JP3137006B2

JP3137006B2 - 燃料ポンプ制御装置

Info

Publication number: JP3137006B2
Application number: JP08261664A
Authority: JP
Inventors: 誠人小木曽
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: JPH10103181A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ポンプの制御
装置に係り、詳しくは、燃料ポンプを制御することによ
り、運転状態に応じた燃料量を内燃機関に対して供給す
るための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な内燃機関においては、燃料ポン
プによって燃料タンク内の燃料が吸引吐出され、燃料噴
射弁が接続されたデリバリパイプに対して圧送される。
そして、燃料噴射弁が開弁することにより内燃機関に所
定量の燃料が供給される。ここで、デリバリパイプ内に
おける燃料の圧力（以下、「燃圧」という）は、内燃機
関に適正な燃料量を供給するために所定の圧力に保持さ
れている必要がある。燃圧を所定圧力に保持する技術と
して、例えば以下に示す構成を備えたものが従来より提
案されている。

【０００３】デリバリパイプに、同パイプ内の燃圧に応
じて開閉する圧力調整弁と、同調整弁を介してデリバリ
パイプ内の燃料を燃料タンクに戻すリターン通路とを設
ける。そして、燃料ポンプから一定の吐出圧をもって燃
料を吐出し、デリバリパイプ内に供給する。デリバリパ
イプ内に過剰な燃料が供給された場合、即ち、同パイプ
内の燃圧が所定値以上に増加した場合には、圧力調整弁
が開弁して燃料がリターン通路を通じて燃料タンクに戻
される。従って、デリバリパイプ内の燃圧が圧力調整弁
の開弁圧に相当する一定値に保持される。

【０００４】上記構成にあっては、燃料ポンプからの吐
出量を、内燃機関において消費される燃料量の最大値よ
りも多くなるように設定する必要がある。燃料ポンプか
らの吐出量が前記最大値を下回った場合には、燃圧を所
定値に保持することができなくなるからである。このた
め、低負荷運転時のように、燃料消費量が少ない場合に
は多量の余剰燃料がリターン通路から燃料タンクに戻さ
れる。即ち、上記構成では、燃料ポンプは余剰燃料を圧
送する分だけ無駄に駆動されることになるため、燃料ポ
ンプや、同ポンプに電力を供給するための電源装置（バ
ッテリ及びオルタネータ）の負荷が増大するという問題
が生じていた。更に、エンジンの熱により加熱された燃
料がリターン通路を通じて燃料タンクに戻され同タンク
内における燃料温度が上昇することにより、燃料ベーパ
が発生するという問題もあった。

【０００５】そこで、電子制御装置を用いて、燃料ポン
プからの吐出量を内燃機関の運転状態に応じて変化させ
るようにした装置が提案されている。この装置によれ
ば、燃圧を所定値に保持するのに必要十分な吐出量が確
保されるようになるため、圧力調整弁及びリターン通路
が不要になるとともに、燃料ポンプの無駄な駆動がなく
なるため、前述したような問題を解消することが可能で
ある。

【０００６】しかしながら、燃料ポンプの吐出量を制御
しようとした場合、その制御には応答遅れ（例えば燃料
ポンプの慣性による応答遅れ）が存在する。このため、
この応答遅れに起因して生じる目標吐出量と実際の吐出
量との間のズレが問題になる場合があった。例えば、内
燃機関の負荷が急激に増加したような場合には、同機関
において必要とされる燃料量が急増するため、その燃料
量の変化に燃料ポンプからの吐出量を追従させることが
困難になる。このため、一時的に内燃機関に供給される
燃料量が不足した状態になる虞があった。

【０００７】特開昭５９−１５０９７２号公報は、上記
問題を解消するための「エンジンの燃料ポンプ制御装
置」を開示する。この装置において、制御回路はエンジ
ン（内燃機関）の急激な負荷の増大を、スロットル開度
の変化量に基づいて検出する。急激な負荷増大が検出さ
れた場合に、制御回路は燃料ポンプからの基本吐出量
（内燃機関の負荷状態に応じて決定される）を増大する
ように補正する。即ち、上記装置では、内燃機関の負荷
が急激に増大した後に生じる燃料消費量の増加を予め見
越して燃料ポンプの吐出量を制御することによって、内
燃機関に供給される前記燃料量の不足を回避するように
している。

【０００８】この装置において、制御回路は基本吐出量
を増量補正するための補正量を、一定量若しくは内燃機
関の負荷の増大に応じた可変量として決定する。このた
め、補正量は内燃機関の負荷の増加率に応じて一義的に
決定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置では、
前記燃料消費量の増加は、負荷の増加率が同じであって
も、例えば、内燃機関の回転速度により異なった値にな
る。このため、回転速度の違いによっては、燃料消費量
の増大を的確に予測した補正を行うことができず、燃料
消費量の増大に追従させて燃料ポンプの吐出量を増加さ
せることが困難となる。また、内燃機関に供給される燃
料量の不足を回避するために、例えば、補正量を予め大
きい値に設定することが考えられる。ところが、このよ
うな構成では、特定の運転状態で過度な増量補正が行わ
れることになる。このため、燃料ポンプから内燃機関に
対して過剰な燃料が供給されることになり、同ポンプに
おける負荷が増大するという問題が生じる。

【００１０】本発明は前述した事情を鑑みてなされたも
のであって、その目的は、過渡的な運転状態において内
燃機関で消費される燃料の変化に対して燃料ポンプから
の吐出量を的確に追従させ、内燃機関に対して必要十分
な燃料を供給することができる燃料ポンプ制御装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、燃料タンク内から吸引した
燃料を吐出して内燃機関に供給するための燃料ポンプを
備え、その燃料ポンプを内燃機関の運転状態に応じて制
御するようにした制御装置であって、内燃機関の運転状
態を検出するための運転状態検出手段と、検出された運
転状態に基づき基本吐出量を算出するための基本吐出量
算出手段と、内燃機関の負荷変化に応じた第１の補正値
を算出された運転状態に基づき算出するための第１の補
正値算出手段と、内燃機関に要求される燃料量の変化に
応じた第２の補正値を検出された運転状態に基づき算出
するための第２の補正値算出手段と、検出された運転状
態に基づき同機関が過渡運転状態にあるか否かを判定す
るための判定手段と、判定手段により内燃機関が過渡運
転状態にあると判定された場合に、算出された第１の補
正値及び第２の補正値に基づき算出された基本吐出量を
補正するための補正手段と、補正された基本吐出量に基
づき燃料ポンプを制御するための制御手段とを備えたこ
とををその趣旨としている。

【００１２】上記構成によれば、燃料タンク内から燃料
ポンプによって吸引された燃料は、同ポンプから吐出さ
れ内燃機関に供給される。本発明に係る制御装置は、内
燃機関が過渡運転状態になった際に、同機関において消
費される燃料量の変化を予測し、その変化に追従するよ
うに燃料ポンプの吐出量を制御する。

【００１３】即ち、基本吐出量算出手段は、運転状態検
出手段により検出された内燃機関の運転状態に基づいて
基本吐出量を算出する。第１の補正値算出手段は、内燃
機関の負荷変化に応じた第１の補正値を運転状態に基づ
き算出する。第２の補正値算出手段は、内燃機関に要求
される燃料量の変化に応じた第２の補正値を運転状態に
基づき算出する。

【００１４】判定手段によって内燃機関が過渡運転状態
であると判定されることにより、補正手段は基本吐出量
を第１の補正値及び第２の補正値に基づいて補正する。
このように、本発明では、内燃機関の負荷変化に加え、
同機関に要求される燃料量の変化に基づいて基本吐出量
を補正するようにしている。

【００１５】従って、補正後の基本吐出量は過渡運転状
態において内燃機関で消費される燃料の変化を予め見越
した量になる。例えば、本発明によれば、負荷変化が同
じ場合であっても、要求燃料量の変化が大きい場合には
基本吐出量が相対的により大きな量に増量補正される。
このように、負荷変化に加え、要求燃料量の変化に基づ
く補正を基本吐出量に対して行うことにより、内燃機関
の過渡運転時における変化を的確に予測して燃料消費量
が調整される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料ポンプの
制御装置を具体化した実施形態を図面を参照して説明す
る。

【００１７】図１は、本実施形態における燃料ポンプの
制御装置を示す概略構成図である。同図に示す燃料ポン
プ等は図示しない車輌に搭載されている。車輌は、燃料
を貯留する燃料タンク１と、そのタンク１の中に収納さ
れた電動式の燃料ポンプ２とを備えている。ポンプ２は
ブラケット（図示略）を介してタンク１に支持されてい
る。ポンプ２は、直流モータ（図示略）と、同モータに
より駆動されるインペラ（図示略）とを内蔵している。
通電によってモータが駆動され、インペラが回転するこ
とにより、タンク１内の燃料がポンプ２によって吸入さ
れ、同ポンプ２の吐出ポート２ａから吐出される。ポン
プ２から吐出される燃料の量は、モータに印加される電
圧に応じて変化するインペラの回転速度に基づいて決定
される。

【００１８】吐出ポート２ａに接続された燃料ライン３
は、タンク１の上蓋１ａを貫通し、燃料フィルタ４を介
して内燃機関（エンジン）７に設けられたデリバリパイ
プ５に接続されている。デリバリパイプ５に設けられた
複数のインジェクタ６は、エンジン７の各気筒に対応し
て配置されている。各インジェクタ６は電磁弁付きのノ
ズルであり、通電により開弁し、通電の遮断により閉弁
する。

【００１９】エンジン７に接続された吸気通路８は外気
をエンジン７の各気筒へ導入する。吸気通路８に設けら
れたスロットルバルブ９は、アクセルペダル（図示略）
の操作に連動して作動することにより、同通路８の流路
断面積を調節する。スロットルバルブ９の開度（スロッ
トル開度）ＴＡが調整されることにより、吸気通路８を
通じてエンジン７の各気筒へ導入される空気量（吸気
量）Ｑが調整される。

【００２０】ポンプ２が作動することにより、タンク１
の燃料が燃料ライン３へ吐出される。吐出された燃料は
フィルタ４で異物が除去された後、燃料ライン３を通じ
てデリバリパイプ５へ圧送され、更にデリバリパイプ５
から各インジェクタ６に分配される。分配された燃料
は、各インジェクタ６の開弁時に同インジェクタ６から
噴射されて対応する各気筒へ供給される。各気筒へ供給
された燃料と空気との混合気が燃焼されることにより、
エンジン７のクランクシャフト（図示略）が回転し、エ
ンジン７に動力が得られる。

【００２１】ポンプ２を駆動するための駆動回路１０
は、バッテリ１１に接続されており、同バッテリ１１か
らポンプ２のモータに印加される電圧値の大きさを調整
する。スロットルバルブ９の近傍に設けられたスロット
ルセンサ２１は、同バルブ９の開度ＴＡを検出し、その
大きさに応じた信号を出力する。

【００２２】デリバリパイプ５に設けられた燃圧センサ
２２は、各インジェクタ６へ圧送される燃圧、即ちデリ
バリパイプ５内の燃圧ＰＦを検出し、その大きさに応じ
た信号を出力する。

【００２３】エンジン７に設けられた回転速度センサ２
３はクランクシャフトの回転速度、即ちエンジン回転速
度ＮＥに相当する値を検出し、その値の大きさに応じた
信号を出力する。エンジン７に設けられた水温センサ２
４は、エンジン７の内部を流れる冷却水の温度（冷却水
温度）ＴＨＷを検出し、その大きさに応じた信号を出力
する。吸気通路８に設けられた吸気圧センサ２５は、同
通路８における吸気圧力ＰＭを検出し、その大きさに応
じた信号を出力する。

【００２４】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、入力信号
処理回路、メモリ、演算回路及び出力信号処理回路等
（いずれも図示略）を有する。ＥＣＵ３０には前述した
各種センサ２１〜２５と、各インジェクタ６、駆動回路
１０及びバッテリ１１が接続されている。ＥＣＵ３０は
前述した各種センサ２１〜２５から出力される信号を入
力し、これら入力信号に基づいて燃料噴射制御及び燃料
供給制御を実行するために、各インジェクタ６及び駆動
回路１０等を制御する。

【００２５】燃料噴射制御とは、エンジン７の運転状態
に応じて各インジェクタ６の開弁時間を制御することに
より、各インジェクタ６から各気筒へ噴射される燃料量
を調節することである。燃料供給制御とは、エンジン７
の運転状態に応じて駆動回路１０を制御することによ
り、ポンプ２から吐出される燃料量を制御し、各インジ
ェクタ６へ供給される燃圧ＰＦを調整することである。

【００２６】図２及び図３は、「燃料供給制御ルーチ
ン」の内容を示すフローチャートである。ＥＣＵ３０
は、エンジン７の運転が開始された後、本ルーチンを所
定周期をもって実行する。

【００２７】ステップ１００において、ＥＣＵ３０は各
種センサ２１〜２５から各種パラメータＴＡ（ｉ），Ｐ
Ｆ，ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷを読み込む。更に、ＥＣＵ３０
は、前回の制御周期におけるスロットル開度ＴＡ（ｉ−
１）並びに後述する要求燃料量ＱＦ（ｉ−１）及び圧力
差△ＰＦ（ｉ−１）をメモリから読み込む。

【００２８】ステップ１０１において、ＥＣＵ３０はＱ
Ｆ（ｉ）を算出する。そのために、ＥＣＵ３０は先ず以
下の式（１）に基づいてインジェクタ６によって各気筒
に噴射される噴射量ＴＡＵを算出する。

【００２９】ＴＡＵ＝Ｆ１（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）・・・（１）上式（１）において、Ｆ１（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）は、
エンジン回転速度ＮＥ、吸気圧力ＰＭ及び冷却水温度Ｔ
ＨＷをパラメータとする関数である。ＥＣＵ３０のメモ
リには、各パラメータＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷと関数Ｆ１
（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）、即ち噴射量ＴＡＵとの関係を
示す関数データが記憶されている。ＥＣＵ３０はこの関
数データを参照することによって噴射量ＴＡＵを算出す
る。

【００３０】次に、ＥＣＵ３０は、エンジン７に要求さ
れる要求燃料量ＱＦ（ｉ）を以下の式（２）に基づいて
算出する。ＱＦ（ｉ）＝Ｋ１＊ＴＡＵ＊ＮＥ・・・（２）上式（２）において、Ｋ１は補正係数である。式（２）
に示すように、要求燃料量ＱＦ（ｉ）はエンジン回転速
度ＮＥが大きいほど大きい値として算出される。

【００３１】ステップ１０２において、ＥＣＵ３０は△
ＰＦ（ｉ）を算出する。そのために、ＥＣＵ３０は先
ず、以下の式（３）に基づいて、エンジン７の運転状態
に反映したパラメータＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷに基づく目標
燃圧ＴＰＦを算出する。ここで、目標燃圧ＴＰＦとは、
デリバリパイプ５内の燃圧に係る目標値である。

【００３２】ＴＰＦ＝Ｆ２（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）・・・（３）上式（３）において、Ｆ２（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）は、
エンジン回転速度ＮＥ、吸気圧力ＰＭ及び冷却水温度Ｔ
ＨＷをパラメータとする関数である。ＥＣＵ３０のメモ
リには、各パラメータＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷと、関数Ｆ２
（ＮＥ，ＰＭ，ＴＨＷ）、即ち目標燃圧ＴＰＦとの関係
を示す関数データが記憶されている。図４のグラフは冷
却水温度ＴＨＷを一定値とした場合における関数データ
を示している。同図に示すように、本実施形態では目標
燃圧ＴＰＦが、エンジン回転速度ＮＥと吸気圧力ＰＭと
の関係において、高燃圧値ＴＰＦ１と低燃圧値ＴＰＦ２
との２つの範囲の値をとり得る。ＥＣＵ３０は、この関
数データを参照することにより目標燃圧ＴＰＦを算出す
る。次に、ＥＣＵ３０は、この目標燃圧ＴＰＦと燃圧セ
ンサ２２により検出された燃圧ＰＦとの圧力差△ＰＦ
（ｉ）を算出する。

【００３３】ステップ１０３において、ＥＣＵ３０は以
下の式（４）に基づいて、ＥＣＵ３０から駆動回路１０
に対して出力される制御信号としての基本デューティ比
ＤＢＡＳＥを算出する。

【００３４】ＤＢＡＳＥ＝Ｆ３（ＱＦ（ｉ），ＴＰＦ）・・・（４）上式（４）において、Ｆ３（ＱＦ（ｉ），ＴＰＦ）は、
要求燃料量ＱＦ（ｉ）及び目標燃圧ＴＰＦをパラメータ
とする関数である。ＥＣＵ３０のメモリには、各パラメ
ータＱＦ（ｉ），ＴＰＦと、関数Ｆ３（ＱＦ（ｉ），Ｔ
ＰＦ）、即ち基本デューティ比ＤＢＡＳＥとの関係を示
す関数データが記憶されている。ＥＣＵ３０は、この関
数データを参照することにより、基本デューティ比ＤＢ
ＡＳＥを算出する。

【００３５】ステップ１０４において、ＥＣＵ３０は、
以下の式（５）に基づいて、フィードバック補正項ＫＤ
ＦＢを算出する。ＫＤＦＢ＝Ｆ４（△ＰＦ（ｉ），△ＰＦ（ｉ−１））・・・（５）上式（５）において、Ｆ４（△ＰＦ（ｉ），△ＰＦ（ｉ
−１））は圧力差△ＰＦ（ｉ），△ＰＦ（ｉ−１）をパ
ラメータとする関数である。ここで、圧力差△ＰＦ（ｉ
−１）は前回の制御周期における値を示す。この関数Ｆ
４（△ＰＦ（ｉ），△ＰＦ（ｉ−１））は、ＰＩＤ制御
を行うためのものであり、比例項、積分項及び微分項か
らなる。ＥＣＵ３０はメモリに記憶された関数データを
参照することにより、これら各項を算出するとともに、
各項を加算することによりフィードバック補正項ＫＤＦ
Ｂを算出する。

【００３６】ステップ１０５において、ＥＣＵ３０は配
管圧損補正項（以下、単に「配管補正項」）ＫＤＰＬを
算出する。この配管補正項ＫＤＰＬは、燃料ポンプ２か
らデリバリパイプ５に燃料を圧送する際に燃料ライン
３、燃料フィルタ４において燃料の圧力が低下すること
を見越し、この圧力損失を補うためのものである。ＥＣ
Ｕ３０は、この配管補正項ＫＤＰＬを以下の式（６）に
基づいて算出する。

【００３７】ＫＤＰＬ＝Ｋ２＊ＱＦ（ｉ）＾２・・・（６）上式（６）において、Ｋ２は補正係数であり、「ＱＦ
（ｉ）＾２」は要求燃料量ＱＦ（ｉ）の２乗を示してい
る。このように、配管補正項ＫＤＰＬは要求燃料量ＱＦ
（ｉ）の２乗に比例する量として算出される。

【００３８】ステップ１０６において、ＥＣＵ３０は現
在のスロットル開度ＴＡ（ｉ）から前回の制御周期にお
けるスロットル開度ＴＡ（ｉ−１）を減じ、この差を開
度変化率ＤＬＴＡとして算出する。

【００３９】ステップ１０７において、ＥＣＵ３０は、
現在の要求燃料量ＱＦ（ｉ）から前回の制御周期におけ
る要求燃料量ＱＦ（ｉ−１）を減じ、この差を要求燃料
量の変化率（以下、「燃料量変化率」とする）ＤＬＱＦ
として算出する。

【００４０】ステップ１０８において、ＥＣＵ３０はエ
ンジン７の運転状態が過渡状態である否かを判定する。
ここで、ＥＣＵ３０は、開度変化率ＤＬＴＡの絶対値が
所定値以上であるかを判断することにより、エンジン７
の運転状態が負荷の急激な変化を伴う過渡状態であるか
否かを判定する。即ち、開度変化率ＤＬＴＡの絶対値が
大きくなる加速時、及び減速時において、ＥＣＵ３０は
エンジン７の運転状態が過度状態にあると判定する。

【００４１】ステップ１０８における判定結果が肯定で
ある場合、エンジン７が過渡状態にあることから、ＥＣ
Ｕ３０は処理を図３に示すステップ１０９に移行する。
ステップ１０９において、ＥＣＵ３０は以下の式（７）
に基づいて過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを算出する。

【００４２】ＫＤＦＴＲＮ＝Ｋ３＊ＤＬＱＦ＋Ｋ４＊ＤＬＴＡ・・・（７）上式（７）において、Ｋ３及びＫ４は補正係数である。
これに対して、ステップ１０８における判定結果が否定
である場合、エンジン７が過渡状態にないことから、Ｅ
ＣＵ３０は処理をステップ１１５に移行する。ステップ
１１５において、ＥＣＵ３０は過渡補正項ＫＤＦＴＲＮ
の絶対値が判定値αよりも小さいか否かを判定する。こ
こで、判定値αは、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮが略「０」
であるか否かを判定するためのものである。ステップ１
１５の判定結果が否定である場合、ＥＣＵ３０は処理を
ステップ１１６に移行する。

【００４３】ステップ１１６において、ＥＣＵ３０は過
渡補正項ＫＤＦＴＲＮが「０」より大きいか否かを判定
する。この判定結果が肯定である場合、過渡補正項ＫＤ
ＦＴＲＮを減少させる必要があることから、ＥＣＵ３０
は処理をステップ１１７に移行する。ステップ１１７に
おいて、ＥＣＵ３０は現在の過渡補正項ＫＤＦＴＲＮか
ら所定量βを減じ、これを新たな過渡補正項ＫＤＦＴＲ
Ｎとして設定する。

【００４４】これに対して、ステップ１１６の判定結果
が否定である場合、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを増加させ
る必要があることから、ＥＣＵ３０は処理をステップ１
１８に移行する。ステップ１１８において、ＥＣＵ３０
は現在の過渡補正項ＫＤＦＴＲＮに対して所定量βを加
え、これを新たな過渡補正項ＫＤＦＴＲＮとして設定す
る。

【００４５】ステップ１１５の判定結果が肯定である場
合、又はステップ１０９，１１７，１１８の各処理を実
行した後、ＥＣＵ３０は処理をステップ１１０に移行す
る。ステップ１１０において、ＥＣＵ３０は基本デュー
ティ比ＤＢＡＳＥに対して、フィードバック補正項ＫＤ
ＦＢ、配管補正項ＫＤＰＬ及び過渡補正項ＫＤＦＴＲＮ
をそれぞれ加算し、これを最終デューティ比ＤＦＰＣと
して設定する。

【００４６】ステップ１１１において、ＥＣＵ３０は最
終デューティ比ＤＦＰＣに応じた通電信号を駆動回路１
０に対して出力する。これにより、駆動回路１０からポ
ンプ２のモータに対して出力される電圧値の大きさがエ
ンジン７の運転状態に応じて制御される。その結果、燃
料ポンプ２からの吐出量がエンジン７の運転状態に応じ
て制御される。

【００４７】ステップ１１２において、ＥＣＵ３０は次
回の処理に備えて、現在の、スロットル開度ＴＡ
（ｉ）、要求燃料量ＱＦ（ｉ）及び圧力差△ＰＦ（ｉ）
を前回の値ＴＡ（ｉ−１）、ＱＦ（ｉ−１）及び△ＰＦ
（ｉ−１）としてメモリに記憶する。

【００４８】次に、上記「燃料供給制御ルーチン」に基
づいて燃料ポンプ２を制御した場合におけるデリバリパ
イプ５内の燃圧ＰＦの変化について図５を参照して説明
する。

【００４９】図５（ｂ）〜（ｇ）は、同図の（ａ）に示
すようにスロットル開度ＴＡが変化した場合における、
開度変化率ＤＬＴＡ、要求燃料量ＱＦ、燃料量変化率Ｄ
ＬＱＦ、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮ、最終デューティ比Ｄ
ＦＰＣ及び燃圧デリバリパイプ５の燃圧ＰＦをそれぞれ
示している。

【００５０】時刻ｔ１において、運転者によりアクセル
ペダルが踏み込まれることにより、スロットル開度ＴＡ
が所定値ＴＡ１から略一定の変化率をもって増加する。
そして、時刻ｔ２において、スロットル開度ＴＡは所定
値ＴＡ２に達する。従って、時刻ｔ１〜ｔ２までの間、
開度変化率ＤＬＴＡは図５（ｂ）に示すように一定値Ｄ
ＬＴＡ２として上記ルーチンのステップ１０６において
算出される。また、スロットル開度ＴＡの増加に伴っ
て、エンジン回転速度ＮＥ（同図では図示略）も増加す
る。その結果、同図（ｃ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ
２までの間、エンジン回転速度ＮＥの増加に伴い要求燃
料量ＱＦが増加する。従って、図５（ｄ）に示すよう
に、要求燃料量ＱＦの増加に伴いステップ１０７におい
て算出される燃料量変化率ＤＬＱＦが増加する。時刻ｔ
２において、燃料量変化率ＤＬＱＦは値ＤＬＱＦ２に達
する。

【００５１】時刻ｔ１〜ｔ２の間では、開度変化率ＤＬ
ＴＡが所定値より大きい値ＤＬＴＡ２であるため、即
ち、ステップ１０８における判定結果が肯定であるた
め、ＥＣＵ３０は、ステップ１０９において上記のよう
に変化する各変化率ＤＬＴＡ，ＤＬＱＦに基づき過渡補
正項ＫＤＦＴＲＮを算出する。図５（ｅ）に示すよう
に、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮは時刻ｔ１において所定値
ＫＤＦＴＲＮ３にまで急増した後、徐々に増加し、時刻
ｔ２において所定値ＫＤＦＴＲＮ４に達する。

【００５２】ＥＣＵ３０は、ステップ１１０において、
上記のように変化する過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを含む各
補正項ＫＤＦＢ，ＫＤＰＬ，ＫＤＦＴＲＮを基本デュー
ティ比ＤＢＡＳＥに加えて最終デューティ比ＤＦＰＣを
算出する。図５（ｆ）に示すように、最終デューティ比
ＤＦＰＣは時刻ｔ１において所定値ＤＦＰＣ１から所定
値ＤＦＰＣ２にまで一旦増加し、時刻ｔ１以降、徐々に
増加して時刻ｔ２において所定値ＤＦＰＣ３に達する。
ＥＣＵ３０は、ステップ１１１において最終デューティ
比ＤＦＰＣに基づいて駆動回路１０を制御し、燃料ポン
プ２からの吐出量を調節する。

【００５３】以上のように、燃料ポンプ２からの吐出量
が調節されることにより、デリバリパイプ５内の燃圧Ｐ
Ｆは図５（ｇ）の実線に示すように変化する。同図
（ｇ）において、一点鎖線は本実施形態と異なり、過渡
補正項ＫＤＦＴＲＮを開度補正項ＤＬＴＡのみに基づい
て算出した場合における燃圧ＰＦの変化を比較例として
示している。

【００５４】時刻ｔ１において、スロットル開度ＴＡ及
びエンジン回転速度ＮＥが増加し始め、エンジン７の運
転状態が過渡状態に移行することにより、インジェクタ
６から噴射される燃料の量が急増する。その結果、図５
（ｇ）の実線及び一点鎖線で示すように、燃圧ＰＦが一
旦減少することにより、燃圧ＰＦと目標燃圧ＴＰＦ（＝
ＴＰＦ２）との偏差が増加する傾向がある。これは、エ
ンジン７において消費される燃料量が急増するためであ
る。ここで、一点鎖線で示す比較例においては、燃料消
費量の急増に対して燃料ポンプ２からの吐出量が追従し
て変化できないため、換言すれば、同ポンプ２からデリ
バリパイプ５に供給される燃料の量が不足してしまうた
め、同図（ｇ）に示すように燃圧ＰＦと目標燃圧ＴＰＦ
との偏差が増大する。

【００５５】これに対して、実線で示す本実施形態によ
れば、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを開度補正項ＤＬＴＡの
みならず燃料量変化率ＤＬＱＦに基づいて算出するよう
にしている。このため、燃料消費量の急増、換言すれ
ば、要求燃料量ＱＦの急増を見越して最終デューティ比
ＤＦＰＣが増大され、燃料ポンプ２からの吐出量が調節
される。その結果、本実施形態によれば、比較例と比較
して燃圧ＰＦと目標燃圧ＴＰＦとの偏差を減少させるこ
とができ、燃圧ＰＦを略一定値に保持することができ
る。

【００５６】時刻ｔ２以降、スロットル開度ＴＡが一定
値ＴＡ２に保持されることから、開度変化率ＤＬＴＡが
「０」になる。この場合、エンジン７の運転状態が過渡
状態にないことから、ＥＣＵ３０は処理をステップ１０
８からステップ１１５に移行する。ここで、過渡補正項
ＫＤＦＴＲＮが判定値αよりも大きい値ＫＤＦＴＲＮ４
であることから、ＥＣＵ３０は時刻ｔ２以降、ステップ
１１７の処理を実行する毎に同補正項ＫＤＦＴＲＮから
所定量βだけ減じる。これにより、図５（ｅ）に示すよ
うに、時刻ｔ２以降、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮは徐々に
減少し、時刻ｔ３において略「０」になる。

【００５７】本実施形態によれば、エンジン７の運転状
態が過渡状態から定常状態に移行した場合に、所定値Ｋ
ＤＦＴＲＮ４にまで増加した過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを
徐々に減少させるようにしている。このため、燃料ポン
プ２からの燃料吐出量が急激に変化してしまうことを抑
制することができる。その結果、吐出量の変化に伴う燃
圧ＰＦの変動を抑制して、燃圧ＰＦを略一定値に保持す
ることができる。

【００５８】時刻ｔ３〜ｔ４において、要求燃料量ＱＦ
の増加に伴い基本デューティ比ＤＢＡＳＥ、配管圧損補
正項ＫＤＰＬが増加することから、図５（ｆ）に示すよ
うに最終デューティ比ＤＦＰＣは増加する。

【００５９】時刻ｔ４において、運転者によりアクセル
ペダルの踏み込みが解除され始めることにより、時刻ｔ
２以降、一定値ＴＡ２に保持されていたスロットル開度
ＴＡが減少し始める。

【００６０】また、スロットル開度ＴＡの減少に伴っ
て、要求燃料量ＱＦは図５（ｃ）に示すように時刻ｔ５
以降、減少し始める。その結果、燃料量変化率ＤＬＱＦ
は時刻ｔ４以降、減少して時刻ｔ５において「０」とな
った後、時刻ｔ６において負の値ＤＬＱＦ１に達する。
そして、燃料量変化率ＤＬＱＦは時刻ｔ７において再び
増加し始める。

【００６１】時刻ｔ３〜ｔ６の間では、開度変化率ＤＬ
ＴＡの絶対値が所定値より大きくなることから、ＥＣＵ
３０はステップ１０９において上記のように変化する各
変化率ＤＬＴＡ，ＤＬＱＦに基づき過渡補正項ＫＤＦＴ
ＲＮを算出する。

【００６２】図５（ｅ）に示すように、過渡補正項ＫＤ
ＦＴＲＮは時刻ｔ４以降、徐々に減少し、時刻ｔ６にお
いて所定値ＫＤＦＴＲＮ１に達する。そして、時刻ｔ６
以降、過渡補正項ＫＤＦＴＲＮは再び増加して時刻ｔ７
において所定値ＫＤＦＴＲＮ２に達する。

【００６３】ＥＣＵ３０は、ステップ１１０において、
上記のように変化する過渡補正項ＫＤＦＴＲＮを含む各
補正項ＫＤＦＢ，ＫＤＰＬ，ＫＤＦＴＲＮを基本デュー
ティ比ＤＢＡＳＥに加えて最終デューティ比ＤＦＰＣを
算出する。図５（ｆ）に示すように、最終デューティ比
ＤＦＰＣは時刻ｔ４以降、徐々に減少し時刻ｔ６におい
て所定値ＤＦＰＣ４に達した後、再び増加して時刻ｔ７
において所定値ＤＦＰＣ５に達する。ＥＣＵ３０は、ス
テップ１１１において上記のように変化する最終デュー
ティ比ＤＦＰＣに基づいて駆動回路１０を制御し、燃料
ポンプ２からの吐出量を調節する。

【００６４】以上のように、燃料ポンプ２からの吐出量
が調節されることにより、燃圧ＰＦは図５（ｇ）の実線
に示すように変化する。時刻ｔ３において、スロットル
開度ＴＡが減少し始め、エンジン７の運転状態が過渡状
態に移行することにより、燃料消費量が急激に減少し始
める。その結果、図５（ｇ）に示すように燃圧ＰＦは一
旦増加して、燃圧目標燃圧ＴＰＦとの偏差が増加する傾
向がある。エンジン７において消費される燃料量が急激
に減少するためである。ここで、一点鎖線で示す比較例
においては、燃料消費量の急激な減少に対して燃料ポン
プ２からの吐出量が追従して変化できないため、換言す
れば、同ポンプ２からデリバリパイプ５に対して過剰な
燃料が供給されるため、図５（ｇ）に示すように燃圧Ｐ
Ｆと目標燃圧ＴＰＦとの偏差が増大する。

【００６５】これに対して、本実施形態によれば、燃料
消費量の減少、即ち、要求燃料量ＱＦの減少を見越して
最終デューティ比ＤＦＰＣが低減され、燃料ポンプ２か
らの吐出量が調節される。その結果、本実施形態によれ
ば、図５（ｇ）に示すように、前述したスロットル開度
ＴＡを増加させる場合と同様に、燃圧ＰＦを略一定値に
保持することができる。

【００６６】時刻ｔ７以降、スロットル開度ＴＡが一定
値ＴＡ１に保持されることから、開度変化率ＤＬＴＡが
「０」になる。この場合、エンジン７の運転状態が過渡
状態にないことから、ＥＣＵ３０は処理をステップ１０
８からステップ１１５に移行する。ここで、過渡補正項
ＫＤＦＴＲＮの絶対値が判定値αよりも大きいことから
（｜ＫＤＦＴＲＮ３｜＞α）、ＥＣＵ３０は時刻ｔ７以
降、ステップ１１８の処理を実行する毎に同補正項ＫＤ
ＦＴＲＮに対して所定量βを加える。これにより、図５
（ｅ）に示すように、時刻ｔ７以降、過渡補正項ＫＤＦ
ＴＲＮは徐々に増加し、時刻ｔ８において略「０」にな
る。

【００６７】このように、本実施形態によれば、エンジ
ン７の運転状態が過渡状態から定常状態に移行した場合
に、所定値ＫＤＦＴＲＮ２にまで減少した過渡補正項Ｋ
ＤＦＴＲＮを徐々に増加させるようにしている。このた
め、燃料吐出量の急激な変化を抑えることにより、燃圧
ＰＦを略一定値に保持することができる。

【００６８】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、スロットル開度ＴＡが大きく変化する場合、即ち、
エンジン７の運転状態が負荷の急激な変化を伴う過渡状
態になった場合に、負荷変化率に相当する開度変化率Ｄ
ＬＴＡに加え、燃料量変化率ＤＬＱＦに基づいて過渡補
正項ＫＤＦＴＲＮを算出するとともに、その過渡補正項
ＫＤＦＴＲＮを用いて最終デューティ比ＤＦＰＣを算出
するようにしている。

【００６９】従って、エンジン７に必要とされる要求燃
料量ＱＦの変化を予め見越して燃料ポンプ２が制御さ
れ、同ポンプ２からの吐出量が調節される。その結果、
過渡運転時における燃料消費量の変化を的確に予測し
て、その変化に燃料ポンプ２からの吐出量を追従させる
ことができる。このため、燃料ポンプ２からデリバリパ
イプ５内にエンジン７の運転状態に即した必要十分な燃
料を供給することができる。

【００７０】尚、本発明は上記実施形態の構成に限定さ
れることなく、例えば、以下に説明する別の実施形態と
して具体化することもできる。これら別の実施形態にお
いても、上記実施形態と略同様の作用効果を奏すること
ができる。

【００７１】（１）上記実施形態では、スロットルセン
サ２１により検出されるスロットル開度ＴＡの変化に基
づいてエンジン７の過渡運転状態を判断するようにし
た。これに対し、吸気圧センサ２５により検出される吸
気圧力ＰＭ、或いは回転速度センサ２３により検出され
るエンジン回転速度ＮＥの変化に基づいてエンジン７の
過渡運転状態を判断するようにしてもよい。

【００７２】（２）上記実施形態では、デリバリパイプ
５に設けられた燃圧センサ２２により燃圧ＰＦの値を検
出するようにした。これに対し、燃料ライン３に設けら
れた燃料センサにより燃圧ＰＦを検出するようにしても
よい。

【００７３】（３）上記実施形態では、スロットルバル
ブ９をアクセルペダルに連結し、同ペダルの操作に連動
して同バルブ９を作動させるようにした。これに対し
て、アクセルペダルの踏込量をアクセルセンサにより検
出するとともに、その検出信号等に基づいてスロットル
バルブ９をアクチュエータによって作動させるようにし
てもよい。

【００７４】（４）上記実施形態では、要求燃料量ＱＦ
を噴射量ＴＡＵ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて算
出するようにした。これに対して、吸気量Ｑ、目標空燃
比等に基づいて要求燃料量ＱＦを算出するようにしても
よい。

【００７５】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について以下にその効果とともに記載する。（イ）請求項１記載の燃料ポンプ制御装置において、前
記補正手段は、前記判定手段により判定される前記内燃
機関の運転状態が過渡運転状態から定常運転状態に移行
した際に、前記第１の補正値及び前記第２の補正値に基
づいて補正された前記基本吐出量を補正前の量に徐々に
戻すことを特徴とする。

【００７６】上記の構成によれば、燃料ポンプからの吐
出量が急激に変化することを抑えることができ、内燃機
関に供給される燃料圧力の変動を抑制することができ
る。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載した発明では、内燃機関
が過渡運転状態と判定された際に、基本吐出量を同機関
の負荷変化に応じた第１の補正値と、同機関に要求され
る燃料量の変化に応じた第２の補正値とに基づいて補正
するようにしている。

【００７８】従って、補正後の基本吐出量は過渡運転状
態において内燃機関で消費される燃料の変化を予め見越
した量になる。その結果、過渡的な運転状態にある内燃
機関で消費される燃料の変化に対してポンプ吐出量を的
確に追従させて変化させることができる。これにより、
燃料ポンプから内燃機関に対して運転状態に即した必要
十分な燃料を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンシステムを示す概略構成図。

【図２】「燃料供給制御ルーチン」の内容を示すフロー
チャート。

【図３】「燃料供給制御ルーチン」の内容を示すフロー
チャート。

【図４】エンジン回転速度及び吸気圧力と目標燃圧との
関係を示すグラフ。

【図５】スロットル開度等の変化を示すタイミングチャ
ート。

【符号の説明】

１…燃料タンク、２…燃料ポンプ、７…エンジン、２１
…スロットルセンサ、２２…燃圧センサ、２３…回転速
度センサ、２４…水温センサ、２５…吸気圧センサ、３
０…ＥＣＵ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンク内から吸引した燃料を吐出し
て内燃機関に供給するための燃料ポンプを備え、その燃
料ポンプを前記内燃機関の運転状態に応じて制御するよ
うにした制御装置であって、前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出
手段と、前記検出された運転状態に基づき基本吐出量を算出する
ための基本吐出量算出手段と、前記内燃機関の負荷変化に応じた第１の補正値を前記算
出された運転状態に基づき算出するための第１の補正値
算出手段と、前記内燃機関に要求される燃料量の変化に応じた第２の
補正値を前記検出された運転状態に基づき算出するため
の第２の補正値算出手段と、前記検出された運転状態に基づき同機関が過渡運転状態
にあるか否かを判定するための判定手段と、前記判定手段により前記内燃機関が過渡運転状態にある
と判定された場合に、前記算出された第１の補正値及び
第２の補正値に基づき前記算出された基本吐出量を補正
するための補正手段と、前記補正された基本吐出量に基づき前記燃料ポンプを制
御するための制御手段とを備えたことを特徴とする燃料
ポンプ制御装置。