JP4327682B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、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に関する。

ガソリン等の燃料をエンジンに供給するため、自動車等の車両には燃料供給装置が搭載されている。燃料タンク内には燃料ポンプが収容されており、燃料ポンプから吐出される燃料は、燃料タンクに接続された燃料供給管からエンジンルーム内の燃料分配管に案内される。この燃料分配管には複数のインジェクタが接続されており、エンジンを駆動する際にはエンジンの吸気マニホールドや燃焼室に対して燃料が噴射されるようになっている。

一般的に、インジェクタからの燃料噴射量は、インジェクタの開弁時間によって制御されているが、インジェクタに供給される燃料の供給圧力と、吸気マニホールド内の吸気圧力との差圧が変化すると、同じ開弁時間であっても同量の燃料を噴射させることが困難となる。そこで、燃料供給装置には、吸気圧力に基づいて供給圧力を減圧するプレッシャレギュレータが組み込まれており、このプレッシャレギュレータにより吸気圧力と供給圧力との差圧を一定に保って燃料噴射量の制御精度を向上させている。つまり、吸気圧力が低下したときには、プレッシャレギュレータを介して燃料タンクに流入する燃料を増加させ、インジェクタに対する燃料の供給圧力を低下させる一方、吸気圧力が上昇したときには、プレッシャレギュレータを介して燃料タンクに流入する燃料を減少させ、インジェクタに対する燃料の供給圧力を上昇させている。

ところで、エンジンルームを通過する際に暖められた余剰燃料を、プレッシャレギュレータを介して燃料タンクに戻すようにすると、燃料タンク内において多量の燃料蒸気を発生させるおそれがある。通常、燃料タンク内に生じた燃料蒸気は、キャニスタによって捕捉された後に、吸気マニホールドに供給されることになるが、キャニスタの処理能力を超えた多量の燃料蒸気が発生すると、燃料蒸気が外部に排出されてしまうことになる。このような燃料蒸気の外部排出は、車両の燃費性能を低下させるだけでなく、環境保護の観点からも好ましいものではなかった。

そこで、燃料タンク内における燃料蒸気の発生を抑制するため、エンジンルームを通過した余剰燃料を燃料タンクに戻すことなく、インジェクタの上流側に再び供給するようにした燃料供給装置が開発されている(たとえば、特許文献１参照)。この燃料供給装置によれば、燃料タンクとインジェクタとの間に２つの燃料ポンプを配設するとともに、２つの燃料ポンプ間を繋ぐ燃料供給管に対して燃料戻し管を接続することにより、エンジンに向けて供給された燃料をエンジンルーム内で循環させることが可能となっている。これにより、暖められた燃料の燃料タンクに対する流入を防ぐことができ、燃料タンク内の温度上昇を抑制することができるため、燃料タンク内における燃料蒸気の発生を抑制することが可能となる。

また、インジェクタと燃料タンクとを接続する燃料戻し管に、流路遮断弁を組み込むようにした燃料供給装置も開発されている。この燃料供給装置によれば、流路遮断弁を遮断状態に切り換えることにより、エンジン近傍で暖められた燃料の燃料タンクに対する流入を防止することができ、燃料タンク内における燃料蒸気の発生を抑制することができる。しかも、２つの燃料ポンプを搭載する必要がないため、燃料供給装置の低コスト化を達成することができる。
特開平９−２５８６０号公報(第５頁、図１)

しかしながら、燃料戻し管に流路遮断弁を組み込むことによって、暖められた燃料のタンク流入を防止する燃料供給装置にあっては、燃料蒸気の発生を抑制するため流路遮断弁の正常な作動が要求されることになる。たとえば、流路遮断弁の機械的な故障により、制御信号に反して流路遮断弁を遮断することができなかった場合には、暖められた燃料が燃料タンクに次々と流入してしまうため、燃料タンク内に多量の燃料蒸気が生じることになる。そして、前述したように、燃料蒸気がキャニスタの処理能力を上回って発生すると、燃料蒸気がキャニスタから外部に排出されてしまうため、流路遮断弁によって燃料蒸気を抑制するようにした燃料供給装置にあっては、流路遮断弁の作動状態を監視するとともに、流路遮断弁の故障状態を早急に判定することが必要となっている。

本発明の目的は、燃料戻し管に組み込まれた流路遮断弁の故障状態を判定することにある。

本発明の燃料供給装置は、燃料ポンプの吐出口に接続され、燃料タンク内の燃料をエンジンに向けて供給する燃料供給管と、前記燃料供給管の下流側に接続され、前記エンジンの燃料噴射弁に燃料を分配する燃料分配管と、前記燃料分配管の下流側に接続され、前記燃料タンクに余剰燃料を戻す燃料戻し管と、前記燃料戻し管に組み込まれ、前記燃料戻し管を連通状態と遮断状態とに切り換える流路遮断弁と、前記燃料供給管と前記燃料戻し管とに接続され、前記燃料分配管を迂回して前記流路遮断弁の下流側に余剰燃料を案内するバイパス管と、前記バイパス管に組み込まれ、前記バイパス管の絞り量を制御して前記燃料噴射弁に対する燃料の供給圧力を制御する圧力制御弁と、前記燃料分配管から前記燃料戻し管に余剰燃料を案内する際には、前記流路遮断弁を連通状態に制御する一方、前記バイパス管から前記燃料戻し管に余剰燃料を案内する際には、前記流路遮断弁を遮断状態に制御する流路制御手段と、前記流路制御手段による前記流路遮断弁の制御状態と、前記燃料ポンプにかかるポンプ負荷とに基づいて、前記流路遮断弁の故障状態を判定する故障判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記燃料ポンプに供給される電流値に基づいてポンプ負荷を検出することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記流路制御手段により前記流路遮断弁が遮断制御される状況のもとで、前記燃料ポンプに供給される電流値が所定の高負荷基準値を下回った場合に、前記流路遮断弁を故障状態と判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記流路制御手段により前記流路遮断弁が連通制御される状況のもとで、前記燃料ポンプに供給される電流値が所定の低負荷基準値を上回った場合に、前記流路遮断弁を故障状態と判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記燃料噴射弁の噴射変動量を所定範囲内に収束させた状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記燃料ポンプの吐出変動量を所定範囲内に収束させた状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記燃料ポンプの電源電圧が所定値を上回った状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記燃料タンクの燃料液面が所定レベルを上回った状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、前記故障判定手段は、前記エンジンに装着される吸気マニホールド内の圧力に基づいて、前記ポンプ負荷を補正することを特徴とする。

本発明によれば、流路制御手段による流路遮断弁の制御状態と、燃料ポンプにかかるポンプ負荷とに基づいて、流路遮断弁の故障状態を判定するようにしたので、流路遮断弁の故障判定を容易に行うことができる。しかも、新たな部材を追加することなく故障判定を行うことができるため、コストを抑えながら燃料供給装置の信頼性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態である燃料供給装置１０を車両に搭載した状態で示す概略図であり、図２は燃料供給装置１０の構成を示す概略図である。まず、図１に示すように、車体前部のエンジンルームにはエンジン１１が搭載されており、車体後部のリヤシート近傍にはガソリン等の燃料を貯留する燃料タンク１２が搭載されている。エンジン１１の上部には吸気マニホールド１３が装着されており、この吸気マニホールド１３にはスロットルボディ１４を介してエアクリーナ１５が装着され、吸気マニホールド１３の各ブランチ１３ａには後述する燃料噴射弁としてのインジェクタ１６が装着されている。そして、エアクリーナ１５を経て吸気マニホールド１３に吸引された空気は、インジェクタ１６から噴射される燃料により混合気となって、エンジン１１の吸気ポートに案内されることになる。このインジェクタ１６に燃料タンク１２内の燃料を供給するため、車両には燃料タンク１２とエンジン１１とを接続するように燃料供給装置１０が搭載されている。

図２に示すように、燃料タンク１２からエンジン１１に燃料を供給するための燃料供給装置１０は、燃料タンク１２内の燃料をエンジン１１に供給するデリバリー系統２０、余剰燃料を燃料タンク１２に戻すリターン系統２１、そして燃料タンク１２内に生じた燃料蒸気を捕捉して燃焼させる蒸発ガス系統２２を備えている。燃料タンク１２の内部には電動の燃料ポンプ２３が収容されており、この燃料ポンプ２３の吐出口３８には車両前方に延びる燃料供給管２４が接続されている。また、燃料供給管２４の下流側には、複数のインジェクタ１６を備える燃料分配管２５が接続されており、この燃料分配管２５の下流側には、余剰燃料を燃料タンク１２に案内する燃料戻し管２６が接続されている。

図３(Ａ)は燃料ポンプ２３を示す断面図であり、図３(Ｂ)は(Ａ)のａ−ａ線に沿って燃料ポンプ２３を示す断面図である。図３(Ａ)および(Ｂ)に示すように、燃料ポンプ２３のほぼ中央には直流モータ部３０が設けられており、燃料ポンプ２３の下部にはモータ動力によって駆動されるポンプ部３１が設けられている。直流モータ部３０のアーマチュア３２から延びるモータ駆動軸３３には円盤状のインペラ３４が装着されており、このインペラ３４の外周部には多数の羽根溝３５が形成されている。ケーシング３６の下部に形成される吸入口３７から吸い込まれる燃料は、モータ動力によって回転するインペラ３４の羽根溝３５によって押し出され、ケーシング３６の上部に形成される吐出口３８から吐出されるようになっている。また、図２に示すように、燃料ポンプ２３には燃料液面を検出するレベルセンサ３９が一体となって組み付けられており、このレベルセンサ３９は、燃料液面に応じて上下運動するフロートと、このフロート位置に応じて抵抗値が変化するポテンショメータとを備えている。

また、図２に示すように、燃料戻し管２６には流路遮断弁４０が組み込まれており、燃料戻し管２６は連通状態と遮断状態とに切り換えられるようになっている。この流路遮断弁４０は、弁収容孔が形成されるハウジングと、弁収容孔に移動自在に収容されるスプール弁軸とを備えており、スプール弁軸は後述する制御ユニット４１によって開位置と閉位置との２位置に制御される。制御ユニット４１から流路遮断弁４０のソレノイド部４２に対して通電がなされると、電磁力によってスプール弁軸は開位置に切り換えられ、燃料戻し管２６が連通状態に切り換えられる一方、ソレノイド部４２に対する通電が遮断されると、ばね力によってスプール弁軸は閉位置に切り換えられ、燃料戻し管２６が遮断状態に切り換えられる。つまり、流路遮断弁４０は、通電によって連通状態に切り換えられる一方、通電遮断によって遮断状態に切り換えられる常閉式の電磁切換弁となっている。

さらに、デリバリー系統２０とリターン系統２１との間には、インジェクタ１６を迂回して燃料供給管２４から燃料戻し管２６に燃料を案内するバイパス管４３が設けられている。このバイパス管４３には、吸気マニホールド１３内の圧力であるバキューム圧によって作動する圧力調整弁、つまりプレッシャレギュレータ４４が組み込まれている。ここで、図４はプレッシャレギュレータ４４を示す断面図である。図４に示すように、プレッシャレギュレータ４４は、ダイヤフラム４５によって区画される燃料室４６とスプリング室４７とを備えており、燃料室４６は入力ポート４８を介して燃料供給管２４に接続される一方、スプリング室４７は負圧ポート４９を介して吸気マニホールド１３に接続される。また、ダイヤフラム４５のほぼ中央にはリリーフバルブ５０が設けられており、このリリーフバルブ５０は吸気マニホールド１３内のバキューム圧に応じて、燃料戻し管２６が接続される出力ポート５１と燃料室４６との間の絞り量を制御するようになっている。

つまり、吸気マニホールド１３のバキューム圧が大きくなると、リリーフバルブ５０の弁体５０ａが開方向(矢印ａ)に移動し、インジェクタ１６に対する燃料の供給圧力が低下する一方、吸気マニホールド１３のバキューム圧が小さくなると、リリーフバルブ５０の弁体５０ａが閉方向(矢印ｂ)に移動し、インジェクタ１６に対する燃料の供給圧力が上昇することになる。このように、吸気マニホールド１３の吸気圧力と燃料の供給圧力との差圧を一定に保つことにより、インジェクタ１６の燃料噴射量を正確に制御することが可能となる。

続いて、燃料タンク１２内で発生する燃料蒸気を、吸着して燃焼させる蒸発ガス系統２２について説明する。図２に示すように、燃料供給装置１０に設けられる蒸発ガス系統２２には、活性炭が封入されたキャニスタ６０が設けられており、このキャニスタ６０に燃料蒸気を案内することによって、キャニスタ６０内の活性炭に燃料蒸気が吸着されることになる。燃料タンク１２とキャニスタ６０との間には、タンク内圧と大気圧との差圧によって作動する２ウェイバルブ６１が設けられており、燃料蒸気の発生によってタンク内圧が上昇した場合には、２ウェイバルブ６１が開放される一方、２ウェイバルブ６１が開放されてタンク内圧が低下した場合には、２ウェイバルブ６１が遮断されることになる。つまり、燃料蒸気が発生して燃料タンク１２内の圧力が高まった場合にのみ、２ウェイバルブ６１を介して燃料蒸気がキャニスタ６０に案内されるようになっている。

このように、キャニスタ６０に案内された燃料蒸気は、エンジン１１の駆動状態に応じて吸気マニホールド１３に供給され、エンジン１１の燃焼室に送り込まれるようになっている。キャニスタ６０と吸気マニホールド１３との間にはパージ制御弁６２が設けられており、後述する制御ユニット４１からの制御信号によってパージ制御弁６２を開放すると、吸気マニホールド１３内のバキューム圧によって燃料蒸気が吸気マニホールド１３に吸引され、この燃料蒸気をエンジン１１の燃焼室で燃焼させるパージ処理が実行されることになる。

これらの各系統２０〜２２を備える燃料供給装置１０を制御するため、燃料供給装置１０には制御ユニット４１が設けられている。制御ユニット４１には、運転者に操作されるイグニッションスイッチ６３、燃料の液面高さを検出するレベルセンサ３９、吸気マニホールド１３内のバキューム圧を検出する圧力センサ６４、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６５等からの検出信号が入力されており、これらの検出信号に基づいて、制御ユニット４１は、燃料ポンプ２３、インジェクタ１６、流路遮断弁４０、パージ制御弁６２等に対して制御信号を出力するようになっている。なお、制御ユニット４１には、制御信号を演算するＣＰＵが組み込まれるとともに、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭが組み込まれている。

続いて、流路制御手段である制御ユニット４１によって実行される流路遮断弁４０の開閉制御について説明する。図５(Ａ)および(Ｂ)は燃料の供給経路を示す概略図であり、(Ａ)は流路遮断弁４０が連通状態に切り換えられた場合の供給経路を示し、(Ｂ)は流路遮断弁４０が遮断状態に切り換えられた場合の供給経路を示している。

まず、エンジン１１が停止された状態のもとで、運転者によりイグニッションスイッチ６３がオン操作されると、燃料ポンプ２３に対してバッテリ６６からの電流が供給され、燃料ポンプ２３から所定の圧力で燃料が吐出されることになる。そして、図５(Ａ)に示すように、制御ユニット４１から流路遮断弁４０に通電がなされ、流路遮断弁４０により燃料戻し管２６が連通状態に切り換えられるとともに、燃料ポンプ２３から吐出された燃料が、燃料供給管２４、燃料分配管２５、燃料戻し管２６を経て燃料タンク１２に戻されることになる。このように燃料を循環させることにより、デリバリー系統２０内のエアを燃料タンク１２に押し流して、デリバリー系統２０を燃料で満たすことができるため、インジェクタ１６から燃料を適切に噴射させることができ、エンジン１１の始動性を向上させることが可能となる。

続いて、図５(Ｂ)に示すように、エアの排出が完了すると流路遮断弁４０に対する通電が遮断され、流路遮断弁４０により燃料戻し管２６が遮断状態に切り換えられる。このように燃料戻し管２６が遮断状態に切り換えられると、燃料分配管２５から燃料タンク１２に対する燃料の流入が禁止されるため、インジェクタ１６に供給される燃料圧力が徐々に上昇する。そして、運転者によりスタータスイッチがオン操作されると、エンジン１１がクランキングされるとともに制御ユニット４１からインジェクタ１６やイグナイタに対して噴射信号や点火信号が出力され、エンジン１１が始動されることになる。なお、燃料ポンプ２３から吐出される燃料の一部は、プレッシャレギュレータ４４を介して燃料タンク１２に戻されるようになっており、バキューム圧に応じて作動するプレッシャレギュレータ４４の作動量つまりバイパス管４３の絞り量に応じて、燃料圧力が調圧されるようになっている。

そして、エンジン１１が始動された後には、流路遮断弁４０によって燃料戻し管２６が遮断状態に維持されるようになっており、燃料ポンプ２３からエンジンルーム内の燃料分配管２５に供給された燃料は、全てインジェクタ１６から噴射されることになる。このように、流路遮断弁４０を遮断状態に維持することにより、エンジンルーム内で暖められた燃料が、燃料タンク１２に対して流入することはなく、燃料蒸気の発生を抑制することが可能となる。また、燃料蒸気の発生を抑制することにより、蒸発ガス系統２２に要求される燃料蒸気の処理能力を低く抑えることができるため、キャニスタ６０の小型化や低コスト化を達成することができる。

しかしながら、流路遮断弁４０を用いて燃料戻し管２６を遮断するようにした燃料供給装置１０にあっては、燃料蒸気の発生を確実に抑制するため、流路遮断弁４０の作動状態を監視するとともに、流路遮断弁４０の故障状態を早急に検出することが必要となっている。たとえば、流路遮断弁４０に機械的な故障が発生することにより、燃料戻し管２６を遮断状態に切り換えることができなかった場合には、暖められた燃料が燃料タンク１２に流入するとともに、多量の燃料蒸気を発生させてしまうことになるため、前述したような小型のキャニスタ６０を搭載していた場合には、キャニスタ６０から外部に燃料蒸気が排出されてしまうことになる。また、流路遮断弁４０の故障により燃料戻し管２６が遮断状態となる場合であっても、エンジン１１を始動する準備段階において、デリバリー系統２０のエアを排出することが困難となるため、エンジン１１の始動性を悪化させてしまうおそれがある。

そこで、燃料供給装置１０に組み込まれた制御ユニット４１は、流路遮断弁４０の故障状態を検出する故障判定手段として機能するようになっている。以下、図６に示すフローチャートに基づいて、制御ユニット４１により実行される流路遮断弁４０の故障判定処理について説明する。なお、図６は故障判定処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。

図６に示すように、まずステップＳ１〜Ｓ３において、制御ユニット４１は流路遮断弁４０の故障状態を判定する際の前提条件を診断する。ステップＳ１では、エンジン１１の駆動状態がアイドリング状態であるか否かが判定され、ステップＳ２では、電源電圧であるバッテリ電圧が所定電圧を上回っているか否かが判定される。そして、ステップＳ３では、燃料タンク１２内の燃料液面が所定レベルを上回っているか否かが判定されることになる。これらの前提条件を全て満たす場合には、ステップＳ４に進み、故障状態の判定処理が開始される一方、前提条件のいずれかが満たされなかった場合には、再びステップＳ１から前提条件が判定されることになる。

ステップＳ１〜Ｓ３の前提条件が満たされると、続くステップＳ４において、燃料ポンプ２３にかかるポンプ負荷を検出するため、燃料ポンプ２３に供給される供給電流値が制御ユニット４１によって検出される。また、プレッシャレギュレータ４４の作動状態によってポンプ負荷は変動するため、続くステップＳ５では、吸気マニホールド１３内のバキューム圧に基づき供給電流値を補正した補正電流値が制御ユニット４１によって算出される。

続いて、ステップＳ６に進み、制御ユニット４１による流路遮断弁４０の制御状態が判定される。ステップＳ６において、流路遮断弁４０に対する通電が遮断されていると判定された場合、つまり制御ユニット４１によって流路遮断弁４０が遮断制御されている場合には、続くステップＳ７において、補正電流値と高負荷基準値とが比較判定される。この高負荷基準値とは、燃料戻し管２６が遮断されたときのポンプ負荷を電流値に換算したものであり、シミュレーションや試験等に基づいて予め設定されている。

そして、ステップＳ７において、補正電流値が高負荷基準値を下回ると判定された場合には、流路遮断弁４０が遮断制御された状態であるにも関わらず、燃料ポンプ２３にかかるポンプ負荷が小さい状況、つまり燃料戻し管２６が連通している状況であるため、続くステップＳ８に進み、流路遮断弁４０が故障状態であると判定されることになる。一方、ステップＳ７において、補正電流値が高負荷基準値を上回ると判定された場合には、燃料戻し管２６が遮断されている正常状態であるため、流路遮断弁４０を故障状態と判定することなくルーチンを抜けることになる。

一方、ステップＳ６において、流路遮断弁４０に対して通電がなされていると判定された場合、つまり制御ユニット４１によって流路遮断弁４０が連通制御されている場合には、続くステップＳ９において、補正電流値と低負荷基準値とが比較判定される。この低負荷基準値とは、燃料戻し管２６が連通したときのポンプ負荷を電流値に換算したものであり、高負荷基準値と同様にシミュレーションや試験等に基づいて予め設定されている。

そして、ステップＳ９において、補正電流値が低負荷基準値を上回ると判定された場合には、流路遮断弁４０が連通制御された状態であるにも関わらず、燃料ポンプ２３にかかるポンプ負荷が大きい状況、つまり燃料戻し管２６が遮断されている状況であるため、続くステップＳ８に進み、流路遮断弁４０が故障状態であると判定されることになる。一方、ステップＳ９において、補正電流値が低負荷基準値を下回ると判定された場合には、燃料戻し管２６が連通している正常状態であるため、流路遮断弁４０を故障状態と判定することなくルーチンを抜けることになる。

これまで説明したように、制御ユニット４１による流路遮断弁４０の制御状態と、燃料ポンプ２３に供給される電流値の大きさとに基づいて、流路遮断弁４０の故障状態を判定するようにしたので、流路遮断弁４０の故障判定を容易に行うことが可能となる。これにより、流路遮断弁４０の作動状態を保証することができるため、燃料蒸気の発生を確実に抑えることが可能となる。しかも、センサ等の新たな部材を追加することなく流路遮断弁４０の故障状態を検出することができるため、コストを抑制しながら燃料供給装置１０の信頼性を高めることができる。

また、インジェクタ１６の噴射変動量や燃料ポンプ２３の吐出変動量が所定範囲内に収束するアイドリング状態のもとで故障判定処理を実行するようにしたので、エンジン１１の駆動状態に起因するポンプ負荷の変動を抑えることができ、正確に故障判定処理を実行することができる。たとえば、加速時や減速時などの過渡状態においては、燃料噴射量や燃料吐出量が大きく変動するため、燃料ポンプ２３にかかるポンプ負荷も変動することになるが、このポンプ負荷の変動は燃料戻し管２６の流路抵抗に起因するものではないため、この負荷変動が発生する車両状態を回避することにより、流路遮断弁４０の故障状態を正確に判定することが可能となる。なお、エンジン１１がアイドリング状態であるか否かは、制御ユニット４１によりエンジン回転数に基づいて判定される。

さらに、バッテリ電圧が所定電圧を上回った状態のもとで故障判定処理を実行するようにしたので、バッテリ電圧の低下に伴う供給電流値の低下を回避することができ、正確に故障判定処理を実行することができる。つまり、電圧低下に伴う供給電流値の低下は、燃料戻し管２６の流路抵抗が低下したことによるポンプ負荷の低下を示すものでは無いため、これを回避することにより、流路遮断弁４０に対する誤判定を回避することが可能となる。

さらに、燃料タンク１２の燃料液面が所定レベルを上回った状態のもとで故障判定処理を実行するようにしたので、燃料ポンプ２３がエアを吸い込むことによるポンプ負荷の低下を回避することができ、正確に故障判定処理を実行することができる。つまり、エアの吸い込みに伴うポンプ負荷の低下は、燃料戻し管２６の流路抵抗が低下したことを示すものでは無いため、これを回避することにより、流路遮断弁４０に対する誤判定を回避することが可能となる。

さらに、燃料ポンプ２３に供給される供給電流値をバキューム圧に応じて補正するとともに、この補正電流値に基づいてポンプ負荷の大きさを判定するようにしたので、プレッシャレギュレータ４４による負荷変動の影響を受けることなく、正確に故障判定処理を実行することができる。なお、バキューム圧に対応する補正係数等は、プレッシャレギュレータ４４や燃料ポンプ２３の仕様等に基づいて設定されており、制御ユニット４１内に格納されている。

なお、前述の説明では、インジェクタ１６の噴射変動量や燃料ポンプ２３の吐出変動量を所定範囲内に収束させるため、エンジン１１がアイドリングしている状態のもとで故障判定処理を実行するようにしているが、これに限られることはなく、燃料流量が安定する定常走行状態において故障判定処理を実行するようにしても良い。また、故障判定処理を実行する際の車両状態としては、エンジン１１が駆動された状態に限られることはなく、エンジン１１を停止させた後に故障判定処理を実行するようにしても良い。このように、エンジン１１を停止させた後に、燃料ポンプ２３を駆動して流路遮断弁４０の故障判定処理を実行すると、インジェクタ１６の燃料噴射に起因するポンプ負荷の変動を回避することができるため、正確に故障判定処理を実行することができる。さらに、燃料ポンプ２３に複数の吐出モードを設定することにより、走行状況に応じて燃料吐出量を変化させるようにした車両にあっては、故障判定処理を実行する際に適用される吐出モードを予め設定することにより、燃料ポンプ２３の吐出変動量を所定範囲内に収束させることができ、正確に故障判定処理を実行することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本発明の燃料供給装置１０によって燃料が供給されるエンジン１１としては、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジンに限られることはなく、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンであっても良い。

また、前述した流路遮断弁４０は、スプール弁軸が電磁力により直接的に駆動される直接操作形の流路遮断弁４０であるが、パイロット圧を介してスプール弁軸が間接的に駆動されるパイロット操作形の流路遮断弁を組み付けるようにしても良い。つまり、スプール弁軸の一端側にパイロット圧室を形成し、このパイロット圧室に電磁弁を介してパイロット圧を供給制御することにより、スプール弁軸を開位置と閉位置との２位置に作動させるようにしても良い。

また、燃料をエンジン１１に向けて吐出する燃料ポンプ２３としては、図示する円周流式の燃料ポンプ２３に限られることはなく、ローラベーン式の燃料ポンプを用いるようにしても良い。さらに、燃料ポンプ２３の搭載方法としては、燃料タンク１２内に収容するインタンク式に限られることはなく、燃料供給管２４に組み込むようにしたインライン式であっても良い。

さらに、インジェクタ１６の噴射方式としては、吸気マニホールド１３内に燃料を噴射する吸気管噴射方式に限られることはなく、エンジン１１のシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射方式であっても良い。なお、吸気管噴射方式にあっては、吸気マニホールド１３の各ブランチ１３ａにインジェクタ１６を設けるようにしても良く、吸気マニホールド１３の集合部にインジェクタ１６を設けるようにしても良い。

本発明の一実施の形態である燃料供給装置を車両に搭載した状態で示す概略図である。 燃料供給装置の構成を示す概略図である。 (Ａ)は燃料ポンプを示す断面図であり、(Ｂ)は(Ａ)のａ−ａ線に沿って燃料ポンプを示す断面図である。 プレッシャレギュレータを示す断面図である。 (Ａ)および(Ｂ)は燃料の供給経路を示す概略図であり、(Ａ)は流路遮断弁が連通状態に切り換えられた際の供給経路を示し、(Ｂ)は流路遮断弁が遮断状態に切り換えられた際の供給経路を示している。 故障判定処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 燃料供給装置
１１ エンジン
１２ 燃料タンク
１３ 吸気マニホールド
１６ インジェクタ(燃料噴射弁)
２３ 燃料ポンプ
２４ 燃料供給管
２５ 燃料分配管
２６ 燃料戻し管
４０ 流路遮断弁
４１ 制御ユニット(流路制御手段，故障判定手段)
４３ バイパス管
４４ プレッシャレギュレータ(圧力調整弁)

Claims (9)

1. 燃料ポンプの吐出口に接続され、燃料タンク内の燃料をエンジンに向けて供給する燃料供給管と、
   前記燃料供給管の下流側に接続され、前記エンジンの燃料噴射弁に燃料を分配する燃料分配管と、
   前記燃料分配管の下流側に接続され、前記燃料タンクに余剰燃料を戻す燃料戻し管と、
   前記燃料戻し管に組み込まれ、前記燃料戻し管を連通状態と遮断状態とに切り換える流路遮断弁と、
   前記燃料供給管と前記燃料戻し管とに接続され、前記燃料分配管を迂回して前記流路遮断弁の下流側に余剰燃料を案内するバイパス管と、
   前記バイパス管に組み込まれ、前記バイパス管の絞り量を制御して前記燃料噴射弁に対する燃料の供給圧力を制御する圧力制御弁と、
   前記燃料分配管から前記燃料戻し管に余剰燃料を案内する際には、前記流路遮断弁を連通状態に制御する一方、前記バイパス管から前記燃料戻し管に余剰燃料を案内する際には、前記流路遮断弁を遮断状態に制御する流路制御手段と、
   前記流路制御手段による前記流路遮断弁の制御状態と、前記燃料ポンプにかかるポンプ負荷とに基づいて、前記流路遮断弁の故障状態を判定する故障判定手段とを有することを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１記載の燃料供給装置において、前記燃料ポンプに供給される電流値に基づいてポンプ負荷を検出することを特徴とする燃料供給装置。
3. 請求項２記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記流路制御手段により前記流路遮断弁が遮断制御される状況のもとで、前記燃料ポンプに供給される電流値が所定の高負荷基準値を下回った場合に、前記流路遮断弁を故障状態と判定することを特徴とする燃料供給装置。
4. 請求項２または３記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記流路制御手段により前記流路遮断弁が連通制御される状況のもとで、前記燃料ポンプに供給される電流値が所定の低負荷基準値を上回った場合に、前記流路遮断弁を故障状態と判定することを特徴とする燃料供給装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記燃料噴射弁の噴射変動量を所定範囲内に収束させた状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする燃料供給装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記燃料ポンプの吐出変動量を所定範囲内に収束させた状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする燃料供給装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記燃料ポンプの電源電圧が所定値を上回った状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする燃料供給装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記燃料タンクの燃料液面が所定レベルを上回った状態のもとで、前記流路遮断弁の故障状態を判定することを特徴とする燃料供給装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記故障判定手段は、前記エンジンに装着される吸気マニホールド内の圧力に基づいて、前記ポンプ負荷を補正することを特徴とする燃料供給装置。
   
   

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