JP3891024B2 - 燃料供給制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された燃料ポンプの制御装置に関し、特に、２台の燃料ポンプを切り換えて使用する燃料供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンで駆動力を得る車両には、そのエンジンに燃料を供給する燃料供給システムを有する。様々な目的で、１台の車両に複数の燃料ポンプを搭載する場合がある。
【０００３】
特開平６−３３０８２８号公報は、１つの燃料タンクに２台の燃料ポンプを設けて、必要な燃料噴射量が少ないときには１台のみの燃料ポンプで、多いときには２台の燃料ポンプで、燃料タンクからエンジンに燃料を供給する燃料供給装置を開示する。
【０００４】
この公報に開示された燃料供給装置は、燃料を燃料噴射弁に圧送するために燃料タンク内に並列に設けられた第１および第２の燃料ポンプと、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁を制御してエンジン内に燃料を噴射する燃料噴射制御回路と、燃料噴射量が少ないときには第１の燃料ポンプのみを駆動し、燃料噴射量が多いときには第１および第２の燃料ポンプを駆動する駆動制御回路と、エンジンの回転数を検出する回転数センサと、回転数センサにより回転が検出されていないときで、かつ、イグニッションスイッチが投入されたときから、エンジンの回転が検出されるまで、あるいは一定時間が経過するまで、あるいはスタータがオン状態になるまでの間、第２の燃料ポンプのみを駆動する補助駆動制御回路とを含む。
【０００５】
この公報に開示された燃料供給装置によると、低負荷の運転が続けられた場合、第２の燃料ポンプは長時間運転されないという状態が発生し、第２の燃料ポンプの性能低下、たとえば燃料ポンプのモータの回転子の接点が燃料で酸化して導通不良が発生したり、ポンプの内部が固着したりして、性能低下が生じるおそれがある。これを回避すべく、エンジンが回転していないときであって、かつ、１）イグニッションスイッチが投入されたときからエンジンの回転が検出されるまでの間、２）イグニッションスイッチが投入されたときから一定時間が経過するまで、３）イグニッションスイッチが投入されたときからスタータがオン状態になるまでの間、第２の燃料ポンプのみを駆動する。これにより、イグニッションスイッチの投入に対応させて、第２の燃料ポンプを駆動させることができる。
【０００６】
さらに、特開平１０−２５９７６９号公報は、１つの燃料タンクに複数の燃料ポンプを並設し、燃料ポンプの台数が多い分だけシステム全体の寿命を延ばす、燃料ポンプ制御装置を開示する。
【０００７】
この公報に開示された燃料ポンプ制御装置は、エンジンに燃料を供給するために燃料タンク内に並説された複数の燃料ポンプと、エンジンの始動毎に使用する燃料ポンプを切替えて駆動する切替駆動回路とを含む。
【０００８】
この公報に開示された燃料ポンプ制御装置によると、複数の燃料ポンプがエンジンの始動毎に、駆動される燃料ポンプおよび停止される燃料ポンプとがそれぞれ決定されて、切替えられる。これにより、複数の燃料ポンプのうちのいずれかに異常が生じたとしても正常な始動が可能である。また、駆動される燃料ポンプがエンジンの始動毎に異なるため、各燃料ポンプの停止状態が短くでき、たとえば、インペラが固着等して燃料ポンプの性能が不確実となるような不都合が生じ難く、燃料ポンプの台数に見合ったシステム全体の寿命が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−３３０８２８号公報に開示された装置では、１）イグニッションスイッチが投入されたときからエンジンの回転が検出されるまでの間、第２の燃料ポンプのみを駆動する場合には、エンジンの回転数を検知するための回転数センサからの回転数信号が必要になる。２）イグニッションスイッチが投入されたときから一定時間が経過するまで、第２の燃料ポンプのみを駆動する場合には、タイマ回路が必要になる。
【００１０】
３）イグニッションスイッチが投入されたときからスタータがオン状態になるまでの間、第２の燃料ポンプのみを駆動する場合には、以下の問題がある。イグニッションスイッチがオン位置からすぐにエンジンスタート位置に回されると、この公報に開示されているように１６ｍｓあるいは３２ｍｓ毎の短時間の間に制御が実行される。そのため、ポンプを駆動するモータがほとんど回転しない場合が発生する可能性がある。その場合、ポンプを駆動するモータの回転子の酸化膜が除去できたとしても、ポンプが固着している場合には、ポンプのインペラは回転する可能性が低く、ポンプの固着を取り除けないおそれがある。
【００１１】
さらに、上記３）のようにする場合であっても、この公報には、５秒程度の間、第２の燃料ポンプのみを駆動させることも開示されている。このようにすると、エンジン始動時に毎回５秒程度の第２の燃料ポンプの駆動処理後に、第１のポンプを用いて（始動時は燃料噴射量が少ないので第１の燃料ポンプのみ）エンジンの始動が開始され、エンジンの始動要求に対するタイムラグが生じるおそれがある。
【００１２】
このようにして燃料ポンプを制御する場合には、燃料ポンプを制御するコントローラが必要になる。このコントローラが故障してしまうと、第２の燃料ポンプの固着を回避できない。
【００１３】
また、特開平１０−２５９７６９号公報に開示された装置では、第１のポンプのみを使用している間に次に始動させるべき第２のポンプが固着する可能性があり、そのような場合、次の始動の際に第２のポンプが始動しない場合がある。
【００１４】
このようにして燃料ポンプを切換え制御する場合には、燃料ポンプを制御するコントローラが必要になる。このコントローラが故障してしまうと、第２の燃料ポンプの固着を回避できない。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、安価に、予備燃料タンクに設けられた燃料ポンプの固着を防止できる、燃料供給制御装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る燃料供給制御装置は、主燃料タンクおよび予備燃料タンクのそれぞれに設けられた主燃料ポンプおよび予備燃料ポンプを有する車両の燃料供給を制御する。この燃料供給制御装置は、車両のエンジンを始動するためのモータに接続され、モータへの電力の供給と停止とを切換えるモータ制御用リレーと、予備燃料ポンプとモータ制御用リレーの出力側とに接続され、モータ制御用リレーから励磁コイルに通電されると、予備燃料ポンプに電力を供給する状態になる、強制駆動用リレーとを含む。
【００１７】
第１の発明によると、主燃料タンクには主燃料ポンプが、予備燃料タンクには予備燃料ポンプがそれぞれ設けられる。このタンクの切替えは、通常、運転者により行なわれることが多く、主燃料タンクの燃料がなくなるまでは、主燃料タンクからエンジンに燃料が供給される。このような車両において、通常エンジンを始動させるために設けられているモータ制御用リレーの出力側に強制駆動用リレーを設けた。この強制駆動用リレーは、エンジンを回転させるモータ（スタータ）へ電力が供給されている間、予備燃料ポンプに電力を供給する。これにより、エンジンの始動が行なわれるたび（イグニッションスイッチがエンジンスタート位置にある間）、予備燃料ポンプが駆動されて、ポンプのインペラが回転して、ポンプの固着を防止することができる。その結果、強制駆動用リレーを１つ追加するだけで、コントローラを追加する必要もなく、安価に、予備燃料タンクに設けられた燃料ポンプの固着を防止できる燃料供給制御装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明に係る燃料供給制御装置は、第１の発明の構成に加えて、主燃料ポンプとイグニッションスイッチとに接続され、イグニッションスイッチがオン状態になったことに応答して励磁コイルに通電されると、主燃料ポンプに電力を供給する状態になる、ポンプ駆動用リレーをさらに含む。
【００１９】
第２の発明によると、イグニッションスイッチがオン位置になると主燃料ポンプが駆動される。運転者により、イグニッションスイッチがオン位置からエンジンスタート位置にされている間、予備燃料ポンプが駆動される。これにより、メインポンプをイグニッションのオン位置で起動させて、イグニッションがオン状態にされた後に、エンジン始動が予測されるので事前に燃料噴射圧を十分に確保しておくことができる。
【００２０】
第３の発明に係る燃料供給制御装置は、第２の発明の構成に加えて、モータ制御用リレーは、イグニッションスイッチがオン状態からスタート状態になると、モータへの電力の供給を開始するものである。
【００２１】
第３の発明によると、運転者により、イグニッションスイッチがオン位置からスタート位置にされている間、予備燃料ポンプが駆動される。
【００２２】
第４の発明に係る燃料供給制御装置は、第３の発明の構成に加えて、車両は、エンジンと、主燃料タンクおよび予備燃料タンクとの間には、エンジンと主燃料タンクとを接続する管路およびエンジンと予備燃料タンクとを接続する管路のいずれか一方の管路のみを開く三方弁をさらに含む。
【００２３】
第４の発明によると、エンジン始動時（イグニッションスイッチがスタート位置）においては、主燃料ポンプも予備燃料ポンプも駆動するが、三方弁により、主燃料タンクから予備燃料タンクへ、予備燃料タンクから主燃料タンクへ、燃料が逆（エンジン側に流れる方向の逆）に流れることがない。
【００２４】
第５の発明に係る燃料供給制御装置は、第３の発明の構成に加えて、車両は、エンジンと主燃料タンクとを接続する管路の途中であって、三方弁よりも主燃料タンク側に第１の逆止弁と、エンジンと予備燃料タンクとを接続する管路の途中であって、三方弁よりも予備燃料タンク側に第２の逆止弁とをさらに含む。
【００２５】
第５の発明によると、エンジン始動時（イグニッションスイッチがスタート位置）においては、主燃料ポンプも予備燃料ポンプも駆動するが、第１の逆止弁により、エンジンおよび予備燃料タンクから主燃料タンクへ、第２の逆止弁により、エンジンおよび主燃料タンクから予備燃料タンクへ、燃料が逆（エンジン側に流れる方向の逆）に流れることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２７】
図１を参照して、本実施の形態に係る燃料供給システムについて説明する。図１に示すように、この燃料供給システムは、エンジン１００に、メインタンク１１８またはサブタンク１３８から燃料パイプ１１２を介して燃料を供給するシステムである。
【００２８】
メインタンク１１８にはメインポンプ１２０が、サブタンク１３８にはサブポンプ１４０がそれぞれ設けられている。メインタンク１１８からエンジン１００へ接続される燃料パイプ１１２の途中には逆止弁１１６が、サブタンク１３８からエンジン１００へ接続される燃料パイプ１１２の途中には逆止弁１３６が設置されている。
【００２９】
燃料パイプ１１２の途中には、エンジン１００とメインタンク１１８を接続するか、エンジン１００とサブタンク１３８を接続するかのいずれかを選択する三方弁１１４が設置されている。前述した逆止弁１１６は三方弁１１４よりもメインタンク１１８側に、逆止弁１３６は三方弁１１４よりもサブタンク１３８側に設けられている。
【００３０】
エンジン１００からメインタンク１１８およびサブタンク１３８にリターンパイプ１３２が設けられる。リターンパイプ１３２の途中には、リターンバルブ１３４が設けられる。リターンバルブ１３４は、エンジン１００から戻される燃料の戻し先を、メインタンク１１８およびサブタンク１３８のいずれか一方を選択するためのバルブである。
【００３１】
図２を参照して、本実施の形態に係る燃料供給システムの制御ブロック図を示す。図２に示すように、この燃料供給システムは、車両の運転者により切換えられるサブタンク切換スイッチ３０６と、サブタンク切換スイッチ３０６に接続されたポンプセレクトリレー３０４と、ポンプセレクトリレー３０４に接続されたメインポンプ１２０およびサブポンプ１４０とを含む。
【００３２】
ポンプセレクトリレー３０４には、バッテリをメインポンプ１２０およびサブポンプ１４０に接続するポンプ駆動用リレー３０２が接続される。サブポンプ１４０には、スタータ２００の作動に同期してサブポンプ１４０に電力を供給するためのサブポンプ強制駆動用リレー４０２が接続される。
【００３３】
サブポンプ強制駆動用リレー４０２は、スタータリレー２０２の出力側に接続される。スタータリレー２０２は、スタータに接続され、予め定められた条件に従って閉じられたスタータリレー２０２から電力の供給を受け、エンジンをクランクキングするためにスタータ２００が始動される。
【００３４】
スタータリレー２０２は、イグニッションスイッチがオン位置からエンジンスタート位置にされたことに応答してオン状態なる。ポンプ駆動用リレー３０２は、イグニッションキーがアクセサリ状態からオン状態にされたことに応答してオン状態になる。ポンプセレクトリレー３０４は、サブタンク切換スイッチ３０６が車両の運転者により切換えられたことにより、メインポンプ１２０およびサブポンプ１４０のいずれかに、ポンプ駆動用リレー３０２を介して、バッテリの電力が供給される。
【００３５】
通常、メインタンク１１８とサブタンク１３８を有する車両において、メインタンク１１８にメインポンプ１２０を、サブタンク１３８にサブポンプ１４０を有する車両の制御ブロックにおいては、図２に示すサブポンプ駆動用リレー４０２のみを有しない。すなわち、サブタンク切換スイッチ３０６により切換えられたメインポンプ１２０またはサブポンプ４０２のいずれか一方にポンプ駆動用リレー３０２を介して、バッテリの電力が供給される。
【００３６】
以上のような構造に基づく燃料供給システムの動作について説明する。
車両の運転者がサブタンク切換スイッチ３０６をオフ状態にすると、ポンプセレクトリレー３０４はメインポンプ１２０側を選択する。その状態でイグニッションスイッチがオン位置にされると、ポンプ駆動用リレー３０２がオン状態にされ、バッテリの電力がポンプ駆動用リレー３０２およびポンプセレクトリレー３０４を介してメインポンプ１２０に供給される。メインポンプ１２０が駆動して、イグニッションスイッチがオン状態にされた後に間もなくエンジンが始動されることに対して、燃料噴射圧を十分に確保しておく。このときの様子を図３にタイミングチャートとして示す。イグニッションスイッチがオン位置になったことに応答してポンプ駆動用リレー３０２がオン状態になる。
【００３７】
車両の運転者がイグニッションスイッチをオン状態からエンジンスタート状態にすると、スタータリレー２０２がオン状態にされて、スタータ２００にバッテリから電力が供給される。スタータ２００が回転して、エンジンのクランキング動作が行なわれる。それと同時に、スタータリレー２０２からサブポンプ強制駆動用リレー４０２の励磁コイルに通電されて、サブポンプ強制駆動用リレー４０２を介してバッテリからサブポンプ１４０に電力が供給される。
【００３８】
エンジン１００のクランキング動作が行なわれて、エンジン１００が予め定められたエンジン回転数（たとえば、アイドリング回転数近傍）になると、エンジンを制御する制御装置がスタータリレー２０２をオフ状態にする。スタータリレー２０２がオフ状態になると、サブポンプ強制駆動用リレー４０２の励磁コイルへ通電されなくなり、サブポンプ強制駆動用リレー４０２からサブポンプ１４０への電力の供給が停止される。これにより、サブポンプ１４０の駆動が停止する。
【００３９】
このときの状態を図３に示す。イグニッションスイッチがスタート位置になると、サブポンプ強制駆動用リレー４０２がオン状態になり、イグニッションスイッチがスタート位置でなくなるとサブポンプ強制駆動用リレー４０２がオフ状態になる。これにより、イグニッションスイッチがエンジンをスタートさせるための位置にあるときのみ、サブポンプ強制駆動用リレー４０２がオン状態になり、サブポンプ１４０が駆動される。
【００４０】
メインタンク１１８の燃料がなくなると、車両の運転者はサブタンク切換スイッチ３０６をオン状態にする。サブタンク切換スイッチ３０６がオン状態にされると、ポンプセレクトリレー３０４がサブポンプ１４０側を選択する。
【００４１】
以上のようにして、本実施の形態に係る燃料供給システムによると、メインタンクとサブタンクとを有する車両において、メインタンクにメインポンプを、サブタンクにサブポンプをそれぞれ有する場合の、サブポンプの固着を防止するために、エンジンを始動するためのスタータがオン状態である間のみサブポンプを強制的に駆動させることができる。これにより、サブポンプの固着などによるトラブルを未然に防止することができる。
【００４２】
なお、サブタンク切換スイッチ３０６をオン状態にして、ポンプセレクトリレー３０４がサブポンプ１４０側を選択している場合において、メインポンプ１２０の固着を防止するためには、メインポンプ側に、メインポンプ強制駆動用リレーを設けるようにすればよい。このメインポンプ強制駆動用リレーは、サブポンプ強制駆動用リレーと同じように、スタータリレー２０２により励磁コイルに通電され、スタータリレー２０２がオン状態であるとメインポンプ強制駆動用リレーがオン状態になるように接続される。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る燃料供給システムの構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る燃料供給システムの制御ブロック図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る燃料供給システムのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ エンジン、１１２ 燃料パイプ、１１４ 三方弁、１１６、１３６ 逆止弁、１１８ メインタンク、１２０ メインポンプ、１３２ リターンパイプ、１３４ リターンバルブ、１３８ サブタンク、１４０ サブポンプ、２００ スタータ、２０２ スタータリレー、３０２ ポンプ駆動用リレー、３０４ポンプセレクトリレー、３０６ サブタンク切替スイッチ、４０２ サブポンプ強制駆動用リレー。

Claims (5)

1. 主燃料タンクおよび予備燃料タンクのそれぞれに設けられた主燃料ポンプおよび予備燃料ポンプを有する車両の燃料供給制御装置であって、
   車両のエンジンを始動するためのモータに接続され、前記モータへの電力の供給と停止とを切換えるモータ制御用リレーと、
   前記予備燃料ポンプと前記モータ制御用リレーの出力側とに接続され、前記モータ制御用リレーから励磁コイルに通電されると、前記予備燃料ポンプに電力を供給する状態になる、強制駆動用リレーとを含む、燃料供給制御装置。
2. 前記燃料供給制御装置は、前記主燃料ポンプとイグニッションスイッチとに接続され、前記イグニッションスイッチがオン状態になったことに応答して励磁コイルに通電されると、前記主燃料ポンプに電力を供給する状態になる、ポンプ駆動用リレーをさらに含む、請求項１に記載の燃料供給制御装置。
3. 前記モータ制御用リレーは、前記イグニッションスイッチがオン状態からスタート状態になると、前記モータへの電力の供給を開始する、請求項２に記載の燃料供給制御装置。
4. 前記車両は、前記エンジンと、前記主燃料タンクおよび前記予備燃料タンクとの間には、前記エンジンと前記主燃料タンクとを接続する管路および前記エンジンと前記予備燃料タンクとを接続する管路のいずれか一方の管路のみを開く三方弁をさらに含む、請求項３に記載の燃料供給制御装置。
5. 前記車両は、
   前記エンジンと前記主燃料タンクとを接続する管路の途中であって、前記三方弁よりも前記主燃料タンク側に第１の逆止弁と、
   前記エンジンと前記予備燃料タンクとを接続する管路の途中であって、前記三方弁よりも前記予備燃料タンク側に第２の逆止弁とをさらに含む、請求項３に記載の燃料供給制御装置。

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