燃料噴射弁に対してはフィードポンプにより供給されてくる燃料を高圧燃料ポンプにより高圧化して供給している。このことにより燃焼室内の圧力に対抗して霧化が良好な燃料噴射を実行可能としている。一方、補助燃料噴射弁は吸気通路内に噴射するため、燃料の高圧化は不要であることから、フィードポンプにより供給されてくる低圧燃料を導入して噴射している。
【０００４】
しかし、このような燃料噴射装置では、高温ソーク後の始動時などにおいて主燃料噴射弁に高圧燃料を供給している高圧燃料配管内にベーパが発生する場合がある。このベーパは始動時における燃料の高圧化を遅らせるので、燃料の霧化が不十分となり、始動性が悪化するという問題がある。
【０００５】
又、内燃機関減速時あるいは減速からの復帰時において、排気浄化触媒保護、減速復帰時のショック防止等のために、主燃料噴射弁から少量燃料噴射量にて噴射させる必要が生じることがある。このような場合に、予め高圧燃料配管内の圧力を低下させていないと、主燃料噴射弁の最小噴射時間の関係から、要求に応じた少量燃料噴射量を直ちに実現できず、燃費を悪化させたり減速復帰時のショックを防止できなくなるおそれがある。
【０００６】
上述したごとくのベーパの発生や高圧燃料の圧力低減を実行するためには、高圧燃料配管にベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる機構を特別に備える必要がある。しかし、このような装置を新たに備えるとなると燃料噴射装置が複雑化して、製造コストの増大を招くという問題がある。
【０００７】
本発明は、特別な機構を備えることなく高圧燃料配管のベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる燃料噴射装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、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記載する。
請求項１記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置は、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記高圧燃料経路から燃料を排出することを特徴とする。
【０００９】
このように補助燃料噴射弁は高圧燃料経路から燃料が供給されているため、高圧燃料を用いて従来通り冷間始動時に吸気通路内を流れる吸入空気中に燃料を供給できる。しかも、高温ソーク後の始動時には補助燃料噴射弁の開弁により高圧燃料経路内のベーパを排出することができる。更に必要に応じて高圧燃料経路内の燃料圧力を小さくしなくてはならない場合には、補助燃料噴射弁の開弁により高圧燃料経路内の燃料を排出して燃料圧力を低減させることができるので、要求に応じた少量燃料噴射量を直ちに実現できる。このことにより特別な燃料圧力調整機構を備えなくても、高圧燃料配管のベーパや高圧燃料を必要に応じて排出させることができる。また、燃料噴射圧力調整支援手段が備えられていることにより、補助燃料噴射弁の開弁制御によりベーパを高圧燃料経路から排出して高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援したり、燃料を高圧燃料経路から排出して燃料圧力の低減を支援したりすることができる。また、燃料噴射圧力調整支援手段は、少量燃料噴射のために燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合において、主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に、補助燃料噴射弁の開弁を通じて高圧燃料を高圧燃料経路から排出することにより燃料圧力の低減を支援するため、主燃料噴射弁にて必要以上に多量に燃料噴射することがない。また、補助燃料噴射弁は吸気通路分岐部よりも上流の吸気通路内に燃料を噴射するため、補助燃料噴射弁による噴射時間は１つの気筒に噴射するよりも気筒数分の倍数の噴射時間となる。これにより、補助燃料噴射弁での噴射時においても最小噴射時間に制約される程には燃料噴射時間が短くならないため、必要以上に多量に燃料噴射することがない。
【００１０】
請求項２記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合であることを特徴とする。
【００１１】
したがって、主燃料噴射弁における燃料カット時に高圧燃料の圧力低減を支援して、復帰直後の噴射圧力の低圧化を実現することで少量燃料噴射量を可能として、燃料カットからの復帰時のショックを防止できる。特に主燃料噴射弁の復帰が成層燃焼による復帰である場合には少量燃料噴射できないとショックが大きいので効果が顕著となる。
【００１２】
請求項３記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット開始の直後に実行されることを特徴とする。
【００１３】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カット開始の直後に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。
【００１４】
請求項４記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット中に実行されることを特徴とする。
【００１５】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カット中に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。
【００１６】
請求項５記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰直前に実行されることを特徴とする。
【００１７】
このように補助燃料噴射弁の開弁を、主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰直前に実行することにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には、高圧燃料経路内の燃料圧力を十分に低減させておくことができ、要求される少量燃料噴射を可能とできる。また、補助燃料噴射弁の開弁により主燃料噴射弁による燃料噴射復帰直前に燃焼自体は復帰するが、補助燃料噴射弁からの噴射は各気筒に分配されることから、前述したごとく気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため、燃料圧力が高くても実質的に少量燃料噴射が可能となる。特に補助燃料噴射弁による燃料噴射では均質燃焼のみとなることから、一層燃焼復帰時のショックは生じにくくなる。
【００１８】
請求項６記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項２〜５のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料カットは、内燃機関の減速時に実行される処理であることを特徴とする。
【００１９】
したがって、内燃機関の減速時において燃料圧力の低減を支援して燃料の低圧化を迅速に行うことにより、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時には少量燃料噴射を可能とできる。
【００２０】
請求項７記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御を実行し、該燃料噴射制御の実行時に高圧燃料ポンプによる燃料圧送量の調整により前記高圧燃料経路内の燃料圧力を低減させることを特徴とする。
【００２１】
これにより、上記請求項１に記載の発明の効果に準じた効果を奏することができるようになる。また、主燃料噴射弁による燃料噴射復帰時に少量燃料噴射を可能とすることができる。
【００２３】
請求項８記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項７記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合であることを特徴とする。
【００２４】
したがって、主燃料噴射弁における燃料カット時に燃料圧力の低減を支援して復帰直後の燃料の低圧化を実現することで少量燃料噴射を可能とし、燃料カットからの復帰時のショックを防止できる。
【００２５】
請求項９記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項８記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御は、内燃機関の排気経路に設けられた排気浄化触媒の劣化を防止するための噴射量に制御されることを特徴とする。
【００２６】
主燃料噴射弁における燃料カット中に、吸気中に完全に燃料が供給されないと、排気経路に設けられた排気浄化触媒の劣化が進行するおそれがある。したがって、この燃料カット中に補助燃料噴射弁の燃料噴射制御を実行して触媒の劣化を防止する。このように触媒劣化防止処理と高圧燃料経路内の燃料圧力低減処理と兼ねさせることができる。しかも、この触媒劣化防止に必要な燃料量は少量であるが、燃料噴射が行われる補助燃料噴射弁は複数気筒に対する燃料量を噴射することになる。したがって、前述したごとく補助燃料噴射弁による噴射時間は気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため補助燃料噴射弁の噴射初期に燃料圧力が高くても、補助燃料噴射弁の最小噴射時間に制約される程には燃料噴射時間が短くならないことから、燃料噴射量が必要以上に多量となるのを防止できる。
【００２７】
請求項１０記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜９のいずれか一項に記載の構成において、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合とは、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始が成層燃焼として噴射開始される場合に限ることを特徴とする。
【００２８】
前述したごとく、特に主燃料噴射弁の復帰が成層燃焼による復帰である場合には少量燃料噴射できないとショックが大きいので、主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要性がある場合としては、主燃料噴射弁が成層燃焼として噴射開始する場合に限っても良い。
【００２９】
請求項１１記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料噴射圧力調整支援手段は、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況となった場合に前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の上昇を支援するために前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記ベーパの排出を併せて行うことを特徴とする。
【００３０】
このように燃料噴射圧力調整支援手段は、高圧燃料配管内にベーパが発生している状況下においては補助燃料噴射弁を開弁することで、ベーパを高圧燃料経路から排出して高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援できる。
【００３２】
請求項１２記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１１記載の構成において、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況とは、内燃機関の始動時であることを特徴とする。
【００３３】
したがって、内燃機関の高温ソーク後の始動時において高圧燃料ポンプによる燃料の昇圧を支援して、高温ソーク後の始動時における高圧燃料配管内の高圧化を迅速に行って主燃料噴射弁からの燃料霧化を早期に良好なものとし、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００３４】
請求項１３記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路において、前記高圧燃料ポンプによる供給側とは反対側から高圧燃料が供給されていることを特徴とする。
【００３５】
このように高圧燃料経路から補助燃料噴射弁への燃料供給位置を設定することにより、特に高圧燃料経路内にベーパが生じた場合には高圧燃料ポンプから供給される燃料の流れにより、ベーパは高圧燃料ポンプとは反対側に偏るので、この高圧燃料ポンプとは反対側の位置から補助燃料噴射弁に高圧燃料を供給することにより高圧燃料経路からのベーパの排出がより確実且つ迅速となる。
【００３６】
請求項１４記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路の上部から高圧燃料が供給されていることを特徴とする。
【００３７】
高圧燃料経路内にベーパが生じた場合にはベーパは高圧燃料経路の上部に偏るので、このように高圧燃料経路の上部側に補助燃料噴射弁への燃料供給位置を設定することにより、補助燃料噴射弁からのベーパの排出が、より確実且つ迅速となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された筒内噴射型ガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。エンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。燃焼室１０に接続している吸気ポート（図示略）は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポートに接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
【００４４】
燃焼室１０に接続している排気ポート（図示略）は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポートに接続された排気通路３６の途中には三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が配置されている。
【００４５】
主燃料噴射弁１２は、高圧燃料経路を構成しているデリバリパイプ４０に接続して、デリバリパイプ４０から高圧燃料を供給されている。デリバリパイプ４０へは、高圧燃料ポンプ４４から高圧燃料が供給されている。高圧燃料ポンプ４４へは、燃料タンク４６の燃料を汲み上げたフィードポンプ４８から低圧燃料が低圧燃料経路５０を介して供給される。高圧燃料ポンプ４４は、エンジン２の吸気カムシャフトに連動するポンプカム４４ａの回転により駆動されて、低圧燃料を加圧して高圧燃料としてデリバリパイプ４０側へ吐出している。高圧燃料ポンプ４４での燃料調量は、ＥＣＵ４により高圧燃料ポンプ４４への低圧燃料の吸入量や吐出量を、内蔵する弁の開閉にて調整することにより行っている。ＥＣＵ４は、デリバリパイプ４０に設けられた燃料圧力センサ５２により検出される燃料圧力Ｐｆがエンジン運転状態に応じた目標燃料圧力となるように高圧燃料ポンプ４４からデリバリパイプ４０へ供給される燃料量を調量している。
【００４６】
尚、デリバリパイプ４０内に過剰に燃料が供給されてデリバリパイプ４０内の燃料圧力が過剰となった場合にはリターン配管５４に設けられたリリーフ弁５６が開くことにより、燃料タンク４６側へ燃料を排出して燃料圧力が過剰となるのを防止している。
【００４７】
サージタンク２２には補助燃料噴射弁５８が設けられている。この補助燃料噴射弁５８には、デリバリパイプ４０から高圧燃料を導く補助燃料供給経路６０が接続されている。したがってＥＣＵ４は必要に応じて、デリバリパイプ４０内の燃料を補助燃料噴射弁５８からサージタンク２２内に噴射することができる。ここで図１においてエンジン本体２ａについては平面図にて示している。図示するごとくデリバリパイプ４０は燃焼室１０の配列方向に水平に配置されているが、補助燃料供給経路６０はデリバリパイプ４０の長さ方向においてほぼ中央の上部側に供給口を形成することで補助燃料噴射弁５８へ高圧燃料を導いている。
【００４８】
ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８、吸気圧センサ３０、燃料圧力センサ５２以外に、アクセルペダル６２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ６４、クランクシャフト（図示略）の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ６６、吸気カムシャフト（図示略）の回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ６８、及びエンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７０から、信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも、図示省略しているが、排気通路において排気成分から混合気の空燃比を検出する空燃比センサ、その他のセンサが必要に応じて設けられている。
【００４９】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量及びスロットル開度等を適宜制御する。このことにより、燃焼形態が成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えられる。本実施の形態１では、冷間時などの状態を除いた通常運転時においては、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいて燃焼形態が決定されている。ここで負荷率ｅｋｌｑは、アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップから求められる値である。尚、本エンジン２は、成層燃焼は行わず、均質燃焼のみを行うタイプの筒内噴射型内燃機関でも良い。
【００５０】
次に、ＥＣＵ４により実行される制御の内、始動時燃料噴射弁制御処理について説明する。本処理のフローチャートを図２に示す。本処理はイグニッションキーのオン後に、短時間周期で繰り返し実行される処理である。
【００５１】
処理が開始されると、まずエンジン始動時か否かが判定される（Ｓ１１０）。この判定は、例えばエンジン回転数センサ６６にて検出されるエンジン回転数ＮＥが始動判定基準回転速度（例えば４００ｒｐｍ）より低速であればエンジン始動時であると判定される。ここで始動時でないと判定されると（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｘに「０」を設定して（Ｓ１１５）、本処理を一旦終了する。このように始動時でない場合、すなわち、既に始動が完了している場合には、別途行われる始動完了後の燃料噴射量制御によりアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づき主燃料噴射弁１２の燃料噴射量が決定される。
【００５２】
一方、エンジン始動時であると判定されると（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、タイマカウンタＣｘが開弁基準時間Ｃｏｐｅｎ未満か否かが判定される（Ｓ１５０）。この開弁基準時間Ｃｏｐｅｎは、高温ソーク後の始動時にデリバリパイプ４０に生じたベーパを排出するのに必要な時間が考慮されて設定される値であって、補助燃料噴射弁５８を開弁しておく時間を決めるために用いられる値である。開弁基準時間Ｃｏｐｅｎは、一定の値でも良いが、エンジン冷却水温ＴＨＷが低くなるほど長くなるように設定しても良い。
【００５３】
タイマカウンタＣｘはエンジン始動時の初期設定あるいは前記ステップＳ１１５にてＣｘ＝０に設定されているので、最初はステップＳ１５０においては「ＹＥＳ」と判定される。次に補助燃料噴射弁５８が開弁され（Ｓ１６０）、タイマカウンタＣｘの値がインクリメントされる（Ｓ１７０）。こうして一旦本処理を終了する。尚、始動時である場合には、別途行われる始動時の燃料噴射量制御により主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが図３に示すマップからエンジン冷却水温ＴＨＷに基づいて算出される。
【００５４】
以後、タイマカウンタＣｘのカウントアップ（Ｓ１７０）が継続するが、Ｃｘ＜Ｃｏｐｅｎである限りは（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の開弁状態（Ｓ１６０）が継続する。この間に、デリバリパイプ４０内のベーパは完全に補助燃料供給経路６０を介して補助燃料噴射弁５８からサージタンク２２内へ排出される。
【００５５】
そして、Ｃｘ＝Ｃｏｐｅｎとなると（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射弁５８が閉弁されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。
以後、始動が継続している場合、図３に示した主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに基づく主燃料噴射弁１２の開弁による噴射制御が継続し、補助燃料噴射弁５８は閉じたままとなる。そして、始動が完了するとステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定されるので、タイマカウンタＣｘに「０」が設定される処理（Ｓ１１５）が行われるのみとなり、始動時燃料噴射弁制御処理（図２）における実質的な処理は停止する。
【００５６】
本実施の形態における処理の一例を図４のタイミングチャートに示す。尚、図５は補助燃料噴射弁にフィードポンプにより供給されてくる低圧燃料を導入して噴射する従来の技術における制御の一例を示すタイミングチャートである。
【００５７】
図４に示すように、本実施の形態においては、デリバリパイプ４０内にベーパが発生している始動時であったとしても、始動初期に開弁基準時間Ｃｏｐｅｎの間、補助燃料噴射弁５８が開弁状態となりデリバリパイプ４０内のベーパを排出するので、その後、燃料圧力Ｐｆは迅速に上昇し、主燃料噴射弁１２から噴射される燃料の霧化が十分となり始動性が良好となる。
【００５８】
これに対し、補助燃料供給経路６０がデリバリパイプ４０に取り付けられていない従来の技術においては、始動初期に補助燃料噴射弁を開弁したとしても、デリバリパイプからベーパが排出できず、デリバリパイプ内にベーパが発生している始動時には、図５に示したごとく燃料圧力Ｐｆの上昇が緩慢となる。
【００５９】
上述した構成において、ステップＳ１１０，Ｓ１５０〜Ｓ１８０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【００６０】
（イ）．補助燃料噴射弁５８はデリバリパイプ４０から高圧燃料を供給されている。この構成により高圧燃料を用いて従来通り冷間始動時にサージタンク２２内を流れる吸入空気中に燃料を噴射できる。しかも始動時には補助燃料噴射弁５８の一時的な開弁によりデリバリパイプ４０内のベーパを排出することができるので、デリバリパイプ４０に対して特別な機構を備えなくても、デリバリパイプ４０のベーパを排出させることができる。
【００６１】
この結果、上述した始動時燃料噴射弁制御処理（図２）を実行することにより、始動時に燃料圧力Ｐｆを迅速に上昇させることができ、主燃料噴射弁１２から噴射される燃料の霧化が早期に良好なものとなり始動性が向上する。
【００６２】
（ロ）．デリバリパイプ４０に対する補助燃料供給経路６０の取り付け位置は、デリバリパイプ４０の上部である。ベーパはデリバリパイプ４０の上部側に偏ることから、補助燃料噴射弁５８の噴射によるデリバリパイプ４０からのベーパの排出がより確実且つ迅速となり、燃料圧力Ｐｆを一層迅速に上昇させることができる。
【００６３】
［実施の形態２］
本実施の形態は、エンジン２の減速時に行われる主燃料噴射弁１２の燃料カット制御として、図６に示す燃料カット時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００６４】
燃料カット時燃料噴射弁制御処理（図６）について説明する。本処理は短時間周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ２１０）。この燃料カットフラグＸＦＣは、ＥＣＵ４が実行している燃料カット判定処理にて、アクセルペダル６２が完全に戻されたことによりアクセル開度センサ６４により検出されるアクセル開度ＡＣＣＰが「０（°）」となり、且つエンジン回転数ＮＥが燃料噴射復帰を判定する復帰基準回転数より高い場合に、「ＯＮ」に設定され、これ以外では「ＯＦＦ」に設定される。
【００６５】
ここでＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｔに「０」が設定されて（Ｓ２２０）、一旦本処理を終了する。この時は、エンジン運転状態に応じて設定された主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴを主燃料噴射弁１２から噴射する燃料噴射量制御が別途行われる。
【００６６】
そして、例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことにより、ＸＦＣ＝「ＯＮ」となった場合には（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ２３０）。このことにより、主燃料噴射弁１２から燃焼室１０内への燃料噴射は停止する。
【００６７】
そして、高圧燃料ポンプ４４における弁駆動を停止して高圧燃料ポンプ４４からデリバリパイプ４０側への燃料吐出を停止する（Ｓ２３５）。
次にタイマカウンタＣｔが開弁基準時間Ｃｐｄより小さいか否かが判定される（Ｓ２４０）。エンジン始動時の初期設定あるいは前記ステップＳ２２０にてＣｔ＝０に設定されていることから、最初はＣｔ＜Ｃｐｄである（Ｓ２４０で「ＹＥＳ」）。したがって補助燃料噴射弁５８が開弁される（Ｓ２５０）。そして次にタイマカウンタＣｔをインクリメントして（Ｓ２６０）、本処理を一旦終了する。
【００６８】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」で、且つＣｔ＜Ｃｐｄである限り（Ｓ２４０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の開弁（Ｓ２５０）とタイマカウンタＣｔのインクリメント（Ｓ２６０）が繰り返される。そして、Ｃｔ＝Ｃｐｄとなると（Ｓ２４０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射弁５８が閉弁される（Ｓ２７０）。
【００６９】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」が継続する限り（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴ＝「０」（Ｓ２３０）、高圧燃料ポンプ４４の燃料吐出停止（Ｓ２３５）及び補助燃料噴射弁５８の閉弁状態（Ｓ２７０）が継続する。
【００７０】
そして、運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、タイマカウンタＣｔが「０」に戻されて（Ｓ２２０）、一旦本処理を終了する。このようにＸＦＣ＝「ＯＦＦ」ではステップＳ２３０，Ｓ２３５の処理がなされていないので、エンジン運転状態に応じて主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが設定されて、主燃料噴射弁１２からの噴射状態が復帰し、高圧燃料ポンプ４４もエンジン運転状態に応じた目標燃料圧力を達成するために駆動される。尚、この復帰時においては、成層燃焼で復帰する場合があり、特にこの成層燃焼での復帰時のショックを防止するために燃料噴射量の低減処理が一時的に行われる。
【００７１】
本実施の形態における処理の一例を図７のタイミングチャートに示す。時刻ｔ１０にて燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射は停止する。そして、時刻ｔ１０〜ｔ１１までの開弁基準時間Ｃｐｄの間は補助燃料噴射弁５８が一時的に開弁される。この補助燃料噴射弁５８の一時的な開弁によりサージタンク２２内に燃料が噴射されて、エンジン２の燃焼はわずかに延長されるが、デリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆは急激に低減される。したがって、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わって主燃料噴射弁１２の噴射が復帰した時（時刻ｔ１２）は、燃料圧力Ｐｆは十分に低減されている。
【００７２】
上述した構成において、燃料カット時燃料噴射弁制御処理（図６）のステップＳ２１０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
【００７３】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＸＦＣ＝「ＯＮ」となれば、この後に、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」に切り替わる状況が発生することが判る。このことから、ＸＦＣ＝「ＯＮ」となって主燃料噴射弁１２からの噴射が停止した直後において、補助燃料噴射弁５８を開弁して、デリバリパイプ４０内の燃料をサージタンク２２に排出してデリバリパイプ４０内の燃料圧力を低減させている。このため、その後にＸＦＣ＝「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わった時には、既に主燃料噴射弁１２の燃料噴射圧力は十分に低いものとなっているので、最小噴射時間に制約されることなく主燃料噴射弁１２の噴射開始当初から少量燃料噴射を実現できる。こうして、減速復帰時のショックを防止できる。
【００７４】
もしも、補助燃料噴射弁５８の開弁処理を実行しなかった場合には、図７に一点鎖線で示すごとく、主燃料噴射弁１２の燃料噴射停止時（時刻ｔ１０）の燃料圧力が維持されたままで主燃料噴射弁１２の燃料噴射が再開される。このため最小噴射時間に制約されて少量燃料噴射ができなくなり、減速復帰時のショックを防止できない。
【００７５】
［実施の形態３］
本実施の形態は、図８に示す減速時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００７６】
減速時燃料噴射弁制御処理（図８）について説明する。本処理は１８０°ＣＡ（クランク角）周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず減速フラグＸＳＤが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ３１０）。この減速フラグＸＳＤは、前記実施の形態２にて説明した燃料カットフラグＸＦＣと同じ条件で「ＯＮ」「ＯＦＦ」が設定される。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが「０（°）」となり、且つエンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数より高い場合に「ＯＮ」に設定され、これ以外では「ＯＦＦ」に設定される。
【００７７】
ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ３１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。この時は、エンジン運転状態に応じて設定された主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴを主燃料噴射弁１２から噴射する燃料噴射量制御が別途行われる。
【００７８】
そして、例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことにより、ＸＳＤ＝「ＯＮ」となると（Ｓ３１０で「ＹＥＳ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ３２０）。このことにより、主燃料噴射弁１２から燃焼室１０内への燃料噴射は停止する。
【００７９】
そして減速時補助燃料マップからエンジン回転数ＮＥに基づいて補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤを算出する（Ｓ３３０）。この減速時補助燃料マップに設定された噴射量は、減速中に燃料噴射を完全に停止すると過剰な酸素の供給によりＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が劣化するおそれがあるため、この劣化を防止するために補助燃料噴射弁５８から噴射されるものである。
【００８０】
次に目標燃料圧力に減速復帰用燃料圧力を設定して（Ｓ３４０）、一旦本処理を終了する。この減速復帰用燃料圧力は、減速時からの復帰後に行われる成層燃焼開始時のショックを防止するために前記実施の形態２にて述べたごとく主燃料噴射弁１２からの燃料噴射量を十分に小さく調整できるように設けられた圧力値であり、最小噴射時間に制約されることなく要求される少量燃料噴射を実現できるように十分に低い燃料圧力値が設定されている。
【００８１】
尚、ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わった直後はデリバリパイプ４０内の燃料圧力は高いが、補助燃料噴射弁５８は１つの噴射弁で４つの気筒に燃料を供給している。このことから噴射時間は１つの気筒に噴射するよりも４倍（ここでは４気筒であるので４倍であるが、６気筒ならば６倍、８気筒ならば８倍となる）の噴射時間となるので、補助燃料噴射弁５８の最小噴射時間に制約されることがなく燃料噴射量が必要以上に多量となるのを防止できる。
【００８２】
このようにＸＳＤ＝「ＯＮ」時には補助燃料噴射弁５８による少量燃料噴射が継続する。
そして、運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ３１０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。ＸＳＤ＝「ＯＦＦ」ではステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理がなされないので、補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射は停止し、エンジン運転状態に応じて目標燃料圧力及び主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴが設定されて、主燃料噴射弁１２からの噴射が復帰する。尚、前述したごとく、この復帰時においては成層燃焼で復帰する場合があり、ＥＣＵ４は特にこの成層燃焼での復帰時のショックを防止するために燃料の低減処理を一時的に実行する。
【００８３】
本実施の形態における処理の一例を図９のタイミングチャートに示す。時刻ｔ２０にて減速フラグＸＳＤが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射は停止し、補助燃料噴射弁５８から少量の燃料噴射がなされる。又、燃料圧力Ｐｆは十分に低い圧力に調整されて行く。
【００８４】
時刻ｔ２１にて減速フラグＸＳＤが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わると、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射が開始され、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射は停止する。尚、主燃料噴射弁１２の噴射開始初期においては前述したごとく少量噴射量とされるが、既に燃料圧力は十分に低くされているので、ショックを十分に防止できる少量燃料噴射を実現できる。
【００８５】
もしも補助燃料噴射弁５８による燃料噴射処理を実行しなかった場合には、図９に一点鎖線で示すごとく、主燃料噴射弁１２の燃料噴射停止時（時刻ｔ２０）の燃料圧力が維持されたままで主燃料噴射弁１２の燃料噴射が再開されるので、最小噴射時間に制約されて少量燃料噴射ができなくなり減速復帰時のショックを防止できない。
【００８６】
上述した構成において、減速時燃料噴射弁制御処理（図８）のステップＳ３１０，Ｓ３３０，Ｓ３４０が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
【００８７】
（イ）．上述したごとく主燃料噴射弁１２の燃料カット中における触媒劣化防止処理とデリバリパイプ４０内の燃料圧力低減処理とを兼ねさせることができ、触媒保護と燃料カットからの復帰時のショック防止との両方の効果を生じさせることができる。
【００８８】
しかも、上述したごとく補助燃料噴射弁５８の配置がサージタンク２２であるため補助燃料噴射弁５８の噴射初期に燃料圧力が高くても、補助燃料噴射弁５８の最小噴射時間に制約される程には、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射時間が小さくならなくて済む。このため補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射量についても必要以上に多量となるのを防止でき、燃費を向上できる。
【００８９】
［実施の形態４］
本実施の形態は、図１０に示す燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理が行われる点が前記実施の形態１とは異なる。
【００９０】
燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）について説明する。本処理は１８０°ＣＡ周期でＥＣＵ４により繰り返し実行される処理である。本処理が開始されると、まず、燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４１０）。この燃料カットフラグＸＦＣは前記実施の形態２にて説明したごとくに設定されるフラグである。
【００９１】
ここでＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次に燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４５０）。エンジン始動時の初期設定あるいは後述するステップＳ５２０にて、燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢは「ＯＮ」に設定されている。したがって最初はＸＳＢ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ４５０で「ＮＯ」）、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定して（Ｓ４５５）、一旦本処理を終了する。このように、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」及びＸＳＢ＝「ＯＮ」である場合には、ＥＣＵ４により別途行われる燃料噴射制御によりエンジン運転状態に応じた燃料量が主燃料噴射弁１２からの噴射される。
【００９２】
ここで例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル６２を完全に戻すことによりＸＦＣ＝「ＯＮ」となれば（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定し（Ｓ４２０）、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定する（Ｓ４３０）。このことにより、主燃料噴射弁１２と補助燃料噴射弁５８とは共に燃料噴射はなされない。
【００９３】
そして燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４４０）、カウンタＣｎに「０」を設定して（Ｓ４４５）、一旦本処理を終了する。以後、ＸＦＣ＝「ＯＮ」が継続する限り（Ｓ４１０）、ステップＳ４２０〜Ｓ４４０が実行されて、燃料カット状態が継続する。
【００９４】
運転者がアクセルペダル６２を踏み込んだり、エンジン回転数ＮＥが復帰基準回転数まで低下することにより、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」となると（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次にＸＳＢ＝「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４５０）。前回までの制御周期においてステップＳ４４０にてＸＳＢ＝「ＯＦＦ」に設定されているので（Ｓ４５０で「ＹＥＳ」）、次にカウンタＣｎが補助燃料噴射制御基準回数Ｃｐｅより小さいか否かが判定される（Ｓ４６０）。最初はＣｔ＝０であることから、Ｃｔ＜Ｃｐｅである（Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）。したがって、主燃料噴射量ＱＩＮＪＳＴに「０」を設定する（Ｓ４７０）。そして補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤにはエンジン運転状態に応じて理論空燃比となる量の値が設定される（Ｓ４８０）。このことによりエンジン２の燃焼は均質燃焼にて復帰することになる。
【００９５】
次に目標燃料圧力を成層燃焼切替時用燃料圧力に設定する（Ｓ４９０）。この後、燃焼形態が主燃料噴射弁１２による成層燃焼に移行する場合があるのを考慮すると、移行時にショックを生じないように成層燃焼時の初期に主燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴射量を一時的に小さく調整する必要がある。この時に主燃料噴射弁１２の最小噴射時間に制約されて燃料噴射量が所望の燃料噴射量まで減少できないことを防止するために、十分に小さい成層燃焼切替時用燃料圧力を目標燃料圧力とすることで、均質燃焼時に予めデリバリパイプ４０内の燃料圧力を低下させる。
【００９６】
次にカウンタＣｎをインクリメントして（Ｓ５００）、本処理を一旦終了する。
次の制御周期では、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」であり（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、ＸＳＢ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ４５０で「ＹＥＳ」）、再度Ｃｔ＜Ｃｐｅか否かの判定（Ｓ４６０）に移る。まだＣｔ＜Ｃｐｅであれば（Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）、前述したごとくステップＳ４７０〜Ｓ５００の処理が行われ、補助燃料噴射弁５８のみから噴射される燃料により理論空燃比での均質燃焼が継続される。
【００９７】
以後、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」、ＸＳＢ＝「ＯＦＦ」で且つＣｔ＜Ｃｐｅである限り（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」、Ｓ４５０で「ＹＥＳ」、Ｓ４６０で「ＹＥＳ」）、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射のみによる均質燃焼が行われ、この間に十分に燃料圧力が低減される。
【００９８】
そして、カウンタＣｎのインクリメント（Ｓ５００）を繰り返した結果、Ｃｔ＝Ｃｐｅとなると（Ｓ４６０で「ＮＯ」）、燃料カット復帰時補助燃料噴射完了フラグＸＳＢに「ＯＮ」が設定される（Ｓ５２０）。したがって、次の制御周期では、ＸＦＣ＝「ＯＦＦ」（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、ＸＳＢ＝「ＯＮ」（Ｓ４５０で「ＮＯ」）であるので、補助燃料噴射量ＱＩＮＪＡＤＤに「０」を設定して（Ｓ４５５）、本処理を一旦終了する。したがって燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）での実質的な処理は終了する。
【００９９】
このようにＸＦＣ＝「ＯＦＦ」及びＸＳＢ＝「ＯＮ」となったことにより、ＥＣＵ４により別途行われる燃料噴射制御ではエンジン運転状態に応じた主燃料噴射弁１２からの燃料噴射に切り替わる。この切替時に特に成層燃焼がおこなわれる場合には初期には燃料量が低減されることにより切替時のショック防止処理が行われるが、直前までの補助燃料噴射弁５８による燃料噴射時にデリバリパイプ４０内の燃料圧力は成層燃焼切替時用燃料圧力まで低減されているので、主燃料噴射弁１２の噴射に切り替わっても最小噴射時間に制約されることが無く、所望通りの少量の燃料を噴射することができる。
【０１００】
本実施の形態における処理の一例を図１１のタイミングチャートに示す。時刻ｔ３０にて燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わると（時刻ｔ３０）、主燃料噴射弁１２は、補助燃料噴射弁５８と同じく燃料噴射がなされなくなる。このためデリバリパイプ４０の燃料消費が無くなるのでデリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆは低下することはない。そして燃料カットフラグＸＦＣが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わると（時刻ｔ３１）、補助燃料噴射弁５８のみの燃料噴射によりエンジン２は均質燃焼にて燃焼を開始する。この時に、デリバリパイプ４０内の燃料が消費されるので、高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することで燃料圧力Ｐｆを成層燃焼切替時用燃料圧力まで十分に低減できる。
【０１０１】
したがって、主燃料噴射弁１２からの燃料噴射が復帰した時は燃料圧力は少量噴射のためには好適な十分に低い状態となっている。このため、最小噴射時間に制約されることなく、噴射開始から主燃料噴射弁１２の燃料噴射量を十分に小さく調整することができる。
【０１０２】
上述した構成において、燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理（図１０）のステップＳ４１０，Ｓ４５０，Ｓ４６０〜Ｓ５００が燃料噴射圧力調整支援手段としての処理に相当する。
【０１０３】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．主燃料噴射弁１２における燃料カットからの復帰直前に、補助燃料噴射弁５８を理論空燃比にて燃焼させるために開弁制御することにより、主燃料噴射弁１２による燃料噴射復帰時には、デリバリパイプ４０内の燃料圧力Ｐｆを十分に低下させておくことができ、要求される少量噴射を可能とできる。
【０１０４】
尚、補助燃料噴射弁５８からの噴射により主燃料噴射弁１２による燃料噴射復帰直前に燃焼自体は復帰するが、補助燃料噴射弁５８からの噴射は各気筒に分配されることから、気筒数分の倍数の噴射時間となる。このため燃料圧力Ｐｆが高くても実質的に少量燃料噴射が可能となる。特に補助燃料噴射弁５８による燃料噴射では均質燃焼のみとなることから、一層燃焼復帰時のショックは生じにくくなる。
【０１０５】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１においては、デリバリパイプ４０に対する補助燃料供給経路６０の取り付け位置は図１に示したごとくデリバリパイプ４０の長さ方向の中間でかつ上部側であった。これ以外に特にベーパを排出しやすい取り付け位置としては、高圧燃料ポンプ４４から高圧燃料を供給される側とは反対側（図１で左端部）に補助燃料供給経路６０を取り付けても良い。高圧燃料ポンプ４４からの高圧燃料の供給時には、燃料の流れによりベーパが高圧燃料ポンプ４４とは反対側に移動し易いからである。
【０１０６】
・前記実施の形態２では主燃料噴射弁１２の燃料カット直後に高圧燃料ポンプ４４の吐出を停止し補助燃料噴射弁５８を開いていたが、エンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８の噴射量を調整するとともに高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することにより、主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させ、その後、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射と高圧燃料ポンプ４４の吐出とを停止するようにしても良い。
【０１０７】
・前記実施の形態３では、主燃料噴射弁１２の燃料カットの全域においてエンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８からの燃料噴射を実行していたが、主燃料噴射弁１２の燃料カット直後からは補助燃料噴射弁５８の燃料噴射は実行せず、燃料カットの途中において排気浄化触媒３８の劣化の可能性が生じてから、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射を実行し、この時に主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させるようにしても良い。そして好適な燃料圧力まで低下させた後は、補助燃料噴射弁５８の燃料噴射と高圧燃料ポンプ４４の吐出量とを停止させても良い。
【０１０８】
・前記実施の形態４では、主燃料噴射弁１２の燃料噴射開始直前に、エンジン運転状態に応じて補助燃料噴射弁５８の噴射量を調整するとともに高圧燃料ポンプ４４の吐出量を調整することにより主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させていたが、補助燃料噴射弁５８を一時的に開くことにより主燃料噴射弁１２での少量燃料噴射に好適な燃料圧力まで低下させるようにしても良い。
【０１０９】
・前記各実施の形態において、補助燃料噴射弁５８にはデリバリパイプ４０から燃料が供給されているため、フィードポンプ４８から燃料が供給されている場合よりも多量の燃料噴射を実現することが可能である。このため前述した各実施の形態の機能と共に、ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどを搭載したスポーツエンジンなどのスロットル開度全開時に主燃料噴射弁１２と共に補助燃料噴射弁５８からも多量に燃料噴射するようにしても良い。このことにより主燃料噴射弁１２による噴射時間が長大になるのを防止でき、主燃料噴射弁１２に高コストの大流量の噴射弁を用いなくても吸気行程〜圧縮行程の間に十分に多量の燃料を供給できる。
【０１１０】
又、このように補助燃料噴射弁５８により多量の燃料噴射が可能であることにより、通常の噴射量においても補助燃料噴射弁５８を併用すれば主燃料噴射弁１２による燃料噴射を早めに終了させるようにすることができる。このため、点火までに燃焼室１０内の混合気を十分に均質なものとでき良好な燃焼性を維持することができる。
【０１１１】
更に、補助燃料噴射弁５８は燃料圧力センサ５２により燃料圧力Ｐｆが検出されている高圧燃料を用いているので、前述したごとく補助燃料噴射弁５８のみを用いても要求されるとおりの少量燃料噴射を精密に実行できる。このことから、通常の燃料噴射時においても補助燃料噴射弁５８のみを用いれば前記実施の形態に示した４気筒エンジンの場合には各気筒には１／４が分配されるので、要求燃料噴射量が極めて少量の場合にも対処することができ、前述した主燃料噴射弁１２と補助燃料噴射弁５８とを共に噴射させる多量噴射との間の燃料噴射量のダイナミックレンジを極めて大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのガソリンエンジン及びＥＣＵの概略構成図。
【図２】実施の形態１の始動時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図３】始動時の燃料噴射量算出に用いられる主燃料噴射量及び補助燃料噴射量のマップ構成説明図。
【図４】実施の形態１における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図５】従来の技術における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態２の燃料カット時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図７】実施の形態２における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態３の減速時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態３における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態４の燃料カット復帰時燃料噴射弁制御処理のフローチャート。
【図１１】実施の形態４における制御の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…ＥＣＵ、１０…燃焼室、１２…主燃料噴射弁、１４…点火プラグ、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２４…スロットルモータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸気圧センサ、３６…排気通路、３８…排気浄化触媒、４０…デリバリパイプ、４４…高圧燃料ポンプ、４４ａ…ポンプカム、４６…燃料タンク、４８…フィードポンプ、５０…低圧燃料経路、５２…燃料圧力センサ、５４…リターン配管、５６…リリーフ弁、５８…補助燃料噴射弁、６０…補助燃料供給経路、６２…アクセルペダル、６４…アクセル開度センサ、６６…エンジン回転数センサ、６８…基準クランク角センサ、７０…冷却水温センサ。
Claims (14)
- 複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、
各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記高圧燃料経路から燃料を排出する
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合である
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット開始の直後に実行される
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カット中に実行される
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項２記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の開弁は、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰直前に実行される
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項２〜５のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料カットは、内燃機関の減速時に実行される処理である
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 複数気筒内燃機関の各燃焼室内に燃料を噴射する主燃料噴射弁を備え、燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を高圧燃料ポンプにて高圧化して高圧燃料経路に供給し、該高圧燃料経路から前記主燃料噴射弁へ高圧燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置であって、
各気筒への吸気通路分岐部よりも上流側において吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備え、該補助燃料噴射弁へは前記高圧燃料経路から高圧燃料を供給するとともに、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の調整を支援するために前記補助燃料噴射弁の開弁制御を行う燃料噴射圧力調整支援手段を備え、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくするために前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合に、この燃料噴射圧力調整支援手段を通じて前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始前に前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御を実行し、該燃料噴射制御の実行時に高圧燃料ポンプによる燃料圧送量の調整により前記高圧燃料経路内の燃料圧力を低減させる
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項７記載の構成において、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量を小さくする場合とは、前記主燃料噴射弁における燃料カットからの復帰時において内燃機関に生じるショックを防止する場合である
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項８記載の構成において、前記補助燃料噴射弁の燃料噴射制御は、内燃機関の排気経路に設けられた排気浄化触媒の劣化を防止するための噴射量に制御される
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１〜９のいずれか一項に記載の構成において、前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力を低減する必要が生じた場合とは、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射開始が成層燃焼として噴射開始される場合に限る
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構成において、前記燃料噴射圧力調整支援手段は、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況となった場合に前記主燃料噴射弁における燃料噴射圧力の上昇を支援するために前記補助燃料噴射弁を開弁させて前記ベーパの排出を併せて行う
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１１記載の構成において、前記高圧燃料経路においてベーパが発生している状況とは、内燃機関の始動時である
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路において、前記高圧燃料ポンプによる供給側とは反対側から高圧燃料が供給されている
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。 - 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の構成において、前記補助燃料噴射弁は、前記高圧燃料経路の上部から高圧燃料が供給されている
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置。
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