特開 2023-183599 燃料供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183599

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】燃料供給装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 37/00 20060101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

F02M37/00 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097197

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄貴

(72)【発明者】

【氏名】土屋 富久

(57)【要約】

【課題】気筒でプレイグニッションが発生した際に、当該気筒内のガスが筒内噴射弁内に流入することを抑制できるようにすること。
【解決手段】内燃機関１０の制御装置６０は、筒内噴射弁１６への供給燃圧を調整するために調圧装置２３を制御する。制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、供給燃圧がベース燃圧で保持されるように調圧装置２３を制御する燃圧保持処理と、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合に、筒内噴射弁１６の燃料噴射後に供給燃圧がベース燃圧よりも高くなるように調圧装置２３を制御する燃圧増大処理とを実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備える内燃機関に設けられている燃料供給装置であって、
前記筒内噴射弁に供給する燃料の圧力である供給燃圧を調整する燃圧調整装置と、前記燃圧調整装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、前記供給燃圧がベース燃圧で保持されるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧保持処理と、
前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合に、前記筒内噴射弁の燃料噴射後に前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧増大処理と、を実行する
燃料供給装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に前記供給燃圧が減少しているように前記燃圧調整装置を制御する燃圧減少処理を実行する
請求項１に記載の燃料供給装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記燃圧減少処理において、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前までに前記供給燃圧が前記ベース燃圧まで減少しているように前記燃圧調整装置を制御する
請求項２に記載の燃料供給装置。

【請求項4】

前記内燃機関は複数の前記気筒を有するものであり、前記燃料供給装置は、前記複数の気筒に対応する複数の前記筒内噴射弁を備えており、
前記複数の気筒のうち、最もプレイグニッションが発生する確率の高い気筒に対応する前記筒内噴射弁を規定の筒内噴射弁としたとき、
前記制御装置は、前記燃圧増大処理において、前記規定の筒内噴射弁の燃料噴射後の前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御する
請求項１～請求項３のうち何れか一項に記載の燃料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気筒と気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備える内燃機関に設けられている燃料供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、水素を燃料とする内燃機関に適用される制御装置を開示している。内燃機関は複数の気筒を備えている。当該制御装置は、複数の気筒の何れかでプレイグニッションの発生を検知した場合、プレイグニッションの発生を検知した気筒内での燃料の燃焼速度を上昇させるための制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１３０４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

気筒内でプレイグニッションが発生すると、当該気筒の内圧が高くなる。そのため、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁を燃料噴射弁として備えた内燃機関では、気筒内でプレイグニッションが発生すると、当該気筒の内圧が高くなったことに起因して筒内噴射弁が開弁することがある。このように筒内噴射弁が開弁すると、気筒の内圧が高いため、当該気筒内のガスが筒内噴射弁内に流入してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための燃料供給装置は、気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備える内燃機関に設けられている。この燃料供給装置は、前記筒内噴射弁に供給する燃料の圧力である供給燃圧を調整する燃圧調整装置と、前記燃圧調整装置を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、前記供給燃圧がベース燃圧で保持されるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧保持処理と、前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合に、前記筒内噴射弁の燃料噴射後に前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御する燃圧増大処理と、を実行する。

【0006】

筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど、気筒の内圧が高くなっても筒内噴射弁が開弁しにくい。そこで、上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合には、筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧がベース燃圧よりも高くなる。これにより、気筒でプレイグニッションが発生して当該気筒の内圧が高くなっても筒内噴射弁が開弁されにくくなる。その結果、気筒でプレイグニッションが発生した際に、当該気筒内のガスが筒内噴射弁内に流入することを抑制できるようになる。

【0007】

上記燃料供給装置の一例において、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態が前記所定の運転状態である場合、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に前記供給燃圧が減少しているように前記燃圧調整装置を制御する燃圧減少処理を実行する。

【0008】

供給燃圧が高すぎると、筒内噴射弁の燃料噴射量を微調整しにくくなる。この点、上記燃料供給装置では、筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に供給燃圧が減少される。そのため、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合に筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性が低下することを抑制できる。

【0009】

上記燃料供給装置の一例において、前記制御装置は、前記燃圧減少処理において、前記筒内噴射弁の燃料噴射の開始前までに前記供給燃圧が前記ベース燃圧まで減少しているように前記燃圧調整装置を制御する。

【0010】

上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合、供給燃圧がベース燃圧まで減少されてから筒内噴射弁の燃料噴射が開始される。そのため、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性を、内燃機関の運転状態が所定の運転状態ではない場合と同程度の水準にできる。

【0011】

前記内燃機関が複数の前記気筒を有するものであるとき、上記燃料供給装置の一例は、前記複数の気筒に対応する複数の前記筒内噴射弁を備えている。そして、前記複数の気筒のうち、最もプレイグニッションが発生する確率の高い気筒に対応する前記筒内噴射弁を規定の筒内噴射弁としたとき、前記制御装置は、前記燃圧増大処理において、前記規定の筒内噴射弁の燃料噴射後の前記供給燃圧が前記ベース燃圧よりも高くなるように前記燃圧調整装置を制御することが好ましい。

【0012】

複数の気筒を有する内燃機関では、プレイグニッションの発生確率が気筒毎に異なる。そこで、上記燃料供給装置では、内燃機関の運転状態が所定の運転状態である場合には、複数の気筒のうち、プレイグニッションが最も発生する確率の高い気筒に対応する筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧がベース燃圧よりも高くなるようにした。これにより、当該筒内噴射弁内に気筒内のガスが流入することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１実施形態の燃料供給装置を備える内燃機関システムの概略を示す構成図である。

【図2】図２は、同内燃機関システムが備える筒内噴射弁を示す断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の燃料供給装置において、制御装置が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１実施形態の燃料供給装置における作用を説明するためのタイミングチャートである。

【図5】図５は、第２実施形態の燃料供給装置において、制御装置が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、燃料供給装置の第１実施形態を図１～図４に従って説明する。
図１は、本実施形態の燃料供給装置を備える車載の内燃機関システムを図示している。内燃機関システムは、内燃機関１０と、内燃機関１０の状態を検出する検出系と、内燃機関１０を制御する制御装置６０とを備えている。

【0015】

＜内燃機関＞
内燃機関１０は、水素ガスを燃料とする内燃機関である。内燃機関１０は、複数の気筒１１と、クランク軸１２と、吸気通路１３と、スロットルバルブ１４と、排気通路１５とを備えている。図１に示す本例では、内燃機関１０は４つの気筒１１を備えている。本明細書では、４つの気筒を総称して説明するときにはこれらを「気筒１１」とし、これらを区別して説明するときには気筒＃１、気筒＃２、気筒＃３及び気筒＃４とする。

【0016】

吸気通路１３は、複数の気筒１１内に導入する空気が流れる通路である。スロットルバルブ１４は吸気通路１３に設置されている。スロットルバルブ１４の開度であるスロットル開度を調整することにより、吸気通路１３を流れる空気の量である吸入空気量が調整される。

【0017】

内燃機関１０は、複数の筒内噴射弁１６と複数の点火装置１７とを備えている。１つの気筒１１に対して１つの筒内噴射弁１６と１つの点火装置１７とが設けられている。筒内噴射弁１６は、気筒１１内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。筒内噴射弁１６の構成については後述する。複数の気筒１１内では、空気と燃料とを含む混合気が点火装置１７の放電によって燃焼される。混合気の燃焼によって得た動力がクランク軸１２に伝達されることにより、クランク軸１２が回転する。複数の気筒１１内では混合気の燃焼によって排気が生成される。こうした排気は、複数の気筒１１内から排気通路１５に排出される。

【0018】

内燃機関１０は、燃料タンク２１と、燃料供給通路２２と、調圧装置２３、デリバリパイプ２４と、減圧機構２５とを備えている。燃料タンク２１、燃料供給通路２２、調圧装置２３、デリバリパイプ２４及び減圧機構２５は、内燃機関１０に設けられている「燃料供給装置」の一例を構成する。

【0019】

燃料タンク２１は、高圧の燃料を貯留している。燃料供給通路２２は、燃料タンク２１に貯留されている燃料をデリバリパイプ２４に供給する通路である。調圧装置２３は、燃料供給通路２２に設置されている。調圧装置２３は、制御装置６０による制御によって、燃料供給通路２２を流れる燃料の圧力を減圧するものである。そのため、燃料供給通路２２のうち、調圧装置２３よりもデリバリパイプ２４側の部分を流れる燃料の圧力は、燃料供給通路２２のうち、調圧装置２３よりも燃料タンク２１側の部分を流れる燃料の圧力よりも低い。

【0020】

デリバリパイプ２４には、複数の筒内噴射弁１６が接続されている。すなわち、デリバリパイプ２４は、複数の筒内噴射弁１６に供給する燃料を一時的に貯留する。以降の記載では、デリバリパイプ２４内の燃料の圧力を「供給燃圧」という。

【0021】

減圧機構２５は、デリバリパイプ２４の供給燃圧を減圧する機構である。減圧機構２５は、第１パージ通路２６と、第１パージバルブ２７と、貯留室２８と、第２パージ通路２９と、第２パージバルブ３０とを有している。

【0022】

第１パージ通路２６は、デリバリパイプ２４と貯留室２８とを繋ぐ通路である。第１パージバルブ２７は、電子制御式のバルブである。第１パージバルブ２７は第１パージ通路２６に設置されている。貯留室２８は、第１パージ通路２６から流入した燃料を一時的に貯留する。第１パージバルブ２７が閉弁している場合、第１パージ通路２６を介したデリバリパイプ２４から貯留室２８への燃料の流出が規制される。一方、第１パージバルブ２７が開弁している場合、第１パージ通路２６を介してデリバリパイプ２４から貯留室２８に燃料が流出される。

【0023】

第２パージ通路２９は、貯留室２８と吸気通路１３とを繋ぐ通路である。詳しくは、第２パージ通路２９は、吸気通路１３のうち、スロットルバルブ１４よりも下流の部分に接続されている。第２パージバルブ３０は、電子制御式のバルブである。第２パージバルブ３０は第２パージ通路２９に設置されている。第２パージバルブ３０が閉弁している場合、第２パージ通路２９を介して貯留室２８から吸気通路１３に燃料が供給されない。一方、第２パージバルブ３０が開弁している場合、第２パージ通路２９を介して貯留室２８から吸気通路１３に燃料が供給される。

【0024】

図２を参照し、筒内噴射弁１６の構成について説明する。
筒内噴射弁１６は、筒状のボディ４１と、シート部材４２と、ニードル４３と、閉弁スプリング４４と、電磁コイル４５とを有している。シート部材４２は、ボディ４１の先端部４１１に保持されている。シート部材４２には、燃料を気筒１１内に噴射する噴射口４６が形成されている。

【0025】

ニードル４３は、シート部材４２に接近する方向、及びシート部材４２から離間する方向に移動可能な状態でボディ４１内に収容されている。ニードル４３がシート部材４２の弁座に着座している場合、噴射口４６が閉塞される。このように噴射口４６が閉塞されている筒内噴射弁１６の状態を、「筒内噴射弁１６が閉弁している」という。一方、ニードル４３がシート部材４２の弁座から離間している場合、噴射口４６が開放される。このように噴射口４６が開放されている筒内噴射弁１６の状態を、「筒内噴射弁１６が開弁している」という。

【0026】

ボディ４１の内周面とニードル４３との間には、燃料が流れる内部燃料通路４７が形成されている。内部燃料通路４７は、デリバリパイプ２４と繋がっている。そのため、筒内噴射弁１６が開弁されると、内部燃料通路４７が噴射口４６と繋がる。このとき、内部燃料通路４７の圧力が気筒１１の内圧よりも高いと、燃料が噴射口４６から気筒１１内に噴射される。

【0027】

閉弁スプリング４４は、ニードル４３をシート部材４２に押し付ける方向にニードル４３を付勢している。電磁コイル４５に電流が流れると、ニードル４３をシート部材４２から離間させる方向の電磁力が発生する。そのため、電磁コイル４５に電流を流すことにより、閉弁スプリング４４の付勢力に抗してニードル４３がシート部材４２から離間する。これにより、筒内噴射弁１６が開弁する。一方、電磁コイル４５への通電を停止すると、閉弁スプリング４４の付勢力によってニードル４３がシート部材４２に押し付けられる。これにより、筒内噴射弁１６が閉弁する。

【0028】

＜検出系＞
図１に示すように、検出系は、検出結果に応じた信号を制御装置６０に出力する複数のセンサを備えている。検出系は、センサとして、クランク角センサ５１、エアフローメータ５２、油温センサ５３、水温センサ５４、吸気温センサ５５及び燃圧センサ５６を有している。

【0029】

クランク角センサ５１はクランク軸１２の回転角を検出する。クランク角センサ５１の検出値に基づいたクランク軸１２の回転速度を「機関回転数ＮＥ」という。エアフローメータ５２は吸入空気量を検出する。エアフローメータ５２の検出値に基づいた吸入空気量を「吸入空気量ＧＡ」という。油温センサ５３は、内燃機関１０内を循環するオイルの温度を検出する。油温センサ５３の検出値に基づいたオイルの温度を「油温ＴＰｏ」という。水温センサ５４は、内燃機関１０内を循環する冷却水の温度を検出する。水温センサ５４の検出値に基づいた冷却水の温度を「冷却水温ＴＰｗ」という。吸気温センサ５５は吸気通路１３のうちスロットルバルブ１４を通過した空気の温度を検出する。吸気温センサ５５の検出値に基づいた空気の温度を「吸気温ＴＰａ」という。燃圧センサ５６は供給燃圧を検出する。燃圧センサ５６の検出値に基づいた供給燃圧を「供給燃圧ＦＰ」という。

【0030】

＜制御装置＞
図１に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１及びメモリ６２を有している。メモリ６２には、ＣＰＵ６１によって実行される各種の制御プログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵ６１は、制御プログラムを実行することにより、複数のセンサからの信号に基づき、スロットルバルブ１４の開度、筒内噴射弁１６の燃料噴射量、及び点火装置１７の点火タイミングを制御する。また、制御装置６０は、燃料供給装置を構成する調圧装置２３、第１パージバルブ２７及び第２パージバルブ３０を制御する。すなわち、制御装置６０は、「燃料供給装置」の一例を構成する。

【0031】

＜供給燃圧を調整する制御＞
図３を参照し、供給燃圧ＦＰを調整する制御について説明する。図３は、当該制御の処理ルーチンを図示している。制御プログラムをＣＰＵ６１が実行することにより、制御装置６０が所定の制御サイクル毎に本処理ルーチンを実行する。

【0032】

本処理ルーチンにおいてステップＳ１１では、制御装置６０は、内燃機関１０の状態量として、機関回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、機関負荷率ＫＬ、油温ＴＰｏ、水温ＴＰｗ、吸気温ＴＰａ、供給燃圧ＦＰを取得する。

【0033】

ここで、機関負荷率ＫＬは、機関回転数ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて導出できる。機関負荷率ＫＬは、気筒１１内における空気充填率の指標値である。具体的には、機関負荷率ＫＬは、基準流入空気量に対する１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量の割合である。なお、基準流入空気量は、機関回転数ＮＥに応じて変わる。

【0034】

ステップＳ１３において、制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態であるか否かを判定する。内燃機関１０の運転状態とは、機関回転数ＮＥと機関負荷率ＫＬとで示す内燃機関１０の運転状態である。所定の運転状態とは、気筒１１内でプレイグニッションが発生しやすい状態であるか否かを判断するためのものである。所定の運転状態は、実験及びシミュレーションなどによって設定される。内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合は、気筒１１内でプレイグニッションが発生しやすいと見なす。内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態ではない場合は、気筒１１内でプレイグニッションが発生しにくいと見なす。

【0035】

所定の運転状態は、油温ＴＰｏ、水温ＴＰｗ及び吸気温ＴＰａによって可変する。これは、気筒１１内の温度が高いほどプレイグニッションの発生確率が高くなるためである。そのため、制御装置６０は、油温ＴＰｏ、水温ＴＰｗ及び吸気温ＴＰａを基に気筒１１内の温度が高いと推測した場合には、気筒１１内の温度が高くないと推測した場合と比較して内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態であると判定されやすくなるように、所定の運転状態を適宜変更する。

【0036】

制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態ではないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、処理をステップＳ１５に移行する。供給燃圧ＦＰの目標値を供給燃圧目標値ＦＰＴｒとしたとき、ステップＳ１５において、制御装置６０は供給燃圧目標値ＦＰＴｒとしてベース燃圧ＦＰｂを設定する。ベース燃圧ＦＰｂは、内燃機関１０の現時点の運転状態に応じた供給燃圧ＦＰである。そして、ステップＳ１７において、制御装置６０は、供給燃圧目標値ＦＰＴｒに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも低い場合、調圧装置２３を操作することにより、燃料供給通路２２を介してデリバリパイプ２４に供給される燃料の量を増大させる。これにより、供給燃圧ＦＰが増大される。一方、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも高い場合、調圧装置２３を操作することにより、燃料供給通路２２を介してデリバリパイプ２４に供給される燃料の量を減少させる。これにより、供給燃圧ＦＰの増大が制限される。すなわち、制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態ではない場合に、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂで保持されるように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップＳ１５及びＳ１７が、「燃圧保持処理」に対応する。その後、制御装置６０は本処理ルーチンを一旦終了する。

【0037】

一方、ステップＳ１３において、制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態であると判定した場合（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９において、制御装置６０は、複数の筒内噴射弁１６のうち、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングであるか否かを判定する。

【0038】

ここで、気筒１１内でプレイグニッションが発生する確率は、気筒１１毎に異なる。例えば、複数の気筒１１のうち、内部温度が最も高くなりやすい気筒でプレイグニッションが発生しやすい。そこで、本実施形態では、内燃機関１０における冷却水の流路の形状、内燃機関１０を循環するオイルの流路の形状、及び車両のエンジンコンパートメント内における内燃機関１０の設置位置及び向きなどの諸元を基に、複数の気筒１１のうち、プレイグニッションが最も発生しやすいと想定される気筒が規定の気筒として設定されている。そして、複数の筒内噴射弁１６のうち、規定の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁１６が、規定の筒内噴射弁に設定されている。

【0039】

ステップＳ１９において、制御装置６０は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングであると判定した場合（ＹＥＳ）、処理をステップＳ２３に移行する。一方、制御装置６０は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が完了したタイミングではないと判定した場合（Ｓ１９：ＮＯ）、処理をステップＳ２１に移行する。

【0040】

ステップＳ２１において、制御装置６０は、以下の条件（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方が成立しているか否かを判定する。
（Ａ１）規定の気筒の行程が吸気行程であること。
（Ａ２）規定の筒内噴射弁が燃料噴射中であること。

【0041】

制御装置６０は、２つの条件（Ａ１）及び（Ａ２）の少なくとも一方が成立している場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２７に移行する。一方、制御装置６０は、２つの条件（Ａ１）及び（Ａ２）の何れもが成立していない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理をステップＳ２３に移行する。

【0042】

ステップＳ２３において、制御装置６０は、供給燃圧目標値ＦＰＴｒとして増大燃圧ＦＰｕｐを設定する。増大燃圧ＦＰｕｐは、ベース燃圧ＦＰｂよりも高い燃圧である。そして、ステップＳ２５において、制御装置６０は、供給燃圧目標値ＦＰＴｒに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも低い場合、調圧装置２３を操作することにより、燃料供給通路２２を介してデリバリパイプ２４に供給される燃料の量を増大させる。一方、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも高い場合、調圧装置２３を操作することにより、燃料供給通路２２を介してデリバリパイプ２４に供給される燃料の量を減少させる。すなわち、制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合に、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂよりも高くなるように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップＳ２３及びＳ２５が、「燃圧増大処理」に対応する。その後、制御装置６０は本処理ルーチンを一旦終了する。

【0043】

ここで、増大燃圧ＦＰｕｐについて説明する。増大燃圧ＦＰｕｐは、気筒１１内でプレイグニッションが発生して気筒１１の内圧が高くなっても、当該気筒１１に対応する筒内噴射弁１６が開弁しないようにするための燃圧である。増大燃圧ＦＰｕｐは、以下の関係式（式１）を満たすように設定されている。関係式（式１）において、「Ｆｓ」は、筒内噴射弁１６の閉弁スプリング４４がニードル４３に付与する付勢力である。「Ｐｈ」は、内部燃料通路４７の燃料圧力である。「Ｐｐ」は、プレイグニッションが発生した場合における気筒１１の内圧の想定値である。筒内噴射弁１６が閉弁している場合、閉弁スプリング４４の付勢力Ｆｓと内部燃料通路４７の燃料圧力Ｐｈとの和が内圧の想定値Ｐｐ以上である場合、気筒１１でプレイグニッションが発生しても筒内噴射弁１６が開弁されない。内部燃料通路４７の燃料圧力Ｐｈは、供給燃圧ＦＰとほぼ等しい。そこで例えば、内圧の想定値Ｐｐから付勢力Ｆｓを引いた値と所定のオフセット値αとの和が、増大燃圧ＦＰｕｐとして設定される。

【0044】

Ｆｓ＋Ｐｈ≧Ｐｐ ・・・（式１）
ステップＳ２７において、制御装置６０は、供給燃圧目標値ＦＰＴｒとしてベース燃圧ＦＰｂを設定する。そして、ステップＳ２９において、制御装置６０は、供給燃圧目標値ＦＰＴｒに基づいて燃圧調整装置を操作する。例えば、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも低い場合、調圧装置２３を操作することにより、燃料供給装置を介してデリバリパイプ２４に供給される燃料の量を増大させる。これにより、供給燃圧ＦＰが増大される。一方、制御装置６０は、供給燃圧ＦＰが供給燃圧目標値ＦＰＴｒよりも高い場合、第１パージバルブ２７を開弁させることにより、デリバリパイプ２４内の燃料を貯留室２８に流出させる。これにより、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂに向けて減少される。すなわち、制御装置６０は、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合、規定の筒内噴射弁の燃料噴射の開始前に供給燃圧ＦＰが減少しているように燃圧調整装置を制御する。具体的には、制御装置６０は、規定の筒内噴射弁の燃料噴射の開始前までに供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂまで減少しているように燃圧調整装置を制御する。したがって、ステップＳ２７及びＳ２９が、「燃圧減少処理」に対応する。その後、制御装置６０は本処理ルーチンを一旦終了する。

【0045】

＜本実施形態の作用＞
図４を参照し、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合の作用について説明する。図４の（Ａ）は規定の気筒の吸気バルブの開閉の推移を示し、図４の（Ｂ）は規定の筒内噴射弁の燃料噴射の時期を示し、図４の（Ｃ）は供給燃圧ＦＰの推移を示す。

【0046】

図４に示す例では、タイミングｔ１１で吸気バルブが開弁される。すなわち、規定の気筒で吸気行程が開始される。タイミングｔ１１では、供給燃圧目標値ＦＰＴｒとして増大燃圧ＦＰｕｐが設定されている。

【0047】

吸気行程中のタイミングｔ１２で、供給燃圧目標値ＦＰＴｒが、増大燃圧ＦＰｕｐからベース燃圧ＦＰｂに変更される。ベース燃圧ＦＰｂは増大燃圧ＦＰｕｐよりも低い。そのため、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂまで減少されるように、減圧機構２５が作動する。具体的には、第１パージバルブ２７が開弁されてデリバリパイプ２４内の燃料が貯留室２８に流出される。これにより、図４の（Ｃ）に二点鎖線で示すように供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂに向けて減少する。本例では、規定の筒内噴射弁の燃料噴射が開始されるタイミングｔ１３では、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂまで減少している。

【0048】

なお、貯留室２８に貯留された燃料は、第２パージバルブ３０を開弁させることにより、第２パージ通路２９を介して吸気通路１３に供給される。
規定の筒内噴射弁で燃料噴射が行われている期間では、供給燃圧目標値ＦＰＴｒがベース燃圧ＦＰｂで保持されている。そのため、当該期間では、供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂとなるように、デリバリパイプ２４の燃料の給排が調整される。

【0049】

タイミングｔ１４で規定の筒内噴射弁の燃料噴射が終了される。すると、供給燃圧目標値ＦＰＴｒがベース燃圧ＦＰｂから増大燃圧ＦＰｕｐに変更される。このように供給燃圧目標値ＦＰＴｒが増大されると、供給燃圧ＦＰもまた増大燃圧ＦＰｕｐに向けて増大される。すなわち、規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂよりも高くなる。

【0050】

＜本実施形態の効果＞
（１－１）内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合には、規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂよりも高くなる。これにより、規定の気筒でプレイグニッションが発生して規定の気筒の内圧が高くなっても規定の筒内噴射弁が開弁されにくくなる。その結果、規定の気筒でプレイグニッションが発生した際に、規定の気筒内のガスが規定の筒内噴射弁内に流入することを抑制できる。

【0051】

（１－２）規定の筒内噴射弁の燃料噴射後に供給燃圧ＦＰをベース燃圧ＦＰｂよりも高くしても、規定の筒内噴射弁の次回の燃料噴射の開始前には供給燃圧ＦＰがベース燃圧ＦＰｂまで減少している。そのため、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合に規定の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性が低下することを抑制できる。より詳しくは、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態である場合の規定の筒内噴射弁の燃料噴射量の制御性を、内燃機関１０の運転状態が所定の運転状態ではない場合と同程度の水準にできる。

【0052】

（第２実施形態）
燃料供給装置の第２実施形態を図５に従って説明する。なお、第２実施形態では、規定の気筒を推定するための処理ルーチンを実行する点が第１実施形態と異なっている。以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

【0053】

図５を参照し、規定の気筒の推定について説明する。図５は、規定の気筒を推定するための処理ルーチンを図示している。制御プログラムをＣＰＵ６１が実行することにより、制御装置６０が所定の制御サイクル毎に本処理ルーチンを実行する。

【0054】

本処理ルーチンにおいてステップＳ３１では、制御装置６０は、複数の気筒１１の何れかでプレイグニッションが発生したか否かを判定する。制御装置６０は、プレイグニッションを検知した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３３に移行する。一方、制御装置６０は、プレイグニッションを検知していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、本処理ルーチンを一旦終了する。

【0055】

ステップＳ３３において、制御装置６０は、複数の気筒１１の中から、プレイグニッションが発生した気筒を特定する。そして、制御装置６０は、プレイグニッションが発生した気筒１１のカウンタＣｎｔ（＃Ｎ）を１だけインクリメントする。例えば、プレイグニッションが発生した気筒１１が気筒＃１である場合、制御装置６０は、カウンタＣｎｔ（＃１）を１だけインクリメントする。このようにカウンタＣｎｔ（＃Ｎ）を更新すると、制御装置６０は処理をステップＳ３５に移行する。

【0056】

ステップＳ３５において、制御装置６０は、内燃機関１０でのプレイグニッションの発生回数の合計値ＣｎｔＡを１だけインクリメントする。すなわち、合計値ＣｎｔＡは、気筒＃１のカウンタＣｎｔ（＃１）と、気筒＃２のカウンタＣｎｔ（＃２）と、気筒＃３のカウンタＣｎｔ（＃３）と、気筒＃４のカウンタＣｎｔ（＃４）との和と等しい。このように合計値ＣｎｔＡを更新すると、制御装置６０は処理をステップＳ３７に移行する。

【0057】

ステップＳ３７において、制御装置６０は、発生回数の合計値ＣｎｔＡが判定値ＣｎｔＡｔｈ以上であるか否かを判定する。プレイグニッションの発生確率が最も高い気筒を特定するのに必要な値が、判定値ＣｎｔＡｔｈとして設定されている。例えば、判定値ＣｎｔＡｔｈとして、内燃機関１０の気筒数よりも大きい値が設定されている。制御装置６０は、合計値ＣｎｔＡが判定値ＣｎｔＡｔｈ以上である場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３９に移行する。一方、制御装置６０は、合計値ＣｎｔＡが判定値ＣｎｔＡｔｈ未満である場合（Ｓ３７：ＮＯ）、本処理ルーチンを一旦終了する。

【0058】

ステップＳ３９において、制御装置６０は、複数の気筒１１の中から、対応するカウンタＣｎｔ（＃Ｎ）が最も大きい気筒を選択する。そして、制御装置６０は、選択した気筒を規定の気筒に設定する。このように規定の気筒を設定すると、制御装置６０は本処理ルーチンを一旦終了する。

【0059】

なお、合計値ＣｎｔＡが判定値ＣｎｔＡｔｈ未満である場合、制御装置６０は、上記第１実施形態で説明したように、内燃機関１０の諸元から最もプレイグニッションが発生しやすいと想定される気筒を規定の規定に設定する。

【0060】

＜本実施形態の効果＞
本実施形態では、上記第１実施形態の効果（１－１）及び（１－２）と同等の効果に加え、以下の効果をさらに得ることができる。

【0061】

（２－１）同じ型式の内燃機関１０であっても、最もプレイグニッションが発生しやすい気筒が機種毎に異なる可能性がある。そこで、本実施形態では、内燃機関１０が運転されている場合、実際にプレイグニッションが発生した気筒１１を特定することにより、プレイグニッションが最も発生しやすい気筒を把握するようにしている。これにより、最も発生しやすい気筒で実際にプレイグニッションが発生した場合に、当該気筒に対応する筒内噴射弁１６が開弁されてしまい、気筒内のガスが筒内噴射弁１６内に流入することを抑制できる。

【0062】

（変更例）
上記複数の実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記複数の実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0063】

・燃圧減少処理では、供給燃圧ＦＰを増大燃圧ＦＰｕｐよりも低くできるのであれば、供給燃圧目標値ＦＰＴｒとして、ベース燃圧ＦＰｂとは異なる燃圧を設定してもよい。例えば、増大燃圧ＦＰｕｐとベース燃圧ＦＰｂとの間の燃圧を供給燃圧目標値ＦＰＴｒとして設定してもよい。

【0064】

・燃圧減少処理の実行は必須ではない。
・燃圧増大処理では、供給燃圧ＦＰをベース燃圧ＦＰｂよりも高くできるのであれば、上記関係式（式１）を満たすように供給燃圧目標値ＦＰＴｒを設定することは必須ではない。

【0065】

・内燃機関の気筒数は４つでなくてもよい。例えば、内燃機関の気筒数は、１つでもよいし、３つでもよいし、５つ以上であってもよい。
・燃料供給装置が筒内噴射弁１６に供給する燃料は、水素ガス以外の気体燃料であってもよい。

【0066】

・燃料供給装置が筒内噴射弁１６に供給する燃料は、気体燃料でなくてもよい。
・制御装置６０は、ＣＰＵとＲＯＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、制御装置６０は、以下（ａ）～（ｃ）の何れかの構成であればよい。

【0067】

（ａ）制御装置６０は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。

【0068】

（ｂ）制御装置６０は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ又はＦＰＧＡを挙げることができる。なお、ＡＳＩＣは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、ＦＰＧＡは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。

【0069】

（ｃ）制御装置６０は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。

【符号の説明】

【0070】

１０…内燃機関
１１，＃１～＃４…気筒
１６…筒内噴射弁
２１…燃料タンク
２２…燃料供給通路
２３…調圧装置
２５…減圧機構
６０…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】