JP5091178B2

JP5091178B2 - 内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置

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Publication number: JP5091178B2
Application number: JP2009070385A
Authority: JP
Inventors: 匡行猿渡
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010223067A

Description

本発明は、駆動周波数を可変なＰＷＭ（パルス幅変調）信号により駆動される電動式燃料ポンプによって燃料噴射弁へ燃料を供給し、かつ、前記燃料ポンプの駆動量を調整して燃料圧力を可変に制御する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置に関する。

特許文献１には、ＰＷＭ信号により駆動制御される電動式燃料ポンプにより、燃料噴射弁への燃料供給量を制御する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置において、ＰＷＭ信号の通電デューティ比（１周期におけるパルス幅つまりオン時間の割合）が小さい低吐出量領域ほど、燃料ポンプの駆動周波数を、可聴域を超える高周波数として燃料ポンプの駆動騒音を抑制する技術が開示されている。

特開２００８−２３２０９９号公報

ところで、機関運転状態に応じて前記ＰＷＭ信号の通電デューティ比を大きくして燃料圧力を可変に制御する燃料ポンプの駆動制御装置においては、燃料ポンプの騒音が問題となる例えばアイドル運転時や低車速走行時などにおいて、燃料ポンプの吐出量を増大させる場合がある。

しかし、特許文献１の駆動周波数の設定方式を適用すると、燃料ポンプの吐出量の増大、即ち、ＰＷＭ信号の通電デューティ比の増大により、駆動周波数が低下するため、駆動周波数が可聴域に入ってしまい、燃料ポンプの作動音が目立ってしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するため、燃料圧力を変更可能な電動式燃料ポンプにより燃料噴射弁に燃料を供給する内燃機関においてもポンプ騒音を抑制することを目的とする。

このため本発明は、
駆動周波数を可変なＰＷＭ信号により駆動される電動式燃料ポンプによって燃料噴射弁へ燃料を供給し、かつ、前記燃料ポンプの駆動量を調整して燃料圧力を可変に制御する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置であって、
前記燃料ポンプの駆動量が小さいほど大きい第１駆動周波数と、機関回転速度及び車速の少なくとも一方が低速域のときに高速域のときより大きい第２駆動周波数とのうち、大きい方の駆動周波数を用いて前記燃料ポンプを駆動する。

低吐出量となる運転領域で燃料吐出量を増大させる場合でも駆動周波数の増大によってポンプ騒音を抑制することができる。

実施形態に係る燃料ポンプ駆動制御装置を備えた車両用エンジンの燃料供給装置を示す図第１の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャートエンジン回転速度の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例を示す線図エンジン回転速度が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図エンジン回転の中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図第２の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート車速の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例を示す線図車速が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図車速の中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図第３の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャートエンジン回転速度及び車速の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例を示す線図エンジン回転速度及び車速が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図エンジン回転速度及び車速の中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す線図第４の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート第５の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート第６の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート図１４〜図１６のフローの一部を変更して設定する例を示した線図第７の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート第８の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート第９の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート第１０の実施形態に係る駆動周波数設定のフローチャート

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態に係る燃料ポンプ駆動制御装置を備えた車両用エンジンの燃料供給装置を示す図である。

図１において、燃料タンク１は、エンジン（内燃機関）１０の燃料（ガソリン）を貯留するタンクであり、例えば車両の後部座席の下などに配置される。
前記燃料タンク１には、給油キャップ２で閉塞される給油口３が開口されており、給油キャップ２を外して前記給油口３から燃料が補給される。

前記燃料タンク１内には、図示省略したブラケットによって電動式の燃料ポンプ４が設置されている。
前記燃料ポンプ４は、燃料タンク１内のガソリンを吸い込み口から吸い込んで吐出口から吐き出す、例えばタービン式等の電動ポンプであり、前記吐出口には、燃料パイプ５ａの一端が接続されている。

前記燃料パイプ５ａの他端には、燃料ポンプ４から後述する燃料噴射弁９に向かう燃料の流れを通過させ、前記燃料噴射弁９から燃料ポンプ４に向かう流れ（逆流）を阻止する逆止弁７の入口側が接続される。

前記燃料パイプ５ａ、燃料パイプ５ｂ、燃料ギャラリーパイプ８によって、燃料ポンプ４から燃料噴射弁９に向けた燃料供給通路が形成される。
前記燃料ギャラリーパイプ８には、その延設方向に沿って気筒数（本実施形態は４気筒）と同じ数の噴射弁接続部８ａが設けられ、各噴射弁接続部８ａには、燃料噴射弁９の燃料取り入れ口がそれぞれ接続される。

前記燃料噴射弁９は、電磁コイルへの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトして燃料を噴射する、電磁式燃料噴射弁である。

前記燃料噴射弁９は、エンジン１０の各気筒の吸気ポート部にそれぞれ設置され、各気筒に燃料をそれぞれ噴射供給する。
また、前記燃料ギャラリーパイプ８内と燃料タンク１内とを連通させるリリーフパイプ１２が設けられて、前記リリーフパイプ１２の途中には、リリーフ弁１３が介装されている。

前記リリーフ弁１３は、弾性体により閉弁方向に付勢されており、燃料ギャラリーパイプ８内の燃料を燃料タンク１内にリリーフする機械式のチェックバルブであり、燃料ギャラリーパイプ８内の燃力が前記開弁圧（許容上限圧）を超えて大きくなることを阻止するために設けてある。

マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１は、前記燃料噴射弁９それぞれに対して個別に開弁制御パルス信号を出力して、各燃料噴射弁９による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。

前記電子制御ユニット１１には、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、エンジン１０の吸入空気流量を検出するエアフローメータ２１、所定クランク角位置毎に検出信号を出力するクランク角センサ２２、エンジン１０の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２３、前記燃料ギャラリーパイプ８内における燃料の圧力を検出する燃圧センサ２４、前記燃料ギャラリーパイプ８内における燃料の温度を検出する燃温センサ２５、車速を検出する車速センサ２６などが設けられる。

そして、前記電子制御ユニット１１は、目標空燃比の混合気を形成させることができる燃料量に見合う噴射パルス幅を、前記エアフローメータ２１，クランク角センサ２２，水温センサ２３，空燃比センサ２６などからの検出信号に基づき演算し、前記噴射パルス幅の開弁制御パルス信号を、各燃料噴射弁９に出力する。電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１は、この他のエンジン制御（点火時期、スロットル制御）等も行う。

ポンプコントロールユニット（ＰＣＵ）１４は、前記燃料ポンプ４へのＰＷＭ信号の通電デューティ比を制御することで駆動電流（ポンプ駆動量）を変化させて、燃料ポンプ４の燃料吐出量を調整して燃料圧力を制御する。なお、前記リリーフ弁１３を電磁駆動弁で構成し、該リリーフ弁１３からの燃料流出量をデューティ制御によって調整する制御を併用して燃料圧力を調整する構成としてもよい。

ここで、前記通電デューティ比の制御は、前記燃圧センサ２４で検出される実際の燃圧が目標燃圧に近づくように、フィードバック制御する。
該フィードバック制御において、燃料ポンプ４は、燃料ギャラリーパイプ８から燃料噴射弁９へ供出される燃料量、つまり燃料噴射弁９からの燃料噴射量に見合った燃料量を吐出する必要があるため、燃料噴射量の増大に応じて通電デューティ比は増大し、また、目標燃圧が高いときは、より燃料吐出量を増大して燃料圧力を増大させるため、燃料圧力の増大に応じて通電デューティ比はさらに増大するように設定される。

また、ポンプコントロールユニット１４に内蔵される燃料ポンプ４の駆動回路は、ＰＷＭ信号の駆動周波数（オンデューティが出力される周波数）も変更できるように構成されている。

なお、燃料ポンプ４の通電デューティ比及び駆動周波数を算出して駆動回路に指示値を出力する制御部は、前記電子制御ユニット１１に内蔵してもよいが、ポンプコントロールユニット１４に内蔵してもよい。

ここで、前記電子制御ユニット１１またはポンプコントロールユニット１４に内蔵された燃料ポンプの制御部は、前記燃料ポンプ４のデューティ制御における駆動周波数を可変に設定する。

ポンプコントロールユニット１４に内蔵された燃料ポンプ４の駆動回路からの発熱を抑えるためには、デューティ制御の駆動周波数を低くすればよい。しかしながら、駆動周波数を低くすると、ポンプ駆動音の周波数が人の可聴域に入ってポンプ騒音が大きくなってしまう。

そこで、以下の実施形態では、駆動回路からの発熱を抑制しつつ、ポンプ騒音の問題も回避できるように駆動周波数を設定する。
図２は、第１の実施形態に係る駆動周波数設定のフローを示す。

本実施形態では、ステップＳ１０１でエンジン回転速度に基づいて、燃料ポンプ４へ出力されるＰＷＭ信号の駆動周波数ｆを設定する。具体的には、図示のように、エンジン回転速度が低速であるほど、駆動周波数ｆを大きくなるように設定する。

ここで、エンジン回転速度が低いときはエンジンからの発生音（特に振動音）が小さいため、駆動周波数が低いときは、ポンプ駆動音が大きく感じられて不快感を与えるポンプ騒音を生じる。

そこで、本実施形態では、エンジン回転速度が低速でエンジンからの発生音が減少するほど、燃料ポンプ４の駆動周波数ｆが可聴上限周波数（個人差があるが１５，０００Ｈｚないし２００００Ｈｚ）より大きくするか、あるいは可聴上限周波数付近まで大きくすることにより、ポンプ騒音を抑制することができる。

また、エンジン回転速度が高くなるほど燃料ポンプ４の駆動周波数ｆを低くしてポンプ駆動音を大きくしてもエンジン騒音の増大によってポンプ駆動音がかき消されるので、騒音として感じにくくなる一方、駆動周波数を低くすることによって駆動回路の発熱を抑制でき、駆動回路の小型化促進、消費電力引いては燃費の節減を図れる。

ここで、機関温度（水温）の低温状態での始動及びアイドル運転時などエンジン回転速度の低速時には、燃料圧力を増大させて燃料噴射弁９から噴射される燃料の微粒化を促進することができる。その場合、燃料圧力増大に伴い通電デューティ比（燃料ポンプ４の駆動量）が増大するが、駆動周波数ｆは通電デューティ比の増大に関わり無く、エンジン回転速度が低速であるほど高周波数に維持されるので、ポンプ騒音抑制効果を確保することができる。

また、発進時などエンジンの低回転高負荷時には、燃料ポンプ４の要求燃料吐出量の増大に応じて通電デューティ比が増大するが、この場合も、駆動周波数ｆは通電デューティ比の増大に関わり無く、高周波数に維持されるので、ポンプ騒音抑制効果を確保することができる。

前記ステップＳ１０１で図示した駆動周波数の特性は、エンジン回転速度に対して段階的に切り換えられる設定としたが、無段階に変更する設定としてもよい。
例えば、図３は、エンジン回転速度の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例、図４は、エンジン回転速度が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例、図５は、エンジン回転の中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す。図４、図５のように、中速域で駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きくするのは、タイヤと路面との摩擦が急に大きくなってロードノイズが急激に増大し、ポンプ騒音がかき消されやすくなることを考慮している。

図６は、第２の実施形態に係る駆動周波数設定のフローを示し、ステップＳ２０１で車速が低速であるほど、駆動周波数を大きくなるように設定する。
ここで、車速が低いときは、車体からの騒音（特にタイヤと路面との摩擦によるロードノイズ）などが小さいため、燃料ポンプ４の駆動周波数ｆが低いときは、ポンプ駆動音が大きく感じられて不快な騒音となる。

そこで、本実施形態では、車速が低速で車体からの騒音が減少するほど、燃料ポンプ４の駆動周波数ｆが大きく設定されて可聴域から外れるか、あるいは可聴限界付近まで高めることにより、ポンプ騒音を抑制することができる。

また、車速が増大するほど燃料ポンプ４の駆動周波数ｆを小さくしてポンプ駆動音を大きくしても車体からの騒音の増大によってポンプ駆動音がかき消されるので、騒音として感じにくくなる一方、駆動周波数ｆを低くすることによって駆動回路の発熱を抑制でき、駆動回路の小型化促進、消費電力引いては燃費の節減を図れる。

さらに、登坂走行時など低車速でもエンジン出力が大きく要求燃料量の増大に応じて通電デューティ比が増大するような場合も、駆動周波数ｆは高周波数に設定されるので、ポンプ騒音を抑制できる。

前記ステップＳ２０１で図示した燃料ポンプ４の駆動周波数ｆは、車速に対して段階的に切り換える設定としたが、無段階に変更する設定としてもよい。
例えば、図７は、車速の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例、図８は、車速が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例、図９は、車速の中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す。図８、図９のように、車速の中速域で駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きくするのは、タイヤと路面との摩擦が急に大きくなってロードノイズが急激に増大し、ポンプ騒音がかき消されやすくなることを考慮している。

図１０は、第３の実施形態に係る駆動周波数設定のフローを示し、ステップＳ３０１でエンジン回転速度及び車速が、それぞれ低速であるほど、駆動周波数ｆを大きくなるように設定する（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）。

本実施形態では、エンジン騒音と車体からの騒音とを合わせた外部騒音が小さいときほど、燃料ポンプ４の駆動周波数ｆを大きくしてポンプ騒音を抑制できる一方、外部騒音が大きくポンプ騒音がかき消されるにしたがって駆動周波数ｆを小さくして駆動回路からの発熱を抑制して、駆動回路の小型化促進、消費電力引いては燃費の節減を図れる。

また、上記のように燃料微粒化のため燃料圧力を増大させるとき、あるいは発進、登坂時などエンジンや車速は低速でも要求燃料量が大きいときに通電デューティ比を増大させた場合でも、駆動周波数は通電デューティ比とは関係なく外部騒音が小さいときは高周波数に設定されるので、ポンプ騒音を抑制できる。

本実施形態でも前記ステップＳ３０１で図示した駆動周波数ｆの特性は、エンジン回転速度及び車速に対して段階的に切り換えられる設定としたが、無段階に変更する設定としてもよい。

例えば、図１１は、エンジン回転速度及び車速の増大に対して駆動周波数ｆを比例的に減少するように設定した例、図１２は、エンジン回転速度及び車速が増大するほど駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例、図１３は、既述したように前記エンジン回転速度及び車速の中速域でロードノイズが急激に増大することを考慮して中速域での駆動周波数ｆの減少量Δｆを大きく設定した例を示す。

図１４〜図１６に示す第４〜第６の実施形態では、従来同様に燃料ポンプの駆動量（通電デューティ比）が小さいときほど大きくする特性の第１駆動周波数を設定すると共に、上記第１〜第３の実施形態と同様の特性を有した動周波数を第２駆動周波数として設定し、これら２つの駆動周波数のうち大きく方を選択する構成としたものである。

すなわち、図１４〜図１６のステップＳ１１０，２１０，３１０では、ＰＷＭ信号の通電デューティ比に基づいて第１駆動周波数Ｘを設定する。具体的には、図示のように、通電デューティ比が小さいときほど第１駆動周波数Ｘが大きくなるように設定される。

図１４〜図１６のステップＳ１２０，２２０，３２０では、それぞれ、図２、図６、図１０のステップＳ１０１、ステップＳ２０１、ステップＳ３０１と同様にして、エンジン回転速度、車速、又はエンジン回転速度及び車速に基づいて第２駆動周波数Ｙを設定する。

ステップＳ１３０，２３０，３３０では、前記第１駆動周波数Ｘと、第２駆動周波数Ｙとを比較し、大きい方を選択して最終的な燃料ポンプの駆動周波数ｆとして設定する。
このようにすれば、通電デューティ比に応じて設定される第１駆動周波数Ｘが第２駆動周波数Ｙより小さいときは、第２駆動周波数Ｙが選択されるので、エンジン回転速度や車速が低速であるときには、高周波数に設定される第２駆動周波数Ｙによってポンプ騒音を抑制できる。

また、第１駆動周波数Ｘは、上述したように通電デューティ比の減少に応じて増大するように設定されている。例えば、減速中などエンジン回転速度が高くても低負荷の場合は、高負荷時に比較すると燃焼音が低くなる分エンジン駆動音は小さくなり、駆動周波数を下げすぎると、相対的にポンプ駆動音が目立ってくる。

このような場合は、燃料ポンプの燃料吐出量が小さく通電デューティ比の減少に応じて増大する第１駆動周波数Ｘが、エンジン回転速度や車速に基づいて設定される第２駆動周波数Ｙを上回って選択されることにより、ポンプ騒音を抑制できる。

また、通電デューティ比が減少するほど通電周期における通電オフ時間が増大して電流の変動（脈動）を生じやすくなるので、第１駆動周波数Ｘには、通電デューティの減少に応じて増大し、通電間隔を短くする設定とすることで、電流の変動を抑制でき、ひいては安定した燃料ポンプ吐出性能、さらには燃料噴射弁からの燃料噴射制御性を高める効果もあり、第１駆動周波数Ｘが第２駆動周波数Ｙを上回って選択されるときは、かかる効果を確保できる。

また、図１４〜図１６のステップＳ１２０，２２０，３２０における第２駆動周波数Ｙの設定を、それぞれ、図３〜図５、図７〜図９、図１１〜図１３で設定される駆動周波数を用いてもよい。

また、エンジン回転速度や車速の高速域では、ポンプ騒音の影響が小さいので、第２駆動周波数Ｙを設定せず（Ｙ＝０）、第１駆動周波数Ｘを選択させて通電デューティ比が大きいときに駆動周波数を小さくして駆動回路の発熱を抑制する構成としてもよい。

一方、図１４〜図１６のステップＳ１１０，２１０，３１０では第１駆動周波数Ｘの設定を、通電デューティに基づいて設定したが、燃料ポンプの駆動量（燃料吐出量）に相関するパラメータとしてエンジン負荷、例えば図１７に示すように燃料流量（＝燃料噴射弁からの燃料噴射量×エンジン回転速度）あるいは、吸入空気流量などを用い、これらが小さいときほど第１駆動周波数Ｘを増大する設定としてもよい。

図１８は、第７の実施形態に係る駆動周波数設定のフローを示す。
ステップＳ４０１では、以上の実施形態同様に、通電デューティ比が小さいときほど大きくなる第１駆動周波数Ｘを設定する。または、図１７のエンジン負荷に基づく第１駆動周波数Ｘの設定としてもよい。

ステップＳ４０２では、機関温度（エンジン水温）Ｔｗが所定値Ｔｗ０以下の低水温時であるかを判定する。該所定値Ｔｗ０は暖機完了判定温度であり、６０℃〜９０℃の範囲で設定される。

ステップＳ４０２で低水温時（冷機時）と判定されたときは、ステップＳ４０３でエンジン負荷が所定値Ｔｅ０以下の低負荷領域（始動時、アイドル運転時を含む）であるかを、例えば燃料噴射弁９からの燃料流量あるいは吸入空気量が所定値以下であるか等によって判定する。

ステップＳ４０３で、低負荷領域と判定されたとき、つまり、低温での始動時、アイドル運転時などにステップＳ４０４へ進み、燃料の気化促進のため、燃料噴射弁９から噴射される燃料の微粒化を促進させるように、燃料ポンプ４のＰＷＭ信号の通電デューティ比を増大して燃料圧力を増大する。

ステップＳ４０５では、上記のように通電デューティ比を増大して燃料圧力を増大させたときに、ＰＷＭ信号の駆動周波数ｆを、ステップＳ４０１で同一の通電デューティ比に対して設定される第１駆動周波数Ｘより高く、ポンプ騒音を抑制できる値（可聴域より高いか、可聴限界付近の値）に設定された第３駆動周波数Ｚに切り換える。

また、上記低水温時の他、外気温度Ｔａを検出し、外気温度Ｔａが所定温度Ｔａ０以上の始動時（ステップＳ４０５、ステップＳ４０６）にも、燃料配管内にベーパが発生することを抑制するため、同様に通電デューティ比を増大して燃料圧力を増大させると共に、駆動周波数ｆを第１駆動周波数Ｘより高い値に設定された第３駆動周波数Ｚに切り換える（ステップＳ４０４）。ここで、前記所定温度Ｔａ０は、ベーパの発生が許容できる上限温度として設定される。また、外気温度に代えて燃料温度で判定してもよい。

このようにすれば、始動時やアイドル運転時などのエンジン低速領域で、燃料圧力増大のために通電デューティ比が増大するときは、該通電デューティ比の増大によって第１駆動周波数Ｘの設定値が低下するが、第２駆動周波数Ｙに切り換えられることにより、ポンプ騒音を抑制できる。また、それ以外のときは、第１駆動周波数Ｘが設定されて、発熱を抑制しつつポンプ騒音を抑制することができる。

上記各実施形態のように、燃料ポンプの駆動量（通電デューティ比）を増大し、かつ、駆動周波数を大きくしたときには発熱量が増大する。そこで、発熱量が大きくなりすぎないように発熱量に基づいて駆動周波数を制限する構成を付加してもよい。

以下に、発熱量に基づいて駆動周波数を制限する実施形態について説明する。
図１９は、第８の実施形態に係る駆動周波数設定のフローを示す。
ステップＳ５０１では、上記各実施形態のいずれかと同様にして基本駆動周波数ｆ０（各実施形態における最終的に設定される駆動周波数ｆ）を設定する。

ステップＳ５０２では、現在の駆動周波数と通電デューティ比とに基づいて現在の発熱量を算出する。具体的には、演算周期毎に現在の発熱量を次式によって算出する。
現在の発熱量＝前回の発熱量＋新たな発熱量−演算周期間の放熱量・・・(1)
ここで、新たな発熱量は、例えば、駆動周波数及び通電デューティ比に基づいて、図示の特性マップから検索して算出する。該マップの特性は、駆動周波数が大きいほど、また、通電デューティ比が大きいほど発熱量は大きい値に設定されている。

また、放熱量は簡易的に一定とする。ただし、駆動回路周辺の温度（機関温度等で概略推定してもよい）が低いときほど大きい値に設定してもよい。
なお、演算開始の初回は、新たな発熱量の算出に使用する駆動周波数及び通電デューティ比を上記各実施形態のように設定された最終値とし、前回の発熱量及び放熱量を０として現在の発熱量を演算する。

ステップＳ５０３では、上記算出した現在の発熱量に基づいて、過剰な発熱を抑制するための上限駆動周波数ｆ_Ｌを設定する。例えば、図示のマップ特性に基づいて、現在の発熱量が大きくなるほど上限駆動周波数ｆ_Ｌを小さい値に設定する。

ステップＳ５０４では、前記ステップＳ５０１で設定された基本駆動周波数ｆ０と、ステップＳ５０３で設定された上限駆動周波数ｆ_Ｌとを比較し、小さい方を選択して最終的な燃料ポンプの駆動周波数ｆとして設定する。

図２０は、上記実施形態において、ステップＳ５０２で、(1)式に基づいて発熱量を算出する際の、新たな発熱量の算出方式を変更した第９の実施形態を示す。
本実施形態では、燃料ポンプの駆動電流値ｉｐを検出する電流センサを設け、ステップＳ６０２で図示のように、前記電流センサで検出されたポンプ駆動電流値ｉｐに基づき、該電流値ｉｐが増大するにしたがって、新たな発熱量が大きい値に設定される。ステップＳ６０１，Ｓ６０３，Ｓ６０４は、図１９のステップＳ５０１、Ｓ５０３，Ｓ５０４と同様である。

以上、第７及び第８実施形態によれば、上限駆動周波数ｆ_Ｌによって駆動周波数ｆの増大を制限することにより燃料ポンプ駆動回路からの発熱を抑制することができ、駆動回路の小型化促進、消費電力引いては燃費の節減の効果を確保できる。また、発熱量を算出しつつ設定される上限駆動周波数によって制限することで、限界付近まで駆動周波数ｆを高めることが可能になり、ポンプ騒音抑制効果を高めることができる。

図２１は、発熱量に応じた上限駆動周波数ｆ_Ｌの設定を、より簡易にした第１０実施形態を示す。
本実施形態では、第８実施形態同様、燃料ポンプの駆動電流値ｉｐを検出する電流センサを設け、ステップＳ７０２で、前記電流センサで検出されたポンプ駆動電流値に基づいて上限駆動周波数ｆ_Ｌを設定する。図示のように、ポンプ駆動電流値ｉｐは、駆動回路からの発熱量と相関するので、ポンプ駆動電流値ｉｐが増大するほど上限駆動周波数ｆ_Ｌが減少して設定される。

ステップＳ７０１，Ｓ７０３は、図１９のステップＳ５０１、Ｓ５０４と同様である。
また、図示しないが、より簡易的に、第１駆動周波数Ｘと第２駆動周波数Ｙとを設定して、大きい方を選択する実施形態において、第２駆動周波数Ｙが所定時間以上継続して選択されたときに、強制的に第１駆動周波数Ｘを選択するような構成の実施形態としてもよい。

更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）駆動周波数を可変なＰＷＭ信号により駆動される電動式燃料ポンプによって燃料噴射弁へ燃料を供給し、かつ、前記燃料ポンプの駆動量を調整して燃料圧力を可変に制御する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置であって、
前記燃料ポンプの駆動量が小さいほど前記駆動周波数を大きく設定する第１駆動周波数設定手段と、
外気温度が所定温度以上の始動条件成立時に、非成立時より燃料圧力を増大すると共に、前記駆動周波数を、前記駆動周波数設定手段により設定される第１駆動周波数より高い第３駆動周波数に変更して設定する第３駆動周波数設定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする
かかる構成とすれば、燃料配管内にベーパーが発生することを燃料圧力を増大させて抑制する一方、燃料圧力増大のために通電デューティ比が増大するときは、該通電デューティ比の増大によって第１駆動周波数Ｘの設定値が低下するが、第２駆動周波数Ｙに切り換えられることにより、ポンプ騒音を抑制できる。また、それ以外のときは、第１駆動周波数Ｘが設定されて、発熱を抑制しつつポンプ騒音を抑制することができる。

（ロ）請求項５に記載の内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置であって、
前記上限駆動周波数設定手段は、前記ＰＷＭ信号の通電デューティ比と駆動周波数とに基づいて発熱量を推定しつつ上限駆動周波数を設定することを特徴とする。
かかる構成とすれば、発熱量を良好に推定して上限駆動周波数を高精度に設定することができる。

（ハ）請求項５に記載の内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置であって、
前記上限駆動周波数設定手段は、前記燃料ポンプの駆動電流値に基づいて発熱量に応じた上限駆動周波数を設定することを特徴とする。

かかる構成とすれば、電流値に基づいて上限駆動周波数を容易に設定することができる。

１…燃料タンク、４…燃料ポンプ、５ａ，５ｂ…燃料パイプ、７…逆止弁、８…燃料ギャラリーパイプ、９…燃料噴射弁、１０…内燃機関、１１…電子制御ユニット、１２…リリーフパイプ、１３…リリーフ弁、１４…ポンプコントロールユニット、２４…燃圧センサ、２６…電流センサ

Claims

駆動周波数を可変なＰＷＭ信号により駆動される電動式燃料ポンプによって燃料噴射弁へ燃料を供給し、かつ、前記燃料ポンプの駆動量を調整して燃料圧力を可変に制御する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置であって、
前記燃料ポンプの駆動量が小さいほど大きい第１駆動周波数と、機関回転速度及び車速の少なくとも一方が低速域のときに高速域のときより大きい第２駆動周波数とのうち、大きい方の駆動周波数を用いて前記燃料ポンプを駆動する内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置。
前記第１駆動周波数は、ＰＷＭ信号の通電デューティ比、前記燃料噴射弁からの燃料流量、機関の吸入空気流量のいずれかの値が減少するほど大きい値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料ポンプ駆動制御装置。