(57)【要約】【課題】高圧燃料ポンプにおけるベーパの発生を抑制することが可能な内燃機関の燃料ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】高圧燃料ポンプ３２において、高圧燃料が作用する部位の温度が所定温度を超えて高温となった場合には、高圧燃料ポンプ３２に燃料を供給する低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を高める。このように、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を高めることにより、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５に取り込まれる燃料圧力を高めることができる。この結果、加圧室３５での吸入工程において燃圧が低下する場合でも、ベーパが発生する燃圧までは低下しにくくなるので、ベーパの発生を抑制することができる。【選択図】図１
2011027041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を昇圧して、内燃機関に設けられたインジェクタに供給する燃料ポンプ制御装置であって、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧して前記インジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
前記燃料タンクから燃料を吸引し、前記高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、前記高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、前記高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料圧であるフィード圧を変化させるフィード圧可変手段と、
前記高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、当該所定温度を超えない場合に比較して、前記フィード圧可変手段により、前記低圧燃料ポンプのフィード圧を高めるように前記フィード圧可変手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記温度取得手段によって求められた温度が前記所定温度を超えた場合、前記高圧ポンプの加圧工程時に開弁されるように前記調圧弁を制御する調圧弁制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記フィード圧可変手段は、
前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記燃料タンクとの間に設けられた、設定圧が異なる少なくとも２個のプレッシャーレギュレータと、
前記少なくとも２個のプレッシャーレギュレータの中で、前記低圧燃料ポンプの吐出側に接続されるプレッシャーレギュレータを切り替える切替弁と、からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項４】
前記フィード圧可変手段は、
前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記燃料タンクとの間に設けられた固定絞りと、
前記低圧燃料ポンプの駆動電力を調整する駆動電力調整手段と、からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項５】
燃料タンク内の燃料を昇圧して、内燃機関に設けられたインジェクタに供給する燃料ポンプ制御装置であって、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧して前記インジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
前記燃料タンクから燃料を吸引し、前記高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、前記高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、前記高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
前記高圧燃料ポンプの吐出側と前記燃料タンクとの間に設けられ、前記高圧燃料ポンプの吐出側から前記燃料タンクに戻る燃料量であるリターン量を調整可能なリリーフ弁と、
前記高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、当該所定温度を超えない場合に比較して、前記リリーフ弁による前記リターン量を増加させるリターン量制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項６】
前記リターン量制御手段によりリリーフ弁によるリターン量が増加されるときには、そのリターン量の増加分に応じて、前記調圧弁の閉弁タイミングにより前記高圧燃料ポンプの有効ストロークが長くされることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項７】
前記高圧燃料ポンプの吐出側の燃料圧を検出する燃料圧検出手段を備え、
前記リターン量制御手段は、前記燃料圧検出手段によって検出された燃料圧が目標圧となるように、前記リリーフ弁を制御することにより、燃料のリターン量を増加させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項８】
前記リリーフ弁は、電気的に開閉制御可能なものであり、開弁と閉弁との時間比により、リターン量を調節することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項９】
前記リリーフ弁は、流路面積を変化させることが可能なものであり、当該流路面積を変化させることでリターン量を調整することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１０】
燃料タンク内の燃料を昇圧して、内燃機関に設けられたインジェクタに供給する燃料ポンプ制御装置であって、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧して前記インジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
前記燃料タンクから燃料を吸引し、前記高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプの吐出側と前記高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、前記高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、前記高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
前記高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
前記温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、前記高圧ポンプの加圧工程時に開弁されるように前記調圧弁を制御する調圧弁制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１１】
前記フィード圧の燃料が前記インジェクタに供給されたとき、当該インジェクタから噴射可能な燃料量が、前記内燃機関の運転状態から求められる燃料量に満たないとき、当該内燃機関の出力を抑制する出力抑制制御手段を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項４、及び請求項１０のいずれかに記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１２】
前記出力抑制制御手段は、スロットルバルブの開度を減少させることにより、内燃機関の吸入空気量を低減するものであることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１３】
前記所定温度は、燃料性状に応じて変更されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１４】
前記燃料性状は、燃料におけるアルコールの混合比であることを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１５】
前記温度取得手段は、前記内燃機関からの受熱量と相関する変数を用いて、前記前記高圧燃料ポンプ内の高圧燃料の温度を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１６】
前記温度取得手段は、さらに、前記内燃機関の燃料消費量と相関する変数を用いて、前記高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を推定することを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項１７】
前記温度取得手段は、さらに、大気への放熱量と相関する変数を用いて、前記前記高圧燃料ポンプ内の高圧燃料の温度を推定することを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば筒内噴射式の内燃機関に用いて好適な燃料ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば燃焼室内に直接燃料を噴射供給する筒内噴射式内燃機関においては、高圧燃料ポンプを用いて燃料噴射弁（インジェクタ）に供給する燃料を昇圧するようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような高圧燃料ポンプを備える車両が、例えば、高負荷走行後に停止した場合や、夏の暑い日にエアコンを稼動させつつ、渋滞に巻き込まれた場合など、エンジンルーム内の温度は１００度以上の高温まで上昇する場合がある。このような状況では、エンジンから伝わる熱などにより、高圧燃料ポンプの温度も高温になる。すると、高圧燃料ポンプの加圧室への燃料の吸入工程で発生する燃料圧力の低下により、加圧室内でベーパが発生する虞が生じる。
【０００５】
このように加圧室内でベーパが発生すると、高圧燃料ポンプの吐出圧を調整すべく、高圧燃料ポンプの加圧室による加圧工程時の所望のタイミングで閉弁される調圧弁に悪影響が生じることが考えられる。すなわち、調圧弁が閉弁される際、調圧弁の弁部と弁座との間にベーパが存在した場合、液体燃料のようなダンパー効果が期待できず、閉弁時の衝撃が大きくなる。その結果、調圧弁の弁部あるいは弁座が変形や磨耗してしまい、高圧燃料ポンプの最大吐出量や最高燃圧などの性能が低下する可能性が生じる。
【０００６】
また、加圧室内でベーパが発生すると、高圧燃料ポンプの加圧工程において、燃料を目標圧まで昇圧することができない。その結果、良好な燃焼状態を実現するための燃料噴射量を確保することが困難になるとの問題も生じる。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、高圧燃料ポンプにおけるベーパの発生を抑制することが可能な内燃機関の燃料ポンプ制御装置を提供することを第１の目的とする。さらに、ベーパが発生した場合であっても、調圧弁の損傷を防止することが可能な内燃機関の燃料ポンプ制御装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の燃料ポンプ制御装置は、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧してインジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
燃料タンクから燃料を吸引し、高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
低圧燃料ポンプの吐出側と高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
低圧燃料ポンプから吐出される燃料圧であるフィード圧を変化させるフィード圧可変手段と、
高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、当該所定温度を超えない場合に比較して、フィード圧可変手段により、低圧燃料ポンプのフィード圧を高めるようにフィード圧可変手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位、特に、加圧室への吸入部の温度が高温になると、加圧室における燃料の吸入工程において、ベーパが発生する可能性が生じる。そこで、請求項１の発明では、高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度が所定温度を超えて高温となった場合には、高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポンプのフィード圧を高めるようにフィード圧可変手段を制御する。このように、低圧燃料ポンプのフィード圧を高めることにより、高圧燃料ポンプの加圧室に取り込まれる燃料圧力を高めることができる。この結果、加圧室での吸入工程において燃圧が低下する場合でも、ベーパが発生する燃圧までは低下しにくくなるので、ベーパの発生を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の燃料ポンプ制御装置では、温度取得手段によって求められた温度が所定温度を超えた場合、高圧ポンプの加圧工程時に開弁されるように調圧弁を制御する調圧弁制御手段を有することを特徴とする。これにより、高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度が高温となって、ベーパが発生する可能性が生じたとき、調圧弁の閉弁動作が行われないので、調圧弁が損傷することを防止することができる。なお、この場合、高圧燃料ポンプでの昇圧は行なわれず、インジェクタには、低圧燃料ポンプによるフィード圧の燃料が供給されることになる。
【００１１】
請求項３に記載したように、フィード圧可変手段は、低圧燃料ポンプの吐出側と燃料タンクとの間に設けられた、設定圧が異なる少なくとも２個のプレッシャーレギュレータと、少なくとも２個のプレッシャーレギュレータの中で、低圧燃料ポンプの吐出側に接続されるプレッシャーレギュレータを切り替える切替弁と、から構成することができる。これにより、低圧燃料ポンプの吐出側にいずれのプレッシャーレギュレータを接続するかを切替弁によって切り替えるだけで、低圧燃料ポンプのフィード圧を少なくとも高低の２段階に変化させることができる。
【００１２】
請求項４に記載したように、フィード圧可変手段は、低圧燃料ポンプの吐出側と燃料タンクとの間に設けられた固定絞りと、低圧燃料ポンプの駆動電力を調整する駆動電力調整手段と、から構成しても良い。この場合、低圧燃料ポンプの駆動電力を増減することにより、低圧燃料ポンプのフィード圧を連続的に上昇、低下させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の燃料ポンプ制御装置は、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧してインジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
燃料タンクから燃料を吸引し、高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
低圧燃料ポンプの吐出側と高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
高圧燃料ポンプの吐出側と燃料タンクとの間に設けられ、前記高圧燃料ポンプの吐出側から燃料タンクに戻る燃料量であるリターン量を調整可能なリリーフ弁と、
高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、当該所定温度を超えない場合に比較して、リリーフ弁によるリターン量を増加させるリターン量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
例えば、車両が高負荷走行を行なうことで内燃機関の温度が上昇し、その内燃機関からの熱を受けて、高圧燃料ポンプの温度が上昇した場合において、燃料タンク内に貯留されている燃料の温度は、少なくとも高圧燃料ポンプよりも低い温度に保たれている。この比較的低温の燃料が高温の高圧燃料ポンプを通過すると、高圧燃料ポンプから燃料への熱の移動が起こり、高圧燃料ポンプが冷却される。特に、請求項５の発明では、高圧燃料ポンプが高温となったとき、リリーフ弁を用いて高圧燃料ポンプを介して燃料タンクに還流する燃料量を増加させているので、より効果的に、高圧燃料ポンプを冷却することができる。この結果、高圧燃料ポンプにおけるベーパの発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項６に記載したように、リターン量制御手段によりリリーフ弁によるリターン量が増加されるときには、そのリターン量の増加分に応じて、調圧弁の閉弁タイミングにより高圧燃料ポンプの有効ストロークが長くされることが好ましい。単に、高圧燃料ポンプから燃料タンクに戻る燃料のリターン量を増やすと、インジェクタへ供給される燃圧が低下してしまうが、上述したように、リターン量の増加に併せて、高圧燃料ポンプの有効ストロークを長くすることにより、燃圧の低下を抑えることができる。
【００１６】
特に、請求項７に記載するように、高圧燃料ポンプの吐出側の燃料圧を検出する燃料圧検出手段を設けて、リターン量制御手段が、燃料圧検出手段によって検出された燃料圧が目標圧となるように、リリーフ弁を制御するようにすれば、インジェクタへ供給する燃圧を目標圧に維持したまま、リターン量を増加させることができる。
【００１７】
請求項８に記載したように、リリーフ弁は、電気的に開閉制御可能なものであり、開弁と閉弁との時間比により、リターン量を調節するものであっても良いし、請求項９に記載したように、リリーフ弁は、流路面積を変化させることが可能なものであり、当該流路面積を変化させることでリターン量を調整するものであっても良い。いずれのタイプのリリーフ弁であっても、リターン量の調整を行なうことができる。
【００１８】
請求項１０に記載の燃料ポンプ制御装置は、
燃料を加圧室に取り込み、当該加圧室の燃料を昇圧してインジェクタに向けて吐出する高圧燃料ポンプと、
燃料タンクから燃料を吸引し、高圧燃料ポンプに向けて吐出する低圧燃料ポンプと、
低圧燃料ポンプの吐出側と高圧燃料ポンプの加圧室との間に設けられ、高圧燃料ポンプからの吐出圧が目標圧となるように、高圧燃料ポンプの加圧室による燃料の加圧工程が行なわれる際に閉弁される調圧弁と、
高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を求める温度取得手段と、
温度取得手段によって取得された温度が所定温度を超えた場合に、高圧燃料ポンプの加圧工程時に開弁されるように調圧弁を制御する調圧弁制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、請求項２の発明と同様に、高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度が高温となって、ベーパが発生する可能性が生じたときには、調圧弁の閉弁動作が行われないので、調圧弁が損傷することを防止することができる。
【００２０】
上述した請求項２乃至請求項４、及び請求項１０のいずれかに記載の燃料ポンプ制御装置において、請求項１１に記載したように、フィード圧の燃料がインジェクタに供給されたとき、当該インジェクタから噴射可能な燃料量が、内燃機関の運転状態から求められる燃料量に満たないとき、当該内燃機関の出力を抑制する出力抑制制御手段を備えることが好ましい。
【００２１】
低圧燃料ポンプによるフィード圧は、通常、０．３〜０．６ＭＰａ程度であり、高圧燃料ポンプの昇圧後の燃料圧である４ＭＰａ〜１０ＭＰａに比較して著しく低い。このため、低圧燃料ポンプによるフィード圧がインジェクタに供給された場合には、インジェクタからの燃料噴射時期は、内燃機関の吸気工程に制限され、さらに、燃圧と噴射量とは相関するので、噴射量自体も制限される。このため、内燃機関が吸気工程中に噴射しきれない運転状態となった場合、内燃機関における燃焼が、吸気量に対して燃料量が不足するリーンとなり、触媒の劣化などを招く虞が生じる。従って、インジェクタから噴射可能な燃料量が、内燃機関の運転状態から求められる燃料量に満たないとき、適正な量の燃料量をインジェクタから噴射できるようにするため、内燃機関の出力を抑制することが好ましい。
【００２２】
内燃機関の出力を抑制する具体例としては、請求項１２に記載したように、スロットルバルブの開度を減少させることにより、内燃機関の吸入空気量を低減することが挙げられる。これにより、内燃機関へ導入される吸気量を低減することができるためである。
【００２３】
請求項１３に記載したように、所定温度は、燃料性状に応じて変更されることが好ましい。燃料の性状に応じて、燃料の揮発のしやすさが異なるためである。具体例としては、請求項１４に記載したように、燃料性状として、燃料におけるアルコールの混合比を用いることが好ましい。アルコールの混合比に応じて、燃料の飽和蒸気圧特性が変化するためである。
【００２４】
請求項１５に記載したように、温度取得手段は、内燃機関からの受熱量と相関する変数を用いて、高圧燃料ポンプにおいて、高圧燃料が作用する部位の温度を推定しても良い。高圧燃料ポンプは、エンジンの近傍に搭載され、エンジンからの熱を受けて高温となるためである。内燃機関からの受熱量と相関する変数には、冷却水温、潤滑油温、吸気温などがある。
【００２５】
請求項１６に記載したように、温度取得手段は、さらに、内燃機関の燃料消費量と相関する変数を用いて、高圧燃料ポンプの高圧燃料が作用する部位の温度を推定することが好ましい。高圧燃料ポンプは、比較的低温の燃料が流入することにより冷却されるので、燃料消費量から、燃料流入による温度低下分を推定できるためである。燃料消費量と相関する変数には、燃料噴射量、エンジン回転数、エンジン負荷などがある。
【００２６】
請求項１７に記載したように、温度取得手段は、さらに、大気への放熱量と相関する変数を用いて、前記高圧燃料ポンプの高圧燃料が作用する部位の温度を推定することが好ましい。高圧燃料ポンプは、大気へ放熱することにより冷却されるためである。大気への放熱量と相関する変数には、外気温、車速などがある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置の構成を示す構成図である。
【図２】アルコール混合比率が異なる各燃料の飽和蒸気圧特性を示すグラフである。
【図３】第１実施形態による燃料ポンプ制御装置により実行される一連の制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートに示す制御処理による、燃料ポンプ制御装置の各部の作動状態の変化を示す波形図である。
【図５】第１実施形態の変形例の構成を示す構成図である。
【図６】図５の変形例におけるフィード圧の変化の様子を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置の構成を示す構成図である。
【図８】第２実施形態による燃料ポンプ制御装置における、リリーフ弁の印加電圧に対するリリーフ量の変化を示すグラフである。
【図９】第１実施形態による燃料ポンプ制御装置により実行される一連の制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートにおける調圧弁有効ストローク制御の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートに示す制御処理による、燃料ポンプ制御装置の各部の作動状態の変化を示す波形図である。
【図１２】第２実施形態の第１の変形例の構成を示す構成図である。
【図１３】図９の変形例による燃料ポンプ制御装置の各部の作動状態の変化を示す波形図である。
【図１４】第２実施形態の第２の変形例の構成を示す構成図である。
【図１５】第２の変形例において、リリーフ弁の印加油圧に対するリリーフ量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置を、図面を参照しつつ説明する。図１は第１実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置の構成を示す構成図である。
【００２９】
図１において、内燃機関の燃料ポンプ制御装置は、燃料タンク１０から燃料を吸引し、高圧燃料ポンプ３２に向けて吐出する低圧燃料ポンプ２０と、内燃機関５６のカム軸と一体のポンプカム３８の回転により動作し、低圧燃料ポンプ２０から供給される燃料をさらに昇圧してインジェクタ５４の蓄圧室５０に供給する高圧燃料ポンプ３２と、を備えている。
【００３０】
低圧燃料ポンプ２０は、図示しない電動モータによって、内燃機関の始動時点から駆動されるものである。この低圧燃料ポンプ２０の吐出側には、切替弁２２を介して、設定圧の異なる（例えば、０．３ＭＰａと０．４ＭＰａ）２個のプレッシャーレギュレータ２４，２６が接続されている。切替弁２２は、２個のプレッシャーレギュレータ２４，２６のいずれか一方を低圧燃料ポンプ２０の吐出側に接続するように、流路の切り替えを行なう。
【００３１】
なお、高圧燃料ポンプ３２の温度（正確には、高圧燃料ポンプ３２において高圧燃料が作用する部位の温度）が高温となったとき以外は、切替弁２２は、ＥＣＵ６０からの指示により、設定圧が小さい方のプレッシャーレギュレータ２４を低圧燃料ポンプ２０の吐出側に接続する。これにより、低圧燃料ポンプ２０によって供給される燃料の圧力、すなわちフィード圧は、プレッシャーレギュレータ２４の設定圧によって規定される。そして、高圧燃料ポンプ３２の温度が所定の高温となったとき、切替弁２２は、ＥＣＵ６０からの指示に従って、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に、設定圧が大きい方のプレッシャーレギュレータ２６を接続する。これにより、高圧燃料ポンプ３２の温度が所定の高温となったときには、プレッシャーレギュレータ２６の設定圧により、低圧燃料ポンプ２０のフィ−ド圧が高められる。
【００３２】
高圧燃料ポンプ３２は、シリンダ３６と、当該シリンダ３６内に挿入され、ポンプカム３８によりシリンダ３６内を往復動するように駆動されるプランジャ３４とから構成される。これらプランジャ３４とシリンダ３６とにより加圧室３５が形成され、この加圧室３５は、図１においてプランジャ３４が下降したときに拡大して燃料を取り込み（吸入工程）、プランジャ３４が上昇したときに収縮して、取り込んだ燃料を昇圧する（加圧工程）。
【００３３】
高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５と、低圧燃料ポンプ２０の吐出側との間には、常開型の電磁弁である調圧弁３０が設けられている。また、高圧燃料ポンプ３２の加圧室の吐出側には吐出逆止弁４０が設けられている。
【００３４】
このように構成された高圧燃料ポンプ３２においては、プランジャ３４がシリンダ３６内を下降する際には、調圧弁３０が開弁されたままとなる。これにより、調圧弁３０を介して、低圧燃料ポンプ２０によりフィード圧まで昇圧された燃料が、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５内に取り込まれる。一方、プランジャ３４がシリンダ３６内を上昇する際には、調圧弁３０が閉弁される、これにより、加圧室３５が収縮されるときに、加圧室３５内の燃料が低圧燃料ポンプ２０側に流れることを防止して、加圧室３５内の燃料を昇圧できるようにしている。加圧室３５によって昇圧された燃料は、吐出逆止弁４０を介して蓄圧室５０に供給される
蓄圧室５０は、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５から吐出された高圧の燃料を蓄積保持する。この蓄圧室５０は、内燃機関５６の各インジェクタ５４と接続されており、蓄積した高圧の燃料を各インジェクタ５４にそれぞれ供給する。各インジェクタ５４は、蓄圧室５０内の高圧燃料を、内燃機関５６の各気筒の燃焼室内に直接噴射する。その噴射タイミングや噴射量は、内燃機関５６の運転状態に応じて、ＥＣＵ６０によって制御される。
【００３５】
蓄圧室５０と燃料タンク１０との間にはリリーフ弁５８が接続されている。このリリーフ弁５８は、所定の燃圧（設定開弁圧）以上で開弁する常閉弁であり、蓄圧室５０内の燃圧がリリーフ弁５８の設定開弁圧以上に上昇しようとしたときに開弁する。これにより、蓄圧室５０内の燃圧が設定開弁圧以上に上昇しようとすると、蓄圧室５０内の燃料がリリーフ弁５８を介して燃料タンク１０に戻されるので、蓄圧室５０内の燃圧が過大になることが防止できる。
【００３６】
低圧燃料ポンプ２０の吐出側と高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５との間に接続された調圧弁３０の閉弁及び開弁駆動タイミングは、ＥＣＵ６０によって制御される。このため、ＥＣＵ６０は、蓄圧室５０の燃圧を検出する燃圧センサ５２のほか、内燃機関５６の運転状態を検出するための各種センサ（図示せず）からの検出信号を取り込む。
【００３７】
例えば、ＥＣＵ６０は、内燃機関５６のカム軸と一体となって回転するポンプカム３８によるプランジャ３４の上昇、下降タイミングを把握するため、内燃機関５６の回転位置を検出する回転位置センサからの検出信号を取り込む。さらに、ＥＣＵ６０は、内燃機関５６の機関回転数、ドライバーによるアクセルペダルの踏込量、内燃機関５６の吸入空気量、冷却水温度、及び排気酸素濃度などをそれぞれ検出する各センサからの信号を取り込む。
【００３８】
そして、ＥＣＵ６０は、取り込んだ各センサからの信号に基づいて、燃料噴射量を算出するとともに、蓄圧室５０に蓄圧されるべき目標燃圧を定める。そして、インジェクタ５４からの燃料噴射量を考慮しつつ、蓄圧室５０内の燃圧を目標燃圧に一致させるために必要な高圧燃料ポンプ３２からの燃料の吐出量を求める。この吐出量から、高圧燃料ポンプのストローク量が決まる。さらに、蓄圧室５０における実際の燃圧が、高圧燃料ポンプ３２の機差ばらつきや経年劣化などによって目標燃圧に収束しない場合を考慮し、燃圧センサ５２の検出値及び目標燃圧に基づいて、上述したストローク量を補正する。このようにして算出したストローク量分だけ、高圧燃料ポンプにおいて加圧工程が行なわれるように、ＥＣＵ６０は調圧弁３０の閉弁タイミングを制御する。つまり、調圧弁３０は、必ずしもプランジャ３４が上昇を開始した時点から閉弁されるのではなく、上述のように算出されたストローク量に応じて、プランジャ３４の上昇開始から調圧弁３０の閉弁タイミングまでの時間差が変化する。
【００３９】
また、調圧弁３０が閉弁することにより、高圧燃料ポンプ３２において燃料の昇圧が可能となって、プランジャ３４の上昇動作によって加圧室３５内の燃圧が所定値を超えると、調圧弁３０の閉弁駆動信号を解除しても、調圧弁３０は閉弁状態を維持し、加圧工程を継続することができる。このため、ＥＣＵ６０は、調圧弁３０に対して、プランジャ３４の上昇動作が終了するまで、閉弁駆動信号を出力しても良いが、加圧工程が継続される範囲で、プランジャ３４の上昇動作が終了する以前に閉弁駆動信号の出力を停止するようにしている。
【００４０】
なお、調圧弁３０は、閉弁駆動信号を出力してから、実際に閉弁動作を開始するまでに時間遅れがある。さらに、調圧弁３０の閉弁動作は、バッテリ電圧に応じて、閉弁動作開始から終了までの作動時間が変化する。従って、閉弁動作開始までの時間遅れや、バッテリ電圧を考慮して、調圧弁３０への閉弁駆動信号の出力タイミングを補正しても良い。
【００４１】
次に、第１実施形態による燃料ポンプ制御装置の特徴点について詳しく説明する。例えば、車両が、高負荷走行後に停止した場合や、夏の暑い日にエアコンを稼動させつつ、渋滞に巻き込まれた場合など、エンジンルーム内の温度は１００度以上の高温まで上昇する場合がある。このような状況では、エンジンから伝わる熱などにより、高圧燃料ポンプ３２の温度も高温になる。
【００４２】
ここで、内燃機関の燃料である、ガソリン、アルコール、あるいはガソリンとアルコールとの混合燃料は、図２に示すように、温度が高くなるにつれて、飽和蒸気圧が上昇する特性を有している。なお、図２におけるアルファベットＥに付随する数字は、アルコール（エタノール）の組成比率を示しており、Ｅ０はガソリンが１００％、Ｅ１００はアルコールが１００％であることを意味する。また、図２の縦軸は、飽和蒸気圧を絶対圧力にて示している。従って、図２では、大気圧を基準とする相対圧力よりも約１００ｋＰａだけ高い圧力にて、各燃料の飽和蒸気圧が示されている。
【００４３】
図２から分かるように、温度が１００℃を超えると、各燃料は、絶対圧力で０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａ程度の圧力にて液相から気相に変化し始める。一方、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧は、通常、相対圧力で０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度に設定される。従って、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５への燃料の吸入工程で発生する燃料圧力の低下により、加圧室３５内でベーパが発生する虞が生じる。
【００４４】
このように加圧室３５内でベーパが発生すると、高圧燃料ポンプ３２の加圧工程時の所望のタイミングで閉弁される調圧弁３０に悪影響が生じることが考えられる。すなわち、調圧弁３０が閉弁される際、調圧弁３０の弁部と弁座との間にベーパが存在した場合、液体燃料のようなダンパー効果が期待できず、閉弁時の衝撃が大きくなる。その結果、調圧弁３０の弁部あるいは弁座が変形や磨耗してしまい、高圧燃料ポンプ３２の最大吐出量や最高燃圧などの性能が低下する可能性が生じる。
【００４５】
また、加圧室３５内でベーパが発生すると、高圧燃料ポンプ３２の加圧工程において、燃料を目標圧力まで昇圧することができない。その結果、良好な燃焼状態を実現するための燃料噴射量を確保することが困難になるとの問題も生じる。
【００４６】
そこで、本実施形態においては、高圧燃料ポンプ３２の温度が比較的低く、加圧室３５内にベーパが発生する虞がないときには、低圧燃料ポンプ２０により相対的に低圧のフィード圧を発生させ、高圧燃料ポンプの温度が高温となり、加圧室３５内にベーパが発生する虞が生じたときには、低圧燃料ポンプ２０により相対的に高圧のフィード圧を発生させる。図２に示されるように、燃料は、圧力が高まるほど液相領域に入りやすくなり、ベーパが発生しにくくなる。従って、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を高めることにより、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５におけるベーパの発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、予め、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を、高圧燃料ポンプ３２の温度にかかわらず、気相領域に入らない程度の圧力に設定することも可能であるが、その場合、低圧燃料ポンプ２０による電力消費が大きくなってしまうという問題が生じる。
【００４８】
以下、本実施形態の燃料ポンプ制御装置によるベーパ抑制制御について、図３のフローチャート及び図４の波形図を用いて、詳しく説明する。なお、図３のフローチャートに示す処理は、定期的に繰り返し実行されるものである。
【００４９】
まず、図３のフローチャートのステップＳ１１０において、高圧燃料ポンプ３２において、高圧燃料が作用する部位、特に、加圧室３５への吸入部の温度Ｔｈｐを推定により求める。すなわち、高圧燃料ポンプ３２は、内燃機関５６の近傍に搭載され、内燃機関５６からの熱を受けて高温となるため、内燃機関からの受熱量と相関する変数を用いて、高圧燃料ポンプ３２の温度Ｔｈｐを推定することができる、なお、内燃機関からの受熱量と相関する変数としては、冷却水温、潤滑油温、吸気温などを用いることができる。
【００５０】
さらに、内燃機関５６の燃料消費量と相関する変数や、高圧燃料ポンプ３２から大気への放熱量と相関する変数を用いて、高圧燃料ポンプ３２の高圧燃料が作用する部位の温度Ｔｈｐを推定しても良い。高圧燃料ポンプ３２は、比較的低温の燃料が流入することにより冷却され、さらに、大気へ放熱することにより冷却される。従って、これらの変数を用いることにより、高圧燃料ポンプ３２への燃料流入による温度低下分や、大気への放熱による温度低下分を考慮して高圧燃料ポンプ３２の温度Ｔｈｐをより高精度に推定することができる。なお、内燃機関５６の燃料消費量と相関する変数としては、燃料噴射量、エンジン回転数、エンジン負荷などを用いることができ、大気への放熱量と相関する変数としては、外気温、車速などを用いることができる。ただし、高圧燃料ポンプ３２の温度Ｔｈｐは、温度センサにより直接的に検出するようにしても良い。
【００５１】
続くステップＳ１２０では、使用される燃料の性状に基づいて、制御実行温度αを決定する。燃料の性状に応じて、燃料の揮発のしやすさが異なるためである。例えば、燃料性状として燃料におけるアルコールの混合比率をセンサにより検出する。そして、検出した当該アルコールの混合比率に応じて、現状のフィード圧の燃料が、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５に取り込まれるときに燃圧が低下した場合に、気相領域に入る温度（ベーパ発生温度）を特定する。なお、高圧燃料ポンプ３２の吸入工程における燃圧の低下量は、当該ポンプの仕様に応じて予め定めることができる。そして、このベーパ発生温度よりも所定温度低い温度を制御実行温度αとして定める。
【００５２】
図２に示すように、アルコールの混合比に応じて、燃料の飽和蒸気圧は大きく変化する。例えば、ガソリンが１００％の燃料Ｅ０よりも、アルコールが１０〜２０％程度混合された燃料Ｅ１０，Ｅ２０の方が蒸発しやすく、ベーパも発生しやすい。逆に、アルコール混合比率が高い燃料Ｅ８５，Ｅ１００は、ガソリン１００％の燃料Ｅ０よりも蒸発しにくく、ベーパも発生しにくくなる。従って、燃料性状として、燃料におけるアルコール混合比率を考慮することにより、高圧燃料ポンプ３２においてベーパが発生するか否かの判定をより精度良く行なうことができる。
【００５３】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０にて推定した温度Ｔｈｐと、ステップＳ１２０で算出した制御実行温度αとを比較し、推定温度Ｔｈｐが制御実行温度α以下であるか否かを判定する。この判定処理において、推定温度Ｔｈｐが制御実行温度α以下と判定された場合、高圧燃料ポンプ３２において、ベーパが発生する可能性は無いもしくは極僅かであるため、ステップＳ１４０に進み、通常の燃料噴射制御を実行する。すなわち、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧は相対的に低く保たれ、高圧燃料ポンプ３２では、そのフィード圧の燃料を昇圧して蓄圧室５０に供給する。そして、ＥＣＵ６０は、蓄圧室５０に蓄圧された高圧燃料を用いて、内燃機関５６の運転状態に応じて、インジェクタ５４から所望のタイミングで所望量の燃料を噴射させる。
【００５４】
一方、ステップＳ１３０において、推定温度Ｔｈｐが制御実行温度αよりも大きいと判定された場合、高圧燃料ポンプ３２において、ベーパが発生する可能性があるため、ステップＳ１５０以降の処理を行なう。
【００５５】
まず、ステップＳ１５０では、図４に示すように、高圧燃料ポンプ３２の加圧工程における調圧弁３０の閉弁動作を停止し、調圧弁３０が常に開弁した状態を維持するようにさせる。これにより、高圧燃料ポンプ３２において、高圧燃料が作用する部位の温度が高温となって、ベーパが発生する可能性が生じたとき、調圧弁３０の閉弁動作が行われないので、調圧弁３０が損傷することを防止することができる。なお、この場合、高圧燃料ポンプ３２での昇圧は行なわないため、蓄圧室５０に蓄圧される燃料圧力は、図４に示されるように、低圧燃料ポンプ２０によって供給されるフィード圧まで低下することになる。
【００５６】
続くステップＳ１６０では、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に接続されるプレッシャーレギュレータを、切替弁２２によって相対的に高い設定圧を持つプレッシャーレギュレータ２６に切り替える。これにより、図４に示すように、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧が上昇する。このようにしてフィード圧を上昇させることにより、燃圧が飽和蒸気圧よりも高くなりやすくなるため、ベーパの発生を抑えることができる。さらに、蓄圧室５０に蓄圧される燃料圧力を少しでも高めることが可能になる。
【００５７】
ステップＳ１７０では、内燃機関５６の運転状態に基づいて、内燃機関５６の各気筒に噴射すべき燃料量βを求める。そして、ステップＳ１８０では、蓄圧室に蓄圧されたフィード圧の燃料を用いて、燃料の噴射制御を行なう。ただし、本実施形態において、蓄圧されるフィード圧は、０．４ＭＰａ程度であり、高圧燃料ポンプ３２によって昇圧された燃料圧力（４ＭＰａ）に比較して著しく低い。このため、高圧燃料ポンプ３２にて昇圧された圧力の燃料を噴射する場合には、内燃機関５６の圧縮工程を含めて、噴射時期を自由に設定することが可能であるが、フィード圧の燃料を噴射する場合には、その噴射時期は内燃機関５６の吸気工程に制限される。さらに、燃圧と噴射量とは相関するので、インジェクタ５４より噴射可能な噴射量自体も制限される。従って、ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０にて算出された燃料量βに基づいて、燃料噴射制御が行なわれるが、その噴射量は、上述した制限を受ける。
【００５８】
ステップＳ１９０では、ステップＳ１７０にて算出された燃料量βとステップＳ１８０にて実施された噴射量とを比較し、実施された噴射量よりも噴射すべき燃料量βが大きいか否かを判定する。この判定処理において、実施された噴射量よりも噴射すべき燃料量βが大きいと判定されると、ステップＳ２００に進み、内燃機関５６の出力制限を行なう。フィード圧の燃料を噴射する際に、内燃機関５６の運転状態が、吸気工程中に噴射しきれない燃料量を必要とする運転状態となった場合、内燃機関５６における燃焼が、吸気量に対して燃料量が不足するリーンとなり、触媒の劣化などを招く虞が生じる。従って、フィード圧の燃料を噴射する場合であっても、適正な量の燃料量をインジェクタ５４から噴射できるようにするため、内燃機関５６の出力を抑制する。
【００５９】
具体的には、例えば内燃機関５６の吸気通路に設けられるスロットルバルブの開度を減少させることにより、内燃機関５６の吸入空気量を低減して出力を抑制する。これにより、内燃機関５６へ導入される吸気量を低減して、内燃機関５６の燃焼状態を理想空燃比に近づけることができる。
【００６０】
上述したベーパ抑制制御を実行する間に、高圧燃料ポンプ３２の温度Ｔｈｐが低下して、制御実行温度α以下となると、ベーパ抑制制御は終了する。すなわち、ステップＳ１４０において、通常噴射制御を実行する際には、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に接続されるプレッシャーレギュレータは、相対的に低い設定圧を持つプレッシャーレギュレータ２４に切り替えられ、フィード圧は相対的に低い圧力まで低下する。さらに、高圧燃料ポンプ３２の加圧工程における、調圧弁３０の閉弁動作も再開され、高圧燃料ポンプ３２によって昇圧された燃料が蓄圧室５０に供給されるようになる。
【００６１】
（第１実施形態の変形例）
上述した第１実施形態では、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に、切替弁２２を介して、設定圧が異なる２個のプレッシャーレギュレータ２４，２６を接続することにより、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を高低の２段階に変化させた。しかしながら、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に切替弁２２を介して接続されるプレッシャーレギュレータの数は２個に限られず、３個以上のプレッシャーレギュレータを接続し、高圧燃料ポンプ３２の温度に応じてフィード圧を３段階以上に変化させても良い。
【００６２】
また、上述した第１実施形態とは異なり、図５に示すような構成を用いて、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を変化させても良い。すなわち、図５に示す構成では、低圧燃料ポンプ２０の吐出側と燃料タンク１０との間に固定絞り２８が設けられている。さらに、低圧燃料ポンプ２０を駆動する電動モータの印加電力（駆動電力）を調整する燃料ポンプコントローラ（ＦＰＣ）６２を備えている。このＦＰＣ６２は、ＥＣＵ６０の指示に従って、低圧燃料ポンプ２０の電動モータの印加電力を制御する。このように構成した場合、図６に示すように、低圧燃料ポンプ２０の電動モータの印加電力の調整によって、低圧燃料ポンプ２０のフィード圧を連続的に上昇、低下させることができるようになる。
【００６３】
さらに、上述した第１実施形態では、常開型の調圧弁３０を用いていたが、図７に示すような常閉型の調圧弁３１を用いても良い。この場合、図７に示すように、低圧燃料ポンプ２０からの燃料を高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５に導入する管路に、吸入逆止弁３３が設けられる。そして、常閉型の調圧弁３１は、吸入逆止弁３３よりも低圧燃料ポンプ２０側の管路と高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５とを接続する配管に設けられる。
【００６４】
このような常閉型の調圧弁３１を用いた場合の、高圧燃料ポンプ３２の昇圧動作について説明すると、まず、加圧室３５に燃料が導入される吸入工程においては、基本的に、吸入逆止弁３３を介して、低圧燃料ポンプ２０からの燃料が加圧室３５に取り込まれる。そして、常閉型の調圧弁３１は、加圧室３５の吸入工程が終了する直前に開弁され、吐出工程の開始後、高圧燃料ポンプ３２のストローク量に応じたタイミングで閉弁される。従って、調圧弁３１が閉弁された後は、加圧室３５の収縮に応じて燃料の昇圧が行なわれる。
【００６５】
そして、高圧燃料ポンプ３２の温度が高温となり、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５にベーパが発生する虞が生じたときには、常閉型の調圧弁３１を、吸入、加圧工程にかかわらず、常に開弁した状態に維持する。この場合も、常閉型の調圧弁３１が閉弁動作しないため、調圧弁３１が損傷することを防止することができる。
【００６６】
また、上述した第１実施形態では、内燃機関５６の運転状態に応じて蓄圧室５０の目標燃圧を定めたが、この目標燃圧は、運転状態に係らず一定であっても良い。
【００６７】
さらに、上述した第１実施形態では、低圧燃料ポンプ２０によるフィード圧を高めることと、調圧弁３０，３１を開弁状態に維持することをともに実施したが、いずれか一方のみを実施するようにしても良い。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置を、図面を参照しつつ説明する。図８は第２実施形態による内燃機関の燃料ポンプ制御装置の構成を示す構成図である。なお、上述した第１実施形態による燃料ポンプ制御装置と同様の構成には、同一の参照番号を付与することにより、詳細な説明は省略する。
【００６９】
図８に示すように、本実施形態による燃料ポンプ制御装置では、低圧燃料ポンプ２０の吐出側に単一のプレッシャーレギュレータ２４のみが接続されている。従って、低圧燃料ポンプ２０によるフィード圧は変化することなく、一定となっている。
【００７０】
また、本実施形態では、第１実施形態におけるリリーフ弁５８とは異なり、電気的に開弁時の流路面積を変更可能なリリーフ弁５９が採用されている。このリリーフ弁５９としては、例えばソレノイドへの通電電流量によって、開弁時の流路面積がリニアに変化するものであっても良いし、開弁位置と閉弁位置とでデューティ駆動可能なものであって、駆動デューティ比に応じて、リリーフ量が変化するものであっても良い。このようなリリーフ弁５９を採用することにより、図９に示すように、例えばリリーフ弁への印加電力に応じて蓄圧室５０から燃料タンク１０へ還流するリターン量（リリーフ量）を制御することができる。
【００７１】
第２実施形態の燃料ポンプ制御装置のその他の構成は、第１実施形態による燃料ポンプ制御装置と同様である。
【００７２】
次に、第２実施形態の燃料ポンプ制御装置によるベーパ抑制制御について、図１０、１１のフローチャート及び図１２の波形図を用いて、詳しく説明する。なお、図１０のフローチャートに示す処理は、定期的に繰り返し実行されるものである。
【００７３】
まず、図１０のフローチャートのステップＳ２１０では、高圧燃料ポンプ３２において、高圧燃料が作用する部位の温度Ｔｈｐを推定により求める。続くステップＳ２２０では、使用される燃料の性状に基づいて、制御実行温度αを決定する。これらの処理は、図３のフローチャートのステップＳ１１０，Ｓ１２０と同様である。
【００７４】
そして、ステップＳ２３０では、ステップＳ２１０にて推定した温度Ｔｈｐと、ステップＳ２２０で算出した制御実行温度αとを比較し、推定温度Ｔｈｐが制御実行温度α以下であるか否かを判定する。この判定処理において、推定温度Ｔｈｐが制御実行温度αよりも大きいと判定された場合、高圧燃料ポンプ３２において、ベーパが発生する可能性があるため、ステップＳ２４０の処理を実行する。
【００７５】
ステップＳ２４０では、リリーフ弁５９に対して、リリーフ量が増加するように駆動信号を出力する。ただし、後述するステップＳ２５０による、調圧弁有効ストローク制御が開始された後は、蓄圧室５０の燃圧が目標燃圧（例えば、４ＭＰａ）に一致するように、リリーフ弁５９のリリーフ量、すなわちリリーフ弁５９の開度を制御する（燃圧Ｆ／Ｂ制御）。詳しくは後述するが、ステップＳ２５０の調圧弁有効ストローク制御により、高圧燃料ポンプ３２から、リリーフ量の増加を見込んだ量の燃料が吐出される。このため、蓄圧室５０の燃圧を目標燃圧に維持するようにリリーフ弁５９の開度を制御すれば、リリーフ量は通常よりも増加することになる。
【００７６】
ステップＳ２５０では、調圧弁有効ストローク制御を実行する。この調圧弁有効ストローク制御の詳細な処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
【００７７】
まず、ステップＳ３１０では、リリーフ量増加制御が実施中であるか否かを判定する。リリーフ量増加制御が実施されていなければ、ステップＳ３２０の処理に進み、リリーフ量増加制御が実施中であれば、ステップＳ３５０の処理に進む。
【００７８】
ステップＳ３２０では、アクセルペダルの踏込量、内燃機関５６の機関回転数、吸入空気量、冷却水温度、及び排気酸素濃度などの検出値に基づいて、燃料噴射量を算出するとともに、蓄圧室５０に蓄圧されるべき目標燃圧を定める。そして、インジェクタ５４からの燃料噴射量を考慮しつつ、蓄圧室５０内の燃圧を目標燃圧に一致させるために必要な高圧燃料ポンプ３２からの燃料の吐出量を求める。この吐出量から、高圧燃料ポンプ３２のストローク量であるフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）項ＨＰｆｆを定める。
【００７９】
そして、ステップＳ３３０では、蓄圧室５０における実際の燃圧が、高圧燃料ポンプ３２の機差ばらつきや経年劣化などによって目標燃圧に収束しない場合を考慮し、燃圧センサ５２の検出値及び目標燃圧に基づいて、上述したストローク量をフィードバック（Ｆ／Ｂ）補正するための燃圧Ｆ／Ｂ項ＨＰｆｂを求める。ステップＳ３４０では、ステップＳ３２０、Ｓ３３０にて求めたＦ／Ｆ項ＨＰｆｆ、Ｆ／Ｂ項ＨＰｆｂから、高圧燃料ポンプ３２の有効ストロークを求める。
【００８０】
一方、リリーフ量増加制御実行中であると判定された場合、まず、ステップＳ３５０，Ｓ３６０の処理が実施されるが、これらの処理は、リリーフ量増加制御実施中ではないと判定された場合に実行されるステップＳ３２０、Ｓ３３０と同様である。しかし、リリーフ量増加制御実行中であると判定されたときには、さらにステップＳ３７０の処理が実行される。
【００８１】
ステップＳ３７０では、リリーフ弁５９におけるリリーフ量の増加分だけ高圧燃料ポンプ３２の吐出量を増やすべく、リリーフ量に基づくＦ／Ｆ項ＨＰｒｆを算出する。そして、ステップＳ３８０では、ステップＳ３５０、Ｓ３６０、Ｓ３７０にて求めたＦ／Ｆ項ＨＰｆｆ、Ｆ／Ｂ項ＨＰｆｂ、Ｆ／Ｆ項ＨＰｒｆから、高圧燃料ポンプ３２の有効ストロークを求める。
【００８２】
ステップＳ３９０では、ステップＳ３４０又はＳ３８０にて算出された有効ストロークに応じたタイミングで、調圧弁３０を閉弁駆動する。
【００８３】
このような調圧弁有効ストローク制御を行なうことにより、リリーフ量増加制御実施中には、高圧燃料ポンプ３２から、リリーフ量の増加を見込んだ量の燃料が吐出される。従って、リリーフ弁５９による燃圧Ｆ／Ｂ制御を行なうことにより、図１２に示すように、リリーフ量は通常よりも増加し、蓄圧室５０の燃圧も目標燃圧に維持することが可能となる。
【００８４】
そして、図１０のフローチャートのステップＳ２６０では、通常の燃料噴射制御が実行される。この処理は、図３のフローチャートのステップＳ１４０の処理と同様である。
【００８５】
ここで、燃料タンク１０に貯留されている燃料は、高圧燃料ポンプ３２が高温になった場合にも、比較的低温に保たれている。この比較的低温の燃料が高圧燃料ポンプ３２を通過すると、高圧燃料ポンプ３２から燃料への熱の移動が起こり、高圧燃料ポンプ３２を冷却することができる。本実施形態では、上述したように、高圧燃料ポンプ３２が高温となったとき、リリーフ弁５９を用いて高圧燃料ポンプ３２を介して燃料タンク１０に還流する燃料量を増加させている。このため、より効果的に、高圧燃料ポンプ３２を冷却することができる。この結果、高圧燃料ポンプ３２におけるベーパの発生を抑制することができる。
【００８６】
（第２実施形態の変形例）
上述した第２実施形態では、電気的に開弁時の流路面積を変更可能なリリーフ弁５９を用いたが、これに限られず、例えば、図１３に示すように、印加油圧によって流路面積を変更可能なリリーフ弁６１を用いても良い。
【００８７】
この場合、図１３に示すように、例えば、調圧弁６３とポンプ６５とを用いて、リリーフ弁６１に印加する油圧を制御すれば良い。ポンプ６５は一定の油圧を発生し、調圧弁６３は、ＥＣＵ６０からの指示に応じてリリーフ弁６１に印加する油圧を調整する。このような構成によっても、図１４に示すように、リリーフ弁６１のリリーフ量を所望量に制御することができる。
【００８８】
また、上述した第１実施形態では、リリーフ量増加制御が実施中であるときには、噴射量に基づくＦ／Ｆ項ＨＰｆｆ、燃圧Ｆ／Ｂ項ＨＰｆｂ、及びリリーフ量に基づくＦ／Ｆ項ＨＰｒｆから、高圧燃料ポンプ３２の有効ストロークを定めた。しかしながら、リリーフ量増加制御を行なうときには、調圧弁３０を、常に高圧燃料ポンプ３２の加圧工程の開始と同時に閉弁するようにし、高圧燃料ポンプ３２を、一律に最大有効ストロークにて作動させるようにしても良い。これにより、リリーフ弁５９におけるリリーフ量を最大とすることができるので、高圧燃料ポンプ３２の冷却効果を最大限に高めることができる。
【００８９】
また、上述した第１実施形態では、高圧燃料ポンプ３２の調圧弁として常開型の調圧弁３０を用いたが、これに代えて、図７に示す常閉型の調圧弁３１を用いても良い。このように、常閉型の調圧弁３１を用いた場合であっても、リリーフ弁５９のリリーフ量の増加制御の実施有無に応じて、高圧燃料ポンプ３２の有効ストロークを変更することが可能である。
【００９０】
さらに、常閉型の調圧弁３１を用いつつ、リリーフ量増加制御を行なう際に高圧燃料ポンプ３２を最大有効ストロークにて作動させるようにした場合には、図１５に示すように、調圧弁３１を駆動するため駆動信号の通電を行なう必要がなく、常閉型の調圧弁３１を常に閉弁した状態に維持することができる。この結果、調圧弁３１は、一切開閉動作が行なわれないので、高圧燃料ポンプ３２の加圧室３５にベーパが発生した場合であっても、そのベーパによって調圧弁３１が変形したり、磨耗することを確実に防ぐことができる。
【００９１】
また、上述した第２実施形態では、低圧燃料ポンプ２０によるフィード圧は一定に維持されていたが、第１実施形態のように、リリーフ量の増加とともに、フィード圧を高める制御を行なっても良い。これにより、ベーパの発生の抑制効果を高めることができる。
【００９２】
さらに、上述した第２実施形態においても、内燃機関５６の運転状態に係らず、蓄圧室５０の目標燃圧を一定としても良い。
【符号の説明】
【００９３】
１０  燃料タンク
２０  低圧燃料ポンプ
２２  切替弁
２４，２６  プレッシャーレギュレータ
３０  調圧弁
３２  高圧燃料ポンプ
５０  蓄圧室
５４  インジェクタ
５６  内燃機関
５８  リリーフ弁
６０  ＥＣＵ
【図１】
2011027041.tif 000003
【図２】
2011027041.tif 000004
【図３】
2011027041.tif 000005
【図４】
2011027041.tif 000006
【図５】
2011027041.tif 000007
【図６】
2011027041.tif 000008
【図７】
2011027041.tif 000009
【図８】
2011027041.tif 000010
【図９】
2011027041.tif 000011
【図１０】
2011027041.tif 000012
【図１１】
2011027041.tif 000013
【図１２】
2011027041.tif 000014
【図１３】
2011027041.tif 000015
【図１４】
2011027041.tif 000016
【図１５】
2011027041.tif 000017