JP6525016B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、コモンレールから供給される燃料が増圧装置によってさらに増圧されて、燃料噴射装置によって噴射される内燃機関に関し、燃料噴射圧を制御するように構成されたものが開示されている。

特開２００３−１０６２３５号公報

このような増圧装置は、ハウジングと、ハウジング内部に設けられたピストンとを備えており、このピストンがハウジング内を移動し、コモンレールからハウジング内に形成された増圧室に供給された燃料を増圧室から押し出すことによって、燃料を増圧する。

このようなピストンの駆動を制御するために、増圧装置のハウジング内には、増圧室の他にも増圧制御室が形成されている。この増圧制御室は、コモンレールまたは燃料タンクと選択的に連結可能であり、増圧制御室がコモンレールと連結されると、コモンレール内の燃料が増圧制御室に充填される。

他方、増圧制御室が燃料タンクと連結されると、増圧制御室内の燃料が燃料タンクへと排出される。これにより、増圧制御室の圧力が低下してピストンがハウジング内を移動する。その結果、増圧室内の燃料が増圧室から押し出され、その時に燃料の増圧が行われる。

さて上述のとおり、燃料を増圧させるために増圧装置を駆動させる時には、コモンレールから増圧制御室に充填される燃料が、燃料タンクに放出される。この時には、増圧制御室に充填される燃料の圧力が低下するとともに、圧力のエネルギーが熱のエネルギーに変換されることにより、増圧制御室から放出される燃料の温度が高くなる。

このように燃料が高温になると、増圧装置、その中でも増圧装置が備える三方弁や三方弁を駆動させるためのアクチュエータも高温になる。増圧装置が高温の状態が長時間維持されると、増圧装置が劣化するおそれがある。

本発明の課題は、増圧装置が高温になる時に増圧装置を冷却することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、内燃機関は、燃料タンクと、燃料タンクに貯留された燃料の燃料圧力を高めるためのサプライポンプと、サプライポンプによって圧力が高められた燃料が流通する高圧燃料通路と、高圧燃料通路から供給された燃料の燃料圧力を高めるための増圧装置と、増圧装置によって圧力が高められることなく、増圧装置から燃料タンクへ戻される燃料が流通する低圧燃料通路と、増圧装置によって圧力が高められた燃料を噴射するための燃料噴射装置とを備える。この内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、増圧装置は、筒状のハウジングと、ハウジング内に往復動可能に収められたピストンと、を備え、ピストンの一端と、ハウジングとに囲まれることにより形成され、燃料噴射装置に向けて燃料圧力が高められて吐出される燃料が充填された増圧室と、ピストンの他端と、ハウジングとに囲まれることにより形成され、高圧燃料通路から供給された燃料の圧力によって、ピストンを押し、増圧室内の燃料圧力を増圧させるピストン室と、ピストンとハウジングとに囲まれることにより形成され、増圧室とピストン室との間に設けられ、高圧燃料通路から充填された燃料を、増圧室の燃料圧力を増圧させる過程で、低圧燃料通路へ放出させる増圧制御室と、増圧制御室を、高圧燃料通路または、低圧燃料通路に選択的に連結させる切り替え装置とを備える。さらに、内燃機関の制御装置は、増圧制御室と低圧燃料通路とを連結させる前提において前記低圧燃料通路の温度を推定する。そして、内燃機関の制御装置によって推定された低圧燃料通路の温度が増圧装置の温度よりも低い場合、かつ、増圧装置の温度があらかじめ定められた冷却要求温度よりも高い場合には、増圧制御室と低圧燃料通路とを連結させるように、切り替え装置を制御することを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、増圧装置の温度が冷却要求温度よりも高く、増圧装置の冷却が必要である時に、増圧装置を冷却できる。

図１は、本発明の実施形態における内燃機関及び内燃機関を制御する制御ユニットの概略構成図である。 図２Ａは、増圧室に燃料を保持した状態の増圧装置の様子を表す概略図である。 図２Ｂは、増圧室の燃料が吐出された状態の増圧装置の様子を表す概略図である。 図３は、増圧装置が駆動する様子を表すタイミングチャートである。 図４は、増圧装置の駆動の必要性を判別するためのマップである。 図５は、コモンレール圧とリターン通路温度との間の関係を表したグラフである。 図６は、本発明の第１実施形態における、燃料噴射の動作を設定するためのルーチンを表したフローチャートである。 図７は、本発明の第１実施形態における、増圧装置を駆動するか否かを判別するためのルーチンを表したフローチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態における、増圧装置の駆動の必要性を判別するためのマップである。 図９は、第２実施形態におけるマップを切り替えるためのルーチンを表したフローチャートである。 図１０は、第２実施形態における増圧判別制御のルーチンを表したフローチャートである。 図１１は、第３実施形態における燃料噴射の動作を設定するためのルーチンを表したフローチャートである。 図１２は、第３実施形態における燃料カット中の増圧判別制御のルーチンを表したフローチャートである。 図１３は、第４実施形態における増圧判別制御のルーチンである。 図１４は、第５実施形態における、増圧装置の駆動の必要性を判別するためのマップである。

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素は同一の参照番号を付す。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する制御ユニット２０の概略構成図である。

本実施形態による内燃機関１００は、燃料タンク１と、ポンプ吸入通路２と、サプライポンプ３と、ポンプ吐出通路４と、コモンレール５と、供給通路６と、増圧装置７と、噴射通路８と、インジェクタ９と、リターン通路１０と、リリーフ通路１１とを備える。

燃料タンク１は、外部から供給された燃料を、常圧で貯留する。燃料タンク１に貯留された燃料は、ポンプ吸入通路２を介してサプライポンプ３によって吸い上げられる。

サプライポンプ３は、燃料タンク１に貯留された燃料を吸い上げ、増圧する。サプライポンプ３によって増圧された燃料はポンプ吐出通路４を介してコモンレール５に供給される。サプライポンプ３から吐出される燃料の量は、制御ユニット２０によって制御可能となっており、サプライポンプ３から吐出される燃料の量を制御することでコモンレール５内の燃料の圧力が制御される。

コモンレール５は、ポンプ吐出通路４を介してサプライポンプ３から供給された燃料を、高圧のまま保持する。コモンレール５は、各気筒に対応した複数の供給通路６と連結されており、各気筒に向けて燃料を分配する。さらにコモンレール５には、コモンレール内に保持された燃料の圧力を測定するためのコモンレール圧センサ１２が備えられる。以下の説明では、コモンレール圧センサ１２によって測定された圧力をコモンレール圧と称する。

増圧装置７は、各気筒に対応して設けられ、供給通路６を介してコモンレール５から供給された燃料を、さらに増圧して、噴射通路８を介してインジェクタ９へ供給する。増圧装置７は、燃料を増圧する時には、コモンレール５から供給された高圧の燃料を、リターン通路１０を介して燃料タンク１に放出する。

増圧装置７には、増圧装置７を駆動させるためのアクチュエータ１７が設けられている。このアクチュエータ１７は、高温にさらされることによって損傷を受けやすい。このため、アクチュエータ１７が損傷を受けないようにするため、増圧装置７の温度、特にアクチュエータ１７周辺の温度が制御される。本実施形態においては、増圧装置７のアクチュエータ付近に、温度を測定するための増圧装置温度センサ１４が設けられている。

インジェクタ９は、各気筒に対応して設けられ、噴射通路８を介して、増圧装置７から供給された燃料を、気筒に対して噴射する。気筒に対して噴射される燃料の量（燃料噴射量）は、インジェクタ９の開弁時間が同じであれば、インジェクタ９に供給される燃料の圧力が高くなるほど多くなる。このため本実施形態においては、燃料噴射量を制御するために、インジェクタ９に供給される燃料の圧力が制御される。このため、インジェクタ９に供給された燃料の圧力を計測するための噴射圧センサ１３が、インジェクタ９に設けられている。

さらに、インジェクタ９には燃料の圧力が高くなりすぎた場合に開弁するリリーフ弁（図示せず）が設けられており、リリーフ弁を通過してインジェクタ９から放出された燃料は、リリーフ通路１１を介して、燃料タンク１に戻される。

制御ユニット２０は、デジタルコンピュータから構成され、双方向バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＰＵ２４、入力ポート２５及び出力ポート２６を備える。

入力ポート２５には、前述したコモンレール圧センサ１２や噴射圧センサ１３、増圧装置温度センサ１４などからのアナログ信号が、対応するＡＤ変換器２７を介してデジタル信号に変換されて入力される。また入力ポート２５には、内燃機関１００の負荷を検出するためにアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量センサ１５からのアナログ信号が、ＡＤ変換器２７を介してデジタル信号に変換されて入力される。また入力ポート２５には、クランクシャフトの回転数を検出するためのクランク角センサ１６から出力されるデジタル信号が入力される。このように入力ポート２５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。出力ポート２６は、サプライポンプ３や増圧装置７、インジェクタ９などに接続されており、ＣＰＵ２４により算出されたデジタル信号を出力する。

次いで、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら増圧装置７の構成の説明をする。図２Ａは、増圧装置７によって燃料の増圧が行われる前の増圧装置７の状態を表した概略図である。図２Ｂは、増圧装置７がインジェクタ９に向けて燃料を増圧して吐出している状態を表した概略図である。

図２Ａに示されるように、増圧装置７は、ハウジング７１、ピストン７２、ピストン室７３、増圧室７４、増圧制御室７５、スプリング７６、三方弁７７、第１三方弁通路７８、及び第２三方弁通路７９を備えている。なお図２Ａ及び図２Ｂの矢印は、燃料が流れる方向を示している。

ハウジング７１の内部には燃料が充填される。本実施形態においては、ハウジング７１の長手方向の一端（図中右側）には供給通路６が、他端（図中左側）には噴射通路８が連結されており、供給通路６を介してハウジング７１内部に供給された燃料は、噴射通路８から吐出される。以下の説明では、図２Ａ及び図２Ｂの右側を供給通路６側、図２Ａ及び図２Ｂの左側を噴射通路８側と呼称する。

ハウジング７１は、内径が異なる２つの円筒をつなぎ合わせた形状であり、供給通路６側の円筒の内径は、噴射通路８側の円筒の内径よりも大きい。以下では、供給通路６側の円筒を「ハウジング７１の大径部」と呼称し、ハウジング７１の大径部の内周面を「ハウジング７１の大径内周面」と呼称し、噴射通路８側の円筒を「ハウジング７１の小径部」と呼称し、ハウジング７１の小径部の内周面を「ハウジング７１の小径内周面」と呼称する。

ハウジング７１には、ハウジング７１の内部をハウジング７１の長手方向に沿って移動できるように、ピストン７２が格納されている。

ピストン７２は、直径が異なる２つの円柱をつなぎ合わせた形状であり、供給通路６側の直径が噴射通路８側の直径よりも大きい。以下では、供給通路６側の円柱をピストン７２の大径部と呼称し、ピストン７２の大径部の外周面をピストン７２の大径外周面と呼称し、噴射通路８側の円柱をピストン７２の小径部と呼称し、ピストン７２の小径部の外周面をピストン７２の小径外周面と呼称する。

ピストン７２とハウジング７１とによって、ハウジング７１の内部は、最も供給通路６側に配置されるピストン室７３と、最も噴射通路８側に配置される増圧室７４と、ピストン室７３と増圧室７４との間に配置される増圧制御室７５とにそれぞれ区画される。

ピストン７２は、ピストン７２を長手方向に貫通するように設けられるピストン内通路７２１と、ピストン内通路７２１に設けられた逆止弁７２２とを備える。逆止弁７２２は、ピストン室７３から増圧室７４に向けてピストン内通路７２１内に燃料が流れることを許容し、増圧室７４からピストン室７３に向けてピストン内通路７２１内に燃料が流れることを制限する。

ピストン室７３は、ハウジング７１の大径部の端面と、ハウジング７１の大径内周面と、ピストン７２の大径部の端面とによって区画される空間である。ピストン室７３は、供給通路６と連結される。ピストン室７３には、供給通路６を介してコモンレール５からの高圧燃料が供給されて充填される。さらにピストン室７３には、ハウジング７１の長手方向に伸び縮みするスプリング７６が設けられており、スプリング７６は、ピストン７２を供給通路６側に引っ張る。

増圧室７４は、ハウジング７１の小径内周面と、ハウジングの噴射通路８側の端面と、ピストン７２の噴射通路８側の端面とによって区画される空間である。増圧室７４は、ピストン内通路７２１を介して、ピストン室７３と連結されており、ピストン室７３の燃料が増圧室７４に供給される。また、増圧室７４は噴射通路８とも連結されている。

増圧制御室７５は、ピストン室７３と増圧室７４との間に設けられ、ハウジング７１の大径内周面と、ピストン７２の小径外周面とによって区画された空間である。本実施形態においては、増圧制御室７５は、第２三方弁通路７９、第１三方弁通路７８、ピストン室７３及び供給通路６を介してコモンレール５と連結されると共に、第２三方弁通路７９及びリターン通路１０を介して燃料タンク１と連結される。

増圧制御室７５は、コモンレール５または燃料タンク１に選択的に連結される。ここで、増圧制御室７５とコモンレール５とが必ずしも直接的につながっている必要はなく、コモンレール５の燃料が増圧制御室７５に供給される状態が形成されていれば、増圧制御室７５とコモンレール５とが連結されていると定義する。増圧制御室７５と、燃料タンク１とが連結される場合も同様に定義する。

増圧制御室７５がコモンレール５と連結された時は、増圧制御室７５の内部に高圧の燃料が供給され、増圧制御室７５が燃料タンク１と連結された時は、増圧制御室７５の内部の燃料が排出されて、増圧制御室７５の内部の燃料圧力が低下する。

三方弁７７は、本実施形態においてはスプール式の電磁弁である。三方弁７７に設けられたアクチュエータ１７によって、三方弁７７が駆動されることにより、増圧装置７が、増圧制御室７５とコモンレール５とが連結される状態（図２Ａ）と、増圧制御室７５と燃料タンク１とが連結される状態（図２Ｂ）とに切り替えられる。アクチュエータ１７は、制御ユニット２０から出力された信号により制御される。

次に、増圧装置７の動作について図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照しながら説明する。図３は増圧装置７が駆動する様子を表すタイミングチャートであり、増圧装置７が増圧室７４から燃料を吐出してから、燃料を吐出する前の状態に戻るまでの動きを表している。

まず、初期状態（時刻ｔ１よりも前の状態）においては、図２Ａのように、三方弁７７がコモンレール５と増圧制御室７５とを連結している。この時は、ピストン室７３と増圧制御室７５とには、コモンレール５から高圧の燃料が供給される。このためピストン室７３と増圧制御室７５との燃料圧力が釣り合う。しかし、ピストン室７３に配置されているスプリング７６によってピストン７２は供給通路６側に引っ張られるので、ピストン７２は供給通路６側に位置される。

時刻ｔ１において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させるための信号である増圧信号を、ＯＦＦからＯＮに切り替え、アクチュエータ１７を駆動させる。その結果、増圧制御室７５はリターン通路１０を介して、燃料タンク１に連結される。すなわち、三方弁７７の配置は図２Ｂのようになる。この時は、増圧制御室７５の燃料が燃料タンク１に放出されることにより、増圧制御室７５の燃料圧力が低下する。その結果、ピストン室７３が増圧制御室７５よりも高圧になるため、ピストン室７３に充填された燃料が、ピストン７２を噴射通路８側に押す向きに力を与えはじめる。なお、時刻ｔ１の時点ではピストン７２は動いていないため、ピストン７２の位置は図２Ａのような位置であり、三方弁７７は図２Ｂのような位置になる。

時刻ｔ２において、図２Ｂに示されるようにピストン７２が噴射通路８側に動き出すと、増圧室７４の体積が縮小する。これにより、増圧室７４に充填された燃料が噴射通路８に吐出される。ここで、ピストン７２の大径部の断面積Ｓ０は、ピストン７２の小径部の断面積Ｓ１に比べて大きいため、パスカルの原理により、増圧室７４の燃料圧力Ｐ１は、ピストン室７３の燃料圧力Ｐ０のＳ０／Ｓ１倍に増圧される。以下の説明では、この燃料圧力の比Ｓ０／Ｓ１を増圧比αと称する。例えば、本実施形態においては、増圧比αは２である。なお、ピストン内通路７２１には、逆止弁７２２が設けられているため、増圧室７４の縮小に伴い、燃料がピストン室７３に逆流することはほとんどない。

時刻ｔ３において、制御ユニット２０は、増圧信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、アクチュエータ１７を駆動させる。その結果、増圧制御室７５は、ピストン室７３を介してコモンレール５に連結される。すなわち、三方弁７７の配置は図２Ａのようになる。この時には、再び増圧制御室７５にコモンレール５から高圧の燃料が供給され、増圧制御室７５の燃料圧力が増大する。その結果、ピストン７２が増圧室７４内の燃料を押し出す力が弱まり、時間の経過に伴って、増圧室７４から吐出される燃料の圧力が低下していく。

時間が経過し、時刻ｔ４になると、ピストン７２は噴射通路８側への移動が終わり、増圧室７４から吐出される燃料の圧力は、コモンレール５から供給される燃料の圧力と同等になる。

さらに時間が経過すると、ピストン室７３に設けられたスプリング７６がピストン７２を供給通路６側にひっぱることにより、ピストン７２は供給通路６側に移動させられて、最終的に図２Ａの状態に戻る。

このように、ピストン７２が供給通路６側に移動している間に、増圧室７４の容積が増大し、増圧室７４には、ピストン室７３からピストン内通路７２１を介して燃料が供給される。

以上のように、燃料噴射のタイミングがやってくるたびに、増圧装置７を駆動させる、すなわちピストン７２を往復させることによって、燃料噴射圧を高めることができる。

ところで、このような増圧装置７は、一般には燃料噴射圧を高めたい時に用いられる。より具体的には、要求噴射量Ｑｖが大きく、燃料の噴射量を増加させたい場合、または、機関回転数ＮＥが大きく、短時間で燃料を供給したい場合には、燃料噴射圧を高めるために、増圧装置７を駆動させる。図４は、増圧装置７を増圧のために駆動させるか否かを判別するためのマップである。本実施形態においては、制御ユニット２０が、図４のマップを参照して、増圧装置７を駆動するか否かを判別する。例えば、横軸をクランク角センサ１６から得られる機関回転数ＮＥ、縦軸をアクセルペダル踏込量センサ１５から得られる要求噴射量Ｑｖとし、ＮＥ、Ｑｖが予め設定された運転領域（Ａ）に入っている場合は、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動させる。

制御ユニット２０が増圧装置７を駆動する時には、ピストン７２が噴射通路８側に移動するので、増圧制御室７５に充填されていた高圧の燃料が、リターン通路１０を介して燃料タンク１に放出される。増圧制御室７５から放出された燃料の圧力が低下するため、圧力として保持されていたエネルギーが熱のエネルギーに変換される。リターン通路１０を流れる燃料の温度は、増圧装置７を駆動させる前の増圧制御室７５の燃料圧力と関係がある。上述のとおり、増圧制御室７５にはピストン室７３を介してコモンレール５から燃料が供給されているため、リターン通路１０を流れる燃料の温度はコモンレール圧と関係がある。

図５は、コモンレール圧Ｐｒａｉｌと、リターン通路温度Ｔｌｐとの関係を表したグラフである。例えば、コモンレール圧ＰｒａｉｌがＰｈである時は、リターン通路１０を流れる燃料の温度はＴｈであったとする。次に、コモンレール圧ＰｒａｉｌがＰｈよりも低いＰｌであった時には、リターン通路１０を流れる燃料の温度ＴｌｐはＴｈよりも低いＴｌになる。すなわち、コモンレール圧Ｐｒａｉｌが高い時には、それだけ高い圧力の燃料が増圧制御室７５に供給される。そして、増圧制御室７５からリターン通路１０に燃料が放出されると、放出された燃料の圧力の低下量が大きく、それだけ多くの熱エネルギーが放出されることになる。他方、コモンレール圧Ｐｒａｉｌが低い時には、増圧制御室７５に供給される燃料の圧力も低い。このため、増圧制御室７５からリターン通路１０に燃料が放出される時には、燃料の圧力の低下量が小さく、熱エネルギーの放出が抑えられる。

さて、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ａ）に入る時は、要求噴射量Ｑｖが多く、比較的コモンレール圧が高い。したがって、運転領域（Ａ）において増圧装置７を駆動させると、リターン通路１０の燃料の温度は高くなる。例えば、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ａ）に入る状態が長い時間維持されると、増圧装置７の温度が高いまま維持され、増圧装置７のアクチュエータ１７が熱的に損傷を受ける可能性があり、増圧装置７の耐久性が低下するおそれがある。

本実施形態においては、上述した通りコモンレール圧Ｐｒａｉｌが低い時には、リターン通路１０を流れる燃料の温度Ｔｌｐが低くなることを利用して、リターン通路１０及びアクチュエータ１７を冷却する。すなわち、リターン通路１０を流れる燃料の温度Ｔｌｐが、増圧装置７に設けられた増圧装置温度センサ１４から得られた増圧装置７の温度Ｔｍよりも低くなるように、コモンレール圧Ｐｒａｉｌが設定されている時は、増圧装置７を駆動させる。その結果、リターン通路１０に増圧装置７の温度Ｔｍよりも低温の燃料が流れるため、リターン通路１０及びアクチュエータ１７が冷却される。

次に、本発明の第１実施形態における噴射設定制御について説明する。図６は第１実施形態における、燃料噴射の動作を設定するためのルーチンを表している。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。このルーチンにより、次回の増圧装置７及びインジェクタ９の動作が設定される。すなわち、増圧装置７及びインジェクタ９が動作している間にこのルーチンが実行される場合であっても、増圧装置７及びインジェクタ９の動作にすぐさま影響を与えることはなく、この次の増圧装置７及びインジェクタ９の動作が設定される。

ステップＳ１０１において、制御ユニット２０は、燃料噴射が必要か否かを判別する。制御ユニット２０は、アクセルペダル踏込量センサ１５からの入力に基づき、内燃機関１００がトルクを発生する必要があると判別できる場合は、燃料噴射が必要と判定し、噴射要求ありと判定する。加えて、制御ユニット２０は、停車時にクランク角センサ１６から得られた機関回転数ＮＥが低下した場合には、内燃機関１００の運転を継続させるため、燃料噴射が必要と判別してもよい。ステップＳ１０１において燃料噴射が必要と判別された時、すなわち噴射要求がある時は、ステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０１において燃料噴射が必要でない、すなわち噴射要求が無いと判別された時は処理を終了する。

ステップＳ１０２において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させるか否かを判別するための増圧判別制御を実行し、増圧装置７を駆動させるか否かを記憶するための増圧フラグのセットおよび、増圧フラグのリセットを行う。この増圧フラグは、初期状態においてはセットされている。この増圧判別制御は、図７を用いて後程詳細に説明する。ステップＳ１０２において制御ユニット２０が増圧装置７の駆動が必要と判別する時には、増圧フラグがセットされ、増圧装置７の駆動が不要と判別する時は、増圧フラグがリセットされる。ステップＳ１０２の処理が終了するとステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、制御ユニット２０は、増圧フラグがセットされているか否かを判別する。増圧フラグがセットされている時は、ステップＳ１０４に進み、増圧フラグがリセットされている時はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４において、制御ユニット２０は、増圧装置７及びインジェクタ９の動作を設定する。具体的には、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動させるタイミング及びインジェクタ９を駆動させるタイミングを決定し、燃料を噴射する時期にあわせて、燃料が増圧されるように、増圧装置７とインジェクタ９の駆動タイミングを調整する。ステップＳ１０４の処理が終了すると、本ルーチンは終了する。

ステップＳ１０５において、制御ユニット２０はインジェクタ９の動作を設定する。この場合は、制御ユニット２０は、アクチュエータ１７を制御して、三方弁７７を、増圧制御室７５とコモンレール５とを連結した状態（すなわち、図２Ａの状態）に維持する。その結果、増圧装置７に供給された燃料は増圧されることなくインジェクタ９に供給される。ステップＳ１０５の処理が終了すると、本ルーチンは終了する。

図７は、増圧判別制御のルーチン、すなわち制御ユニット２０が増圧装置７を駆動するか否かを判別するためのルーチンを表している。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。

ステップＳ１０６において、制御ユニット２０は、クランク角センサ１６の出力値に基づいて機関回転数ＮＥを算出し、アクセルペダル踏込量センサ１５の出力値に基づいて要求噴射量Ｑｖを算出する。

ステップＳ１０７において、制御ユニット２０は、インジェクタ９に供給される燃料の目標圧力（以下「目標燃料噴射圧」という。）Ｐｉｎｊを算出する。本実施形態においては、目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊは、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖのマップから求められる。

ステップＳ１０８において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動するか否かを判別するために、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖが、図４の運転領域（Ａ）に含まれるかを判別する。制御ユニット２０は、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖが、図４の運転領域（Ａ）内にあれば、増圧装置７の駆動が必要と判別しステップＳ１０９に進む。一方で制御ユニット２０は、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖが、図４の運転領域（Ａ）内になければ、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０９において、制御ユニット２０は、コモンレール５の目標圧力（以下「目標コモンレール圧」という。）Ｐｃｒを設定する。具体的には制御ユニット２０は、増圧装置７の増圧比をαとすると、目標コモンレール圧Ｐｃｒを、Ｐｉｎｊ／αに設定する。目標コモンレール圧ＰｃｒがＰｉｎｊ／αであれば、増圧装置７による増圧の後、インジェクタ９に供給される燃料噴射圧が、燃料噴射圧Ｐｉｎｊになる。

ステップＳ１１０において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させる場合にセットされる増圧フラグをセットし、本ルーチンの処理を終了する。以上をまとめると、ステップＳ１１０が実行される場合は、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑが大きいために増圧装置７の駆動が必要となる場合である。この場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動するように、アクチュエータ１７を制御する。

例えば、運転領域（Ａ）において目標燃料噴射圧が３００Ｍｐａであったとする。本実施形態において増圧比は２であるため、増圧装置７を駆動させると仮定した時の目標コモンレール圧は１５０ＭＰａである。このような目標コモンレール圧の時に、リターン通路１０の温度が２００℃になるとすると、運転領域（Ａ）において増圧装置７を駆動させ続けることにより、増圧装置７の温度は２００℃まで加熱されることになる。

ここで、ステップＳ１０８に戻り、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖが、図４の運転領域（Ａ）に含まれない場合について説明する。

ステップＳ１１１において、制御ユニット２０は、増圧装置温度センサ１４によって計測された増圧装置７の温度Ｔｍを読み込む。

ステップＳ１１２において、制御ユニット２０は、増圧装置７の冷却が必要か否かを判別する。具体的には制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍと、増圧装置７の冷却が必要か否かを判別するための冷却要求温度Ｔｍ＿ｃとを比較する。制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高ければ、増圧装置７の冷却が必要と判別し、ステップＳ１１３の処理に進む。一方で制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下であれば、ステップＳ１１７の処理に進む。

なお、冷却要求温度Ｔｍ＿ｃは、増圧装置７が冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以上の温度で維持されると、増圧装置７が熱的に損傷を受けるような値として、予め設定されており、例えば１５０℃である。

ステップＳ１１３において、制御ユニット２０は、増圧装置７が駆動されると仮定した時の、リターン通路１０を流れる燃料の温度である推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐを算出する。推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐは、冷却のために増圧装置７を駆動するか否かの判別に用いられるので、増圧装置７を駆動させて実測することができない。したがって、本ステップＳ１１３では、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動した場合を仮定して推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐを推定する。

具体的には、制御ユニット２０は、まず増圧装置７が駆動されると仮定した時の目標コモンレール圧Ｐｃｒを算出する。本実施形態においては、目標コモンレール圧ＰｃｒはＰｉｎｊ／αである。制御ユニット２０は、このようにして得られた目標コモンレール圧Ｐｃｒから、図５のようなコモンレール圧とリターン通路温度との関係を用いて、増圧装置７が駆動されると仮定した時の、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐを求める。

ステップＳ１１４において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動することで増圧装置７を冷却することができるか否かを判別する。具体的には制御ユニット２０は、ステップＳ１１３において求められた推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐと増圧装置７の温度Ｔｍとを比較する。推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが増圧装置７の温度Ｔｍよりも低い場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させることにより、増圧装置７の冷却が可能であると判別し、ステップＳ１１５の処理に進む。推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが増圧装置７の温度Ｔｍ以上である場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７の駆動により、増圧装置７がさらに加熱されると判別しステップＳ１１７の処理に進む。

ステップＳ１１５において、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを、Ｐｉｎｊ／αに設定する。目標コモンレール圧ＰｃｒがＰｉｎｊ／αであれば、増圧装置７による増圧の後、インジェクタ９に供給される燃料噴射圧が、燃料噴射圧Ｐｉｎｊになる。

ステップＳ１１６において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させる場合にセットされる増圧フラグをセットし、本ルーチンの処理を終了する。以上をまとめると、ステップＳ１１６が実行される場合は、増圧装置７の温度が高く、かつ、増圧装置７を駆動させても増圧装置７が加熱されない見込みである場合である。この場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７を冷却するために増圧装置７の駆動を設定する。

例えば、増圧装置７の温度Ｔｍが１６０℃であり、冷却要求温度Ｔｍ＿ｃの１５０℃を超える時に、制御ユニット２０が目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊを１００ＭＰａに指定する場合を想定する。このような時、制御ユニット２０が増圧装置７を駆動させると仮定すると、目標コモンレール圧Ｐｃｒは５０ＭＰａになる。このような目標コモンレール圧の時に、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが１００℃であったとすると、制御ユニット２０は、この運転領域において増圧装置７を駆動させ続け、増圧装置７を１００℃まで低下させる。

ステップＳ１１２に戻り、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下である場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７の冷却は不要であると判別し、ステップＳ１１７の処理を実行する。

ステップＳ１１４に戻り、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが、増圧装置７の温度Ｔｍ以上である場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させたとしても、増圧装置７の冷却は不可能と判別し、ステップＳ１１７の処理を実行する。

ステップＳ１１７において、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを、目標噴射圧Ｐｉｎｊと等しくなるように設定する。このように、制御ユニット２０が目標コモンレール圧Ｐｃｒを設定する時は、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動せずに、目標噴射圧Ｐｉｎｊの燃料をインジェクタ９に供給する。次にステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１８において、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させる場合にセットされる増圧フラグをリセットし、本ルーチンの処理を終了する。

以上をまとめると、ステップＳ１１２からステップＳ１１７に処理が進む場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７の冷却は不要であると判別し、増圧装置７を駆動しない。

例えば、増圧装置７の温度Ｔｍが１２０℃であり、冷却要求温度Ｔｍ＿ｃの１５０℃以下である時に、制御ユニット２０が目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊを１００ＭＰａに指定したと想定する。このような場合には、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを１００ＭＰａに設定する。

他方、ステップＳ１１４からステップＳ１１７に処理が進む場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７の冷却は不可能であると判別し、増圧装置７を駆動しない。

例えば、増圧装置７の温度Ｔｍが１６０℃であり、目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊが２４０ＭＰａであったとする。このような場合において、増圧装置７を駆動させる場合の目標コモンレール圧Ｐｃｒは１２０ＭＰａである。この時の推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが１７０℃であったとすると、推定リターン通路温度が増圧装置７の温度よりも高いため、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動せず、目標コモンレール圧を２４０ＭＰａに設定する。
制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを設定し、増圧装置７を駆動させるか否かを設定した後、次に燃料噴射を行う時には、制御ユニット２０は、コモンレール圧が目標コモンレール圧Ｐｃｒになるように、サプライポンプ３を制御する。同様に、制御ユニット２０はアクチュエータ１７を制御して、増圧装置７の駆動を制御する。

以上のように、本発明の第１実施形態によれば、内燃機関１００は、燃料タンク１と、燃料タンク１の燃料圧力を高めるためのサプライポンプ３と、サプライポンプ３によって圧力が高められた燃料が流通するコモンレール５（高圧燃料通路）と、コモンレール５（高圧燃料通路）から供給された燃料の燃料圧力を高めるための増圧装置７とを備える。さらに、内燃機関１００は、増圧装置７によって圧力が高められることなく、増圧装置７から燃料タンク１へ戻される燃料が流通するリターン通路１０（低圧燃料通路）と、このような増圧装置７によって圧力が高められた燃料を噴射するためのインジェクタ９（燃料噴射装置）とを備える。

このような内燃機関１００に設けられた増圧装置７は、筒状のハウジング７１と、ハウジング７１内に往復動可能に収められたピストン７２と、を備えている。増圧装置７は、ピストン７２の一端と、ハウジング７１とに囲まれることにより形成され、インジェクタ９（燃料噴射装置）に向けて燃料圧力が高められて吐出される燃料が充填された増圧室７４を備える。また、増圧装置７は、ピストン７２の他端と、ハウジング７１とに囲まれることにより形成され、コモンレール５（高圧燃料通路）から供給された燃料の圧力によって、ピストン７２を押し、増圧室７４内の燃料圧力を増圧させるピストン室７３を備える。さらに、増圧装置７は、ピストン７２とハウジング７１とに囲まれることにより形成され、増圧室７４とピストン室７３との間に設けられ、コモンレール５（高圧燃料通路）から充填された燃料を、増圧室７４の燃料圧力を増圧させる過程で、リターン通路１０（低圧燃料通路）へ放出させる増圧制御室７５を備える。さらに、増圧装置７は、増圧制御室７５を、コモンレール５（高圧燃料通路）または、リターン通路１０（低圧燃料通路）と、に選択的に連結させる三方弁７７（切り替え装置）とを備える。

内燃機関１００の制御ユニット２０（制御装置）は、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる前提において、リターン通路１０（低圧燃料通路）の温度Ｔｌｐ＿ｐを推定する。そして、制御ユニット２０（制御装置）によって推定されたリターン通路１０（低圧燃料通路）の温度Ｔｌｐ＿ｐが、増圧装置７の温度Ｔｍよりも低い場合、かつ、増圧装置７の温度Ｔｍがあらかじめ定められた冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い場合には、制御ユニット２０は、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させるように、三方弁７７（切り替え装置）を制御する。

増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時は、冷却が必要である。この時、増圧装置７を駆動させた時の、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが、増圧装置７の温度Ｔｍよりも低ければ、増圧装置７を駆動させることにより増圧装置７を冷却できる。

さらに、本発明の第１実施形態によれば、制御ユニット２０（内燃機関１００の制御装置）は、燃料噴射が要求されている時には、増圧装置７からインジェクタ９（燃料噴射装置）へ供給される燃料圧力の目標値である目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊを算出する。その後、目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊに基づいて、コモンレール５（高圧燃料通路）の目標圧力である、目標コモンレール圧Ｐｃｒ（目標燃料圧力）を算出する。次いで、目標コモンレール圧Ｐｃｒ（目標燃料圧力）に基づいて、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐ（低圧燃料通路の燃料温度）が推定される。

このような実施形態によれば、たとえ目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊが変動したとしても、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐも合わせて変動するため、燃料温度の推定の精度を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と第２実施形態との違いは、増圧装置７を駆動するか否かを判別するルーチンである。すなわち、第１実施形態が推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐに基づいて増圧装置７を駆動するか否かを判別していたのに対し、第２実施形態では、マップに基づいて冷却のために増圧装置７を駆動するか否かを判別する。

より具体的には、第１実施形態は、増圧装置７を駆動するか否かを判別するタイミングで増圧装置７の温度を計測し、増圧装置７の温度に基づいて増圧装置を駆動させていた。他方、第２実施形態においては、制御ユニット２０が、増圧装置７を駆動するか否かを判別するタイミングとは別に、増圧装置７の温度を計測し、増圧装置７の温度が上がった時に、増圧装置７を駆動するか否かを判別するためのマップを切り替える。そして、第２実施形態においては、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動するか否かを判別するタイミングでは、切り替えられたマップを参照することのみによって、増圧装置７を駆動するか否かを判別する。

図８は、本発明の第２実施形態における、機関回転数ＮＥと要求噴射量Ｑｖとに基づいて増圧装置７を駆動するか否かを判別するためのマップである。図４のマップとの違いは、機関回転数ＮＥが小さく、要求噴射量Ｑｖが小さい運転領域（Ｂ）が新しく設定されている点である。機関回転数ＮＥと要求噴射量Ｑｖの組が、運転領域（Ｂ）の範囲内であった時にも、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動する。運転領域（Ｂ）は、燃料の増圧のために増圧装置７を駆動させた時の推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが、必ず冷却要求温度Ｔ＿ｃよりも低くなるように、設定される。

さて、第２実施形態においては、制御ユニット２０は上述した図８のマップと図４のマップの双方を記憶しており、増圧装置７の冷却が必要な場合は図８のマップを、増圧装置７の冷却が不要な場合は図４のマップを選択する。

次に本発明の第２実施形態における制御フローを説明する。第２実施形態においては、燃料噴射の動作を設定するためのルーチン（すなわち、第１実施形態の図６に対応するルーチン）と、増圧装置７を駆動させるか否かを判別するためのルーチン（すなわち、第１実施形態の図７に対応するルーチン）と、マップを切り替えるためのルーチンの３つのルーチンが用いられる。

図９は、第２実施形態におけるマップを切り替えるためのルーチンを表している。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。

まず、ステップＳ２０１において、制御ユニット２０は、増圧装置温度センサ１４の出力値に基づいて、増圧装置の温度Ｔｍを測定する。

ステップＳ２０２において、制御ユニット２０は、増圧装置の温度Ｔｍと冷却要求温度Ｔｍ＿ｃとを比較する。増圧装置の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも大きい場合は、制御ユニット２０は、増圧装置の冷却が必要と判別してステップＳ２０３の処理を行い、増圧装置の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下の場合は、ステップＳ２０４の処理を行う。

ここで、ステップＳ２０２において、制御ユニット２０が増圧装置７の冷却が必要と判別する場合について説明する。この場合は、ステップＳ２０３において、制御ユニット２０は、増圧装置７の駆動が必要か否かを判別するためのマップを、運転領域（Ｂ）を含むマップ、すなわち図８のマップに設定する。図８のマップが設定された状態で、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖが運転領域（Ｂ）に存在する時は、制御ユニット２０は、増圧装置７を冷却するために増圧装置７を駆動する。ステップＳ２０３の処理が終了すると、本ルーチンは終了する。

次いで、ステップＳ２０２において、制御ユニット２０が増圧装置７の冷却が必要と判別しない場合は、ステップＳ２０４において、増圧装置７の駆動が必要か否かを判別するためのマップを、運転領域（Ｂ）を含まないマップ、すなわち図４のマップに設定する。制御ユニット２０が、ステップＳ２０２において増圧装置７の冷却が必要と判別しないことから、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖのそれぞれが小さい時に増圧装置７を駆動させる必要が無い。このようにマップが設定されるので、増圧装置７を駆動させることによるエネルギーの損失を抑えられる。ステップＳ２０４の処理が終了すると、本ルーチンは終了する。

次に、第２実施形態における燃料噴射の動作を設定するためのルーチンは、第１実施形態と同じルーチン、すなわち図６のルーチンが用いられるため、説明を省略する。

最後に、第２実施形態における増圧装置７の駆動の必要性を判別する制御について説明する。図１０は、第２実施形態における増圧判別制御のルーチンである。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。

まず、ステップＳ１０６において制御ユニット２０が、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖを取得したのち、ステップＳ１０７において要求噴射圧Ｐｉｎｊを算出する。

その後、ステップＳ２０５において、制御ユニット２０が、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が、先述したマップ切り替え制御によって選択されたマップの運転領域に含まれるか否かを判別する。

ここで、本ステップにおいては機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が、運転領域（Ａ）に含まれている場合であっても、運転領域（Ｂ）に含まれている場合であっても、制御ユニット２０は、増圧が必要と判別する。すなわち、制御ユニット２０は、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ａ）に含まれる場合は、燃料噴射圧を高めるために増圧装置７を駆動し、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ｂ）に含まれる場合は、増圧装置７を冷却するために増圧装置７を駆動する。

ところで、本ステップにおいて、機関回転数ＮＥ要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ｂ）に含まれるということは、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが増圧装置の温度Ｔｍがよりも低いという条件を満たすということである。なぜならば、運転領域（Ｂ）は、運転領域（Ｂ）において増圧装置７を駆動させた場合は、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが必ず冷却要求温度Ｔ＿ｃよりも低くなるように設定されているためである。

ステップＳ２０５において、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域に含まれる場合は、制御ユニット２０は、増圧装置７の駆動が必要と判別してステップＳ１０９の処理を行い、運転領域に含まれない場合は、増圧装置７の駆動が不要と判別してステップＳ１１７の処理を行う。ステップＳ１０９，Ｓ１１７以降の制御は第１実施形態と同様に処理であるので説明を省略する。

以上のように、本発明の第２実施形態によれば、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる前提におけるリターン通路温度Ｔｌｐ（低圧燃料通路の燃料温度）が冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下になるような機関回転数ＮＥ及び目標燃料噴射量Ｑｖからなる領域を、運転領域（Ｂ）（第１の運転領域）と呼称する。この時、制御ユニット２０（内燃機関１００の制御装置）は、運転領域（Ｂ）（第１の運転領域）が設定された図８のマップ（第１のマップ）と、運転領域（Ｂ）（第１の運転領域）が設定されていない図４のマップ（第２のマップ）とを記憶している。次いで、制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃより大きい時は、図８のマップ（第１のマップ）を選択し、増圧装置７の温度が冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下である時は、図４のマップ（第２のマップ）を選択する。このような状態において、取得される機関回転数ＮＥ及び目標噴射量Ｑｖが、図８のマップ（第１のマップ）及び図４のマップ（第２のマップ）の中から選択されたマップの運転領域（Ｂ）（第１の運転領域）に含まれる時には、制御ユニット２０は、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる。

機関回転数ＮＥ及び目標燃料噴射量Ｑｖが、運転領域（Ｂ）に含まれる状態とは、増圧装置７は冷却が必要でかつ、増圧装置７を駆動させると冷却ができる状態である。機関回転数ＮＥ及び目標燃料噴射量Ｑｖが、運転領域（Ｂ）に含まれている時、制御ユニット２０は、増圧制御室７５とリターン通路１０とを連結することによって、増圧装置７を駆動させ、増圧装置７を冷却することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態と第１実施形態との相違点は、噴射要求が無い時にも、増圧装置７の冷却のために増圧装置７を駆動させる点である。以下では、第１実施形態と共通する部分は説明を省略する。

図１１は、第３実施形態における、燃料噴射の動作を設定するためのルーチンを表している。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。

まず、ステップＳ１０１において、制御ユニット２０は、燃料噴射が必要か否かを判別する。制御ユニット２０が、燃料噴射が必要と判別した、すなわち噴射要求がある場合はステップＳ１０２の処理を行い、燃料噴射が不要と判別した場合、すなわち噴射要求がない場合はステップＳ３０１の処理を行う。ステップＳ１０２以降の制御は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

ステップＳ３０１においては、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動させる必要性があるか否かを判別し、それに応じて増圧フラグをセットする。ステップＳ３０１は、ステップＳ１０２と同じ機能を果たすが、ステップＳ１０２においては燃料を噴射することが前提となっているのに対し、ステップＳ３０１においては燃料を噴射しない（燃料カットされている）ことが前提となっている点で相違する。ステップＳ３０１については、後程図１２を用いて詳細に説明する。ステップＳ３０１の処理が終了すると、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２においては、制御ユニット２０が、ステップＳ３０１において増圧フラグがセットされているか否かを判別する。増圧フラグがセットされている場合は、制御ユニット２０はステップＳ３０３の処理を行い、増圧フラグがリセットされている場合は、このルーチンの処理を終了する。

ステップＳ３０３においては、制御ユニット２０は、燃料噴射を行なわずに、増圧装置７を駆動する。この時増圧装置７に供給される燃料の圧力、すなわちコモンレール圧は、十分低い圧力に設定されるため、増圧装置７が駆動されることによって増圧装置７が冷却される。

この場合は、増圧装置７から吐出された燃料は、インジェクタ９において気筒内に放出されることなく、リリーフ通路１１を介して燃料タンク１に戻される。

ステップＳ３０３の処理が終了すると、このルーチンの処理を終了する。

図１２は、第３実施形態における燃料カット中の増圧判別制御のルーチンを表している。このルーチンは、制御ユニット２０が図１１のステップＳ３０１を実行するたびに実行される。

まずステップＳ３０４においては、制御ユニット２０は増圧装置７の温度Ｔｍを測定する。その後、ステップＳ３０５において、制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍと、冷却要求温度Ｔｍ＿ｃとを比較する。ステップＳ３０５において、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度よりも高い時は、制御ユニット２０は、増圧装置７の増圧が必要と判別し、ステップＳ３０６の処理を行う。増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下の時は、制御ユニット２０は、増圧装置７の増圧は不要と判別し、ステップＳ３０８において増圧フラグをリセットしたのち、このルーチンの処理を終了する。

ステップＳ３０６では、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを、燃料噴射時に設定されるコモンレール圧よりも低い圧力である最低コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍｉｎに設定する。最低コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍｉｎの燃料が増圧装置７に供給される場合を仮定した時における、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐは、冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも低くなるように設定される。すなわち、目標コモンレール圧Ｐｃｒが、最低コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍｉｎに設定される場合とは、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも低い温度であると推定できる場合である。例えば、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐは、およそ１０ＭＰａである。

このような最低コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍｉｎに設定されることによって、増圧装置７に供給される燃料の圧力を下げることができ、リターン通路１０に供給される燃料の温度を可能な限り下げることができ、効率よく増圧装置７を冷却できる。

次に、ステップＳ３０６の処理が終わると、ステップＳ３０７に進み、制御ユニット２０は、増圧フラグをセットして、このルーチンの処理を終了する。

以上のように、本発明の第３実施形態によれば、制御ユニット２０（内燃機関１００の制御装置）は、燃料噴射の要求がない時であって、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時には、目標コモンレール圧Ｐｃｒ（高圧燃料通路の目標燃料圧力）を、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐ（低圧燃料通路の燃料温度）が冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下になる目標コモンレール圧Ｐｃｒ（高圧燃料通路の目標燃料圧力）に設定する。その後、制御ユニット２０は、サプライポンプ３を制御することによって、コモンレール５（高圧燃料通路）内の燃料の圧力を目標コモンレール圧（目標燃料圧力）にし、制御ユニット２０（内燃機関１００の制御装置）は、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる。

このように燃料噴射の要求がない時に増圧装置７を冷却できるので、燃料噴射要求がある時のみに増圧装置７を冷却する場合に比べて、早く増圧装置７を冷却できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態と第１実施形態との相違点は、増圧装置７を駆動するか否かを判別するための制御が相違する。より具体的には、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ａ）に存在する場合であっても、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い場合には、増圧装置７の駆動を行わない点である。第１実施形態と共通する部分は説明を省略する。

まず、第４実施形態における燃料噴射の動作を設定するためのルーチンは、第１実施形態と同じルーチン、すなわち図６のルーチンが用いられる。このため詳細な説明を省略する。

次に、第２実施形態における増圧装置７を駆動するか否かを判別するための制御について説明する。図１３は、第４実施形態における増圧判別制御のルーチンである。このルーチンは、一定時間ごとの割り込みによって実行される。

まず、制御ユニット２０は、ステップＳ１０６において機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖを取得したのち、ステップＳ１０７において要求噴射圧Ｐｉｎｊを算出する。

その後、制御ユニット２０は、ステップＳ１０８において、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が、マップ（図４）における運転領域（Ａ）に含まれるか否かを判別する。機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が、マップ（図４）における運転領域（Ａ）に含まれる場合は、ステップＳ４０１に進み、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が、マップ（図４）における運転領域（Ａ）に含まれない場合は、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１以降の制御は、第１実施形態と同一であるため説明を省略する。

次に、ステップＳ４０１では、制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍを測定し、ステップＳ４０２の処理を行う。ステップＳ４０２では、制御ユニット２０が、増圧装置７を駆動するか否かを判別するために、増圧装置７の温度Ｔｍと冷却要求温度Ｔｍ＿ｃとを比較する。

増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時には、制御ユニット２０が、増圧装置７の駆動が不可能と判別する。このように判別される理由は以下のとおりである。まず、ステップＳ４０２が実行される時は、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖの組が運転領域（Ａ）に存在している時である。このような場合においては、機関回転数ＮＥ及び要求噴射量Ｑｖがともに大きいため、目標コモンレール圧Ｐｃｒが高くなり、推定リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐも高くなる。すなわち、このような場合に増圧装置７を駆動させるということにより、増圧装置７は加熱される。したがって、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時、すなわち増圧装置７が冷却を必要としている時に、これ以上の加熱が行われないようにしなければならない。このため、ステップＳ４０２においては、制御ユニット２０は、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時には、増圧装置７の駆動を禁止する。

ステップＳ４０２において増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い時には、ステップＳ４０３に進み、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃ以下の時には、増圧装置７を駆動させるためステップＳ１０９に進む。ステップ１０９以降の処理は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

次に、ステップＳ４０３では、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを燃料噴射圧Ｐｉｎｊに設定する。次に、ステップＳ４０４では、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒが、目標コモンレール圧Ｐｃｒとして取りうる値のうち、最も高い圧力である最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも高いか否かを判別する。このように目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも高くなる原因は以下のとおりである。

まず、制御ユニット２０が、目標噴射圧Ｐｉｎｊを増圧装置７を動かすことを前提に設定した結果、目標噴射圧Ｐｉｎｊが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘを超えることがある。最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも大きい目標噴射圧Ｐｉｎｊを、ステップＳ４０３において、目標コモンレール圧Ｐｃｒとして設定したため、目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも高くなることがある。

制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも高い場合には、ステップＳ４０５の処理を実行し、目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘ以下の場合には、ステップＳ４０６の処理を実行する。

ステップＳ４０５では、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘに設定する。このような処理により、目標コモンレール圧Ｐｃｒが実現可能な範囲に設定される。

最後に、ステップＳ４０６では、制御ユニット２０は、増圧フラグをリセットし、本ルーチンの処理が終了される。

例えば、増圧装置７の温度Ｔｍが１６０℃であり、運転領域（Ａ）において目標燃料噴射圧Ｐｉｎｊが３００ＭＰａ、最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘが２５０ＭＰａであったとする。このような場合においては、制御ユニット２０は増圧装置７を駆動しないため、一時的に目標コモンレール圧Ｐｃｒを３００ＭＰａに設定する。しかし、目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘを超えているために、制御ユニット２０は、目標コモンレール圧Ｐｃｒを２５０ＭＰａに設定し直す。この場合は、インジェクタ９に供給される燃料の圧力も２５０ＭＰａになる。

このように、制御ユニット２０がステップＳ４０５を実行する場合には、インジェクタ９に供給される燃料の圧力が変化してしまうので、目標燃料噴射量Ｑｖが得られないおそれがある。制御ユニット２０がステップＳ４０５を実行する場合には、例えば、制御ユニット２０が、噴射の回数を増やして燃料を増加させるなど、噴射の条件を設定することにより、目標燃料噴射量Ｑｖを満たすように調整してもよい。

以上のように、本発明の第４実施形態によれば、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる前提において推定されたリターン通路１０を流通する燃料の温度を、リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐ（低圧燃料通路の燃料温度）と呼称する。この時、制御ユニット２０（内燃機関１００の制御装置）は、リターン通路温度Ｔｌｐ＿ｐ（低圧燃料通路の燃料温度）が、増圧装置７の温度Ｔｍよりも高い場合かつ、増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い場合には、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結しない。

その結果、増圧制御室７５とリターン通路１０との連結に起因する、増圧装置７の駆動が禁止されて、増圧装置７がさらに加熱されることが抑制される。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態は第２実施形態の変形例である。より具体的には、制御ユニット２０が、増圧装置７の温度Ｔｍが高い時に選択する、増圧装置７を駆動するか否かを判別するためのマップが、第２実施形態においては、運転領域（Ａ）が存在する図８であったのに対し、第５実施形態においては、運転領域（Ａ）が存在しない図１４になる。第５実施形態のルーチンは第２実施形態のルーチンと同一であるため、説明を省略する。

増圧装置７の温度Ｔｍが冷却要求温度Ｔｍ＿ｃよりも高い場合に、制御ユニット２０は、増圧装置７を駆動するか否かを判別するマップとして、図１４を選択することにより、冷却のために増圧装置７は駆動させ、増圧装置７の加熱が推定される運転領域（Ａ）における、増圧のための増圧装置７の駆動は禁止する。したがって、増圧装置７が過剰に加熱されることが抑制される。

なお、本実施形態においては、第４実施形態と同じように、目標コモンレール圧Ｐｃｒが最大目標コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘよりも大きくなった場合には、目標コモンレール圧Ｐｃｒを最大コモンレール圧Ｐｃｒ＿ｍａｘに再設定しても良い。

以上のように、本発明の第５実施形態によれば、図１４のマップ（第１のマップ）には、リターン通路温度Ｔｌｐ（低圧燃料通路の燃料温度）が冷却要求温度Ｔｍ＿ｃより高くなるような機関回転数ＮＥ及び目標燃料噴射量Ｑｖを定めた運転領域（Ａ）（第２の運転領域）が設定されておらず、図４（第２のマップ）には、運転領域（Ａ）（第２の運転領域）が設定されている。そして、制御ユニット２０は、機関回転数ＮＥ及び目標燃料噴射量Ｑｖが、図１４のマップ（第１のマップ）及び、図４のマップ（第２のマップ）の中から選択されたマップの、運転領域（Ａ）（第２の運転領域）に含まれる時には、増圧制御室７５とリターン通路１０（低圧燃料通路）とを連結させる。

その結果、制御ユニット２０が、増圧装置７の冷却が必要な時に選択する図１４のマップ（第１のマップ）には、運転領域（Ａ）が設定されていないため、増圧装置７の過剰な加熱が抑制される。他方、制御ユニット２０が、増圧装置７の冷却が不要な時に選択する図４のマップ（第２のマップ）には、運転領域（Ａ）が設定されているため、増圧装置７の温度が高くなりすぎない範囲で適切に増圧することができる。

５ コモンレール
７ 増圧装置
７１ ケーシング
７２ ピストン
７５ 増圧制御室
７７ 三方弁
９ インジェクタ
１０ リターン通路

Claims (6)

1. 燃料タンクと、
   前記燃料タンクに貯留された燃料の燃料圧力を高めるためのサプライポンプと、
   前記サプライポンプによって圧力が高められた燃料が流通する高圧燃料通路と、
   前記高圧燃料通路から供給された燃料の燃料圧力を高めるための増圧装置と、
   前記増圧装置によって圧力が高められることなく、前記増圧装置から前記燃料タンクへ戻される燃料が流通する低圧燃料通路と、
   前記増圧装置によって圧力が高められた燃料を噴射するための燃料噴射装置と、
   を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記増圧装置は、
   筒状のハウジングと、
   前記ハウジング内に往復動可能に収められたピストンと、
   前記ピストンの一端と、前記ハウジングとに囲まれることにより形成され、前記燃料噴射装置に向けて燃料圧力が高められて吐出される燃料が充填された増圧室と、
   前記ピストンの他端と、前記ハウジングとに囲まれることにより形成され、前記高圧燃料通路から供給された燃料の圧力によって、前記ピストンを押し、前記増圧室内の燃料圧力を増圧させるピストン室と、
   前記ピストンと前記ハウジングとに囲まれることにより形成され、前記増圧室と前記ピストン室との間に設けられ、前記高圧燃料通路から充填された燃料を、前記増圧室の燃料圧力を増圧させる過程で、前記低圧燃料通路へ放出させる増圧制御室と、
   前記増圧制御室を、前記高圧燃料通路または、前記低圧燃料通路に選択的に連結させる切り替え装置と、
   を備え、
   前記内燃機関の制御装置は、
   前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる前提において前記低圧燃料通路の温度を推定し、
   前記内燃機関の制御装置によって推定された前記低圧燃料通路の温度が前記増圧装置の温度よりも低い場合、かつ、前記増圧装置の温度があらかじめ定められた冷却要求温度よりも高い場合には、前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させるように、前記切り替え装置を制御する、
   内燃機関の制御装置。
2. 燃料噴射が要求されている時には、前記増圧装置から前記燃料噴射装置へ供給される燃料の圧力の目標値である、目標燃料噴射圧を算出し、
   前記目標燃料噴射圧に基づいて、前記高圧燃料通路の目標燃料圧力を算出し、
   前記目標燃料圧力に基づいて、前記低圧燃料通路の燃料温度を推定する、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる前提において前記低圧燃料通路の燃料温度が前記冷却要求温度以下になるような機関回転数及び目標燃料噴射量を定めた第１の運転領域が設定された第１のマップと、前記第１の運転領域が設定されていない第２のマップとを記憶し、
   前記増圧装置の温度が前記冷却要求温度より大きい時は、前記第１のマップを選択し、前記増圧装置の温度が前記冷却要求温度以下である時は、前記第２のマップを選択し、
   前記機関回転数及び前記目標燃料噴射量が、前記第１のマップ及び前記第２のマップの中から選択されたマップの前記第１の運転領域に含まれる時には、前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記燃料噴射装置が燃料噴射の要求がない時であって、前記増圧装置の温度が前記冷却要求温度よりも高い時には、前記高圧燃料通路の目標燃料圧力を、前記低圧燃料通路の燃料温度が前記冷却要求温度以下になる目標燃料圧力に設定し、前記サプライポンプを制御することによって、前記高圧燃料通路内の燃料の圧力を前記目標燃料圧力にし、前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる前提において推定された低圧燃料通路の燃料温度が、前記増圧装置の温度よりも高い場合かつ、前記増圧装置の温度が前記冷却要求温度よりも高い場合には、前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結しない、
   請求項１または請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記第１のマップには、前記低圧燃料通路の燃料温度が前記冷却要求温度より高くなるような機関回転数及び目標燃料噴射量を定めた第２の運転領域が設定されておらず、前記第２のマップには、前記第２の運転領域が設定されており、
   前記機関回転数及び前記目標燃料噴射量が、前記第１のマップ及び前記第２のマップの中から選択されたマップの前記第２の運転領域に含まれるときには、前記増圧制御室と前記低圧燃料通路とを連結させる、
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。

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