JP4305459B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関する。
燃料タンクから低圧燃料ポンプで汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してデリバリパイプに圧送し、このデリバリパイプ内の燃料をインジェクタ（以下、燃料噴射弁と呼ぶこともある。）を介して燃焼室に供給する燃料供給装置において、内燃機関を停止させるときに高圧燃料ポンプは停止させ、インジェクタの噴射動作及び低圧燃料ポンプの動作は継続させてデリバリパイプ内の燃料の圧力を低下させ、内燃機関が停止している期間におけるインジェクタからの燃料の漏れを抑制する燃料供給装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
特開２００４−８４５６０号公報 特開平９−１５１８２７号公報
特許文献１の装置では、イグニッションキーがオフにされて内燃機関の停止信号が生じてからデリバリパイプ（以下、蓄圧室と呼ぶこともある。）内の圧力が低下するまでの間、燃焼室内への燃料噴射及びこの燃料の燃焼が継続されるので、イグニッションキーをオフにした後も内燃機関の運転が継続しているような違和感を運転者に与えるおそれがある。特許文献２には、内燃機関を停止させるときのデリバリパイプ内の圧力制御について開示されていない。
そこで、本発明は、内燃機関を停止させるときに運転者に違和感を与えることなく蓄圧室の圧力を低下させて燃料噴射弁からの燃料の漏れを抑制することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンクから燃料フィードポンプで汲み上げた燃料を加圧して蓄圧室に蓄え、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁から噴射する内燃機関の燃料供給装置において、前記蓄圧室と前記燃料タンクとを接続するリターン通路と、前記リターン通路に設けられ、前記蓄圧室と前記燃料タンクとを連通させる連通位置と前記蓄圧室と前記燃料タンクとの連通を遮断する遮断位置とに切り替え可能な制御弁と、前記内燃機関を停止させる所定の停止条件が成立した場合に前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させる動作制御手段と、を備え、前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立した場合、まず前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させ、その後前記制御弁を前記遮断位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
本発明の燃料供給装置によれば、内燃機関を停止させるときに制御弁を連通位置に切り替えるので、蓄圧室の燃料を燃料タンクに戻して蓄圧室の圧力を低下させることができる。そのため、内燃機関が停止している期間における燃料噴射弁からの燃料の漏れを抑制できる。また、蓄圧室の燃料を燃料タンクに戻して蓄圧室の圧力を低下させるので、所定の停止条件が成立した後速やかに内燃機関を停止できる。そのため、運転者に違和感を与えることがない。さらに燃料フィードポンプを動作させるので、蓄圧室など燃料供給装置のうち一般に内燃機関の機関本体の近くに配置される部分に燃料タンク内の冷えた燃料を供給し、これらの部分を冷却できる。そのため、蓄圧室内における燃料の気化を抑制して燃料ベーパの発生を抑制することができる。
また、本発明の燃料供給装置では、制御弁を連通位置に切り替えて燃料フィードポンプを動作させた後に、制御弁を遮断位置に切り替えて燃料フィードポンプを動作させるので、蓄圧室に確実に燃料を残した状態で内燃機関を停止させることができる。そのため、次回始動時に蓄圧室内の圧力を速やかに上昇させ、燃料噴射弁から速やかに燃料を噴射することができる。
本発明の燃料供給装置の一形態においては、前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させるときの前記燃料フィードポンプの吐出圧が、前記制御弁を前記遮断位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させるときの前記燃料フィードポンプの吐出圧よりも高くなるように前記燃料フィードポンプの吐出圧を変更する吐出圧変更手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この場合、制御弁が連通位置のときの燃料フィードポンプの吐出圧が高く設定されるので、燃料タンクから蓄圧室により多くの燃料を供給できる。そのため、蓄圧室など燃料供給装置のうち機関本体の近くに配置された部分の冷却を促進させ、燃料ベーパの発生をさらに抑制できる。一方、制御弁が遮断位置のときは燃料フィードポンプの吐出圧が低く設定されるので、制御弁の遮断位置に切り替えてからの蓄圧室内の圧力の上昇を抑えることができる。そのため、燃料噴射弁からの燃料の漏れを抑制できる。
本発明の燃料供給装置の一形態においては、前記蓄圧室内の圧力を取得する圧力取得手段をさらに備え、前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立した場合、前記圧力取得手段により取得された圧力に基づいて前記制御弁の動作を制御してもよい（請求項３）。この場合、内燃機関が停止している期間の蓄圧室内の圧力を次回始動時に速やかに上昇させることが可能な圧力に適切に調整できる。
この形態において、前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立し、かつ前記圧力取得手段により取得された圧力が前記内燃機関の始動性を考慮して設定された所定の判定圧力よりも高い場合に前記制御弁を前記連通位置に切り替え、前記圧力取得手段により取得された圧力が前記所定の判定圧力以下の場合に前記制御弁を前記遮断位置に切り替えてもよい（請求項４）。このように制御弁を動作させることにより、内燃機関が停止している期間の蓄圧室内の圧力を所定の判定圧力に調整できる。そのため、次回の始動時に速やかに燃料噴射弁から燃料を噴射させることができる。
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記動作制御手段は、前記内燃機関を始動させる所定の始動条件が成立した場合、前記所定の始動条件が成立してから前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が行われるまでの間に前記制御弁を前記連通位置に切り替えるとともに前記燃料フィードポンプを動作させる燃料循環期間を設けてもよい（請求項５）。この場合、内燃機関の始動時に蓄圧室内の燃料ベーパを排出することができるので、蓄圧室内の圧力を速やかに上昇させることができる。また、蓄圧室に燃料噴射弁から噴射させる燃料を速やかに確保できるので、速やかに内燃機関を始動できる。制御弁を連通位置に切り替えた状態で燃料フィードポンプを動作させるので、燃料噴射弁からの燃料の漏れを抑制して排気エミッションの悪化を防止できる。
以上に説明したように、本発明によれば、内燃機関を停止させるときに制御弁を連通位置に切り替え、蓄圧室の燃料を燃料タンクに戻して蓄圧室の圧力を低下させるので、内燃機関が停止している期間の燃料噴射弁からの燃料の漏れを抑制できる。また、蓄圧室の燃料を燃料タンクに戻すことによって蓄圧室の燃料を低下させるので、所定の停止条件が成立した後速やかに内燃機関を停止させ、運転者に違和感を与えることがない。さらに、制御弁を連通位置に切り替えた状態で燃料フィードポンプを動作させるので、燃料タンク内の冷えた燃料によって蓄圧室など燃料供給装置のうち内燃機関の機関本体の近くに配置される部分の冷却を促進できる。そのため、蓄圧室内における燃料ベーパの発生を抑制できる。
図１は、本発明の燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の一形態を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１は、車両に走行用動力源として搭載され、複数（図１では４つ）の気筒２が設けられる機関本体３と、各気筒２に接続される吸気通路４及び排気通路５と、排気浄化装置１０と、燃料供給装置３０（図４参照）とを備えている。
図２及び図３を参照して排気浄化装置１０について説明する。なお、図２及び図３の各矢印は排気の流れを示している。排気浄化装置１０は、排気通路５の一部を形成するケーシング１１を備えている。ケーシング１１は、ケーシング１１の中央部分に形成される第１の通路１２と、第１の通路１２の外周に形成される第２の通路１３と、ケーシング１１内の排気の流れを切り替える切替弁１４とを備えている。第１の通路１２には三元触媒などの排気浄化触媒１５が設けられ、第２の通路１３には炭化水素吸着剤（以下、ＨＣ吸着剤と呼ぶこともある。）１６が設けられている。ＨＣ吸着剤１６は、低温時に炭化水素（以下、ＨＣと呼ぶこともある。）を吸着し、所定温度以上の高温時にＨＣを放出する周知のものである。切替弁１４は、図２に示したように排気が第２の通路１３、第１の通路１２の順に通過するように排気の流れを制限する閉弁位置と、図３に示したように排気が第１の通路１２及び第２の通路１３のそれぞれに導かれる開弁位置との間で駆動される。切替弁１４が閉弁位置にある場合、排気はＨＣ吸着剤１６を通過した後に排気浄化触媒１５に導かれて浄化される。一方、切替弁１４が開弁位置にある場合、第１の通路１２に導かれた排気は排気浄化触媒１５にて浄化され、第２の通路１３に導かれた排気はＨＣ吸着剤１６を通過した後、排気浄化触媒１５に導かれて浄化される。なお、図３に示したように切替弁１４が開弁位置にある場合、第２の通路１３に導かれた排気は切替弁１４が閉弁位置にあるときとは逆方向に流れる。
図１に示したように排気浄化装置１０は、切替弁１４を駆動するためのダイヤフラム機構１７を備えている。ダイヤフラム機構１７は、作動ロッド１８を介して切替弁１４と接続されており、その内部がダイヤフラム１７ａによって変圧室１７ｂと内部の圧力が大気圧に維持される大気圧室１７ｃとに区画されている。作動ロッド１８はダイヤフラム１７ａと連結されている。ダイヤフラム機構１７は、変圧室１７ｂの圧力が大気圧よりも低い圧力に調整された場合に切替弁１４を閉弁位置に切り替え、変圧室１７ｂの圧力が大気圧に調整された場合に切替弁１４を開弁位置に切り替える。変圧室１７ｂと吸気通路４とは負圧通路１９によって接続されており、負圧通路１９にはチェックバルブ２０及び三方弁２１が設けられている。チェックバルブ２０は、吸気通路４の圧力が変圧室１７ｂの圧力よりも低い場合に変圧室１７ｂから吸気通路４への空気の流れを許容する一方向弁である。三方弁２１は、変圧室１７ｂと吸気通路４とを連通させて変圧室１７ｂの圧力を低下させる減圧位置と、変圧室１７ｂと吸気通路４との連通を遮断するととも変圧室１７ｂの圧力を大気圧に調整するべく変圧室１７ｂに大気を導入する大気開放位置とに切り替えることができる。すなわち、三方弁２１の位置を切り替えることによって切替弁１４の位置を切り替えることができる。三方弁２１が減圧位置に切り替えられた場合は切替弁１４が閉弁位置に切り替えられ、三方弁２１が大気開放位置に切り替えられた場合は切替弁１４が開弁位置に切り替えられる。
また、図１に示したように排気浄化装置１０は、ケーシング１１よりも機関本体３側の排気通路５にスタート触媒７０を備えている。スタート触媒７０は、エンジン１の始動時などにおいて排気浄化触媒１５が活性化するまでの有害物質の排出防止を目的として設けられたものであり、プリ触媒又は前段触媒などとも呼ばれる。スタート触媒７０には、例えば三元触媒などが用いられ、その容量は排気浄化触媒１５の容量よりも小さく設定される。
次に図４を参照して燃料供給装置３０について説明する。燃料供給装置３０は、燃料タンク３１と、燃料フィードポンプとしての低圧燃料ポンプ３２と、燃料を加圧するための高圧燃料ポンプ３３と、蓄圧室としてのデリバリパイプ３４と、デリバリパイプ３４に接続される燃料噴射弁としてのインジェクタ３５とを備えている。なお、インジェクタ３５は、各気筒２にそれぞれ設けられ、気筒２内に加圧された燃料を供給する。すなわち、エンジン１は、気筒２内に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式エンジンである。低圧燃料ポンプ３２と高圧燃料ポンプ３３との間には、この区間の燃料の圧力を所定圧力以下に調整するためのプレッシャーレギュレータ３６、燃料を濾過するためのフューエルフィルタ３７、及び燃料脈動を低減するためのパルセーションダンパ３８が設けられている。燃料タンク３１の燃料は低圧燃料ポンプ３２によって汲み上げられ、その後高圧燃料ポンプ３３によって加圧されてデリバリパイプ３４に蓄えられる。デリバリパイプ３４に蓄えられた燃料はインジェクタ３５からエンジン１の気筒２内に噴射される。低圧燃料ポンプ３２の吐出圧は例えば０．３〜０．４ＭＰａに設定され、高圧燃料ポンプ３３の吐出圧は低圧燃料ポンプ３２の吐出圧と比べて高い圧力（例えば６〜１３ＭＰａ）に設定されている。低圧燃料ポンプ３２は不図示の電気モータを駆動源として作動する。そのため、電気モータの回転数などを制御することによって低圧燃料ポンプ３２の吐出圧を変化させることができる。デリバリパイプ３４には、デリバリパイプ３４内の圧力に対応した信号を出力する圧力取得手段としての燃圧センサ３９が設けられている。
図５及び図６を参照して高圧燃料ポンプ３３について説明する。図５及び図６に拡大して示したように、高圧燃料ポンプ３３は、ポンプシリンダ４０内をプランジャ４１が往復運動することによって燃料を送り出す、いわゆるプランジャポンプである。なお、図５はポンプシリンダ４０内に燃料を吸入するときの高圧燃料ポンプ３３の状態を示し、図６はポンプシリンダ４０内から燃料を送り出して燃料を加圧するときの高圧燃料ポンプ３３の状態を示している。高圧燃料ポンプ３３は、プランジャ４１を図５及び図６の下方に付勢するバネ４２と、このバネ４２に逆らってプランジャ４１を駆動するためのポンプ駆動カム４３と、ポンプシリンダ４０内に吸入される燃料量を調整するための電磁弁４４と、ポンプシリンダ４０から送り出した燃料の逆流を防止するためのチェックバルブ４５とを備えている。図４に示したようにポンプ駆動カム４３は、エンジン１のカム軸４６と一体に回転するようにカム軸４６に設けられている。すなわち、高圧燃料ポンプ３３は、エンジン１のカム軸４６によって駆動される。高圧燃料ポンプ３３は、図５に示したように電磁弁４４が開状態で、かつバネ４２によってプランジャ４１が図５の下方に駆動された場合にポンプシリンダ４０内に燃料を吸入し、図６に示したように電磁弁４４が閉状態で、かつポンプ駆動カム４３がプランジャ４１を図６の上方に押し上げた場合に燃料を送り出す。
図４に戻って燃料供給装置３０の説明を続ける。デリバリパイプ３４と燃料タンク３１とはリターン通路５０によって接続されており、リターン通路５０には制御弁としてリリーフ弁５１が設けられている。リリーフ弁５１は電磁弁であり、開状態においてデリバリパイプ３４と燃料タンク３１とを連通させ、閉状態においてデリバリパイプ３４と燃料タンク３１との連通を遮断する。すなわち、開状態が本発明の連通位置に対応し、閉状態が本発明の遮断位置に対応する。また、リリーフ弁５１よりも燃料タンク３１寄りのリターン通路５０には、高圧燃料ポンプ３３から燃料タンク３１に燃料を戻すためのポンプリターン通路５２が接続されている。
リリーフ弁５１及び低圧燃料ポンプ３２の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６０によってそれぞれ制御されている。ＥＣＵ６０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１が適切に運転されるように高圧燃料ポンプ３３の電磁弁４４、及びインジェクタ３５などの動作を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ６０は、例えばエンジン１の運転中にデリバリパイプ３４内の燃料の圧力を所定範囲内に制御するべく燃圧センサ３９の出力信号に基づいて電磁弁４４の動作を制御したり、燃圧センサ３９の出力信号に基づいてデリバリパイプ３４内の燃料の圧力が許容上限圧力を超えないようにリリーフ弁５１の動作を制御する。
また、ＥＣＵ６０は、排気浄化触媒１５の温度が活性温度よりも低い冷間始動時などに切替弁１４が閉弁位置に切り替わるように三方弁２１を減圧位置に切り替える。切替弁１４が閉弁位置にある場合は、排気がＨＣ吸着剤１６を通過してから排気浄化触媒１５に導かれるので、ＨＣ吸着剤１６にＨＣを吸着させることができる。そのため、不活性状態の排気浄化触媒１５へのＨＣの流入を防止し、排気エミッションの悪化を防止できる。なお、吸気通路４内の圧力が大気圧の場合、三方弁２１を減圧位置に切り替えても切替弁１４が閉弁位置に切り替わらない。そこで、このような場合は、吸気通路４の圧力が低下して切替弁１４が閉弁位置に切り替わるまで、ＥＣＵ６０は気筒２内で燃料が燃焼しないようにインジェクタ３５及び不図示の点火プラグの動作を禁止するとともに始動モータなどでエンジン１を空回しさせる。本発明では、このように始動時にインジェクタ３５などの動作を禁止させエンジン１を空回しさせる期間のことを遅延始動モードと呼ぶ。
図７は、ＥＣＵ６０が、エンジン１を停止させるときに燃料タンク３１とデリバリパイプ３４との間で燃料を循環させて燃料供給装置３０を冷却するために実行する停止時燃料系制御ルーチンを示している。図７の制御ルーチンは、ＥＣＵ６０の動作中に所定の周期で繰り返し実行される。
図７の制御ルーチンにおいてＥＣＵ６０は、まずステップＳ１１において燃料タンク３１とデリバリパイプ３４との間で燃料を循環させていることを示す燃料循環フラグがオンの状態か否か判断する。燃料循環フラグがオンの状態であると判断した場合はステップＳ１２をスキップしてステップＳ１４に処理を進める。一方、燃料循環フラグがオフの状態であると判断した場合はステップＳ１２に進み、ＥＣＵ３０はエンジン１の停止させるエンジン停止条件が成立したか否か判断する。エンジン停止条件は、例えば車速が０で、かつエンジン１が所定時間連続してアイドル運転された場合、イグニッションスイッチがオフの状態に切り替えられた場合などに成立する。エンジン停止条件が成立していないと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ６０はエンジン１を停止させるときにリリーフ弁５１を開状態から閉状態に切り替えてから低圧燃料ポンプ３２を動作させた時間を計時するためのカウンタＣに０を代入する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
エンジン停止条件が成立していると判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ６０は燃圧センサ３９の出力信号を参照してデリバリパイプ３４内の燃料圧力（燃圧）Ｐが所定の判定圧力Ｐ１よりも大きいか否か判断する。所定の判定圧力Ｐ１は、エンジン１の停止時に開状態にしたリリーフ弁５１を閉状態に切り替える時期を判断するための圧力であり、例えば２ＭＰａが設定される。また、判定圧力Ｐ１は、例えばデリバリパイプ３４内の燃圧Ｐがエンジン１の運転中に制御される所定範囲の下限値の圧力からこの判定圧力Ｐ１まで低下するまでの時間と、燃料タンク３１内の燃料を循環させることによって燃料供給装置３０を十分に冷却可能な時間とが同一になるように設定してもよい。
燃圧Ｐが判定圧力Ｐ１よりも大きいと判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ６０はリリーフ弁５１を開状態に切り替える。続くステップＳ１６においてＥＣＵ６０は低圧燃料ポンプ３２を起動する。すでに低圧燃料ポンプ３２が動作していた場合は低圧燃料ポンプ３２を動作させ続ける。この際、ＥＣＵ６０は低圧燃料ポンプ３２の吐出圧が調整可能な範囲内において高い圧力に設定されるように低圧燃料ポンプ３２の電気モータの回転数などを調整する。次のステップＳ１７においてＥＣＵ６０は、燃料循環フラグをオンの状態切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
燃圧Ｐが判定圧力Ｐ１以下と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ６０はリリーフ弁５１を閉状態に切り替える。続くステップＳ１９においてＥＣＵ６０は、低圧燃料ポンプ３２を起動する。すでに低圧燃料ポンプ３２が動作していた場合は低圧燃料ポンプ３２を動作させ続ける。この際、ＥＣＵ６０はデリバリパイプ３４内の圧力がエンジン１が停止している期間においてインジェクタ３５から気筒２内に燃料が漏れないような圧力以下に抑えられるように低圧燃料ポンプ３２の吐出圧を調整可能な範囲内において低い圧力に設定する。次ぎのステップＳ２０においてＥＣＵ６０は、カウンタＣをスタートさせる。なお、すでにカウンタＣによる計時が開始されていた場合はそのまま計時を継続する。その後ステップＳ２１においてＥＣＵ６０は、カウンタＣの値が所定の判定値Ｃ１よりも大きいか否か判断する。判定値Ｃ１には、例えばデリバリパイプ３４内の燃圧Ｐがデリバリパイプ３４内の燃料ベーパが潰れて減少し、かつ次回始動時にエンジン１を速やかに始動可能な圧力に上昇する時間が設定される。カウンタＣの値が判定値Ｃ１以下と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、カウンタＣの値が判定値Ｃ１よりも大きいと判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ６０は低圧燃料ポンプ３２を停止する。続くステップＳ２３においてＥＣＵ６０は燃料循環フラグをオフの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
図７の制御ルーチンでは、エンジン１を停止させるときにリリーフ弁５１を開状態に切り替えるので、デリバリパイプ３４内の燃圧を低下させることができる。そのため、エンジン１が停止している期間におけるインジェクタ３５から気筒２内への燃料の漏れを抑制できる。従って、始動時の排気エミッションの悪化を抑制したり、始動時の自着火を防止できる。また、この際、低圧燃料ポンプ３２を動作させるので、一般に機関本体３の近くに配置されるデリバリパイプ３４に燃料タンク３１内の冷えた燃料を供給してデリバリパイプ３４の冷却を促進できる。そのため、デリバリパイプ３４内における燃料の気化を抑制し、燃料ベーパの発生を抑制できる。燃料供給装置３０を冷却するための燃料の循環が終了した後は、リリーフ弁５１が閉状態に切り替えられてデリバリパイプ３４内に燃料が蓄えられるので、次回始動時にデリバリパイプ３４内の圧力を速やかに上昇させることができる。
リリーフ弁５１が開状態のときは低圧燃料ポンプ３２の吐出圧が調整可能な範囲内で高く設定されるので、デリバリパイプ３４に多くの燃料を供給して冷却を促進できる。一方、リリーフ弁５１が閉状態のときは低圧燃料ポンプ３２の吐出圧が調整可能な範囲内で低く設定されるので、デリバリパイプ３４内の圧力の上昇を抑制できる。そのため、インジェクタ３５から気筒２内の燃料の漏れを抑制できる。
ＥＣＵ６０によってリリーフ弁５１のデューティ制御が可能である場合は、ステップＳ１５の処理においてリリーフ弁５１をデューティ制御してもよい。この場合、例えばデリバリパイプ３４内の圧力を次回始動時に速やかにエンジン１を始動可能な圧力まで低下するようにリリーフ弁５１をデューティ制御する。
図７の制御ルーチンを実行してエンジン１を停止させるときにリリーフ弁５１及び低圧燃料ポンプ３２の動作を制御することのより、ＥＣＵ６０は本発明の動作制御手段として機能する。また、図７のステップＳ１６及びステップＳ１９の処理を実行して低圧燃料ポンプ３２の吐出圧を変更することにより、ＥＣＵ６０は本発明の吐出圧変更手段として機能する。
図８は、ＥＣＵ６０がエンジン１の始動時にリリーフ弁５１及び低圧燃料ポンプ３２の動作を制御するために実行する始動時燃料系制御ルーチンを示している。図８の制御ルーチンはＥＣＵ６０の起動時に実行されるルーチンの一つとして設定されるとともに、ＥＣＵ６０が起動した後はＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。
図８の制御ルーチンにおいてＥＣＵ６０は、まずステップＳ３１においてエンジン始動条件が成立したか否か判断する。エンジン始動条件は、例えばイグニッションスイッチがオンの状態に切り替えられた場合に成立する。また、エンジン１の運転中に所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１を停止させる、いわゆるアイドルストップ制御が適用されたエンジンでは、このアイドルストップ制御によってエンジン１を停止させているときに運転者によってアクセルペダル又はシフトギアが操作されるなど所定の再始動条件が成立した場合にもエンジン始動条件が成立したと判断してもよい。エンジン始動条件が成立していないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
一方、エンジン始動条件が成立したと判断した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ６０はエンジン１の始動時に遅延始動モードを行う必要があるか否か判断する。遅延始動モードを行うか否かは、例えば排気浄化触媒１４の温度に基づいて判断される。遅延始動モードは、不活性状態の排気浄化触媒１４へのＨＣの流入を防止するために実施するので、排気浄化触媒１４の温度が活性温度以上の場合は遅延始動モードを行う必要がないと判断する。遅延始動モードを行う必要がないと判断した場合はステップＳ３３に進み、エンジン１を始動モータなどでクランキングするとともにインジェクタ３５からの燃料噴射を辞しする通常始動モードでエンジン１を始動する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
遅延始動モードを行う必要があると判断した場合はステップＳ３４に進み、ＥＣＵ６０はリリーフ弁５１を開状態に切り替える。続くステップＳ３５においてＥＣＵ６０は低圧燃料ポンプ３２を起動する。すでに低圧燃料ポンプ３２が動作していた場合は低圧燃料ポンプ３２を動作させ続ける。次のステップＳ３６においてＥＣＵ６０は、遅延始動モードが終了したか否か判断する。遅延始動モードの終了は、例えば吸気通路４の圧力によって判断され、吸気通路４の圧力が切替弁１４を閉弁位置に切り替えることが可能な圧力まで低下し、切替弁１４が閉弁位置に切り替えられた場合に遅延始動モードが終了したと判断される。切替弁１４が閉弁位置に切り替えられた場合は、図２に示したようにケーシング１１内を排気が第２の通路１３、第１の通路１２の順に通過するので、インジェクタ３５から気筒２内への燃料噴射を開始しても、不活性状態の排気浄化触媒１４へのＨＣの流入を防止できる。そのため、吸気通路４の圧力が切替弁１４を閉弁位置に切り替えることが可能な圧力まで低下した場合に、遅延始動モードが終了したと判断される。遅延始動モードが継続して行われると判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、遅延始動モードが終了したと判断した場合はステップＳ３７に進み、ＥＣＵ６０はリリーフ弁５１を閉状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
図８の制御ルーチンでは、エンジン始動条件が成立してからインジェクタ３５から燃料の噴射が開始される前までの間、リリーフ弁５１を開状態に切り替えるとともに低圧燃料ポンプ３２を動作させるので、始動時にデリバリパイプ３４内の燃料ベーパを排出し、デリバリパイプ３４内の燃圧を速やかに上昇させることができる。そのため、速やかにエンジン１を始動できる。また、リリーフ弁５１を開状態に切り替えて低圧燃料ポンプ３２を動作させるので、デリバリパイプ３４内の燃圧の不要な上昇を防止できる。そのため、インジェクタ３５から気筒２内への燃料の漏れを防止し、排気エミッションの悪化を防止できる。なお、図８の制御ルーチンでは、ステップＳ３２が肯定判断されてからステップＳ３６が肯定判断されるまでの期間、リリーフ弁５１を開状態に切り替えるとともに低圧燃料ポンプ３２を動作させるので、この期間が本発明の燃料循環期間に相当する。
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明はディーゼルエンジンに適用してもよい。また、本発明は吸気ポートにインジェクタが設けられるいわゆるポート噴射式の内燃機関に適用してもよいし、吸気ポートと気筒の両方にインジェクタがそれぞれ設けられる内燃機関に適用してもよい。さらに、始動時に遅延始動モードを実施しない内燃機関に本発明を適用してもよい。
本発明の燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の一形態を示す図。 切替弁が閉弁位置にあるときのケーシングを示す図。 切替弁が開弁位置にあるときのケーシングを示す図。 図１の内燃機関に組み込まれた燃料供給装置を示す図。 ポンプシリンダ内に燃料を吸入するときの高圧燃料ポンプの状態を示す図。 ポンプシリンダ内から燃料を送り出して燃料を加圧するときの高圧燃料ポンプの状態を示す図。 ＥＣＵが実行する停止時燃料系制御ルーチンを示すフローチャート。 ＥＣＵが実行する始動時燃料系制御ルーチンを示すフローチャート。
符号の説明
１ 内燃機関
３０ 燃料供給装置
３１ 燃料タンク
３２ 低圧燃料ポンプ（燃料フィードポンプ）
３４ デリバリパイプ（蓄圧室）
３９ 燃圧センサ（圧力取得手段）
５０ リターン通路
５１ リリーフ弁（制御弁）
６０ エンジンコントロールユニット（動作制御手段、吐出圧変更手段）

Claims (5)

  1. 燃料タンクから燃料フィードポンプで汲み上げた燃料を加圧して蓄圧室に蓄え、前記蓄圧室に蓄えられた燃料を燃料噴射弁から噴射する内燃機関の燃料供給装置において、
    前記蓄圧室と前記燃料タンクとを接続するリターン通路と、前記リターン通路に設けられ、前記蓄圧室と前記燃料タンクとを連通させる連通位置と前記蓄圧室と前記燃料タンクとの連通を遮断する遮断位置とに切り替え可能な制御弁と、前記内燃機関を停止させる所定の停止条件が成立した場合に前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させる動作制御手段と、を備え、
    前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立した場合、まず前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させ、その後前記制御弁を前記遮断位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
  2. 前記制御弁を前記連通位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させるときの前記燃料フィードポンプの吐出圧が、前記制御弁を前記遮断位置に切り替えて前記燃料フィードポンプを動作させるときの前記燃料フィードポンプの吐出圧よりも高くなるように前記燃料フィードポンプの吐出圧を変更する吐出圧変更手段をさらに備えている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. 前記蓄圧室内の圧力を取得する圧力取得手段をさらに備え、
    前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立した場合、前記圧力取得手段により取得された圧力に基づいて前記制御弁の動作を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
  4. 前記動作制御手段は、前記所定の停止条件が成立し、かつ前記圧力取得手段により取得された圧力が前記内燃機関の始動性を考慮して設定された所定の判定圧力よりも高い場合に前記制御弁を前記連通位置に切り替え、前記圧力取得手段により取得された圧力が前記所定の判定圧力以下の場合に前記制御弁を前記遮断位置に切り替え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. 前記動作制御手段は、前記内燃機関を始動させる所定の始動条件が成立した場合、前記所定の始動条件が成立してから前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が行われるまでの間に前記制御弁を前記連通位置に切り替えるとともに前記燃料フィードポンプを動作させる燃料循環期間を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
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