JP2567313Y2 - 内燃機関の燃料供給装置の自己診断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関の燃料リター
ン量低減型の燃料供給装置における自己診断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の燃料供給装置とし
て、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより圧送して機
関吸気系に設けられた燃料噴射弁に供給する一方、燃料
ポンプと燃料噴射弁との間の燃料供給通路に該通路内の
燃料圧力が設定値以上のときに開弁して余剰燃料を燃料
タンクに戻す燃料圧力調整器（プレッシャレギュレー
タ）を備えるものがある。

【０００３】また、燃料タンクから発生する蒸発燃料の
排出量を規制する対策として、該蒸発燃料を一時的にキ
ャニスタに吸着させ、該吸着燃料を所定の機関運転条件
でパージ用空気と共に吸気通路のスロットル弁下流の吸
入負圧により機関に吸入させて燃焼させる蒸発燃料処理
装置が既に採用されている。しかし、燃料タンク内で発
生する蒸発燃料の量が多くなると、この蒸発燃料を機関
に吸入させることにより、空燃比のズレが大きくなり、
空燃比を精度良く制御するためには、蒸発燃料の吸入量
を検出して燃料噴射量を補正するなどの必要があり、各
種のセンサ等が必要となってしまう。

【０００４】そこで、蒸発燃料そのものの発生を抑える
ことが考えられた。すなわち、燃料タンクから燃料ポン
プにより圧送された後、燃料圧力調整器から燃料タンク
へ戻る燃料の循環により、機関の熱で燃料が暖められて
燃料タンクに戻ることになり、全く循環しない場合に対
し、約５〜10℃のタンク内燃料温度の上昇を招いて、こ
れが蒸発燃料の主要な発生原因となっていることから、
燃料のリターン量を低減することが考えられた。

【０００５】燃料リターン量低減型の燃料供給装置とし
ては、実開昭６１−１９８５６９号公報に示されている
ように、燃料圧力調整器から燃料タンクに戻される燃料
のリターン量を検出するリターン量検出手段と、該検出
手段からの信号に基づいてリターン量が一定となるよう
に燃料ポンプの吐出量を制御する燃料ポンプ吐出量制御
手段とを設けて、リターン量を必要最小限に抑えるもの
がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな燃料リターン量低減型の燃料供給装置にあっては、
リターン量を必要最小限すべく、燃料ポンプの吐出量も
少なめにしているため、リターン量検出手段等が故障す
ると、吐出量が完全に不足して、燃料の供給がなされな
くなるなどの不都合を生じるため、故障をいち早く検出
して対処す必要がある。

【０００７】本考案は、このような実情に鑑み、リター
ン量低減型の燃料供給装置の異常を速やかに検出するた
めの自己診断装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本考案は、燃
料タンク内の燃料を燃料ポンプにより圧送して機関吸気
系に設けられた燃料噴射弁に供給する一方、燃料ポンプ
と燃料噴射弁との間の燃料供給通路に該通路内の燃料圧
力が設定値以上のときに開弁して余剰燃料を燃料タンク
に戻す燃料圧力調整器を備える内燃機関の燃料供給装置
であって、図１に示すように、燃料圧力調整器から燃料
タンクに戻される燃料のリターン量を検出するリターン
量検出手段と、該検出手段からの信号に基づいてリター
ン量が一定となるように燃料ポンプの吐出量を制御する
燃料ポンプ吐出量制御手段とを設けてなるものにおい
て、燃料ポンプの吐出量が所定値以上で、かつ燃料噴射
弁の噴射量が所定値以下の条件にて、前記リターン量検
出手段により検出されるリターン量が所定値以下のとき
に、異常と判定する異常判定手段を設けて、内燃機関の
燃料供給装置の自己診断装置を構成したものである。

【０００９】

【作用】すなわち、燃料ポンプの吐出量が所定値以上の
ときに、燃料噴射弁の噴射量が所定値以下であれば、余
剰燃料が多く、燃料タンクへのリターン量が所定値を超
えるはずである。従って、かかる条件において、リター
ン量検出手段により検出されるリターン量が所定値以下
のときは、自己診断により、異常と判定するのである。

【００１０】

【実施例】以下に本考案の一実施例を説明する。図２は
システム構成を示している。スロットル弁１下流の吸気
管２のマニホールド部分に気筒毎に電磁式の燃料噴射弁
３が設けられている。この燃料噴射弁３はマイクロコン
ピュータ内蔵のコントロールユニット４から機関回転に
同期して所定のタイミングで出力される噴射パルス信号
によりそのパルス幅に対応した時間開弁して、燃料を噴
射供給する。燃料噴射量の制御は、コントロールユニッ
ト４により、吸入空気流量、機関回転数等の機関運転条
件に応じて噴射パルス信号のパルス幅を制御することに
より行われる。

【００１１】燃料噴射弁３への燃料供給系について説明
すると、燃料タンク５内の燃料を電動式の燃料ポンプ６
により吸入・吐出し、燃料供給通路７を通じて燃料噴射
弁３に供給する。そして、燃料噴射弁３近傍の燃料供給
通路７に、該通路７内の燃料圧力（詳しくは燃料圧力と
基準圧力との差圧）が設定値以上のときに開弁して余剰
燃料をリターン通路８により燃料タンク４に戻す燃料圧
力調整器（プレッシャレギュレータ）９が設けられてい
る。

【００１２】燃料圧力調整器９について詳しく説明する
と、ダイアフラム10により画成される一方の室（燃料圧
力室）11を連通路12により燃料噴射弁３近傍の燃料供給
通路７と連通させ、他方の室（基準圧力室）13を連通路
14により基準圧力として燃料噴射弁３により噴射がなさ
れる吸気管２内の圧力を導くため吸気管２と連通させて
いる。

【００１３】そして、燃料圧力室11内にリターン通路８
の開口端８ａを配置して、ダイアフラム10に固定した弁
体15により開閉されるようにしてある。一方、基準圧力
室13内にはダイアフラム10に作用して弁体15をリターン
通路８閉止方向に付勢するスプリング16を収納してあ
る。従って、燃料圧力室11に導かれる燃料圧力と基準圧
力室13に導かれる基準圧力との差圧が設定値（スプリン
グ16により定まる値）未満のときは、スプリング16の作
用力によってダイアフラム10及び弁体15が押されてリタ
ーン通路８の開口端８ａを閉止し、燃料圧力と基準圧力
との差圧が設定値以上になると、ダイアフラム10と共に
弁体15が浮上してリターン通路８の開口端８ａを開放す
ることにより、燃料圧力室11から余剰燃料がリターン通
路８により燃料タンク５に戻される。これにより、燃料
圧力と基準圧力との差圧が設定値に調整されて、噴射圧
力が一定となる。

【００１４】ここにおいて、リターン量検出手段とし
て、燃料圧力調整器９のダイアフラム10の偏位を検出す
るダイアフラム偏位センサ17が設けられていて、その信
号Ｖ_PRがコントロールユニット４に入力されている。
尚、ダイアフラム偏位センサ17としては、圧電式、ポテ
ンショメータ式等のいずれでもよい。また、燃料ポンプ
６は、内蔵の電動モータにより駆動されるものである
が、コントロールユニット４からの信号により燃料ポン
プ駆動回路18を介しポンプ駆動電圧（モータ駆動電圧）
が制御されて、吐出量が制御される。

【００１５】すなわち、燃料ポンプ６への電源電圧Ｖ_B
による通電回路のアース側にスイッチング用トランジス
タ19が介装されていて、そのベース端子にＨレベルの信
号を送ることにより、トランジスタ19が導通して、燃料
ポンプ６に通電されるのであるが、コントロールユニッ
ト４からトランジスタ19のベース端子にデューティパル
ス信号（例えば20kHz の一定周期Ｔで出力され、パルス
幅（Ｈレベル時間）Ｔ_FPが可変のパルス信号）を送り、
その際のパルス幅Ｔ_FPを変化させる。パルス幅Ｔ_FPを例
えば減少させれば、トランジスタ19のＯＮ時間割合が減
少し、燃料ポンプ６の平均駆動電圧が低下して、吐出量
が減少する。逆にパルス幅Ｔ_FPを増大させれば、吐出量
が増大するコントロールユニット４による燃料ポンプ６
の吐出量制御は図３のフローチャートに示す燃料ポンプ
制御ルーチンに従って行われる。本ルーチンが燃料ポン
プ吐出量制御手段に相当する。

【００１６】ステップ１（図にはＳ１と記してある。以
下同様）では、燃料タンク５へのリターン量の検出のた
め、燃料圧力調整器９に取付けたダイアフラム偏位セン
サ17からの信号（ダイアフラム偏位量）Ｖ_PRを読込む。
ステップ２では、検出されたダイアフラム偏位量Ｖ_PRを
所定値と比較する。Ｖ_PR＜所定値の場合は、リターン量
小であり、ステップ３へ進んで、燃料ポンプ駆動用のデ
ューティパルス信号のパルス幅Ｔ_FPを前回値に対し微小
量ΔＩ増大させる。

【００１７】Ｖ_PR＞所定値の場合は、リターン量大であ
り、ステップ４へ進んで、燃料ポンプ駆動用のデューテ
ィパルス信号のパルス幅Ｔ_FPを前回値に対し微小量ΔＩ
減少させる。最後のステップ５では、設定されたパルス
幅Ｔ_FPのデューティパルス信号を出力する（ＰＷＭ出
力）。

【００１８】これにより、燃料タンク５へのリターン量
が一定となるように、トランジスタ19のＯＮ時間割合が
制御されて、燃料ポンプ６の平均駆動電圧が制御される
ことにより、燃料ポンプ６の吐出量が制御される。この
ようにして、燃料タンク５へのリターン量が一定の小さ
な値に抑えられ、燃料タンク５内での燃料温度の上昇を
抑えて、蒸発燃料の発生を抑えることができる。

【００１９】コントロールユニット４による自己診断は
図４のフローチャートに示す自己診断ルーチンに従って
行われる。本ルーチンが異常判定手段に相当する。ステ
ップ11では、燃料ポンプ６の吐出量が所定値以上である
か否か、すなわち、燃料ポンプ駆動用のデューティパル
ス信号のパルス幅Ｔ_FPが所定値以上であるか否かを判定
し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ12へ進む。

【００２０】ステップ12では、燃料噴射弁３の噴射量が
所定値以下であるか否か、すなわち、噴射パルス信号の
パルス幅Ｔｉが所定値以下か否かを判定し、ＹＥＳの場
合のみ次のステップ13へ進む。ステップ13では、リター
ン量検出手段により検出されるリターン量が所定値以下
か否か、すなわち、ダイアフラム偏位センサ17からの信
号（ダイアフラム偏位量）Ｖ_PRが所定値以下か否かを判
定し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ14へ進む。

【００２１】ステップ14では、ステップ11〜13の判定結
果が全てＹＥＳの状態で所定時間経過したか否かを判定
し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ15へ進む。ステップ
15では、Ｔ_FPが所定値以上で、かつＴｉが所定値以下の
条件で、Ｖ_PRが所定値以下の状態が所定時間続いたた
め、異常検出フラグをセットする。すなわち、燃料ポン
プ６の吐出量が所定値以上のときに、燃料噴射弁３の噴
射量が所定値以下であれば、余剰燃料が多く、燃料タン
ク５へのリターン量が所定値を超えるはずである。従っ
て、かかる条件において、リターン量が所定値以下のと
きは、自己診断により、異常と判定するのである。

【００２２】尚、本実施例においては、リターン量検出
手段として、燃料圧力調整器９に取付けたダイアフラム
偏位センサ17を用いたが、リターン通路８に流量計を設
けるなどしてリターン量を直接検出するようにしてもよ
い。

【００２３】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、燃
料リターン量低減型の燃料供給装置において、リターン
量検出手段等の故障を自己診断して、安全性を向上する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の構成を示す機能ブロック図

【図２】 本考案の一実施例を示すシステム図

【図３】 燃料ポンプ制御のフローチャート

【図４】 自己診断のフローチャート

【符号の説明】

２ 吸気管 ３ 燃料噴射弁 ４ コントロールユニット ５ 燃料タンク ６ 燃料ポンプ ７ 燃料供給通路 ８ リターン通路 ９ 燃料圧力調整器（プレッシャレギュレータ） 10 ダイアフラム 11 燃料圧力室 13 基準圧力室 15 弁体 16 スプリング 17 ダイアフラム偏位センサ 18 燃料ポンプ駆動回路 19 トランジスタ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより圧
   送して機関吸気系に設けられた燃料噴射弁に供給する一
   方、燃料ポンプと燃料噴射弁との間の燃料供給通路に該
   通路内の燃料圧力が設定値以上のときに開弁して余剰燃
   料を燃料タンクに戻す燃料圧力調整器を備える内燃機関
   の燃料供給装置であって、 燃料圧力調整器から燃料タンクに戻される燃料のリター
   ン量を検出するリターン量検出手段と、該検出手段から
   の信号に基づいてリターン量が一定となるように燃料ポ
   ンプの吐出量を制御する燃料ポンプ吐出量制御手段とを
   設けてなるものにおいて、 燃料ポンプの吐出量が所定値以上で、かつ燃料噴射弁の
   噴射量が所定値以下の条件にて、前記リターン量検出手
   段により検出されるリターン量が所定値以下のときに、
   異常と判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする
   内燃機関の燃料供給装置の自己診断装置。