JP4089355B2

JP4089355B2 - 内燃機関の燃料供給装置

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Publication number: JP4089355B2
Application number: JP2002252529A
Authority: JP
Inventors: 正直井戸側; 宏尚岸; 洋充瀬尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004092447A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、特に内燃機関の始動時に燃料圧力を効率的に昇圧させる燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式の内燃機関は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（以下、インジェクタという）を備え、燃費および出力特性上のメリットから今後さらなる普及が期待されている。この形式の内燃機関の燃料供給装置では燃料を細かな霧状にするために、インジェクタから噴射する燃料に高い圧力が要求される。噴射燃料を微粒化することにより、良好な燃焼状態を実現し、排気エミッションの悪化を抑制することができる。噴射燃料の高圧化を実現するために、燃料タンク内の燃料は、電動式の低圧燃料ポンプにより汲み上げられた後、機械式の高圧燃料ポンプにより加圧され、デリバリパイプ内へ圧送される。高圧燃料ポンプは、内燃機関のクランクシャフトの回転により駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような燃料供給装置において、内燃機関のクランキング状態では高圧燃料ポンプの回転速度が遅く、ポンプ効率が悪いため、デリバリパイプ内の燃料圧力を速やかに昇圧することができない。特に始動前のデリバリパイプ内にはベーパ、すなわち気泡が発生していることが多く、始動直後は高圧燃料ポンプによる昇圧能力がベーパを潰すことに費やされ、燃料自体の昇圧効率が低くなる。
【０００４】
この問題を解決するために、発明協会公開技報２００１−５４９７には、クランキングの開始に先立ち低圧燃料ポンプの駆動を開始することによって始動時にデリバリパイプ内の燃料圧力を速やかに昇圧する行程（以下「予備昇圧行程」という）の導入が開示されている。この予備昇圧行程によれば、クランキング開始前に低圧燃料ポンプの昇圧機能によりデリバリパイプ内のベーパを潰すため、始動時の昇圧効率を高めることが可能となる。
【０００５】
高い昇圧効率を得るためには、低圧燃料ポンプにより燃料をフィード圧まで昇圧して、ベーパを十分に潰しておくことが好ましい。そのためには、クランキング開始までの低圧燃料ポンプの駆動時間（以下、「予備昇圧時間」という）を十分に確保する必要がある。
【０００６】
しかしながら、予備昇圧時間を必要以上に確保すると、操作者、例えば車のドライバは、クランキング開始の遅れに伴う違和感を覚える。例えばイグニションスイッチをオンにする始動操作をトリガとして低圧燃料ポンプを駆動する場合、設定された予備昇圧時間が長ければ、操作者はその間、クランキングの開始を待たなければならない。一方、予備昇圧時間が必要な時間よりも短ければ、ベーパを十分に潰すことができないため、始動時の昇圧効率を十分に高めることができない。デリバリパイプ内のベーパ発生量は使用燃料のベーパ発生率や気温等に応じて変化し、それに伴い必要な予備昇圧時間も変化するため、予備昇圧時間を最適値に固定することは難しい。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の始動時に速やかにデリバリパイプ内の燃料を昇圧する燃料供給装置を提供することにある。また本発明の目的は、クランキング開始前の予備昇圧時間を適切に設定する燃料供給装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明の一つの態様は、燃料タンク内の燃料を電動式の低圧燃料ポンプにより汲み上げ、低圧燃料ポンプにより汲み上げられた燃料を内燃機関によって駆動される機械式の高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料配管内へ圧送する構成を有し、内燃機関の始動操作が検知されたとき内燃機関のクランキングの開始に先立ち低圧燃料ポンプの駆動を開始し、低圧燃料ポンプにより汲み上げられた燃料を高圧燃料配管内に圧送する内燃機関の燃料供給装置に関する。この燃料供給装置は、高圧燃料配管内の燃料圧力を検出する検出手段と、低圧燃料ポンプの駆動開始から所定の予備昇圧時間が経過したことを条件として内燃機関のクランキングの開始を許可する制御手段とを備え、制御手段は、検出される燃料圧力に基づき、高圧燃料ポンプにより昇圧される高圧燃料配管内の燃料の昇圧速度を評価し、昇圧速度の評価結果に基づいて予備昇圧時間を変更することを特徴とする。
【０００９】
本態様の燃料供給装置によると、昇圧速度の評価結果から予備昇圧時間が十分であるか否かを判断し、適切な予備昇圧時間の設定が可能となる。これにより、高圧燃料配管の燃料圧力を速やかに高めて噴射燃料の微粒化を促進し、排気エミッションの悪化を抑止することができる。また、クランキング開始が過度に遅れることを抑止するため、操作者に違和感を生じさせない。
【００１０】
制御手段は、予備昇圧時間の変更を内燃機関の次回以降の始動時に反映する。これにより、次回以降の始動時の燃料圧力を効率的に昇圧することができる。なお、通常、制御手段は今回の昇圧速度の評価結果に基づいて次回の予備昇圧時間を変更するが、例えば次回始動時における燃料残圧が十分に高く、予備昇圧を行う必要がない場合は、その次の始動時における予備昇圧時間を変更する。
【００１１】
制御手段は、昇圧速度が高圧燃料ポンプによる標準昇圧速度の範囲を下回れば予備昇圧時間を延長し、標準昇圧速度の範囲を上回れば予備昇圧時間を短縮して、最適な予備昇圧時間を適宜設定することが好ましい。制御手段は、内燃機関のクランキングが所定回数行われた後の高圧燃料配管内の燃料圧力の絶対値をもとに、昇圧速度を評価してもよい。また制御手段は、クランキング開始直後の昇圧量とそれ以降のクランキングによる昇圧量との相対比をもとに、昇圧速度を評価してもよい。昇圧量の相対比を利用することにより、ポンプの個体バラツキを吸収し、適切な予備昇圧時間を設定することが可能となる。また制御手段は、予め定められた範囲内で予備昇圧時間を変更してもよい。
以上の各構成を方法またはプログラムとして表現したものも、本発明として有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料供給装置４０を備えた内燃機関１の概略を示す。内燃機関１はさらに機関本体１５を備える。この実施の形態において機関本体１５は第１気筒１６ａ、第２気筒１６ｂ、第３気筒１６ｃおよび第４気筒１６ｄ（以下、適宜「気筒１６」と総称する）を有するが、これは本発明を限定するものではない。燃料供給装置４０は、低圧燃料ポンプ３により汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプ９により加圧してデリバリパイプ１３内に圧送し、高圧燃料を第１インジェクタ１４ａ、第２インジェクタ１４ｂ、第３インジェクタ１４ｃおよび第４インジェクタ１４ｄ（以下、適宜「インジェクタ１４」と総称する）からそれぞれ対応する気筒１６内に直接噴射する。高圧燃料ポンプ９による圧送タイミングやインジェクタ１４による噴射タイミングなどは、電子制御装置（以下、ＥＣＵと表記する）３０により制御される。以降、低圧燃料ポンプ３から高圧燃料ポンプ９までの燃料経路を「低圧燃料配管」と、高圧燃料ポンプ９からインジェクタ１４までの燃料経路を「高圧燃料配管」と呼ぶ。
【００１３】
ユーザによりイグニションスイッチ２０がオンされると、ＥＣＵ３０が内燃機関１の始動操作を検知し、まず低圧燃料ポンプ３に駆動指示を出す。イグニションスイッチ２０はキー差込タイプ、ユーザが携帯する無線認証タイプなど、その形式は問わない。低圧燃料ポンプ３はバッテリにより駆動される電動式で、燃料タンク２内の燃料を汲み上げ、その吐出ポートから低圧燃料配管にフィードする。この吐出ポートはプレッシャレギュレータ４に接続されており、汲み上げられた燃料の圧力は、このプレッシャレギュレータ４により所定のフィード圧に調整される。燃料圧力がフィード圧を超えると、プレッシャレギュレータ４は低圧燃料ポンプ３からフィードされた燃料を燃料タンク２に還流することにより、低圧燃料配管中の燃料圧力を一定に保つ。フィード圧は例えば０．４ＭＰａに設定されている。フィルタ５は燃料から異物を除去し、パルセーションダンパ６は燃料脈動を低減する。汲み上げられた燃料は、低圧燃料配管である吸入管７を通って高圧燃料ポンプ９に供給される。
【００１４】
高圧燃料ポンプ９は機械式で、電磁弁８の制御を通じて高圧燃料配管であるデリバリパイプ１３内の燃料圧力を例えば１２ＭＰａの目標圧力に昇圧する。高圧燃料ポンプ９による１回の昇圧量は例えば２ＭＰａである。高圧燃料ポンプ９のプランジャ９ａは、カムシャフト１０に設けられたポンプカム１０ａの回転に同期してポンプのシリンダ内を摺動する。ポンプ室９ｂの容積はプランジャ９ａの動きにより変化する。プランジャ９ａはバネ９ｃによりポンプ室９ｂの容積を増やす方向に付勢されている。高圧燃料ポンプ９による燃料の吐出行程においては、ポンプカム１０ａがプランジャ９ａをポンプ室９ｂの容積を減らす方向に摺動させ、燃料の吸入行程においては、逆にポンプ室９ｂの容積を増やす方向にバネ９ｃがプランジャ９ａを摺動させる。高圧燃料ポンプ９は、ポンプカム１０ａが１回転する間に２回の吐出行程を行う。カムシャフト１０とクランクシャフトは減速ギア等を介して連結され、クランクシャフトが２回転すると、カムシャフト１０が１回転するように構成される。したがって、燃料の吐出は、４気筒のうち２気筒の燃料噴射が行われるたびに実行される。
【００１５】
電磁弁８は、ＥＣＵ３０からの開閉指示に基づき弁部品８ｃを駆動して、高圧燃料ポンプ９の吸入側開口部９ｄを開閉する。弁部品８ｃはバネ８ａにより吸入側開口部９ｄを開く方向に付勢されている。電磁弁８は、高圧燃料ポンプ９の吸入行程において電磁ソレノイド８ｂを消磁することによりバネ８ａの付勢力で開弁され、吐出行程において電磁ソレノイド８ｂを励磁することにより閉弁される。それにより、吸入行程中には、高圧燃料ポンプ９のポンプ室９ｂ内に低圧燃料ポンプ３から供給される燃料が吸入され、吐出行程中には、ポンプ室９ｂ内の燃料が加圧されて高圧燃料配管に圧送される。ポンプ室９ｂの吐出側開口部９ｅにはチェックバルブ１１が設けられており、燃料の流れをポンプ室９ｂから高圧燃料配管の方向に制限する。
【００１６】
高圧燃料配管において、加圧された燃料が、吐出管１２を介してデリバリパイプ１３に供給される。デリバリパイプ１３は、１回の燃料噴射によってその燃料圧力が急降下しないよう十分な容積を有し、かつその降圧分が高圧燃料ポンプ９の１回の吐出量で補えるよう配慮されている。燃圧センサ１７は高圧燃料配管内の燃料圧力、具体的にはデリバリパイプ１３内の燃料圧力を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０に伝達する。一般に燃圧センサ１７は、コスト低減の観点から高圧測定用にレンジ設定されており、低圧側の例えば０．１ＭＰａオーダの圧力については良好なセンシング能力を有しない。燃料圧力の検出結果が所定値を超えると、ＥＣＵ３０はインジェクタ１４に対して噴射指示を出す。
【００１７】
インジェクタ１４は、ＥＣＵ３０からの噴射指示を受け、所期のタイミングで必要量の燃料を噴射する。気筒１６には点火機構が設けられ、ＥＣＵ３０からの指示に基づいて駆動される。ＥＣＵ３０はデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標圧力となるように電磁弁８をフィードバック制御する。また、冷却水の温度を検出する温度センサ２１が設けられ、その検出結果はＥＣＵ３０に伝達される。なお、見やすさのため、図中ＥＣＵ３０からインジェクタ１４への制御を示す破線を一部省略している。
【００１８】
戻し管１９にはリリーフバルブ１８が設けられる。リリーフバルブ１８は、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が例えば１５ＭＰａを超えると開弁して燃料を燃料タンク２に戻し、デリバリパイプ１３内の燃料圧力の高圧側リミッタとして作用する。
【００１９】
本実施の形態における燃料供給装置４０は、機関本体１５によるクランキング開始前に、低圧燃料ポンプ３を設定された予備昇圧時間だけ駆動し、デリバリパイプ１３内の燃料を予め昇圧してベーパを潰しておく。ＥＣＵ３０は、前回以前の始動時における昇圧速度の評価結果をもとに予備昇圧時間を設定する。この設定は、評価結果を得たとき、つまり前回以前の内燃機関の駆動時に行ってもよく、また今回の始動時に行ってもよい。予備昇圧時間は、前回以前の予備昇圧時間を延長または短縮して、最適となるように設定されることが好ましい。最適な予備昇圧時間だけ予備昇圧行程を行うことにより、高圧燃料ポンプ９による昇圧効率を高め、また短期間で予備昇圧行程を終了することができる。
【００２０】
図２は、本実施の形態に係る燃料供給装置４０による予備昇圧制御ルーチンのフローチャートを示す。この制御ルーチンにおける判定動作は、ＥＣＵ３０により行われる。
【００２１】
まず、ユーザによりイグニションスイッチ２０がオンされる（Ｓ１０）と、燃圧センサ１７がデリバリパイプ１３内の燃料残圧を検出し、検出結果をＥＣＵ３０に伝達する。ＥＣＵ３０は、この残圧を所定の圧力Ｐ_Uと比較する（Ｓ１２）。Ｐ_Uはインジェクタ１４が燃料噴射するのに十分高い圧力であり、例えば８ＭＰａ程度に設定される。
【００２２】
残圧が８ＭＰａ以上ある場合には（Ｓ１２のＮ）、低圧燃料ポンプ３による予備昇圧行程だけでなく高圧燃料ポンプ９による昇圧行程も必要ないことを判定し、予備昇圧制御ルーチンを終了して燃料噴射を開始する。一方、残圧が８ＭＰａよりも小さい場合には（Ｓ１２のＹ）、この残圧を所定の圧力Ｐ_Lと比較する（Ｓ１４）。Ｓ１４では、残圧の観点から予備昇圧を行う必要があるか否かの判定を行う。
【００２３】
本実施の形態において、予備昇圧行程は、高圧燃料配管内の燃料圧力が０．４ＭＰａのフィード圧に到達したときに終了することが好ましいが、前述のとおり燃圧センサ１７は、そのオーダの圧力を正確に検知することができない。したがって、燃圧センサ１７の検出結果が０．４ＭＰａを示していたとしても、実際の燃料圧力はそれよりも低く、デリバリパイプ１３内に多くのベーパが残っている可能性もある。そのためＰ_Lは、燃圧センサ１７の検出誤差を吸収するように、例えば１ＭＰａ程度に設定される。
【００２４】
残圧が１ＭＰａ以上ある場合には（Ｓ１４のＮ）、予備昇圧の必要がないと判定し、予備昇圧制御ルーチンを終了して、高圧燃料ポンプ９による昇圧行程を開始する。一方、残圧が１ＭＰａよりも小さい場合には（Ｓ１４のＹ）、予備昇圧の必要があると判定する。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、温度センサ２１から供給される冷却水温度を所定の上限温度Ｔ₁と比較する（Ｓ１６）。冷却水温度は機関温度と相関を有する状態量であり、Ｔ₁は、例えば機関温度が常温付近であることを示す値に設定される。機関温度が常温よりも高ければ（Ｓ１６のＮ）、インジェクタ１４からの燃料噴射量が少なく、排気エミッションの悪化も抑制できるため、予備昇圧不要と判断して、予備昇圧制御ルーチンを終了する。Ｓ１２〜Ｓ１６までの条件を満足した場合、前回以前の昇圧行程時に検出された燃料圧力の昇圧速度をもとに、今回の予備昇圧時間を算出する（Ｓ１８）。
【００２６】
図３（ａ）は、内燃機関１の始動時に時間の経過とともに燃圧センサ１７により検出される燃料圧力の例を示す。時間ｔ₀で低圧燃料ポンプ３が起動され、予備昇圧行程が開始される。時間ｔ₁までの予備昇圧時間の間、ベーパを潰しながら燃料が加圧される。時間ｔ₁でクランキングが開始され、高圧燃料ポンプ９による昇圧行程が開始される。図３（ａ）の例では、予備昇圧時間が短く予備昇圧が不十分である場合を示す。この場合、クランキングの開始後においても燃料圧力は上昇し、高圧燃料ポンプ９が駆動される時間ｔ₂においてＰ₁まで上昇する。昇圧行程では、時間ｔ₂で１回目の昇圧がなされ、時間ｔ₃で２回目の昇圧がなされる。２回目の昇圧によると、燃料圧力がＰ₂からＰ₃まで上昇し、この上昇分は、高圧燃料ポンプ９の本来の昇圧量２ＭＰａに等しい。一方、１回目の昇圧においては、燃料圧力がＰ₁からＰ₂まで上昇するが、この上昇分は、高圧燃料ポンプ９による本来の昇圧量２ＭＰａよりも少ない。これは、予備昇圧時間が短く予備昇圧が不十分であったためにベーパがデリバリパイプ１３内に残存しており、高圧燃料ポンプ９の昇圧能力がベーパを潰すのに費やされたことに起因する。
【００２７】
前回の内燃機関１の始動時に図３（ａ）に示される燃料圧力の検出結果が得られた場合、ＥＣＵ３０は、燃料の昇圧速度を評価し、その評価結果に基づいて予備昇圧時間を変更する。昇圧速度は、例えば１回目の昇圧による昇圧量と２回目の昇圧による昇圧量を比較することによって評価される。例えば、以下の評価基準を設定する。
（昇圧量相対比）＝（１回目昇圧量）／（２回目昇圧量）
（ここで、１回目昇圧量＝Ｐ₂−Ｐ₁、２回目昇圧量＝Ｐ₃−Ｐ₂）
【００２８】
昇圧量相対比の値が１の近傍であれば、予備昇圧によりベーパが潰されて、高圧燃料ポンプ９による昇圧行程が１回目の昇圧から順調に行われていることが判定され、１よりも小さければ、１回目の昇圧による昇圧分の一部がベーパを潰すのに利用されたために、昇圧速度が遅いことを判定する。前述のとおり、燃圧センサ１７の低圧分解能は良好でなく、また通常、１回目の昇圧でのクランキングの回転速度が遅く、ポンプ自体の昇圧能力が比較的低いことから、昇圧速度の評価基準を例えば
０．７≦（昇圧量相対比）
と設定する。この評価基準値は１よりも小さい値であり、ポンプ特性などに応じて設定される。ＥＣＵ３０は、昇圧量相対比が０．７以上であれば、標準昇圧速度の範囲を上回るものとし、０．７より小さければ、標準昇圧速度の範囲を下回るものと判定する。ここで標準昇圧速度は、ベーパが十分に潰されたときの基準となる昇圧速度を意味する。また標準昇圧速度の範囲として、ここでは０．７という値を一点だけ設定したが、この範囲には当然幅をもたせてもよい。例えば、昇圧量相対比が０．７以上であり且つ０．９以下となる範囲を標準昇圧速度の範囲としてもよい。ＥＣＵ３０は、昇圧速度が標準昇圧速度の範囲を上回る場合には予備昇圧時間を短縮し、下回る場合には予備昇圧時間を延長する。標準昇圧速度の範囲に幅がある場合、その幅内に昇圧速度が含まれる場合には、予備昇圧時間を変更しなくてもよい。図３（ａ）の例においては、昇圧量相対比の値が約０．５程度であり、予備昇圧時間が十分でなかったと評価される。したがって、ＥＣＵ３０は、図３（ａ）に示す前回の昇圧結果から、後述する図３（ｂ）に示すように予備昇圧時間を延長して設定する。図３（ｂ）の昇圧結果は後述する。
【００２９】
図２に戻って、ＥＣＵ３０は、低圧燃料ポンプ３を駆動して予備昇圧行程を開始し（Ｓ２０）、設定した予備昇圧時間の経過後、内燃機関１のクランキングを開始して、高圧燃料ポンプ９による昇圧行程を行う。予備昇圧行程および昇圧行程による昇圧量は、昇圧速度を評価して次回始動時の予備昇圧時間に反映させるために、メモリ（図示せず）に記録する（Ｓ２２）。
【００３０】
以下、ＥＣＵ３０による予備昇圧時間設定の時系列的な流れを図３（ｂ）および（ｃ）を用いて説明する。図３（ｂ）は、図３（ａ）の昇圧結果を反映して予備昇圧時間を変更したときの昇圧結果を示し、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の昇圧結果を反映して予備昇圧時間を変更したときの昇圧結果を示す。説明の便宜上、図３（ａ）の昇圧結果を「第１回始動時昇圧結果」、図３（ｂ）の昇圧結果を「第２回始動時昇圧結果」と呼ぶ。
【００３１】
図３（ｂ）のごとく、ＥＣＵ３０は、第１回始動時昇圧結果をもとに予備昇圧時間をｔ₄からｔ₆の期間に延長する。すなわち（ｔ₁−ｔ₀）＜（ｔ₆−ｔ₄）の関係が成り立つ。この延長量は、昇圧量相対比の値に基づいて演算により求められてもよく、また所定範囲内に制限された値であってもよい。また、予備昇圧時間がとりうる上限値を予め設定しておいてもよい。予備昇圧時間の変更を認める範囲を予め定めておく場合には、燃圧センサ１７の検出誤差により生じる過剰な変更を抑止できる。図３（ｂ）の例では、燃料圧力は予備昇圧行程中の時間ｔ₅でＰ₄に到達し、その後、時間ｔ₆でクランキングが開始され、時間ｔ₇で高圧燃料ポンプ９による１回目の昇圧がなされるが、時間ｔ₇で高圧燃料ポンプ９が駆動されるまでの間、一定に保たれる。このＰ₄はフィード圧に相当し、Ｐ₄に昇圧された時点でデリバリパイプ１３内のベーパがほぼ完全に潰された状態となる。したがって、時間ｔ₇における１回目の昇圧による昇圧量（Ｐ₅−Ｐ₄）は、時間ｔ₈における２回目の昇圧による昇圧量（Ｐ₆−Ｐ₅）に等しくなり、ＥＣＵ３０は、この昇圧速度が標準昇圧速度の範囲を上回っていることを判定する。なお、Ｐ₄よりも低圧でベーパがほぼ完全に潰される状態も考えられるが、予備昇圧行程は燃料噴射開始圧力までの効率的な昇圧行程を補助するものであるから、燃料を低圧燃料ポンプ３の最高圧Ｐ₄まで昇圧させることは有効である。
【００３２】
図３（ｃ）のごとく、ＥＣＵ３０は、第２回始動時昇圧結果をもとに予備昇圧時間をｔ₉からｔ₁₀の期間に短縮する。すなわち（ｔ₁−ｔ₀）＜（ｔ₁₀−ｔ₉）＜（ｔ₆−ｔ₄）の関係が成り立つ。図３（ｂ）に示した予備昇圧時間は予備昇圧に十分であることが判定されたが、その時間は長すぎる可能性もある。予備昇圧時間が長すぎると操作者に違和感を与えるため、ＥＣＵ３０は予備昇圧時間を可能な限り短縮するように試行する。図３（ｃ）の例では、時間ｔ₁₁における１回目の昇圧による昇圧量（Ｐ₈−Ｐ₇）が、時間ｔ₁₂における２回目の昇圧による昇圧量（Ｐ₉−Ｐ₈）に等しく、またフィード圧が維持される時間もない。これにより、昇圧効率を高めながら、予備昇圧時間が不必要に長期化されることがなくなり、結果として最適な予備昇圧時間が設定されることとなる。
【００３３】
以上のように、ＥＣＵ３０は、内燃機関１の始動毎に予備昇圧時間を適宜設定することによって、最適な予備昇圧行程を実現できる。なお、上記した例では１回目と２回目の昇圧の昇圧量相対比により昇圧速度を評価したが、１回目と３回目以降の昇圧の昇圧量相対比を用いてもよい。また、高圧燃料ポンプ９によりクランキング所定回数分の昇圧を行った後、そのときの燃料圧力値の絶対値に基づいて、昇圧速度を評価してもよい。以下、その変形例の概要である。
【００３４】
図４は、内燃機関１の始動時に時間の経過とともに燃圧センサ１７により検出される燃料圧力の例を示す。所定の圧力Ｐ₁₀は標準昇圧速度の範囲を示し、予備昇圧行程によりベーパが十分に潰された状態から、所定回数、ここでは４回の昇圧により到達するべき値に設定されている。
【００３５】
この変形例では、予備昇圧行程によりベーパが十分に潰されていないときに、１回目の昇圧の昇圧量が本来の昇圧量よりも小さくなることを利用する。ＥＣＵ３０は、高圧燃料ポンプ９により４回の昇圧が行われたときの燃料圧力をＰ₁₀と比較する。図示されるように燃料圧力がＰ₁₀よりも低ければ、昇圧速度が標準昇圧速度の範囲を下回っていることを評価する。一方、燃料圧力がＰ₁₀よりも高ければ、昇圧速度が標準昇圧速度の範囲を上回っていることを評価する。
【００３６】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。実施の形態においては、内燃機関１の始動操作の検知をイグニションスイッチ２０のオンにより行うこととしたが、例えばイグニションキーの差込み、ドアのオープン、運転者の着席などの動作を検出することにより、始動操作を検知してもよい。すなわち、ある程度高い蓋然性をもって内燃機関の始動が指示または開始される状況を検知すれば足り、これらを含めて始動操作の検知と考えればよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によると、昇圧速度の評価に基づいて予備昇圧時間を適切に設定し、最適な予備昇圧行程を実現することができる。すなわち、可及的速やかにクランキングを開始し、さらに始動時の昇圧効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る燃料供給装置を備えた内燃機関の概略を示す図である。
【図２】実施の形態に係る燃料供給装置による予備昇圧制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、内燃機関の始動時に時間の経過とともに検出される燃料圧力の例を示す図である。
【図４】内燃機関の始動時に時間の経過とともに検出される燃料圧力の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・内燃機関、２・・・燃料タンク、３・・・低圧燃料ポンプ、９・・・高圧燃料ポンプ、１２・・・吐出管、１３・・・デリバリパイプ、１４・・・インジェクタ、１５・・・機関本体、１７・・・燃圧センサ、３０・・・ＥＣＵ、４０・・・燃料供給装置。

Claims

燃料タンク内の燃料を電動式の低圧燃料ポンプにより汲み上げ、前記低圧燃料ポンプにより汲み上げられた燃料を内燃機関によって駆動される機械式の高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料配管内へ圧送する構成を有し、前記内燃機関の始動操作が検知されたとき前記内燃機関のクランキングの開始に先立ち前記低圧燃料ポンプの駆動を開始し、前記低圧燃料ポンプにより汲み上げられた燃料を前記高圧燃料配管内に圧送する内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧燃料配管内の燃料圧力を検出する検出手段と、
前記低圧燃料ポンプの駆動開始から所定の予備昇圧時間が経過したことを条件として前記内燃機関のクランキングの開始を許可する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出される燃料圧力に基づき、前記高圧燃料ポンプにより昇圧される前記高圧燃料配管内の燃料の昇圧速度を評価し、前記昇圧速度の評価結果に基づいて前記予備昇圧時間を変更することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
前記制御手段は、前記予備昇圧時間の変更を前記内燃機関の次回以降の始動時に反映す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。
前記制御手段は、前記昇圧速度が前記高圧燃料ポンプによる標準昇圧速度の範囲を下回れば、前記予備昇圧時間を延長することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記制御手段は、前記昇圧速度が前記高圧燃料ポンプによる標準昇圧速度の範囲を上回れば、前記予備昇圧時間を短縮することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記制御手段は、前記内燃機関のクランキングが所定回数行われた後の前記高圧燃料配管内の燃料圧力の絶対値をもとに前記昇圧速度を評価することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記制御手段は、クランキング開始直後の昇圧量とそれ以降のクランキングによる昇圧量との相対比をもとに、前記昇圧速度を評価することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記予備昇圧時間の変更を認める範囲が予め定められ、前記制御手段はその範囲内で前記予備昇圧時間を変更することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。