JP6421767B2 - 燃料ポンプの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を加圧して吐出する燃料ポンプを制御する装置に関する。

従来、高圧燃料ポンプの作動音の低減を目的として、内燃機関の要求燃料量が少ないときに、所定期間における複数の高圧燃料ポンプの全体の作動回数を減少させるものがある（特許文献１参照）

特開２００２−２１３３２６号公報

ところで、高圧燃料ポンプにより上昇させる燃料の圧力（目標燃料圧力）を高くすると(例えば100MPa)、高圧燃料ポンプにおいて加圧室内の燃料の温度が過度に上昇して、燃料蒸気による気泡が発生することを本願発明者は見出した。特許文献１に記載のものは、燃料蒸気による気泡の発生を考慮しておらず、目標燃料圧力を高くした場合に、燃料ポンプにより燃料を適切に加圧して吐出することができなくなるおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、燃料蒸気による気泡発生を抑制することのできる燃料ポンプの制御装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

第１の手段は、加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、前記加圧室内の燃料の温度である加圧室温度を取得する加圧室温度取得部と、前記加圧室温度取得部により取得された前記加圧室温度が閾値よりも高い場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、燃料ポンプは、加圧室内の燃料を加圧部材により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する。加圧室内の燃料が加圧部材により加圧されると、加圧された燃料の温度が上昇する。そして、加圧室に吸入する燃料の温度が上昇することにより、燃料の蒸気圧が燃料に作用する圧力よりも上昇すると、燃料が沸騰して燃料蒸気による気泡が発生する。その結果、加圧室内を液体の燃料で満たすことができなくなる。

この点、加圧室温度取得部により加圧室内の燃料の温度である加圧室温度が取得される。そして、取得された加圧室温度が閾値よりも高い場合に、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が増加させられる。このため、１回の吐出動作により加圧室を流通する燃料量が増加し、流通する燃料による冷却効果が向上する。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

第２の手段は、加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量が閾値よりも少ない場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、吐出量設定部によって、保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が設定される。ここで、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が少ないと、１回の吐出動作により加圧室を流通する燃料量が少なくなるため、流通する燃料による冷却効果が低下する。そして、燃料の温度が上昇することにより、燃料の蒸気圧が燃料に作用する圧力よりも上昇すると、燃料が沸騰して燃料蒸気による気泡が発生する。

この点、設定された吐出量が閾値よりも少ない場合に、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が増加させられる。このため、１回の吐出動作により加圧室を流通する燃料量が増加し、流通する燃料による冷却効果が向上する。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

第３の手段は、加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、前記吐出量が閾値よりも少ない場合に、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量にかかわらず、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を所定量よりも多く設定する吐出量制御部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、設定された吐出量が閾値よりも少ない場合に、吐出量設定部により設定された吐出量にかかわらず、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が所定量よりも多く設定される。このため、１回の吐出動作により加圧室を流通する燃料量が多くなり、流通する燃料による冷却効果が向上する。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

第４の手段は、加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、前記保持圧力が閾値よりも高い場合に、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量にかかわらず、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を所定量よりも多く設定する吐出量制御部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、吐出量設定部によって、保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が設定される。ここで、保持圧力が高いと、加圧室内の燃料の圧力が高くなるため、加圧による燃料温度の上昇量が増加する。そして、燃料の温度が上昇することにより、燃料の蒸気圧が燃料に作用する圧力よりも上昇すると、燃料が沸騰して燃料蒸気による気泡が発生する。

この点、保持圧力が閾値よりも高い場合に、吐出量設定部により設定された吐出量にかかわらず、燃料ポンプの１回の吐出動作による燃料の吐出量が所定量よりも多く設定される。このため、１回の吐出動作により加圧室を流通する燃料量が多くなり、流通する燃料による冷却効果が向上する。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

燃料噴射装置を示す模式図。 図１の高圧燃料ポンプの断面図。 低レール圧時における供給温度、加圧室温度、温度上昇量の時間変化を示すグラフ。 高レール圧時における供給温度、加圧室温度、温度上昇量の時間変化を示すグラフ。 吐出量と、レール圧と、温度上昇量との関係を示すマップ。 吐出量増加前における吐出量、リーク量、噴射量等を示すタイムチャート。 吐出量増加後における吐出量、リーク量、噴射量等を示すタイムチャート。 燃料の温度と蒸気圧との関係を示すグラフ。 第１実施形態の燃料ポンプ制御の概要を示すブロック図。 ポンプ回転速度と温度上昇量との関係を示すグラフ。 図９の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャート。 高圧燃料ポンプの燃料吐出と、燃料噴射弁の噴射によるレール圧の変動を表す模式図。 レール圧とポンプ回転速度と必要最少吐出量Ｑｍｉｎとの関係を示す特性線図。 第２実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャート。 第３実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャート。 第４実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャート。

以下、４気筒のガソリンエンジン（内燃機関）の燃料噴射装置に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、燃料噴射装置１１０は、ガソリンエンジン１７０の気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の燃料噴射装置である。燃料噴射装置１１０は、低圧燃料ポンプ１２０、高圧燃料ポンプ１３０、デリバリパイプ１４０、燃料噴射弁１５０、ＥＣＵ１００等を備えている。

低圧燃料ポンプ１２０は、電動式のポンプであって、燃料タンク１６０の燃料を汲み上げ、高圧燃料ポンプ１３０に供給する。高圧燃料ポンプ１３０（燃料ポンプに相当）は、プランジャ１１と加圧室１８を備えたプランジャポンプである。高圧燃料ポンプ１３０は、低圧燃料ポンプ１２０から供給された燃料を加圧室１８にて加圧し、デリバリパイプ１４０に供給する。高圧燃料ポンプ１３０は、加圧室１８にて加圧された燃料の圧力が所定圧力以上となった場合に開弁し、デリバリパイプ１４０に高圧燃料を供給する吐出弁２０を備えている。

デリバリパイプ１４０（保持容器に相当）は、高圧燃料ポンプ１３０にて圧力が高められた燃料を蓄積する。すなわち、デリバリパイプ１４０は、高圧燃料ポンプ１３０により吐出された燃料を加圧状態で保持する。デリバリパイプ１４０には、エンジン１７０の各気筒に１つずつ設けられた燃料噴射弁１５０が接続されている。燃料噴射弁１５０は、各気筒に形成される燃焼室にデリバリパイプ１４０から供給される高圧燃料を噴射する。

次に、高圧燃料ポンプ１３０の構成を図２に基づいて詳細に説明する。高圧燃料ポンプ１３０は、シリンダ８０、ハウジングカバー９０、プランジャ１１、調量弁６０、吐出弁２０等を備えている。

シリンダ８０およびハウジングカバー９０は、ハウジングを構成している。シリンダ８０はステンレス等で形成されている。シリンダ８０はプランジャ１１を往復移動可能に支持する。

そして、シリンダ８０には、燃料入口側に低圧燃料ポンプ１２０と接続する図示しない配管継手および調量弁６０が取り付けられ、燃料出口側に吐出弁２０が取り付けられている。

シリンダ８０には、吸入通路８２、加圧室１８、吐出通路８３、戻し通路８６等が形成されている。シリンダ８０の上方には、シリンダ８０の上端部とハウジングカバー９０との間に吸入室９１が形成されている。吐出通路８３の燃料出口側には、出口部８４が形成されている。

吸入通路８２（供給通路に相当）は、吸入室９１と加圧室１８とを接続する通路である。吐出通路８３は、加圧室１８と出口部８４とを接続する通路である。戻し通路８６は、摺動部８１と吸入室９１とを接続する通路である。

プランジャ１１（加圧部材に相当）は、シリンダ８０の摺動部８１に往復移動可能に支持されている。加圧室１８は、プランジャ１１の往復移動方向の一端側に形成されている。プランジャ１１の他端側に形成されたヘッド１２は、スプリング座１３と結合している。スプリング座１３とシリンダ８０との間には、スプリング１５が設けられている。

スプリング座１３は、スプリング１５の付勢力によりタペット１４の底部内壁に押し付けられている。このタペット１４の底部外壁がカム１６（図１参照）の回転によりカム１６と摺動することにより、プランジャ１１は往復移動する。

摺動部８１の加圧室１８とは反対側の端部には、オイルシール１７が設けられている。オイルシール１７は、エンジン１７０内から加圧室１８へのオイルの侵入を防止するとともに、加圧室１８からエンジン１７０内への燃料漏れを防止する。プランジャ１１とシリンダ８０の摺動箇所からオイルシール１７側に漏れたリーク燃料は、戻し通路８６から低圧側の吸入室９１へ戻される。すなわち、戻し通路８６は、高圧燃料ポンプ１３０の吐出動作において吐出されずに加圧室１８からリークしたリーク燃料を、吸入通路８２に戻す。これにより、オイルシール１７に高圧の燃料圧力が加わることを抑制することができる。

調量弁６０は、弁座部材６１、弁部材６３、閉弁用スプリング６４、スプリング座６５、電磁駆動部６６等を備えている。調量弁６０は、吸入室９１から加圧室１８に吸入される燃料の量を制御する弁である。弁座部材６１、弁部材６３、閉弁用スプリング６４およびスプリング座６５は、シリンダ８０に形成されている収容孔８７に収容されている。収容孔８７は、吸入通路８２途中に形成されている。収容孔８７の底部は、加圧室１８側の吸入通路８２に接続され、収容孔８７の側壁は、吸入室９１側の吸入通路８２に接続されている。

弁座部材６１は、円筒状に形成されており、収容孔８７の側壁に支持されている。弁座部材６１は、内周壁に弁部材６３が着座する弁座６２を有している。弁部材６３は、有底円筒状に形成されており、底部外壁が弁座６２に着座するように弁座部材６１に収容されている。弁部材６３の内周壁側には、閉弁用スプリング６４が収容されている。

閉弁用スプリング６４は、一方の端部が弁座部材６１に取り付けられたスプリング座６５に支持され、他方の端部が弁部材６３の底部内壁に支持されている。弁部材６３は、閉弁用スプリング６４の付勢力により、弁座６２に着座する方向に押し付けられる。弁部材６３が弁座６２に着座すると、吸入室９１と加圧室１８との連通が遮断される。

電磁駆動部６６は、ボデー６７、固定コア６８、可動コア７０、ピン７１、開弁用スプリング７２、コイル７３およびコネクタ７４等を備えている。

ボデー６７は、収容孔８７の開口部を覆うとともに磁性材から形成された固定コア６８を支持する。固定コア６８は、吸引部６９を有している。

可動コア７０は、磁性材から形成されており、固定コア６８の吸引部６９側に設けられている。可動コア７０は、ボデー６７を貫くようにして設けられたピン７１と結合している。吸引部６９は、可動コア７０を吸引する磁気吸引力を可動コア７０との間に発生する。ピン７１は、可動コア７０とともに往復移動し、弁部材６３を離着座方向に移動させる。

固定コア６８と可動コア７０との間には、開弁用スプリング７２が設けられている。開弁用スプリング７２の付勢力は、閉弁用スプリング６４の付勢力よりも大きい。このため、吸引部６９に磁気吸引力が発生していないときは、可動コア７０は、固定コア６８から離れる方向に移動する。つまり、弁部材６３を弁座６２から離座する方向に移動する。その結果、吸入室９１と加圧室１８とが連通する。すなわち、調量弁６０は、ノーマリーオープンタイプの弁である。

コイル７３は、固定コア６８の外周側に設けられている。コイル７３の外周側には、コイル７３に電力を供給するコネクタ７４が設けられている。コイル７３に外部からの電力が供給されると、固定コア６８および可動コア７０を通過する磁束が発生し、吸引部６９と可動コア７０との間に磁気吸引力が働く。磁気吸引力の発生により可動コア７０は固定コア６８側に移動し、弁部材６３に弁座６２が着座する。その結果、吸入室９１と加圧室１８との連通が遮断される。

吐出弁２０は、弁座２１、弁体２２、ストッパ２７およびスプリング２８を有し、吐出通路８３内に収容されている。弁座２１は、吐出通路８３の内壁に形成されている。弁体２２は、略円筒状に形成されており、弁座２１よりも出口部８４側に設けられている。弁体２２は、大径部２３と小径部２４とを有している。大径部２３は、吐出通路８３に摺動可能に支持されている。小径部２４は、大径部２３よりも加圧室１８側に設けられ、弁体２２が加圧室１８側に移動することにより、小径部２４の先端が弁座２１に着座する。

小径部２４の側壁には、弁体２２の内部に形成される燃料通路２５に連通する貫通孔２６が複数個形成されている。これにより、弁体２２が弁座２１から離座したとき、小径部２４と吐出通路８３との間の隙間に流入した燃料は、貫通孔２６を通過して燃料通路２５に流入し、出口部８４へ向かって流れる。

ストッパ２７は、略円筒状に形成され、弁体２２よりも出口部８４側に設けられている。ストッパ２７は、吐出通路８３に固定され、弁体２２の出口部８４側への移動を規制する。スプリング２８は、ストッパ２７と弁体２２の大径部２３との間に設けられている。スプリング２８は、ストッパ２７と弁体２２とを引き離すように付勢する。これにより、弁体２２の小径部２４は、弁座２１に着座し、加圧室１８と出口部８４との連通が遮断される。

弁体２２の加圧室１８側と出口部８４側との間に差圧が発生し、弁体２２の小径部２４の先端に働く力がスプリング２８の付勢力を上回ると、弁体２２は弁座２１から離座し、加圧室１８と出口部８４とが連通する。

次に、高圧燃料ポンプ１３０の動作について説明する。

（１）吸入行程
プランジャ１１が下降するとき、調量弁６０のコイル７３には電力が供給されていない。プランジャ１１が下降すると、加圧室１８の燃料圧力が低下し、吸入室９１内の燃料が吸入通路８２を介して加圧室１８に吸入される。調量弁６０のコイル７３への通電は、プランジャ１１が下死点に達するまでオフされた状態である。

（２）戻し行程
プランジャ１１が下死点から上死点に向かって上昇しても、コイル７３への通電は、オフされた状態である。このため、加圧室１８の燃料は、調量弁６０を介して吸入室９１へ戻される。

（３）加圧行程
戻し行程中に、コイル７３への通電をオンすると、固定コア６８の吸引部６９に磁気吸引力が発生し、可動コア７０およびピン７１が吸引部６９に吸引される。その結果、弁部材６３が弁座６２に着座し、加圧室１８と吸入室９１との連通が遮断され、加圧室１８から吸入室９１への燃料の流れが停止する。

この状態で、プランジャ１１がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１８の燃料が加圧され燃料圧力が上昇する。そして、加圧室１８の燃料圧力が所定圧力以上になると、スプリング２８の付勢力に抗して弁体２２が弁座２１から離座し、吐出弁２０が開弁する。これにより、加圧室１８にて加圧された燃料は、出口部８４から吐出される。出口部８４から吐出された燃料は、図１に示すデリバリパイプ１４０に供給される。

上記（１）〜（３）の行程を繰り返すことにより、高圧燃料ポンプ１３０は吸入した燃料を加圧して吐出する。燃料の吐出量は、調量弁６０のコイル７３への通電タイミングを制御することにより調量される。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭ、燃料噴射弁１５０を通電駆動する駆動回路、燃料ポンプ１２０，１３０を通電駆動する駆動回路等を備えている。ＲＯＭには、後述する燃料の温度と蒸気圧との関係を示すグラフ（図８）や、吐出量Ｑとレール圧Ｐｃと温度上昇量ΔＴｐとポンプ回転速度Ｎｐとの関係を示すマップ（図５，９）等が記憶されている。ＥＣＵ１００には、レール圧センサ１０１、カム角センサ１０２、フィード圧センサ１０３、燃温センサ１０４等の検出信号が入力される。

レール圧センサ１０１（保持圧力取得部、保持圧力検出部に相当）は、デリバリパイプ１４０内の燃料圧力であるレール圧Ｐｃ（保持圧力に相当）を検出する。カム角センサ１０２は、カム１６を回転させるカム軸の角度を検出する。フィード圧センサ１０３（供給圧力取得部に相当）は、高圧燃料ポンプ１３０に供給される燃料の圧力であるフィード圧Ｐｆを検出する。燃温センサ１０４（供給温度取得部に相当）は、燃料タンク１６０に設けられており、高圧燃料ポンプ１３０に供給される燃料の温度である供給温度Ｔｉｎを検出する。

ＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２の検出信号に基づいて、高圧燃料ポンプ１３０のポンプ回転速度Ｎｐ（吐出動作の速度に相当）を算出する。ＥＣＵ１００は、これらのセンサ１０１〜１０４の検出信号に基づいて、高圧燃料ポンプ１３０による燃料の吐出量、燃料噴射弁１５０による燃料の噴射状態等を制御する。なお、ＥＣＵ１００、レール圧センサ１０１、カム角センサ１０２、フィード圧センサ１０３、及び燃温センサ１０４により、燃料ポンプの制御装置が構成されている。

ここで、高圧燃料ポンプ１３０は、加圧室１８内の燃料をプランジャ１１により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する。加圧室１８内の燃料がプランジャ１１により加圧されると、加圧された燃料の温度が上昇する。そして、加圧室１８に吸入する燃料の温度が上昇することにより、燃料の蒸気圧が燃料に作用する圧力よりも上昇すると、燃料が沸騰して燃料蒸気による気泡が発生する。

図８は、燃料の温度と蒸気圧との関係を示すグラフである。同図に示すように、燃料の温度が高いほど、燃料の蒸気圧は高くなる。そして、燃料の温度が温度Ｔｖよりも高くなり、燃料の蒸気圧が燃料に作用するフィード圧Ｐｆよりも高くなると、燃料が沸騰して燃料蒸気による気泡が発生する。以下、このときの燃料の温度を、気泡発生温度Ｔｖという。気泡発生温度Ｔｖは、フィード圧Ｐｆに応じて変化する。

図３は、低レール圧(例えば5MPa)時における供給温度Ｔｉｎ、加圧室温度Ｔｐ、温度上昇量ΔＴｐの時間変化を示すグラフである。同図に破線で示すように、高圧燃料ポンプ１３０に供給される燃料の温度（供給温度Ｔｉｎ）は、ほぼ一定である。実線で示すように、加圧室１８内の燃料の温度（加圧室温度Ｔｐ）も、ほぼ一定である。このため、加圧室温度Ｔｐから供給温度Ｔｉｎを引いた温度上昇量ΔＴｐも、ほぼ一定である。

図４は、高レール圧(例えば100MPa)時における供給温度Ｔｉｎ、加圧室温度Ｔｐ、温度上昇量ΔＴｐの時間変化を示すグラフである。同図に破線で示すように、供給温度Ｔｉｎはほぼ一定である。実線で示すように、加圧室温度Ｔｐは時間の経過に伴って上昇している。このため、加圧室温度Ｔｐから供給温度Ｔｉｎを引いた温度上昇量ΔＴｐも、時間の経過に伴って上昇している。レール圧Ｐｃが高いと、加圧室１８内の燃料の圧力が高くなるため、加圧による燃料温度の上昇量が増加することが一因である。

さらに、高圧燃料ポンプ１３０の吐出動作において吐出されずに加圧室１８からリークしたリーク燃料は、戻し通路８６により、加圧１８室に燃料を供給する吸入通路８２（吸入室９１）に戻される。このため、加圧されて温度が上昇した燃料が加圧１８室に供給されることになり、加圧室１８内の燃料の温度が更に上昇し易くなる。

詳しくは、プランジャ１１の外周面と加圧室１８の内周面との間には、通常数μmの隙間を設けている。このため、加圧室１８内の燃料がプランジャ１１により加圧されると、一部の燃料が上記隙間からリークする。高圧に圧縮された状態から隙間をリークした燃料は高温となる。この高温のリーク燃料を供給燃料に混ぜると供給燃料の温度が若干上昇する。温度が若干上昇した供給燃料を加圧室１８に吸入して加圧すると、温度が更に上昇したリーク燃料が発生する．このリーク燃料を供給燃料に混ぜると供給燃料の温度が更に上昇する。このように、ある一定の運転条件で高圧燃料ポンプ１３０を作動させ続けると、1吐出動作ごとに加圧室１８に供給する燃料の温度が上昇していく。

ここで、温度が上昇していくと、高圧燃料ポンプ１３０の外表面と外気との熱交換等、放熱量との釣り合いによって、燃料温度がある一定値で平衡する。同じ運転条件で高圧燃料ポンプ１３０の運転を続けると、図４のように、加圧室１８に供給する燃料温度は徐々に上昇し、一定時間後には、ある一定温度に達して、それ以上は上昇しない。

また、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作、詳しくはプランジャ１１の１回の上昇動作による燃料の吐出量Ｑが少ないと、１回の吐出動作により加圧１８室を流通する燃料量が少なくなる。このため、流通する燃料による冷却効果が低下する。

高圧燃料ポンプ１３０の吐出流量＝供給流量＝高圧燃料ポンプ１３０内部の燃料の入れ替わり量である。このため、高圧燃料ポンプ１３０が大流量で吐出している運転条件では、内部で高温のリーク燃料が発生してそれを供給燃料に混ぜても、入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなる。したがって、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する事はなく、燃料は気泡化しない。これに対して、高圧燃料ポンプ１３０が小流量で吐出している運転条件では、入れ替わり量に対するリーク量の割合が大きくなり、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する。

図５は、ポンプ回転速度Ｎｐ一定において、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑと、レール圧Ｐｃと、温度上昇量ΔＴｐとの関係を示すマップである。温度上昇量ΔＴｐは一定時間後に平衡した時の温度上昇量である。同図に示すように、レール圧Ｐｃが高いほど、リーク燃料は高温になるので、温度上昇量ΔＴｐは大きくなる。また、吐出量Ｑが少ないほど、入れ替わり量に対するリーク量の割合が大きくなる為、温度上昇量ΔＴｐは大きくなる。そして、上記フィード圧Ｐｆ及び供給温度Ｔｉｎが一定であるとすると、気泡の発生する温度上昇量を温度上昇量ΔＴｐが超えた場合に、燃料蒸気による気泡が発生する。レール圧Ｐｃが所定圧よりも低い場合は、気泡の発生する温度上昇量を温度上昇量ΔＴｐが超えず、燃料蒸気による気泡は発生しない。また、吐出量Ｑが少ないほど、温度上昇量ΔＴｐは大きくなる。吐出量Ｑが所定量よりも多い場合は、気泡の発生する温度上昇量を温度上昇量ΔＴｐが超えず、燃料蒸気による気泡は発生しない。

そこで、本実施形態では、加圧室１８内の燃料の温度である加圧室温度Ｔｐを取得し、取得した加圧室温度Ｔｐが閾値よりも高い場合に、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑを増加させる。例えば、図５において、点Ａ１の状態であれば点Ａ２の状態へ移動させて、吐出量Ｑ１を吐出量Ｑ２まで増加させる。これにより、高圧燃料ポンプ１３０内部の燃料入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなるため、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する事を防止することができる。上記閾値は、図８に示すように、燃料の蒸気圧がフィード圧Ｐｆになる気泡発生温度Ｔｖに設定する。なお、制御に用いるセンサの検出誤差等を考慮して、気泡発生温度Ｔｖから所定温度を引いた温度に閾値を設定してもよい。

図６は、吐出量Ｑを増加させる前における吐出量Ｑ１、リーク量ＱＬ１、噴射量等を示すタイムチャートである。同図に示すように、吐出量Ｑを増加させる前（通常動作）では、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作に対して、燃料噴射を１回実行する。吐出動作においては、吐出量Ｑ１に対してリーク量ＱＬ１が発生している。リーク燃料は燃料を吐出している期間だけでなく、燃料を圧縮して昇圧している期間にも発生する。また、リーク燃料は、プランジャ１１が上死点を過ぎて降下している期間でも、加圧室１８の燃料圧力がリークした空間の燃料圧力よりも高い間は発生する。したがって、吐出量Ｑが限りなく小さくなっても、燃料を圧縮する以上、一定量のリークは発生する。換言すれば、燃料を圧縮しない場合、つまりコイル７３に通電せずに加圧室１８の燃料を全て吸入室９１に戻す運転条件のみ、リーク燃料は発生しない。リーク燃料は、戻し通路８６、吸入室９１、吸入通路８２を通じて、加圧室１８に供給される。

高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑを増加させると、高圧燃料ポンプ１３０により所定期間に吐出される燃料量が増加する。そこで、本実施形態では、燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、高圧燃料ポンプ１３０の所定期間における吐出動作の回数を減少させる。

図７は、吐出量ＱをＱ１の２倍に増加させた後における吐出量Ｑ２、リーク量ＱＬ２、噴射量等を示すタイムチャートである。同図に示すように、吐出量Ｑを増加させた後（増加時動作）では、例えば高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作に対して、燃料噴射を２回実行する。この場合も、吐出動作においては、吐出量Ｑ２に対してリーク量ＱＬ２が発生している。図６と比べて吐出期間が長い為、ＱＬ２＞ＱＬ１であるが、吐出期間以外の一定のリーク量がある為、ＱＬ２／ＱＬ１＜２である。したがって、吐出量に対するリーク量の割合は、ＱＬ１／Ｑ１＞ＱＬ２／Ｑ２である。つまり、吐出量を増加させた方が、入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなって加圧室１８に供給する燃料の温度上昇が抑制される。

図９は、本実施形態の燃料ポンプ制御の概要を示すブロック図である。この制御は、ＥＣＵ１００によって実行される。

フィード圧センサ１０３により検出されたフィード圧Ｐｆと、ＲＯＭに記憶された燃料の蒸気圧特性（図８のグラフ）とに基づいて、気泡発生温度Ｔｖを算出する。詳しくは、フィード圧Ｐｆと燃料の蒸気圧とが一致する燃料の温度を、気泡発生温度Ｔｖとして算出する。

また、カム角センサ１０２の検出信号に基づいて算出したポンプ回転速度Ｎｐと、レール圧センサ１０１により検出されたレール圧Ｐｃと、吐出量Ｑとをマップに適用して、加圧室１８内の燃料の温度上昇量ΔＴｐを算出する。ここで、レール圧Ｐｃと吐出量Ｑが一定であれば、回転速度Ｎｐが低いほど温度上昇量ΔＴｐは大きくなる（図１０）。これは回転速度Ｎｐが低いほど昇圧・吐出時間が長いので、同じレール圧Ｐｃ及び吐出量Ｑであってもリーク量が大きくなる為である。したがって、回転速度Ｎｐごとに図５のような関係がマップとしてＲＯＭに記録されている。若しくは、幾つかの回転速度Ｎｐにおけるマップを記録しておき、マップのない回転速度Ｎｐにおいては、記録のある回転速度Ｎｐのマップから図１０の関係より補間計算等して算出してもよい。吐出量Ｑの初期値は要求吐出量Ｑｒｅｑである。要求吐出量Ｑｒｅｑは、レール圧Ｐｃと目標レール圧Ｐｃｔと燃料噴射弁１５０による燃料の噴射量とに基づいて算出する。

そして、燃温センサ１０４により検出された供給温度Ｔｉｎに温度上昇量ΔＴｐを加えた加圧室温度Ｔｐが、気泡発生温度Ｔｖよりも高いか否か判定する。加圧室温度Ｔｐが気泡発生温度Ｔｖよりも高いと判定した場合、吐出量Ｑを増加させる。詳しくは、吐出量Ｑの増加比ｎを初期値の１から１増加させ、要求吐出量Ｑｒｅｑに増加比ｎを掛けて吐出量Ｑを算出する。それと共に、１回の吐出動作による吐出量Ｑをｎ倍したことに対応して、吐出動作の回数を吐出量Ｑの増加前の１／ｎ倍する。ただし、吐出量Ｑは、高圧燃料ポンプ１３０により吐出可能な最大吐出量を超えない範囲内で設定する。そして、増加した吐出量Ｑに対して再度加圧室温度Ｔｐを算出し、加圧室温度Ｔｐが気泡発生温度Ｔｖよりも高いか否か判定する。

一方、加圧室温度Ｔｐが気泡発生温度Ｔｖよりも高くないと判定した場合、その時の吐出量Ｑ（ｎ×Ｑｒｅｑ）を１／ｎ倍の吐出動作の回数で吐出することを確定する。その後、高圧燃料ポンプ１３０を、確定した動作状態で動作させる。

図１１は、図９の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ１００によって実行される。

まず、燃料の供給温度Ｔｉｎ、フィード圧Ｐｆ、ポンプ回転速度Ｎｐ、レール圧Ｐｃ等を取得する（Ｓ１１）。続いて、目標レール圧Ｐｃｔ等より、高圧燃料ポンプ１３０への要求吐出量Ｑｒｅｑを算出し、吐出量Ｑの初期値を要求吐出量Ｑｒｅｑとする（Ｓ１２）。吐出量Ｑの増加比ｎを初期値の１とする（Ｓ１３）。

続いて、吐出量Ｑ、ポンプ回転速度Ｎｐ、レール圧Ｐｃ、マップに基づいて、加圧室１８内の燃料の温度上昇量ΔＴｐを算出する（Ｓ１４）。フィード圧Ｐｆ、燃料の蒸気圧特性に基づいて、気泡発生温度Ｔｖを算出する（Ｓ１５）。

続いて、供給温度Ｔｉｎに温度上昇量ΔＴｐを加えた加圧室温度Ｔｐが、気泡発生温度Ｔｖよりも高いか否か判定する（Ｓ１６）。この判定において、加圧室温度Ｔｐが気泡発生温度Ｔｖよりも高いと判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、噴射量の増加比ｎに１を加える（Ｓ１７）。

続いて、要求吐出量Ｑｒｅｑに増加比ｎを掛けて吐出量Ｑを算出する（Ｓ１８）。その後、算出された吐出量Ｑに基づいて、Ｓ１４の処理から再度実行する。

一方、Ｓ１６の判定において、加圧室温度Ｔｐが気泡発生温度Ｔｖよりも高くないと判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、その時の吐出量Ｑ（ｎ×Ｑｒｅｑ）を１／ｎ倍の吐出動作の回数で吐出するように高圧燃料ポンプ１３０を動作させる（Ｓ１９）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ１１及びＳ１４の処理が加圧室温度取得部としての処理に相当し、Ｓ１６〜Ｓ１８の処理が吐出量制御部としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・加圧室１８内の燃料の温度である加圧室温度Ｔｐが算出される。そして、算出された加圧室温度Ｔｐが閾値よりも高い場合に、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑが増加させられる。このため、１回の吐出動作により加圧室１８を流通する燃料量が増加し、流通する燃料による冷却効果が向上する。さらに、高圧燃料ポンプ１３０内部の燃料入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなるため、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する事はない。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

・フィード圧センサ１０３により、高圧燃料ポンプ１３０に供給される燃料の圧力であるフィード圧Ｐｆが取得される。そして、燃料の蒸気圧がフィード圧センサ１０３により取得されたフィード圧Ｐｆになる気泡発生温度Ｔｖに基づいて、燃料温度の閾値が設定される。このため、燃料の蒸気圧が燃料に作用する圧力よりも上昇する場合に、適切に燃料温度を低下させる制御を実行することができる。

・加圧室１８の周囲は温度センサ等を配置する空間が限られており、加圧室１８内の燃料の温度を温度センサ等で直接検出することは難しい。この点、燃料タンク１６０内に設けられた燃温センサ１０４により取得された供給温度Ｔｉｎと、レール圧センサ１０１により取得されたレール圧Ｐｃと、ポンプ回転速度Ｎｐと、高圧燃料ポンプ１３０の１回の前記吐出動作による燃料の吐出量Ｑとに基づいて、加圧室温度Ｔｐが算出される。このため、検出が難しい加圧室１８内の燃料の温度を直接検出しなくても、加圧室温度Ｔｐを適切に取得することができる。

・吐出動作において吐出されずに加圧室１８からリークした燃料であるリーク燃料は、戻し通路８６により、加圧室１８に燃料を供給する吸入通路８２に戻される。このため、高圧状態からリークして温度が上昇した燃料が加圧室１８に供給されることになり、加圧室１８内の燃料の温度が過度に上昇する。この点、本実施形態によれば、加圧室１８内の燃料の温度が過度に上昇する構成であっても、燃料の温度上昇を緩和し、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。さらに、リーク燃料を全て吸入通路８２に戻す構成であるため、リーク燃料を燃料タンク１６０に戻す通路や、そのリーク燃料を冷却する装置を省略することができる。

・高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑを増加させると、高圧燃料ポンプ１３０により所定期間に吐出される燃料量が増加する。この点、燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、高圧燃料ポンプ１３０の所定期間における吐出動作の回数が減少させられる。このため、燃料温度を低下させる制御を実行する際に、高圧燃料ポンプ１３０により所定期間に吐出される燃料量が増加することを抑制することができる。ここで、吐出をしない動作とは、加圧室１８に燃料を吸入した後、戻し工程でコイル７３に通電せずに吸入量の全てを吸入室９１に吐き戻す動作である。この場合、燃料を圧縮しない為、高温のリーク燃料は発生しない。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・図１２は、高圧燃料ポンプ１３０の燃料吐出と、燃料噴射弁１５０の噴射によるレール圧Ｐｃの変動を模式的に表したものである。高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、燃料の吐出量Ｑを多くし過ぎると、レール圧Ｐｃの脈動幅が過度に大きくなるおそれがある。脈動幅が大きいと燃料噴射弁１５０の噴射量の精度が低下するという問題がある。そこで、ＥＣＵ１００（吐出量制御部に相当）は、吐出量Ｑを増加させる際にレール圧Ｐｃの脈動幅が許容値よりも小さくなるように、吐出量Ｑを設定してもよい。通常、加圧室１８の燃料が気泡化しないように高圧燃料ポンプ１３０の吐出量を増量しても、脈動幅が過度に大きくならないようにデリバリパイプ１４０の容積を大きくしたり、燃料噴射弁１５０の噴射時点のレール圧Ｐｃを予測して、燃料噴射弁１５０への通電時間へフィードバックしたりする事で、ある程度の脈動下でも噴射量精度を一定以上に保つといったような適合が可能である。これによって、気泡化を抑制できるような吐出量であり、かつ、レール圧Ｐｃの脈動幅が所定内とできる吐出量を選ぶことが可能である。こうした構成によれば、保持圧力の脈動幅が過度に大きくなることを抑制することができる。

ここで、低いレール圧Ｐｃに対しては、吐出量Ｑ増加時にレール圧Ｐｃの脈動幅が相対的に大きくなる。このため、レール圧Ｐｃの脈動幅の適切な許容値は、レール圧Ｐｃの高低に応じて変化する。そこで、ＥＣＵ１００は、レール圧Ｐｃに基づいて、レール圧Ｐｃの脈動幅が許容値よりも小さくなる範囲内で吐出量Ｑを設定してもよい。また、目標レール圧Ｐｃｔ、高圧燃料ポンプ１３０の吐出量、吐出回数、燃料噴射弁１５０の噴射量に基づいて、レール圧Ｐｃの脈動幅を予測して、許容値よりも大きい場合に、吐出量Ｑを減少させてもよい。こうした構成によれば、レール圧Ｐｃの脈動幅を許容値よりも適切に小さくすることができる。レール圧Ｐｃに代えて目標レール圧Ｐｃｔに基づいて、レール圧Ｐｃの脈動幅が許容値よりも小さくなる範囲内で吐出量Ｑを設定してもよい。

また、ＥＣＵ１００は、レール圧センサ１０１により検出されたレール圧Ｐｃの脈動幅が許容値よりも大きい場合に、吐出量Ｑを減少させてもよい。こうした構成によれば、吐出量Ｑを増加させた際に、レール圧Ｐｃの脈動幅が許容値よりも大きくなった場合は、吐出量Ｑを減少させてレール圧Ｐｃの脈動幅を縮小することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

供給温度Ｔｉｎ及びフィード圧Ｐｆが定まれば、図５の特性線図（マップ）から回転速度Ｎｐ及びレール圧Ｐｃごとに気泡が発生しないための最少吐出量Ｑｍｉｎが定まる。最少吐出量Ｑｍｉｎは図１３のように、レール圧Ｐｃが高い程多く、回転速度Ｎｐが低い程多い。

第１実施形態では、図５の特性線図をマップとしてＲＯＭに記憶させたが、第２実施形態では代わりに図１３の特性線図をマップとして記憶する。フィード圧Ｐｆは時々の圧力を測定するのではなく、使用される状態での最低の圧力である最低圧ＰＦ＿ｍｉｎを使用する。最低圧ＰＦ＿ｍｉｎの時、気泡発生温度Ｔｖは使用される状態での最低の温度である最低温度Ｔｖ＿ｍｉｎをとる。一方、供給温度Ｔｉｎも時々の温度を測定するのではなく、想定される使用状態での最高の温度である最高温度Ｔｉｎ＿ｍａｘを使用する。使用される最高温度Ｔｉｎ＿ｍａｘで燃料が供給されたとしても、燃料の温度が最低温度Ｔｖ＿ｍｉｎを超えない為に許容される最小温度上昇量ΔＴｐ＿ｍｉｎが求まる。図１３は、温度上昇量が最小温度上昇量ΔＴｐ＿ｍｉｎ以内となるために必要な最少の吐出量である最少吐出量Ｑｍｉｎを、回転速度Ｎｐ及びレール圧Ｐｃごとに算出して結んだ特性線図である。

図１４は、本実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ１００によって実行される。

まず、レール圧Ｐｃとポンプ回転速度Ｎｐを取得する（Ｓ２１）。続いて、燃料噴射弁１５０による燃料の噴射量と目標レール圧Ｐｃｔに基づいて、高圧燃料ポンプ１３０への要求吐出量Ｑｒｅｑを算出する（Ｓ２２）。吐出量Ｑの増加比ｎを初期値の１とする（Ｓ２３）。

続いて、レール圧Ｐｃとポンプ回転速度Ｎｐとマップに基づいて、最少吐出量Ｑｍｉｎを算出する（Ｓ２５）。詳しくは、レール圧Ｐｃと回転速度Ｎｐを図１３に示す特性線図に入力し、最少吐出量Ｑｍｉｎを算出する。

続いて、吐出量Ｑが最少吐出量Ｑｍｉｎよりも少ないか否か判定する（Ｓ２６）。この判定において、吐出量Ｑが最少吐出量Ｑｍｉｎよりも少ないと判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、噴射量の増加比ｎに１を加える（Ｓ２７）。続いて、要求吐出量Ｑｒｅｑに増加比ｎを掛けて吐出量Ｑを算出する（Ｓ２８）。その後、算出された吐出量Ｑに基づいて、Ｓ２６の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２６の判定において、吐出量Ｑが最少吐出量Ｑｍｉｎよりも少なくないと判定した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、その時の吐出量Ｑ（ｎ×Ｑｒｅｑ）を１／ｎ倍の吐出動作の回数で吐出するように高圧燃料ポンプ１３０を動作させる（Ｓ２９）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ２２の処理が吐出量設定部としての処理に相当し、Ｓ２６〜Ｓ２８の処理が吐出量制御部としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・設定された吐出量Ｑが最少吐出量Ｑｍｉｎよりも少ない場合に、吐出量Ｑが増加させられる。このため、１回の吐出動作により加圧室１８を流通する燃料量が増加し、流通する燃料による冷却効果が向上する。そして、高圧燃料ポンプ１３０内部の燃料入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなるため、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する事はない。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

・最少吐出量Ｑｍｉｎはレール圧Ｐｃとポンプ回転速度Ｎｐに基づいて設定されるため、レール圧Ｐｃと回転速度Ｎｐの相違による燃料の温度上昇の相違を考慮して、燃料温度を低下させる制御を実行することができる。

・実施形態１と比較し、フィード圧センサ１０３と燃温センサ１０４が不要となり、簡素なシステムとできる。また、ＲＯＭの記憶情報量、ＣＰＵの演算処理回数を少なくする事ができ、簡素な情報処理システムとできる。

なお、レール圧センサ１０１により検出したレール圧Ｐｃを図１３のマップに適用して、最少吐出量Ｑｍｉｎ（閾値に相当）を算出してもよいし、目標レール圧Ｐｃｔを適用して最少吐出量Ｑｍｉｎを算出してもよい。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。第２実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図１５は、本実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ１００によって実行される。

図１３において、使用される最高のレール圧Ｐｃと使用される最低の回転速度Ｎｐから必要な最少吐出量の最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍが求まる。最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍは、これ以上の量を吐出していれば、どのような運転条件であっても加圧室１８へ供給される燃料が気泡化しない量である。第３実施形態では、ＲＯＭに特性線図のマップを記憶するのではなく、この最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍの値を記憶する。

まず、Ｓ２２，Ｓ２３の処理は、図１４のＳ２２，Ｓ２３の処理と同一である。続いて、吐出量Ｑが必要な最少吐出量の最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍよりも少ないか否か判定する（Ｓ２６）。この判定において、吐出量Ｑが最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍよりも少ないと判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、噴射量の増加比ｎに１を加える（Ｓ２７）。続いて、要求吐出量Ｑｒｅｑに増加比ｎを掛けて吐出量Ｑを算出する（Ｓ２８）。その後、算出された吐出量Ｑに基づいて、Ｓ２６の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２６の判定において、吐出量Ｑが必要な最少吐出量の最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍよりも少なくないと判定した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、その時の吐出量Ｑ（ｎ×Ｑｒｅｑ）を１／ｎ倍の吐出動作の回数で吐出するように高圧燃料ポンプ１３０を動作させる（Ｓ２９）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ２２の処理が吐出量設定部としての処理に相当し、Ｓ２６〜Ｓ２８の処理が吐出量制御部としての処理に相当する。このようにする事で、実施形態２と比較し、レール圧センサ１０１と回転速度Ｎｐを検知するカム角センサ１０２が不要となり、更に簡素なシステムとできる。また、ＲＯＭの記憶情報量、ＣＰＵの演算処理回数を少なくする事ができ、更に簡素な情報処理システムとできる。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１，第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

設定された要求吐出量Ｑｒｅｑにかかわらず、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑが必要な最少吐出量の最大値Ｑｍｉｎ＿Ｍよりも多く設定される。このため、高圧燃料ポンプ１３０内部の燃料入れ替わり量に対するリーク量の割合が小さくなり、加圧室１８に供給する燃料の温度が過度に上昇する事はない。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。まず、図５から分かるようにレール圧Ｐｃが十分に低いと、レール圧Ｐｃによっては、吐出量Ｑが低くとも気泡が発生するほど温度が上昇しない場合がある。この温度上昇が限界値内となるレール圧Ｐｃを閾値ＰｈとしてＲＯＭに記憶する。閾値Ｐｈはセンサの測定誤差等を考慮し、温度上昇が限界値となるレール圧Ｐｃから若干小さな値に設定しても良い。そしてこの実施形態では、レール圧Ｐｃ若しくは目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高い場合に、温度上昇ΔＴｐに基づいて吐出量Ｑを決定する制御モードに入る。

図１６は、本実施形態の燃料ポンプ制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ１００によって実行される。

まず、目標レール圧Ｐｃｔを取得する（Ｓ３１）。続いて、燃料噴射弁１５０による燃料の噴射量と目標レール圧Ｐｃｔに基づいて、高圧燃料ポンプ１３０への要求吐出量Ｑｒｅｑを算出する（Ｓ３２）。

続いて、目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高いか否か判定する（Ｓ３３）。

Ｓ３３の判定において、目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高いと判定した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、目標レール圧Ｐｃｔに基づいて吐出量Ｑを設定する（Ｓ３４）。詳しくは、図５のマップを参照して、目標レール圧Ｐｃｔにおいて、気泡発生する温度上昇量ΔＴｐとなる最少吐出量Ｑｍｉｎ（所定量に相当）よりも多い吐出量Ｑに設定する。

続いて、その時の吐出量Ｑを、吐出量Ｑに応じた吐出動作の回数で吐出するように高圧燃料ポンプ１３０を動作させる（Ｓ３５）。また、Ｓ３３の判定において、目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高くないと判定した場合（Ｓ３３：ＮＯ）も、Ｓ３５の処理を実行する。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ３２の処理が吐出量設定部としての処理に相当し、Ｓ３３及びＳ３４の処理が吐出量制御部としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１〜第３実施形態と異なる利点のみを述べる。

・目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高い場合に、設定された要求吐出量Ｑｒｅｑにかかわらず、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量Ｑが最少吐出量Ｑｍｉｎよりも多く設定される。このため、１回の吐出動作により加圧室１８を流通する燃料量が多くなり、流通する燃料による冷却効果が向上する。したがって、燃料蒸気による気泡発生を抑制することができる。

・目標レール圧Ｐｃｔが高いほど、加圧室１８内の燃料の圧力が高くなるため、加圧による燃料温度の上昇量が増加する。このため、目標レール圧Ｐｃｔが閾値Ｐｈよりも高い場合に、燃料の温度が上昇する度合は目標レール圧Ｐｃｔの高さに応じて変化する。この点、最少吐出量Ｑｍｉｎは目標レール圧Ｐｃｔに基づいて設定されるため、目標レール圧Ｐｃｔの相違による燃料の温度上昇の相違を考慮して、燃料温度を適切に低下させることができる。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・レール圧センサ１０１により検出したレール圧Ｐｃが閾値Ｐｈよりも高い場合に、吐出量Ｑを最少吐出量Ｑｍｉｎよりも多く設定してもよい。

・レール圧Ｐｃに基づいて最少吐出量Ｑｍｉｎを設定してもよい。また、目標レール圧Ｐｃｔやレール圧Ｐｃにかかわらず、最少吐出量Ｑｍｉｎを燃料蒸気による気泡発生を抑制することのできる一定量に設定してもよい。

・高圧燃料ポンプ１３０のプランジャ１１の移動速度が低いと、吐出量Ｑに対するリーク燃料の割合が多くなり、加圧室１８内の燃料の温度が上昇し易くなる。そこで、ＥＣＵ１００（吐出量制御部に相当）は、プランジャ１１の移動速度が閾値よりも低い場合にも、設定された要求吐出量Ｑｒｅｑにかかわらず、吐出量Ｑを最少吐出量Ｑｍｉｎ（所定量に相当）よりも多く設定してもよい。こうした構成によっても、加圧室１８内の燃料の温度が上昇し易い場合に、燃料温度を低下させる制御を実行することができる。

また、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・燃温センサ１０４を、吸入室９１に設けることもできる。要するに、燃温センサ１０４は、高圧燃料ポンプ１３０に供給される燃料の温度である供給温度Ｔｉｎを検出するものであればよい。

・ポンプ回転速度Ｎｐを、エンジン１７０のクランク角を検出するクランク角センサの検出信号に基づいて算出することもできる。

・高圧燃料ポンプ１３０の吐出量を検出する流量センサによる検出値を、適宜要求吐出量Ｑｒｅｑや吐出量Ｑに代えて用いることもできる。

・加圧室１８内の燃料の温度である加圧室温度Ｔｐを、温度センサ等により検出することもできる。

・高圧燃料ポンプ１３０がシリンダ８０及びプランジャ１１を複数備えていてもよい。この場合、燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、一部のシリンダ８０及びプランジャ１１の動作を停止させることにより、高圧燃料ポンプ１３０の所定期間における吐出動作の回数を減少させてもよい。

・燃料噴射装置１１０が複数の高圧燃料ポンプ１３０を備えていてもよい。この場合、燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、一部の高圧燃料ポンプ１３０の動作を停止させることにより、複数の高圧燃料ポンプ１３０の所定期間における吐出動作の回数を減少させてもよい。

・燃料の吐出量Ｑを増加させる構成として、吐出量Ｑの増加比ｎを１ずつ増加させるのに代えて、２ずつ増加させたり、一度にｎを４まで増加させたりしてもよい。

・図１に破線で示すように、デリバリパイプ１４０内の燃料の圧力を低下させる減圧弁９５を設け、燃料の吐出量Ｑを増加させる際に、高圧燃料ポンプ１３０の所定期間における吐出動作の回数を減少させず、減圧弁９５によりデリバリパイプ１４０内の燃料の圧力を低下させることもできる。

・リーク燃料を吸入通路８２に戻す戻し通路８６に加えて、リーク燃料の一部を燃料タンク１６０に戻す通路を備えていてもよい。

・高圧燃料ポンプ１３０が、ノーマリークローズタイプの調量弁６０を備えていてもよい。高圧燃料ポンプ１３０として、電動式の高圧燃料ポンプを用いることもできる。

・調量弁６０を備えておらず、ポンプ回転速度Ｎｐにより所定期間における吐出量を制御する高圧燃料ポンプ１３０を採用することもできる。この場合、ＥＣＵ１００（吐出量制御部）は、高圧燃料ポンプ１３０の１回の吐出動作による燃料の吐出量を増加させることに代えて、高圧燃料ポンプ１３０の回転速度を上昇させればよい。こうした構成であっても、高圧燃料ポンプ１３０のプランジャ１１の移動速度を上昇させることにより、吐出量Ｑに対するリーク燃料の割合を減少させることができ、加圧室１８内の燃料の温度上昇を抑制することができる。なお、高圧燃料ポンプ１３０の回転速度を上昇させた後に、高圧燃料ポンプ１３０を間欠的に停止させたり、減圧弁９５によりデリバリパイプ１４０内の燃料の圧力を低下させたりしてもよい。要するに、加圧室１８内の燃料を加圧部材により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプであれば採用することができる。

・ガソリンに限らず、他の液体燃料を用いるエンジン１７０にも、上記の各実施形態を適用することができる。その場合に、燃料の蒸気圧特性として、使用される燃料に応じた蒸気圧特性を用いたり、想定される燃料のうち最も蒸気圧が高い燃料に応じた蒸気圧特性を用いたりしてもよい。

１１…プランジャ、１８…加圧室、１００…ＥＣＵ、１０１…レール圧センサ、１０２…カム角センサ、１０３…フィード圧センサ、１０４…燃温センサ、１３０…高圧燃料ポンプ。

Claims (15)

1. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
   前記加圧室内の燃料の温度である加圧室温度を取得する加圧室温度取得部と、
   前記加圧室温度取得部により取得された前記加圧室温度が閾値よりも高い場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、
   を備え、
   前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、
   前記加圧室温度取得部は、前記燃料ポンプに供給される燃料の温度である供給温度を取得する供給温度取得部（１０４）と、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力を取得する保持圧力取得部（１０１）とを備え、前記供給温度取得部により取得された前記供給温度と、前記保持圧力取得部により取得された前記保持圧力と、前記燃料ポンプの前記吐出動作の速度と、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量とに基づいて、前記加圧室温度を取得することを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
2. 前記吐出量制御部は、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる際に、前記燃料ポンプの所定期間における前記吐出動作の回数を減少させる請求項１に記載の燃料ポンプの制御装置。
3. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
   前記加圧室内の燃料の温度である加圧室温度を取得する加圧室温度取得部と、
   前記加圧室温度取得部により取得された前記加圧室温度が閾値よりも高い場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、
   を備え、
   前記吐出量制御部は、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる際に、前記燃料ポンプの所定期間における前記吐出動作の回数を減少させることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
4. 前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器が接続されており、
   前記吐出量制御部は、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる際に、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力の脈動幅が許容値よりも小さくなるように、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
5. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
   前記加圧室内の燃料の温度である加圧室温度を取得する加圧室温度取得部と、
   前記加圧室温度取得部により取得された前記加圧室温度が閾値よりも高い場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、
   を備え、
   前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器が接続されており、
   前記吐出量制御部は、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる際に、前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力の脈動幅が許容値よりも小さくなるように、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定することを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
6. 前記吐出量制御部は、前記保持圧力に基づいて、前記保持圧力の脈動幅が前記許容値よりも小さくなる範囲内で、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する請求項４又は５に記載の燃料ポンプの制御装置。
7. 前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力を検出する保持圧力検出部を備え、
   前記吐出量制御部は、前記保持圧力検出部により検出された前記保持圧力の脈動幅が前記許容値よりも大きい場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を減少させる請求項４又は５に記載の燃料ポンプの制御装置。
8. 前記燃料ポンプに供給される燃料の圧力である供給圧力を取得する供給圧力取得部（１０３）を備え、
   前記閾値は、前記燃料の蒸気圧が前記供給圧力取得部により取得された前記供給圧力になる温度に基づいて設定される請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
9. 前記燃料ポンプは、前記吐出動作において吐出されずに前記加圧室からリークした燃料であるリーク燃料を、前記加圧室に燃料を供給する供給通路（８２）に戻す戻し通路（８６）を備えている請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料ポンプの制御装置。
10. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
    前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、
    前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、
    前記吐出量設定部により設定された前記吐出量が閾値よりも少ない場合に、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を増加させる吐出量制御部と、
    を備えることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
11. 前記閾値は、前記保持圧力と前記吐出動作の速度に基づいて設定される請求項１０に記載の燃料ポンプの制御装置。
12. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
    前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、
    前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、
    前記吐出量が閾値よりも少ない場合に、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量にかかわらず、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を所定量よりも多く設定する吐出量制御部と、
    を備えることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
13. 加圧室（１８）内の燃料を加圧部材（１１）により加圧して吐出する吐出動作を繰り返し実行する燃料ポンプ（１３０）を制御する制御装置（１００〜１０４）であって、
    前記燃料ポンプには、前記燃料ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で保持する保持容器（１４０）が接続されており、
    前記保持容器内の燃料の圧力である保持圧力に基づいて、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を設定する吐出量設定部と、
    前記保持圧力が閾値よりも高い場合に、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量にかかわらず、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を所定量よりも多く設定する吐出量制御部と、
    を備えることを特徴とする燃料ポンプの制御装置。
14. 前記所定量は、前記保持圧力に基づいて設定される請求項１２に記載の燃料ポンプの制御装置。
15. 前記燃料ポンプは、前記吐出動作において吐出されずに前記加圧室からリークした燃料であるリーク燃料を、前記加圧室に燃料を供給する供給通路に戻す戻し通路を備えており、
    前記吐出量制御部は、前記加圧部材の移動速度が閾値よりも低い場合に、前記吐出量設定部により設定された前記吐出量にかかわらず、前記燃料ポンプの１回の前記吐出動作による燃料の吐出量を所定量よりも多く設定する請求項１３又は１４に記載の燃料ポンプの制御装置。

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