JP2020051286A - 燃料ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーのオンオフ回数を低減でき、空転を検出できる燃料ポンプ制御装置を提供すること。【解決手段】燃料ポンプ制御装置は、情報取得部（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ２６）と、下限ガード設定部（Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８）と、デューティ比算出部（Ｓ２０）と、異常判定部（Ｓ２４，Ｓ２８）を備える。情報取得部は、実燃圧、指示燃圧及びエンジンステータス、及び残燃料に関する情報を取得する。下限ガード設定部は、動作状態に応じて下限ガード値を設定し、動作状態がイグニッションスイッチのオンの下でのエンジン停止を示す場合にデューティ比０％を設定する。デューティ比算出部は、下限ガード値を用いつつ、実燃圧が指示燃圧に追従するようにフィードバック制御を実行し、デューティ比を算出する。異常判定部は、残燃料に基づいて、電源供給ラインの断線異常及び燃料不足による燃料ポンプの空転異常のいずれが生じているかを区別して判定する。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、燃料ポンプ制御装置に関する。

燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料を内燃機関に向けて圧送する。特許文献１には、燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御装置（ポンプ駆動装置）が開示されている。燃料ポンプ制御装置は、エンジン制御回路により生成された燃料ポンプの制御信号に基づいて、燃料ポンプを駆動する。

特開平９−１７０４６７号公報

エンジン制御回路を、以下においてエンジンＥＣＵと示す。燃料ポンプ制御装置は、リレーのオンによりバッテリから電源が供給され、動作可能となる。従来の燃料供給システムでは、リレーのオンオフを、燃料ポンプ装置に対して上位の装置であるエンジンＥＣＵが制御している。そして、エンジン停止の場合、エンジンＥＣＵがリレーをオフして燃料ポンプ制御装置への給電を遮断し、これにより燃料ポンプを停止させる。

よって、たとえばアイドルストップ機能を備えた車両の場合、アイドルストップ時にリレーがオフされる。同様に、走行駆動源として、エンジン及びモータを備えるハイブリッド車の場合、ＥＶ走行モード時にリレーがオフされる。このように、イグニッションスイッチのオンの下での停止、すなわち走行途中のエンジン停止において、リレーオフにより燃料ポンプを停止させるため、リレーのオンオフの回数が多いという問題がある。

走行途中のエンジン停止時にリレーをオンさせるようにすると、燃料不足により燃料ポンプが空転しているにもかかわらず、リレーを介した燃料ポンプへの電源の供給ラインに断線が生じたと誤検出する虞がある。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、リレーのオンオフ回数を低減でき、空転を検出できる燃料ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、
リレー（３５）のオンにより電源が供給され、燃料タンク（２２）内の燃料を内燃機関（２０）に供給するための燃料ポンプ（２１）を制御する燃料ポンプ制御装置であって、
電源の供給ラインにおいて燃料ポンプと直列に接続され、駆動信号によりオンオフされるスイッチング素子（１２３）と、
燃料ポンプから吐出された燃料の圧力である実燃圧に関する情報、燃料ポンプを制御するための指示燃圧及び内燃機関の動作状態に関する情報、及び燃料タンク内の残燃料に関する情報を取得する情報取得部（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ２６）と、
実燃圧、指示燃圧、及び動作状態に基づいて、駆動信号のデューティ比を算出し、動作状態がイグニッションスイッチのオンの下での内燃機関の停止を示す場合に燃料ポンプが停止となるデューティ比を算出する算出部（Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０）と、
燃料ポンプに関する異常を判定し、残燃料に基づいて、電源の供給ラインの断線異常及び燃料不足による燃料ポンプの空転異常のいずれが生じているかを区別して判定する異常判定部（Ｓ２８）と、
を備える。

この燃料ポンプ制御装置によれば、指示燃圧に関する情報だけでなく、内燃機関の動作状態に関する情報も取得する。そして、動作状態がイグニッションスイッチのオンの下での内燃機関の停止を示す場合に、燃料ポンプが停止となるデューティ比を算出する。よって、内燃機関停止の場合に、リレーをオフさせずに燃料ポンプを停止させることができる。これにより、リレーのオンオフ回数を従来よりも低減することができる。

また、残燃料に関する情報を取得し、この残燃料に基づいて、電源の供給ラインの断線異常及び燃料不足による燃料ポンプの空転異常のいずれが生じているかを区別して判定することができる。すなわち、空転を断線と区別して検出することができる。

第１実施形態の燃料供給システムの概略構成を示す図である。 ＦＰＣの概略構成を示す図である。 ＦＰＣのマイコンが実行する処理を示すフローチャートである。 アイドルストップを含む期間のタイミングチャートである。 断線異常が生じた場合のタイミングチャートである。 燃料不足による空転異常が生じた場合のタイミングチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態の燃料供給システムの概略構成を説明する。

＜燃料供給システム＞
図１では、アイドリングストップ機能を備えた車両において、燃料供給システム１０を含むエンジン制御システムを示している。

燃料供給システム１０は、内燃機関であるエンジン２０に向けて燃料を圧送する低圧系の燃料ポンプ２１を制御するために、エンジンＥＣＵ１１と、ＦＰＣ１２を備えている。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。ＦＰＣはFuel Pump Controllerの略称である。以下、低圧系の燃料ポンプ２１を、単に低圧ポンプ２１と示す。ＦＰＣ１２が燃料ポンプ制御装置に相当し、低圧ポンプ２１が燃料ポンプに相当する。

低圧ポンプ２１は、燃料タンク２２内に配置されている。燃料タンク２２内には、残燃料を検出するための燃料センサ２３が配置されている。燃料センサ２３は、たとえばフロートなどを備えて構成されている。燃料センサ２３は、液面レベル検出器とも称される。燃料センサ２３の検出信号は、メータＥＣＵ１３に出力される。メータＥＣＵ１３は、残燃料が所定値を下回ると、燃料警告信号としてたとえばＨレベルの信号を出力する。これにより、車両において燃料警告灯の点灯または表示がなされる。

電動式の低圧ポンプ２１は、燃料タンク内の燃料を吸入し、比較的低い圧力、たとえば０．３ＭＰａ程度で加圧してから、エンジン２０のデリバリパイプ２４に向けて吐出する。デリバリパイプ２４には、エンジン２０の各気筒に燃料を供給する燃料噴射弁２５が接続されている。

低圧ポンプ２１とデリバリパイプ２４との間には、高圧系の燃料ポンプ２６が配置されている。以下、高圧系の燃料ポンプ２６を、単に高圧ポンプ２６と示す。低圧ポンプ２１と高圧ポンプ２６とは、低圧燃料配管２７によって接続されている。したがって、低圧ポンプ２１は、低圧燃料配管２７へ燃料を吐出する。低圧燃料配管２７には、燃圧センサ２８が取り付けられている。燃圧センサ２８は、低圧ポンプ２１から吐出された燃料の圧力である実燃圧を検出する。

高圧ポンプ２６とデリバリパイプ２４とは、高圧燃料配管２９によって接続されている。高圧ポンプ２６は、低圧燃料配管２７から導入された燃料を比較的高圧、たとえば３．０ＭＰａ程度で加圧し、高圧燃料配管２９を介してデリバリパイプ２４へ吐出する。高圧ポンプ２６はエンジン２０のクランク軸３０と直結されており、エンジン２０の運転に応じて駆動する。

エンジン２０には、ＭＧ３１が一体に設けられている。ＭＧは、Motor Generatorの略称である。ＭＧ３１は、電動機及び発電機として駆動する回転電機である。ＭＧ３１の回転軸３２は、ベルト３３を介してエンジン２０のクランク軸３０に連結されている。エンジン始動時には、ＭＧ３１の回転によりエンジン２０に初期回転（クランキング回転）が付与される。

ＭＧ３１は、電力変換回路であるインバータ３４を介してバッテリに接続されている。ＭＧ３１が電動機として駆動する場合には、バッテリから供給された直流電力が、インバータ３４によって交流電力（三相交流）に変換され、ＭＧ３１に供給される。一方、ＭＧ３１が発電機として機能する場合には、ＭＧ３１で発電した電力が、インバータ３４で交流電力から直流電力に変換された後、バッテリに充電される。このようなＭＧ３１は、ＩＳＧとも称される。ＩＳＧは、Integrated Starter Generatorの略称である。

エンジンＥＣＵ１１は、図示しない各種センサにて検出されるエンジン２０の情報を含む車両の走行情報に基づいて、スロットルバルブの開度制御、燃料噴射弁２５による燃料噴射、点火などの各種エンジン制御、インバータ３４の制御を実行する。各種センサとしては、クランク角センサ、カム角センサ、Ａ／Ｆ（空燃比）センサ、車速センサ、ブレーキセンサ、アクセルセンサ、吸気温センサ、圧力センサ、エアフロメータ、冷却水温センサなどがある。

エンジンＥＣＵ１１は、エンジン２０のアイドルストップ制御を実行する。エンジンＥＣＵ１１は、アイドルストップ条件が成立するとエンジン２０を停止させ、再始動条件が成立するとエンジン２０を再始動させる。たとえば、車速が所定値以下、且つ、ブレーキ操作が行われると、アイドルストップ条件が成立する。たとえば、アクセル操作が開始されると、再始動条件が成立する。

エンジンＥＣＵ１１は、車両の走行情報に基づいて、指示燃圧を設定し、指示燃圧に関する情報を制御信号として出力する。指示燃圧は、目標燃圧とも称される。さらに本実施形態のエンジンＥＣＵ１１は、エンジン２０の動作状態を示す情報、すなわちエンジンステータスを出力する。エンジンステータスとして、たとえばＲｕｎ（回転状態）、Ｓｔｏｐ（停止状態）、Ｃｒａｎｋ（クランキング状態）を含んでいる。エンジンＥＣＵ１１は、これらの状態を区別して出力する。Ｓｔｏｐは、イグニッションスイッチがオンされているとき、すなわち走行途中でのエンジン２０の停止状態を示す。アイドルストップ条件が成立すると、エンジンＥＣＵ１１は、エンジンステータスとしてＳｔｏｐを出力する。

エンジンＥＣＵ１１は、たとえばマイクロコンピュータ（マイコン）を主体として構成されている。マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されている。しかしながら、エンジンＥＣＵ１１が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。たとえば、エンジンＥＣＵ１１がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

ＦＰＣ１２は、リレー３５のオンにより、直流電源であるバッテリ３６から電源が供給され、動作可能となる。リレー３５は、メカニカルリレーである。リレー３５のオンオフは、本実施形態においてエンジンＥＣＵ１１により制御される。エンジンＥＣＵ１１は、図示しないイグニッションスイッチのオンにともなってリレー３５をオンし、イグニッションスイッチのオフにともなってリレー３５をオフする。エンジンＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチのオンの下でのエンジン２０の停止時、たとえばアイドルストップ時には、リレー３５をオフせず、オン状態に維持する。

エンジンＥＣＵ１１、ＦＰＣ１２、及びメータＥＣＵ１３は、相互に通信可能となっている。本実施形態では、一例として、エンジンＥＣＵ１１、ＦＰＣ１２、及びメータＥＣＵ１３が、ＣＡＮプロトコルに準拠した車載ネットワークの通信バスを介して、相互に通信可能となっている。ＣＡＮは、controller area networkの略称である。ＣＡＮは、登録商標である。

ＦＰＣ１２は、通信バスを介してエンジンＥＣＵ１１から指示燃圧を取得し、燃圧センサ２８から実燃圧を取得する。そして、実燃圧が目標燃圧に追従するようにフィードバック制御、たとえばＰＩ制御を実行して、駆動信号のデューティ比を算出する。ＦＰＣ１２は、所定デューティの駆動信号を出力することで、低圧ポンプ２１を駆動させる。ＦＰＣ１２は、低圧ポンプ２１のモータを駆動させる。ＦＰＣ１２の詳細については後述する。

＜ＦＰＣの概略構成＞
図２は、ＦＰＣの概略構成を示す図である。ＦＰＣ１２は、複数の端子１２０ａ〜１２０ｅを備えている。端子１２０ａは、リレー３５を介してバッテリ３６の正極側の端子と接続される。端子１２０ａは、＋Ｂ端子とも称される。端子１２０ｂは低圧ポンプ２１の端子の１つに接続され、端子１２０ｃは、低圧ポンプ２１の別の端子に接続される。端子１２０ｂはＭ＋端子、端子１２０ｃはＭ−端子とも称される。端子１２０ａ，１２０ｂ間の電源線１２１、端子１２０ｂと低圧ポンプ２１との間の負荷線２１１、低圧ポンプ２１と端子１２０ｃとの間の負荷線２１２、端子１２０ｃとグランドとの間の電源線１２２により、低圧ポンプ２１への電力供給線が構成される。

端子１２０ｄは、燃圧センサ２８が接続されるセンス端子である。燃圧センサ２８により検出された実燃圧は、端子１２０ｄを介してＦＰＣ１２に入力される。端子１２０ｅは、ＣＡＮ用の端子である。図２では簡素化しているが、端子１２０ｅとして、Ｈレベル用の端子と、Ｌレベル用の端子を備えている。エンジンＥＣＵ１１にて生成された指示燃圧は、端子１２０ｅを介してＦＰＣ１２に入力される。また、メータＥＣＵ１３にて生成された燃料警告信号は、端子１２０ｅを介してＦＰＣ１２に入力される。一方、ＦＰＣ１２が取得した実燃圧は、端子１２０ｅを介してエンジンＥＣＵ１１へ出力される。

ＦＰＣ１２は、上記した端子１２０ａ〜１２０ｅに加えて、スイッチング素子１２３と、回生素子１２４と、電流検出部１２５と、マイコン１２６を備えている。

スイッチング素子１２３は、上記した電力供給線上において、低圧ポンプ２１と直列に接続されている。スイッチング素子１２３は、低圧ポンプ２１を駆動させるための素子である。本実施形態のスイッチング素子１２３は、低圧ポンプ２１に対してハイサイド側に配置されている。スイッチング素子１２３は、電源線１２１に設けられている。また、スイッチング素子１２３として、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。ＭＯＳＦＥＴのドレインが、端子１２０ｂに接続されている。

回生素子１２４は、電源線１２２とスイッチング素子１２３のドレインとの間に接続されている。本実施形態では、回生素子１２４としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。回生素子１２４は、スイッチング素子１２３と交互にオンするように、同期整流方式で駆動される。回生素子１２４としては、スイッチング素子に限定されない。ダイオードを採用することもできる。

電流検出部１２５は、低圧ポンプ２１に流れる電流を検出する。電流検出部１２５として、たとえばシャント抵抗を採用することができる。シャント抵抗は、電源線１２１，１２２に設けられる。本実施形態では、電源線１２１において、スイッチング素子１２３のハイサイド側に設けられている。

マイコン１２６（マイクロコンピュータ）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されている。マイコン１２６は、指示燃圧、実燃圧、及び下限ガード値に基づいて、デューティ比を算出する。マイコン１２６は、エンジンステータスに基づいて、デューティ比の下限値をガードする下限ガード値を設定する。マイコン１２６は、下限ガード値を下回らないようにデューティ比を算出する。

さらにマイコン１２６は、検出された電流値、算出したデューティ比、及び燃料警告信号に基づいて、燃料不足（いわゆるガス欠）により空転が生じているのか、負荷線２１１，２１２などの電力供給線に断線が生じているのかを判定する。そして、ＦＰＣ１２は、判定結果に応じたデューティ比を設定し、設定したデューティ比の駆動信号を出力する。これにより、スイッチング素子１２３のオンオフが制御される。

＜ＦＰＣが実行する処理＞
図３は、ＦＰＣ１２のマイコン１２６が実行する処理を示すフローチャートである。上記したように、エンジンＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチのオンにともなってリレー３５をオンする。リレー３５のオンにより、端子１２０ａを介してバッテリ３６からＦＰＣ１２に電源が供給され、マイコン１２６が以下に示す処理を実行する。具体的には、端子１２０ａに入力されるバッテリ電圧（たとえば１３Ｖ）が、図示しない回路によって所定電圧（たとえば５Ｖ）に降圧され、マイコン１２６に供給される。降圧電圧は、ＦＰＣ１２の図示しない給電用の端子を介して、燃圧センサ２８にも供給される。

図３に示すように、先ずＦＰＣ１２のマイコン１２６は、実燃圧を取得する（ステップＳ１０）。マイコン１２６は、端子１２０ｄを介して、燃圧センサ２８により検出された実燃圧を取得する。

次いで、マイコン１２６は、指示燃圧とエンジンステータスを取得する（ステップＳ１２）。マイコン１２６は、端子１２０ｅを介して、エンジンＥＣＵ１１が送信した指示燃圧及びエンジンステータスを受信する。

次いで、マイコン１２６は、エンジンステータスがＳｔｏｐか否かを判定する（ステップＳ１４）。たとえばアイドルストップ条件が成立していると、エンジンステータスはＳｔｏｐとなっている。

エンジンステータスがＳｔｏｐの場合、マイコン１２６は、下限ガード値としてデューティ比０％を設定する（ステップＳ１６）。本実施形態では、低圧ポンプ２１が停止となる所定のデューティ比として、０％を設定する。エンジンステータスがＳｔｏｐでない場合、下限ガード値としてデューティ比３３％を設定する（ステップＳ１８）。

なお、ステップＳ１８で設定するデューティ比は３３％に限定されない。低圧ポンプ２１が駆動できるよう、ステップＳ１６で設定されるデューティ比よりも高い値が設定されればよい。本実施形態では、エンジン２０の停止期間のみ下限ガード値がデューティ比０％とされ、それ以外の期間では下限ガード値がデューティ比３３％とされる。

下限ガード値の設定後、マイコン１２６は、フィードバック制御を実行し、駆動信号のデューティ比を算出する（ステップＳ２０）。マイコン１２６は、ステップＳ１６，１８で設定した下限ガード値を用いて、ステップＳ１２で取得した指示燃圧にステップＳ１０で取得した実燃圧が追従するように、フィードバック制御（たとえばＰＩ制御）を実行する。これにより、駆動信号のデューティ比を算出する。マイコン１２６は、下限ガード値を下回らないように、ＰＩ制御によってデューティ比を算出する。ステップＳ２０で算出したデューティ比を、以下においてデューティ比Ｒ０と示す。

次いで、マイコン１２６は、低圧ポンプ２１に流れる電流Ｉｐを取得する（ステップＳ２２）。そして、算出したデューティ比Ｒ０及び取得した電流Ｉｐに基づいて、異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ２４）。換言すれば、燃料不足による低圧ポンプ２１の空転、及び、電力供給線の断線のいずれかの異常が生じているか否かを判定する。マイコン１２６は、デューティ比Ｒ０が閾値（たとえば６６％）を超え、且つ、電流Ｉｐが閾値（たとえば０．５Ａ）を下回る場合に異常が生じていると判定する。

異常が生じていると判定すると、マイコン１２６は、残燃料に関する情報を取得し（ステップＳ２６）し、燃料不足、いわゆるガス欠が生じているか否かを判定する（ステップＳ２７）。本実施形態では、ＣＡＮ通信により、メータＥＣＵ１３から残燃料情報として燃料警告信号を取得し、燃料警告信号に基づいて燃料不足か否かを判定する。残燃料が所定値以上の場合、燃料警告信号はＬレベルを示し、残燃料が所定値未満の場合にＨレベルを示す。マイコン１２６は、燃料警告信号がＨレベルの場合に燃料不足が生じていると判定する。

燃料不足が生じていると判定する、すなわち空転異常が生じていることを検出すると、マイコン１２６は、デューティ比Ｒ１として、低圧ポンプ２１が停止となる所定のデューティ比として、０％を設定する（ステップＳ３０）。一方、ステップＳ２８で燃料不足が生じていないと判定する、すなわち断線異常が生じていることを検出すると、マイコン１２６は、低圧ポンプ２１の駆動を指示する所定のデューティ比、たとえば４５％を設定する（ステップＳ３２）。なお、ステップＳ２４において、異常が生じていないと判定すると、マイコン１２６は、ステップＳ２０で算出したデューティ比Ｒ０をデューティ比Ｒ１として設定する。

次いでマイコン１２６は、ステップＳ３０，Ｓ３２，Ｓ３４で設定したデューティ比Ｒ１の駆動信号を生成し、スイッチング素子１２３に出力する（ステップＳ３６）。なお、回生素子１２４としてスイッチを採用しているため、回生素子１２４にも出力する。ステップＳ３０でデューティ比Ｒ１が０％とされた場合、低圧ポンプ２１が停止する。すなわち、空転が停止する。ステップＳ３２でデューティ比Ｒ１が４５％とされた場合、デューティ比Ｒ１の駆動信号が出力されるものの、断線が生じている間において低圧ポンプ２１は停止している。

次いで、マイコン１２６は、電源オフか否かを判定し（ステップＳ３８）、オフの場合に一連の処理を終了する。電源オフではない場合、ステップＳ１０に戻って、上記した処理を繰り返す。したがって、電源オンの間、ＦＰＣ１２のマイコン１２６は、ステップＳ１０〜Ｓ３８の処理を繰り返し実行する。

なお、ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ２６が情報取得部に相当する。ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０が算出部に相当する。ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１８が下限ガード設定部に相当する。ステップＳ２０がデューティ比算出部に相当する。ステップＳ２４，Ｓ２８が異常判定部に相当する。ステップＳ３０，Ｓ３２，Ｓ３４がデューティ比設定部に相当する。

＜ＦＰＣの効果＞
図４は、アイドルストップを含む期間のタイミングチャートを示している。図４では、ステップＳ２４で異常判定がなされない場合、すなわち算出したデューティ比Ｒ０を駆動信号のデューティ比Ｒ１とする例を示している。図４では、上から順に、リレー３５の状態、エンジンステータス、燃圧、デューティ比Ｒ１を示している。なお、燃圧として、実燃圧を実線、指示燃圧を一点鎖線で示している。デューティ比Ｒ１（実線）とともに、下限ガード値を一点鎖線で示している。ここでは、アイドル状態と、通常動作状態とを、同じエンジンステータス（Ｒｕｎ）としている。

時刻ｔ１でアイドルストップ条件が成立し、エンジンステータスがＲｕｎ（Ｉｄｌｅ）からＳｔｏｐに切り替わると、下限ガード値が３３％から０％に切り替わる。エンジン停止期間中であるため、デューティ比Ｒ１も０％となり、低圧ポンプ２１が停止する。図４に示す例では、エンジン停止期間において実燃圧が指示燃圧を下回らないため、停止期間中、デューティ比Ｒ１として０％が設定される。

時刻ｔ２で再始動条件が成立し、エンジンステータスがＳｔｏｐからＣｒａｎｋに切り替わると、下限ガード値が０％から３３％に切り替わり、下限ガード値３３％を下回らないようにデューティ比Ｒ１が設定され、低圧ポンプ２１が動作する。クランキングによって、実燃圧が低下するため、デューティ比Ｒ１が高くなる。そして、時刻ｔ３でクランキングが終了し、エンジンステータスがＣｒａｎｋからＲｕｎに切り替わる。

本実施形態では、エンジンＥＣＵ１１が、指示燃圧だけでなく、エンジンステータスも出力する。ＦＰＣ１２のマイコン１２６は、エンジンステータスがイグニッションスイッチのオンの下でのＳｔｏｐを示す場合、低圧ポンプ２１が停止となる所定のデューティ比Ｒ０を算出する。具体的には、マイコン１２６が、デューティ比の下限ガード値をエンジンステータスに応じて設定する。そして、エンジンステータスがＳｔｏｐを示す場合に、下限ガード値として低圧ポンプ２１が停止となるデューティ比（０％）を設定する。これにより、デューティ比Ｒ０として、デューティ比０％を算出する。

このように、エンジン停止の場合に、リレー３５をオフさせずに低圧ポンプ２１を停止させることができる。したがって、リレー３５のオンオフ回数を従来よりも低減することができる。これにより、リレー３５に故障が生じるのを抑制することができる。

また、イグニッションスイッチのオン下でエンジン２０を停止させる場合、リレー３５をオフさせない。したがって、エンジン停止中もＦＰＣ１２が動作することができる。これにより、エンジン停止中でも、ＦＰＣ１２が実燃圧を取得することができる。そして、エンジン停止中もフィードバック制御を実行するため、仮にリークなどが生じて実燃圧が低下しても、低圧ポンプ２１を動作させることができる。さらには、再始動時に、電源オンにともなう初期化処理等が不要であるため、低圧ポンプ２１の再始動性を向上することもできる。

図５は、断線が生じた場合のタイミングチャートを示している。図６は、燃料不足による空転が生じた場合のタイミングチャートを示している。図５及び図６では、燃圧として、実燃圧を実線、指示燃圧を一点鎖線で示している。図５及び図６では、低圧ポンプ２１の回転数を参考値として示している。図６では、仮に空転判定による処理を実行しなかった場合、すなわち断線と誤検出した場合の参考線を二点鎖線で示している。

図５に示すように、時刻ｔ１０で、たとえば負荷線２１１に断線が生じると、低圧ポンプ２１への電力の供給が遮断される。電流Ｉｐが低下し、電流Ｉｐが流れなくなる。また、低圧ポンプ２１の回転数も低下し、低圧ポンプ２１が停止する。低圧ポンプ２１の駆動停止により、実燃圧も低下する。これにより指示燃圧との差が大きくなり、デューティ比が増加する。

電流Ｉｐが閾値（たとえば０．５Ａ）を下回り、且つ、デューティ比Ｒ０が閾値（たとえば６６％）を上回ると、マイコン１２６は上記した異常が生じたと判定する。このとき、燃料警告信号はＬレベルを示しており、マイコン１２６は、断線異常が生じたと判定する。そして、判定後の時刻ｔ１１で断線保護処理を開始する。マイコン１２６は、時刻ｔ１１より前において、ステップＳ２０で算出したデューティ比Ｒ０を駆動信号のデューティ比Ｒ１として設定する。

マイコン１２６は断線保護処理として、ステップＳ３２の処理、すなわちデューティ比Ｒ１として低圧ポンプ２１の駆動を維持する所定値（たとえば４５％）を設定する。断線判定がなされる間、デューティ比Ｒ１として４５％が設定され続ける。断線が生じた場合に、デューティ比Ｒ１を０％としないことで、断線状態から電力を供給可能な通常状態に復帰した際に、低圧ポンプ２１を直ちに動作させることができる。すなわち、一時的に断線が生じた場合に、エンストを回避することができる。よって、断線保護時のデューティ比Ｒ１は４５％に限定されるものではなく、通常時の最低駆動デューティ比、すなわち下限ガード値（たとえば３３％）としてもよい。下限ガード値以上であって、できるだけ低い値（たとえば５０％以下）とするとよい。

一方、図６に示すように、時刻ｔ２０でガス欠による空転が生じると、燃料不足により、実燃圧が低下する。これにより指示燃圧との差が大きくなり、デューティ比が増加する。燃料が不足しているため、低圧ポンプ２１は高回転（空転）、低トルクとなる。低圧ポンプ２１のトルクが出ないため、電流Ｉｐが低下する。マイコン１２６は、時刻ｔ２１より前において、ステップＳ２０で算出したデューティ比Ｒ０を駆動信号のデューティ比Ｒ１として設定する。よって、実燃圧、デューティ比、電流Ｉｐについて、断線時と同様の挙動を示す。

電流Ｉｐが閾値（たとえば０．５Ａ）を下回り、且つ、デューティ比が閾値（たとえば６６％）を上回ると、マイコン１２６は上記した異常が生じたと判定する。このとき、燃料警告信号はＨレベルを示しており、マイコン１２６は、ガス欠による空転異常が生じたと判定する。そして、判定後の時刻ｔ２１で空転保護処理を開始する。

マイコン１２６は空転保護処理として、ステップＳ３０の処理、すなわちデューティ比Ｒ１として低圧ポンプ２１の駆動を停止する所定値（０％）を設定する。空転判定がなされる間、デューティ比Ｒ１として０％が設定され続ける。このように、本実施形態によれば、断線と区別して、空転の場合に低圧ポンプ２１を停止させることができる。したがって、空転が生じているのに断線と誤検出され、図６に二点鎖線で示すように、異常判定後においても低圧ポンプ２１を駆動させるデューティ比Ｒ１（たとえば４５％）が設定されるのを抑制することができる。すなわち、異常判定後も空転が継続されるのを抑制することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

低圧ポンプ２１とエンジン２０（デリバリパイプ２４）との間に高圧ポンプ２６が配置される例を示したが、これに限定されない。

リレー３５のオンオフがエンジンＥＣＵ１１により制御される例を示したが、これに限定されない。リレー３５は、イグニッションスイッチのオンオフに応じてオンオフされればよい。

ＦＰＣ１２が、メータＥＣＵ１３から燃料警告信号を取得し、燃料不足による空転状態を判定する例を示したが、これに限定されない。たとえば燃料警告信号が、メータＥＣＵ１３からエンジンＥＣＵ１１を介して、ＦＰＣ１２に入力されてもよい。また、燃料センサ２３の検出信号がＦＰＣ１２に入力され、これによりＦＰＣ１２が燃料不足による空転状態を判定してもよい。燃料センサの検出信号がエンジンＥＣＵ１１に入力され、残燃料に関する情報がエンジンＥＣＵ１１からＦＰＣ１２に出力される構成としてもよい。

ＦＰＣ１２及びＦＰＣ１２を含む燃料供給システム１０が、アイドリングストップ機能を備えた車両に適用される例を示したが、これに限定されない。走行駆動源として、エンジン２０以外に図示しないモータを備えたハイブリッド車に適用することもできる。この場合、エンジン２０を停止させた状態で走行するＥＶ走行モード時に下限ガード値として０％が設定され、ＥＶ走行モードではない場合に下限ガード値として３３％が設定される。このように、イグニッションスイッチのオンの下での停止、すなわち走行途中のエンジン停止において、下限ガード値として低圧ポンプ２１を停止させるデューティ比が設定される。

ＦＰＣ１２がマイコン１２６を有し、マイコン１２６が、上記した処理を実行する例を示した。しかしながら、ＦＰＣ１２が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。たとえば、エンジンＥＣＵ１１がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

１０…燃料供給システム、１１…エンジンＥＣＵ、１２…ＦＰＣ、１２０ａ〜１２０ｅ…端子、１２１，１２２…電源線、１２３…スイッチング素子、１２４…回生素子、１２５…電流検出部、１２６…マイコン、１３…メータＥＣＵ、２０…エンジン、２１…低圧ポンプ、２１１，２１２…負荷線、２２…燃料タンク、２３…燃料センサ、２４…デリバリパイプ、２５…燃料噴射弁、２６…高圧ポンプ、２７…低圧燃料配管、２８…燃圧センサ、２９…高圧燃料配管、３０…クランク軸、３１…ＭＧ、３２…回転軸、３３…ベルト、３４…インバータ、３５…リレー、３６…バッテリ

Claims (7)

1. リレー（３５）のオンにより電源が供給され、燃料タンク（２２）内の燃料を内燃機関（２０）に供給するための燃料ポンプ（２１）を制御する燃料ポンプ制御装置であって、
   前記電源の供給ラインにおいて前記燃料ポンプと直列に接続され、駆動信号によりオンオフされるスイッチング素子（１２３）と、
   前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力である実燃圧に関する情報、前記燃料ポンプを制御するための指示燃圧及び前記内燃機関の動作状態に関する情報、及び前記燃料タンク内の残燃料に関する情報を取得する情報取得部（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ２６）と、
   前記実燃圧、前記指示燃圧、及び前記動作状態に基づいて、前記駆動信号のデューティ比を算出し、前記動作状態がイグニッションスイッチのオンの下での前記内燃機関の停止を示す場合に前記燃料ポンプが停止となる前記デューティ比を算出する算出部（Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０）と、
   前記燃料ポンプに関する異常を判定し、前記残燃料に基づいて、前記電源の供給ラインの断線異常及び燃料不足による前記燃料ポンプの空転異常のいずれが生じているかを区別して判定する異常判定部（Ｓ２８）と、
   を備える燃料ポンプ制御装置。
2. 前記算出部は、
   前記駆動信号のデューティ比の下限値をガードするために前記動作状態に応じて下限ガード値を設定し、前記動作状態がイグニッションスイッチのオンの下での前記内燃機関の停止を示す場合に、前記下限ガード値として前記燃料ポンプが停止となる所定のデューティ比を設定する下限ガード設定部と、
   前記下限ガード値を用いつつ、前記実燃圧が前記指示燃圧に追従するようにフィードバック制御を実行し、前記駆動信号のデューティ比を算出するデューティ比算出部と、を有する請求項１に記載の燃料ポンプ制御装置。
3. 前記情報取得部は、前記燃料ポンプに流れる電流に関する情報を取得し（Ｓ２２）、
   前記異常判定部は、前記電流及び算出された前記デューティ比に基づいて異常が生じているか否かを判定し（Ｓ２４）、異常が生じている場合に、前記断線異常及び前記空転異常のいずれであるかを判別する請求項１又は請求項２に記載の燃料ポンプ制御装置。
4. 前記異常判定部の判定結果に応じて、前記駆動信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部（Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３４）をさらに備える請求項１〜３いずれか１項に記載の燃料ポンプ制御装置。
5. 前記デューティ比設定部は、前記空転異常が生じた場合に、前記燃料ポンプが停止となる所定のデューティ比を設定する請求項４に記載の燃料ポンプ制御装置。
6. 前記デューティ比設定部は、前記断線異常が生じた場合に、前記燃料ポンプを停止ではない駆動状態とするための所定のデューティ比を設定する請求項４又は請求項５に記載の燃料ポンプ制御装置。
7. 前記デューティ比設定部は、前記異常が生じていない場合に、算出された前記デューティ比を前記駆動信号のデューティ比として設定する請求項４〜６いずれか１項に記載の燃料ポンプ制御装置。

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