JP2006266257A - 燃料ポンプ駆動方法、燃料ポンプ駆動制御方法及び内燃機関の電子式制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせる。
【解決手段】ＥＣＵ１は、クランク回転角センサ２０が検知したクランク軸の回転角の検知結果に応じて出力される信号に応じて、燃料タンク（燃料ポンプ）２の間欠的駆動制御を、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）とイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで行う。ここで、燃料タンク２の間欠的駆動制御は、４サイクル内燃機関の吸気行程、圧縮行程及び燃焼行程の点火後又はそれに続く排気行程、あるいは、４サイクル内燃機関の吸気行程に続く圧縮行程において行われる。
【選択図】図２

Description

二輪車を含む自動車エンジン等の内燃機関に対して燃料を供給する燃料ポンプの駆動方法、駆動制御方法及び内燃機関の電子式制御装置に関する。

二輪車を含む自動車用エンジン等の内燃機関に対し、車両の走行状態に応じて適切な量の燃料を供給することは、内燃機関の性能を最大限引き出すために極めて重要な要因の一つである。一方、二輪車や軽自動車などのように車両重量の軽量化が要請される環境下においては、各構成部品の小型化、軽量化が限界まで求められている。このような背景の下、車両の走行状態に応じて、内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプの駆動タイミングを制御する燃料ポンプの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この燃料ポンプの制御装置は、車両が低速走行している場合には内燃機関を構成するイグニッションプラグに対する点火信号に同期して燃料ポンプへの駆動電圧を間欠的に供給するのに対し、車両が高速走行している場合には燃料ポンプへの駆動電圧を連続的に供給する。これにより、燃料ポンプを大型化することなく、内燃機関に対する適切な量の燃料供給を可能としている。
特開２０００−１７０６１４号公報

しかし、上記した燃料ポンプの制御装置においては、燃料ポンプ駆動のタイミングが、内燃機関の点火タイミングと重複する場合には、燃料ポンプへ印加される電圧又はイグニッションプラグの印加電圧が降下してしまうという問題がある。

特に小型の発電機を搭載する二輪車等の場合、燃料ポンプ及びイグニッションプラグに供給される印加電圧の降下は、内燃機関における燃焼のバラつきの原因となる。特に、この内燃機関における燃焼のバラつきはアイドル運転時に顕著に現れる。アイドル運転時は発電機により発電電力量が少ないため、内燃機関における燃焼は、当該二輪車等に搭載された電源電圧（バッテリ電圧）の依存度が高く、アイドル運転時に内燃機関における燃焼にバラつきが発生した場合には、エンジンの回転数が不安定となり、深刻な状況になるとエンジンの停止の原因の一つとなる。

本発明は、斯かる従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせることができる燃料ポンプ駆動方法、燃料ポンプ駆動方法及び内燃機関の電子式制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を達成するために、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うことを特徴とする燃料ポンプ駆動方法を提供するものである。ここで、前記燃料ポンプの間欠的駆動は、４サイクル内燃機関の吸気行程、圧縮行程及び燃焼行程の点火後又はそれに続く排気行程、あるいは、４サイクル内燃機関の吸気行程に続く圧縮行程において行われる。これらの排気行程や圧縮行程における燃料ポンプの間欠的駆動は、クランク軸の回転角信号に基づいて行われる。

また、本発明は、所定の時間間隔で間欠的に駆動するようにした内燃機関における電動式燃料ポンプの駆動制御において、前記電動式燃料ポンプを駆動するタイミングが燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方に重複する場合には、当該重複するタイミングの前記燃料ポンプの駆動を行わないようにし、当該重複するタイミングが終了した後に前記燃料ポンプの駆動を行うよう制御する燃料ポンプ駆動制御方法を提供するものである。ここで、前記燃料ポンプの前記重複するタイミングの駆動を行わないようにする制御は、前記内燃機関のアイドル運転時においてのみ行われるようにしてもよい。

さらに、本発明は、内燃機関に用いられる少なくとも電動式燃料ポンプ装置、燃料噴射装置及びイグニッションプラグ点火装置を総合的に制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記燃料噴射装置の駆動と前記イグニッションプラグ点火装置の駆動の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで電動式燃料ポンプを間欠的に駆動制御する内燃機関の電子式制御装置を提供するものである。ここで、前記制御手段は、前記内燃機関のクランク軸の回転角信号に基づいて、前記燃料噴射装置、前記イグニッションプラグ点火装置及び前記電動式燃料ポンプ装置を順次的に駆動制御する。

本発明によれば、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うようにしたので、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置を含む単気筒４サイクルエンジンの全体構成の例を示す。

図１に示す全体構成の例において、本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置は、内燃機関を構成する電動式燃料ポンプ装置、燃料噴射装置及びイグニッションプラグ点火装置を総合的に制御する制御手段を含む制御装置（以下、「ＥＣＵ:Electronic Control Unit」という）１を備える。ＥＣＵ１は、後述するように、燃料噴射装置の駆動及びイグニッションプラグ点火装置の駆動と重複しないタイミングで電動式燃料ポンプ装置の駆動を間欠的に制御する。なお、図１において、電動式燃料ポンプ装置は燃料タンク（以下、適宜「燃料ポンプ」という）２で構成され、燃料噴射装置はインジェクタ３で構成され、イグニッションプラグ点火装置はイグニッションコイル４及びスパークプラグ５で構成される。

燃料タンク２は、エンジン６の燃焼室（シリンダ又は気筒）７に供給される燃料を貯蔵する。燃料タンク２に貯蔵された燃料は、燃料供給パイプ８を経由してインジェクタ３に供給される。エアフィルタ９は、エンジン６に供給される空気（外気中の空気）から塵や埃を除去する。吸気スロットル１０及びアイドル・スピード・コントロール装置（以下、「ＩＳＣ」という）１１は、エアフィルタ９から吸気弁１２に至る吸気管１３を経由して燃焼室７内に吸引される空気量を制御する。吸気スロットル１０はアイドル運転時以外の通常運転時における空気量を制御し、ＩＳＣ１１はアイドル運転時における空気量を制御する。なお、ＩＳＣ１１は、ソレノイド型またはステッピングモータ型のＩＳＣで構成され、吸気スロットル１０のバイパス経路を形成するように設置されている。

インジェクタ３は、燃焼室７への空気が引き込まれると同時に、燃焼室７に燃料を噴射する。これにより燃焼室７には空気中に燃料が噴射された混合気が注入される。なお、インジェクタ３は、燃料供給パイプ８を経由して供給される燃料を加圧した後に噴射する。

吸気弁１２は、後述する吸気行程において吸気管１３から燃焼室７への経路を開閉する。排気弁１４は、後述する排気行程において燃焼室７から排気管１５への経路を開閉する。イグニッションコイル４は、ＥＣＵ１からの点火指令を受けたタイミングで高電圧を発生させる。スパークプラグ５は、イグニッションコイル４に発生した高電圧の印加を受けて点火し、燃焼室７内で圧縮された燃料ガスを燃焼させる。排気管１５は、燃料ガスの爆発により発生する排気ガスをエンジン６からマフラー１６に導く。マフラー１６は、爆発音や排気音等のノイズを低下させた後に排気ガスを外気に放出する。マフラー１６内の入口近傍に酸素センサ１７が設置されている。酸素センサ１７は、排気ガス中の酸素濃度を測定する。また、マフラー１６内に触媒装置（以下、適宜「触媒」という）１８が設置されている。触媒１８は、外気に放出される前に排気ガスを浄化する。

エンジン６の周辺には、エンジン６の温度を測定するエンジン温度センサ１９及びエンジン６のクランク軸の回転角を検知するクランク回転角センサ２０が設置されている。また、吸気スロットル１０の周辺には、スロットル開度を検出するための開度センサ、吸気の温度を測定する温度センサ、吸気圧を測定するための圧力センサ等の各種センサが設置されている。これらのセンサがＥＣＵ１に接続されている。ＥＣＵ１には、これらのセンサの他にも、外気圧を測定する圧力センサ等の各種センサやスイッチが接続されている。ＥＣＵ１は、これらのセンサやスイッチからのデータに基づいて、エンジン６の最適な制御を行う。

次に、上記構成を有する単気筒４サイクルエンジンの各工程における動作について簡単に説明する。

最初に、第１の行程である吸気行程において、エンジン６の燃焼室７には、エアフィルタ９により濾過されて塵や埃が除去された空気（外気中の空気）が、燃焼室７内のピストンの下降動作によって生じる負圧により供給される。このとき、吸気弁１２は開かれている。そして、吸引される空気供給量は、ＩＳＣ１１によって制御される。

一方、燃焼室７への空気の供給と同時に、インジェクタ３の注入口から燃料が注入される。インジェクタ３から供給される燃料噴射量は、ＥＣＵ１からの燃料供給指示パルス信号のパルス幅に応じて噴射動作するインジェクタ３の燃料噴射時間により調節される。

次に、第２の行程である圧縮行程において、燃焼室７内に供給される空気と燃料との混合体である燃料ガスが、ピストンの上昇動作により圧縮される。この際、吸気弁１２と排気弁１４は、閉じられている。

次に、第３の行程である燃焼行程において、ＥＣＵ１からの所定のタイミングで点火指令を受けたイグニッションコイル４が高電圧を発生させる。そして、この高電圧をスパークプラグ５に印加しスパークプラグ５を点火することで、圧縮された燃料ガスを爆発させる。この爆発力によってピストンを急激に押し下げる。

次に、第４の行程である排気行程において、燃焼行程において燃焼された燃料ガスが、排気ガスとして外気中に放出される。燃焼室７からの排気ガスの放出は、排気弁１４を開いた状態で、燃焼行程において押し下げられたピストンが上昇することにより行われる。排気ガスは、排気管１５を経由してマフラー１６内へと導かれて、爆発音や排気音等のノイズを低下させた後に外気に放出される。

このような４つの行程からなる一つのエンジンサイクルにおいて、ピストンの上下運動に伴って回転するクランク軸の回転角はクランク回転角センサ２０によって検知される。そして、その検知結果は、ＥＣＵ１に送出される。４サイクルエンジンの場合、クランク軸は、上記エンジンサイクルにおいて２回転することとなる。しかし、ＥＣＵ１は、エンジンが如何なる行程にあるかを常に把握しているので、クランク回転角センサ２０の出力により如何なる行程においてどの程度クランク軸が回転したかを検知することが可能である。

図２は、本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置における制御構成図の例を示す。

ＥＣＵ１は、マイクロプロセッサ手段、プログラムや固定データを格納するＲＯＭや一時的なデータや演算結果を格納するＲＡＭ等のメモリ手段、各種センサやスイッチ等から入力信号を受け付けるための入力インターフェース、及びエンジンを動作させる各種能動手段への出力インターフェース、水晶振動子を備える発振回路等から構成される。本発明で用いられるカウンタは、ＲＡＭにより構成される。

これにより、ＥＣＵ１は、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）及びイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）等の各種制御を集中的に司る。そして、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）及びイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）と重複しないタイミングで行うことによって、本発明に係る燃料ポンプの駆動制御が行われる。これにより、燃料ポンプの駆動時における電源電圧の低下を防げるので、インジェクタ３やイグニッションコイル４の駆動制御に電源電圧の低下に伴う悪影響を防止できる。またこれにより、ＥＣＵ１内のタイマーの使用時間が重複しないので、各種装置の時間制御の正確性を得ることができることとなる。

図２に示すように、ＥＣＵ１には、酸素センサ１７、エンジン温度センサ１９、クランク回転角センサ２０の他、スロットル開度センサ、吸気温度センサ、吸気圧力センサや外気圧センサ等の各種センサの他、アクセルセンサや各種スイッチ類等が接続されている。ＥＣＵ１は、これらのセンサやスイッチ等から入力される信号に基づいて、インジェクタ３、吸気スロットル１０、ＩＳＣ１１及びイグニッションコイル４等の各種能動手段の動作制御を行う。

特に、本実施形態においては、ＥＣＵ１は、クランク回転角センサ２０が検知したクランク軸の回転角の検知結果に応じて出力される信号（以下、「クランク軸の回転角信号」という）に応じて、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行う。具体的には、クランク軸の回転角信号に応じて、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）とイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで行う。

すなわち、ＥＣＵ１は、クランク回転角センサ２０から出力されるクランク軸の回転角信号に基づいてエンジンが如何なる行程にあるかを把握することが可能である。一方、一般的に、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）は吸気行程において行われ、イグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）は燃焼行程の先頭部分において行われる。このため、ＥＣＵ１は、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を、これらの吸気行程及び燃焼行程の先頭部分を避けて行うことで、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）及びイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）との重複を回避している。

図３は、本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置における駆動信号のタイミングの例を示す。

なお、図３においては、ＥＣＵ１がインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）を行うための駆動信号を「ＩＮＪ駆動信号」と表し、イグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）を行うための駆動信号を「ＩＧ駆動信号」と表し、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うための駆動信号を「ポンプ駆動信号」と表している。

図３に示すように、ＥＣＵ１は、吸気行程に合わせてＩＮＪ駆動信号を出力している。これにより、吸気行程においてインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）を行っている。そして、圧縮行程の終末部分から燃焼行程の先頭部分に合わせてＩＧ駆動信号を出力している。これにより、圧縮行程により燃料ガスが圧縮されたタイミングでイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）を行っている。ここでは、ＩＧ駆動信号を出力した後、ＩＮＪ駆動信号を再び出力するまでの間にクランク回転角センサ２０からクランク軸の回転角信号を受け取るように設定し、クランク軸の回転角信号を受け取ると、ポンプ駆動信号を出力するようにしている。図３においては、特に、燃焼行程の後半部分においてクランク軸の回転角信号を受け取るように設定している。したがって、ＥＣＵ１は、燃焼行程の後半部分においてポンプ駆動信号を出力することとなる。

このように本実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置によれば、クランク回転角センサ２０から出力されたクランク軸の回転角信号を、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）及びイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）と異なるタイミングで受け取るように設定し、このクランク軸の回転角信号に応じて燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うようにしている。これにより、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うようにしたので、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を低減化させ、内燃機関における燃焼を適切に行わせることができるのである。

本実施形態１に係る燃料ポンプの駆動制御は、特に、アイドル運転時に好適である。アイドル運転時には発電機における発電量が少ないため、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下が直接、内燃機関における燃焼に影響し得るからである。しかし、本発明に係る燃料ポンプの駆動制御を適用すれば、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における急激な電圧降下を防止でき、吸気行程における燃料噴射量及び燃焼行程における点火を適切に制御することができるので、電源電圧（バッテリ電圧）を有効に活用して適切に内燃機関における燃焼を行わせることができる。

また、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下という事態を考慮する必要がないので、電源電圧（バッテリ電圧）の容量を小さくすることが可能である。これにより、バッテリ自体の重量を軽量化することができ、結果として当該バッテリを搭載する二輪車等の車両重量を軽量化することできる。

なお、以上の説明においては、燃焼行程の後半部分においてクランク軸の回転角信号を受け取るように設定し、到来するクランク軸の回転角信号に応じて燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行う場合について説明している。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）が行われるタイミング及びイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）が行われるタイミングを避けることができれば、如何なるタイミングで燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うようにしても良い。

例えば、排気行程やインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）が行われない圧縮行程の前半部分において燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うことが可能である。このようなタイミングで燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うようにした場合においても、上記説明と同様に、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火何れか一方又は両方に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うことができるので、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせることができる。

また、図３に示すＩＮＪ駆動信号又はＩＧ駆動信号を出力した後、予め定めた所定時間が経過した後（再びＩＮＪ駆動信号が出力される前）に燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うことも可能である。このようなタイミングで燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うようにした場合においても、上記説明と同様に、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うことができるので、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせることができる。

（第２の実施の形態）
実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置は、クランク軸の回転角信号に応じて燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）とイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで行う。これに対し、実施形態２に係る内燃機関の電子式制御装置は、ＥＣＵ１が燃料ポンプ２を所定の時間間隔で間欠的に駆動するものの、燃料ポンプ２を駆動するタイミングがインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）又はイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）のタイミングに重複する場合には、当該重複するタイミングにおける燃料ポンプ２の駆動を行わないように制御する。

なお、実施形態２に係る内燃機関の電子式制御装置を含むエンジンの全体構成例、並びに、制御構成図の例については、実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置と同様であるため、図１及び図２を参照し、その説明を省略する。

図４は、本発明の実施形態２に係る内燃機関の電子式制御装置における駆動信号のタイミングの例を示す。なお、図４に示す「ＩＮＪ駆動信号」、「ＩＧ駆動信号」及び「ポンプ駆動信号」は、図３に示す内容と同一の信号である。

図４に示すように、ＥＣＵ１は、吸気行程に合わせてＩＮＪ駆動信号を出力している。これにより、吸気行程においてインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）を行っている。そして、圧縮行程の終末部分から燃焼行程の先頭部分に合わせてＩＧ駆動信号を出力している。これにより、圧縮行程により燃料ガスが圧縮されたタイミングでイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）を行っている。一方、ＥＣＵ１は、エンジンサイクルの行程に関わらず、所定の時間間隔でポンプ駆動信号を出力している。これにより、燃料ポンプ２の間欠的駆動制御を行うようにしている。ポンプ駆動信号を出力すると同時に、あるいはポンプ駆動信号を出力するのに先立って、ＥＣＵ１は、ＩＮＪ駆動信号及びＩＧ駆動信号の出力の有無を判断する。いずれかの駆動信号が出力されている場合には、ポンプ駆動信号の出力をキャンセルする。これにより、ＩＮＪ駆動信号及びＩＧ駆動信号の双方が出力されていないタイミングに限ってポンプ駆動信号が出力されることとなる。

図４においては、１番目のポンプ駆動信号を出力する際における他の駆動信号の有無の判断により、ＩＮＪ駆動信号の出力が確認されたため、当該１番目のポンプ駆動信号をキャンセルした場合について示している。同様に、２番目のポンプ駆動信号を出力する際における他の駆動信号の有無の判断により、ＩＧ駆動信号の出力が確認されたため、当該２番目のポンプ駆動信号をキャンセルした場合について示している。そして、３番目のポンプ駆動信号を出力する際における他の駆動信号の有無の判断により、ＩＮＪ駆動信号及びＩＧ駆動信号の双方の出力がないことが確認されたため、当該３番目のポンプ駆動信号を出力した場合について示している。このため、図４においては、３番目のポンプ駆動信号の出力タイミングに応じて初めて燃料ポンプ２の駆動制御が行われる。また、図４においては、４番目及び５番目のポンプ駆動信号がキャンセルされると共に、６番目のポンプ駆動信号が出力され、７番目及び９番目のポンプ駆動信号がキャンセルされると共に、９番目のポンプ駆動信号が出力される場合について示している。

このように本実施形態２に係る内燃機関の電子式制御装置によれば、ＥＣＵ１が燃料ポンプ２を所定の時間間隔で間欠的に駆動するものの、燃料ポンプ２を駆動するタイミングがインジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）又はイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）の何れか一方又は両方に重複する場合には、当該重複するタイミングにおける燃料ポンプ２の駆動を行わないように制御している。また、この重複したタイミングが経過した後に燃料ポンプ２の駆動制御を行うようにする。これにより、燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせることができる。

特に、本実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御は、実施形態１と同様に、アイドル運転時に好適である。このため、エンジンのアイドル運転時においてのみ、インジェクタ３の駆動制御（燃料噴射制御）又はイグニッションコイル４の駆動制御（点火制御）と重複するタイミングの燃料ポンプの駆動制御を行わないようにすることは実施形態として好ましい。このように制御を行った場合には、発電機が発電動作を行っていないアイドル運転時に限って燃料ポンプの駆動制御を制限されるので、エンジンが高速回転する通常走行時におけるＥＣＵ１の負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行った際における燃焼室７内の圧力の推移を説明する。ここでは、説明の便宜上、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行わない場合、すなわち、燃料噴射装置の駆動及びイグニッションプラグの点火との重複に関わらず、電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行う場合の例との比較において説明する。

図５は、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行った際における燃焼室７内の圧力を説明するための図である。図６は、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行わない場合における燃焼室７内の圧力を説明するための図である。なお、図５及び図６においては、横軸に時間を示し、縦軸に燃焼室７内における圧力を示している。また、図５及び図６においては、アイドル運転時における燃焼室７内の圧力の推移について示している。

図５及び図６に示すように、圧縮行程が行われる際に燃焼室７内における圧力がピークに達している。図５においては、それぞれの圧力のピークに達するタイミングはほぼ一致しており、燃焼室７内における圧力はバラつきが少ない。これに対し、図６においては、それぞれの圧力のピークに達するタイミングは時間的にバラついており、燃焼室７内における圧力はバラつきが多い。

燃焼室７内における圧力は、内燃機関における燃焼に直接影響するものである。図６に示すように、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行わない場合には、イグニッションコイル４の駆動制御あるいはインジェクタ３の駆動制御と、燃料ポンプの駆動制御とが重複する事態が発生する。これらの駆動制御が重複した場合には、燃料噴射量にバラつきが生じ、これが点火エネルギのバラつきとなって現れる。点火エネルギのバラつきは、内燃機関における燃焼のバラつきの原因となり、エンジン６の回転数を不安定にさせる。そして、このように不安定となったエンジン６の回転数を安定化させるべく、燃料噴射量が補正されると、さらにエンジン６の回転数を不安定にさせるという連鎖が発生し、アイドル運転時におけるエンジン６の回転数がバラつく要因となる。
いる。

これに対し、本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行った際には、当該燃焼ポンプの駆動制御を行っていない場合と比べて燃焼室７内における圧力のバラつきを抑制することができる。これにより、内燃機関における燃焼状態を改善することができるので、上記したようなアイドル運転時におけるエンジン６の回転数を不安定化させる連鎖を回避し、その回転数を安定させることが可能となる。

本発明は、燃料噴射装置の駆動及びイグニッションプラグの点火に重複しないタイミングで電動式燃料ポンプの間欠的駆動を行うことにより燃料ポンプへの駆動電圧、あるいは、イグニッションプラグへの駆動電圧における電圧降下を防止して内燃機関における燃焼を適切に行わせるものであり、産業上の利用可能性を有する。

本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置を含む単気筒４サイクルエンジンの全体構成の例を示す。 本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置における制御構成図の例を示す。 本発明の実施形態１に係る内燃機関の電子式制御装置における駆動信号のタイミングの例を示す。 本発明の実施形態２に係る内燃機関の電子式制御装置における駆動信号のタイミングの例を示す。 本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行った際における燃焼室内の圧力を説明するための図である。 本発明の実施形態１又は実施形態２に係る燃料ポンプの駆動制御を行わない場合における燃焼室内の圧力を説明するための図である。

符号の説明

１：制御装置（ＥＣＵ）
２：燃料タンク（燃料ポンプ）
３：インジェクタ
４：イグニッションコイル
５：スパークプラグ
６：内燃機関（単気筒４サイクルエンジン）
７：燃焼室（シリンダ、気筒）
８：燃料供給パイプ
９：エアフィルタ
１０：吸気スロットル
１１：ＩＳＣ（アイドル・スピード・コントロール）
１２：吸気弁
１３：吸気管
１４：排気弁
１５：排気管
１６：マフラー
１７：酸素センサ
１８：触媒装置（三元触媒）
１９：エンジン温度センサ
２０：クランク回転角センサ

Claims (11)

1. 内燃機関へ燃料を供給する電動式燃料噴射ポンプの駆動を、燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで間欠的に行うことを特徴とする燃料ポンプ駆動方法。
2. ４サイクル内燃機関の吸気行程、圧縮行程及び燃焼行程の点火後又はそれに続く排気行程において前記燃料ポンプの間欠的駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ駆動方法。
3. ４サイクル内燃機関の吸気行程に続く圧縮行程において前記燃料ポンプの間欠的駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ駆動方法。
4. 前記燃料ポンプの間欠的駆動は、クランク軸の回転角信号に基づいて行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料ポンプ駆動方法。
5. 所定の時間間隔で間欠的に駆動するようにした内燃機関における電動式燃料ポンプの駆動制御において、
   前記電動式燃料ポンプを駆動するタイミングが燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の何れか一方又は両方と重複する場合には、当該重複するタイミングの前記燃料ポンプの駆動を行わないことを特徴とする燃料ポンプ駆動制御方法。
6. 前記電動式燃料ポンプを駆動するタイミングが燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の少なくとも一方と重複する場合、当該重複するタイミングの経過後に前記燃料ポンプの駆動を間欠的に行うことを特徴とする請求項５に記載の燃料ポンプ駆動制御方法。
7. 前記電動式燃料ポンプの前記駆動制御は、前記内燃機関のアイドル運転時においてのみ行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料ポンプ駆動制御方法。
8. 内燃機関に用いられる少なくとも電動式燃料ポンプ装置、燃料噴射装置及びイグニッションプラグ点火装置を総合的に制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記燃料噴射装置の駆動と前記イグニッションプラグ点火装置の駆動の何れか一方又は両方と重複しないタイミングで電動式燃料ポンプを間欠的に駆動制御することを特徴とする内燃機関の電子式制御装置。
9. 前記制御手段は、
   前記電動式燃料ポンプを駆動するタイミングが燃料噴射装置の駆動とイグニッションプラグの点火の少なくとも一方と重複する場合、当該重複するタイミングの経過後に前記燃料ポンプの駆動を間欠的に行うように制御することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の電子式制御装置。
10. 前記電動式燃料ポンプ装置の前記駆動制御は、前記内燃機関のアイドル運転時においてのみ行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃機関の電子式制御装置。
11. 前記制御手段は、前記内燃機関のクランク軸の回転角信号に基づいて、前記燃料噴射装置、前記イグニッションプラグ点火装置及び前記電動式燃料ポンプ装置を順次的に駆動制御することを特徴とする請求項８乃至１０の何れかの項に記載の内燃機関の電子式制御装置。

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