JPH0243027B2

JPH0243027B2 -

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Publication number: JPH0243027B2
Application number: JP59004965A
Authority: JP
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1990-09-26
Also published as: JPS60147564A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、燃料噴射式エンジンにおける燃料ポ
ンプ制御装置に関するものであり、特に、負荷状
態に応じて燃料ポンプの駆動速度を切り換えて燃
料ポンプより供給される燃料量を増減制御するよ
うにした燃料ポンプの制御装置に係る。

〔従来の技術〕

燃料噴射式エンジンでは、燃料噴射弁の開弁時
間を制御することによつてエンジンに供給される
燃料量を制御するように構成されている。

この場合、燃料噴射弁の開弁時間と燃料噴射量
とを一対一で対応させるためには、燃料噴射弁に
おける噴射圧力を一定値に保持する必要があり、
そのため燃料ポンプによつて燃料噴射弁に圧送さ
れる燃料の圧力をプレツシヤレギユレータによつ
て調整している。一般的にプレツシヤレギユレー
タは燃料噴射弁に供給される燃料圧力と燃料噴射
が行われる雰囲気圧力、即ち、吸気管圧力との差
圧が常時一定圧力（例えば、2.55Kg／cm²）に保た
れるように制御している。

ところで、燃料噴射が行われる雰囲気、即ち、
吸気管圧力は、エンジンの負荷状態によつて変化
し、高負荷域においては高くなり、低負荷におい
ては低くなる。

従つて、燃料ポンプによつて燃料噴射弁に供給
される燃料の量が一定であれば、プレツシヤレギ
ユレータの制御作用によつて余剰燃料として燃料
タンクに戻される燃料の量は、エンジンの負荷が
低い程多くなることになる。

そこで従来より、エンジンの負荷状態を検出し
て所定の低負荷域においては、燃料ポンプによつ
て燃料噴射弁に供給される燃料の量が少なくなる
ように燃料ポンプの駆動速度を制御して、余剰燃
料としてプレツシヤレギユレータから燃料タンク
に戻される燃料量を少なくすることが考えられて
いる。

このように燃料ポンプを制御して燃料ポンプよ
り供給される燃料量を調整すれば、燃料ポンプの
無駄な作動を排除することができ、アイドリング
運転時のような低負荷域における燃料ポンプの作
動音を低減できるとともに、燃料ポンプの寿命を
向上させることができる。

しかし、このような燃料ポンプの制御を単に負
荷状態の変化に応じて実施した場合には、エンジ
ン負荷が短時間のうちに大きく変動する例えば、
手動変速機付き車両における変速操作時や、燃料
ポンプ駆動速度切換の行われる運転域付近で運転
された場合にも燃料ポンプの駆動速度が切り換え
られることになるため、変速操作や負荷状態がわ
ずかに変化するたびに速度切換が頻繁に行われる
ことになる。

このように負荷状態の頻繁な変化に対して燃料
ポンプの駆動速度が切り換えられると、特に燃料
ポンプのモータが低速から高速に切り換えられる
ときに過大な突入電流がモータに流れることにな
り、この繰り返しによつて燃料ポンプのモータの
寿命を縮めてしまうことになる。

そこでこのような問題に対して、負荷状態が変
化した時点から駆動速度切換えまでに所定の遅延
時間を設定し、短時間の負荷状態の変化に対する
燃料ポンプの頻繁な速度切換制御を抑制すること
が考えられる。

このようにすれば、変速操作が頻繁に行われる
運転域や燃料ポンプの駆動速度切換えの行われる
運転域における短時間の負荷状態の変化に対し
て、燃料ポンプ駆動速度切換の頻繁な制御を抑制
することができ、燃料ポンプのモータの耐久性向
上をはかることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、燃料ポンプ駆動速度切換の頻繁
な制御を防止するために駆動速度切り換えまでに
遅延時間を持たせた場合には、駆動速度の高速側
から低速側への切り換えに対してはさほど問題は
ないものの、低速側から高速側への切り換え時に
燃料ポンプからの供給量が不足することがあつ
た。

これは例えば、低速運転状態から加速運転状態
に移行したような場合に燃料噴射量の増量がはか
られるが、燃料ポンプの速度切換に遅延時間が設
定されていると、遅延時間内では燃料ポンプの駆
動速度が低速のままとなるため、速やかに高速に
切り換えられず、その間エンジンに供給される燃
料が不足してしまうために起こる。

このように加速状態に移行した際に燃料供給量
の不足によりエンジンに充分な燃料を供給できな
いと、エンジン出力の低下やノツキングが発生す
る等の問題があつた。

従つて本発明は、燃料ポンプの駆動速度を切り
換える装置において、低速側から高速側へ切り換
えられる際の遅延時間を比較的短く設定すること
により、燃料ポンプの駆動速度を低速側から高速
側に速やかに切り換え、加速時等における燃料供
給量の不足を防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するための本発明の構成を第
１図を参照して説明すると、エンジンの燃料消費
量に応じて燃料ポンプの駆動速度を決定し、燃料
消費量が多いときは燃料ポンプの駆動速度を高く
し、それ以外では燃料ポンプの駆動速度を低くす
るポンプ速度選択手段と、燃料ポンプの駆動速度
が、ポンプ速度選択手段によつて選択された速度
となるようにするポンプ速度切換手段と、ポンプ
速度選択手段からポンプ速度切換手段への切換信
号の出力を所定時間遅延させる遅延手段とを備
え、燃料ポンプの駆動速度を制御することによつ
て燃料噴射弁に圧送される燃料量を調整する燃料
噴射式エンジンの燃料ポンプ制御装置において、
上記遅延手段は、ポンプ速度選択手段によつて燃
料ポンプの駆動速度が高速側に選択されたときに
ポンプ速度切換手段によるポンプ速度の高速側へ
の切換信号の出力を比較的短い時間遅延させる第
１遅延手段と、ポンプ速度選択手段によつて燃料
ポンプの駆動速度が低速側に選択されたときにポ
ンプ速度切換手段によるポンプ速度の低速側への
切換信号の出力を第１遅延手段によつて設定され
る遅延時間よりも長い時間遅延させる第２遅延手
段とからなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の燃料ポンプ制御装置によれば、ポンプ
速度選択手段からポンプ速度切換手段への切換信
号の出力が遅延手段により、低速側から高速側へ
または高速側から低速側へ負荷状態が変化した後
の所定時間遅延されるため、短時間の負荷状態の
変化に対してポンプ速度の切り換えが行われず、
頻繁な駆動速度の切り換えが防止できる。

一方、燃料ポンプの駆動速度切換に際しての遅
延時間を２種類設定し、駆動速度が低速側から高
速側に切り換わる際の遅延時間は比較的短くし、
高速側から低速側に切り換わる際の遅延時間は低
速側から高速側へ切り換わる時の遅延時間よりも
長くしたため、低速側から高速側への切り換えの
際には短時間のうちに駆動速度の切り換えが行わ
れ、燃料消費量増大時の燃料不足を回避すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図乃至第６図は本発明の一実施例を示す説
明図であり、第２図は本発明の適用されるエンジ
ンの概要図、第３図は第２図の制御回路の一例を
示すブロツク図、第４図は第２図および第３図の
燃料ポンプコントローラの電気回路ならびに燃料
噴射弁の燃料供給経路を示す図、第５図は第３図
のコンピユータのプログラム内容を示すフローチ
ヤートおよび第６図はＱ／Ｎに対して設定されて
いる燃料ポンプの吐出量Ａを示す線図である。

第２図において、エンジンはエアクリーナ（図
示せず）の下流側に設けられた吸入空気量センサ
としてのエアフローメータ２を備え、このエアフ
ローメータ２はダンピングチヤンバ内に回動自在
に設けられたコンペンセーシヨンプレート２Ａ
と、コンペンセーシヨンプレート２Ａの開度を検
出するポテンシヨメータ２Ｂとから構成されてい
る。従つて、吸入空気量はポテンシヨメータ２Ｂ
から出力される電圧として検出される。

エアフローメータ２の近傍には吸入空気の温度
を検出する吸気温センサ４が設けられ、その下流
にはスロツトル弁６が配設されている。また、ス
ロツトル弁６の下流にはサージタンク８、その下
流にはインテークマニホールド１０が連結配置さ
れており、インテークマニホルド１０にはインテ
ークマニホルド１０内に燃料を噴射するための燃
料噴射弁１２が配置されている。さらにインテー
クマニホルド１０はエンジン本体１４の燃焼室１
４Ａに接続され、エンジンの燃焼室１４Ａはエギ
ゾーストマニホルド１６を介して三元触媒を充填
した触媒コンバータ（図示せず）に接続されてい
る。なお、２０は点火プラグ、２４はエンジン冷
却水温を検出する冷却水温センサである。

エンジン本体１４Ａに取付けられた点火プラグ
２０は、デイストリユータ２６に接続され、デイ
ストリビユータ２６はイグナイタ２８に接続され
ている。このデイストリビユータ２６にはピツク
アツプとデイストリビユータシヤフトに固定され
たシグナルロータとで構成された気筒判別センサ
３０およびエンジン回転センサ３２が設けられて
いる。

この気筒判別センサ３０は例えば、４気筒エン
ジンであればクランク角180度毎、６気筒エンジ
ンであればクランク角120度毎に気筒判別信号を
制御回路３４へ出力し、エンジン回転数センサ３
２は例えば、クランク角３０度毎にクランク角信
号を制御回路３４へ出力する。

一方、本実施例におけるエンジンが６気筒エン
ジンであるとすると、燃料噴射弁１２は第４図に
示すように各気筒に１個ずつ、合計６個あり、各
燃料噴射弁１２Ａ〜１２Ｆはデリバリパイプ６８
に接続されている。デリバリパイプ６８には燃料
ポンプ６２によつて燃料タンク５８の燃料が途中
の燃料フイルタ６６を介して供給されており、デ
リバリパイプ６８の燃料圧力は、燃料噴射が行わ
れる雰囲気であるインテークマニホルド１０の吸
気圧との差圧が常に一定圧力（例えば、2.55Kg／
cm²）となるように制御されている。この制御はプ
レツシヤレギユレータ７４によつて行われ、余剰
燃料が燃料例えば、５８に戻される。

燃料ポンプ６２はモータ（図示せず）によつて
駆動されるようになつており、このモータは燃料
ポンプコントローラ１８を介してバツテリ２２に
接続されている。

燃料ポンプコントローラ１８は第４図に示すよ
うに、抵抗８０、リレー８２およびトランジスタ
８８から構成されており、抵抗８０はバツテリ２
２と燃料ポンプ６２のモータとの間を接続する経
路中に介挿されており、バツテリ２２から燃料ポ
ンプ６２のモータに供給される電圧を所定電圧だ
け降下させるためのものである。

一方、リレー８２の常開スイツチ８６は、抵抗
８０の両端をバイパスするように接続され、リレ
ー８２のコイル８４はトランジスタ８８のコレク
タ、エミツタを介してバツテリ２２に接続されて
いる。そしてまた、トランジスタ８８のベースは
制御回路３４からの信号を受けるように接続され
ており、トランジスタ８８およびリレー８２が制
御回路３４からの信号によつて制御されるように
なつている。

つまり、制御回路３４からの信号を受けてトラ
ンジスタ８８が導通すると、リレー８２のコイル
８４が通電されてスイツチ８６をオンとし、燃料
ポンプ６２のモータに抵抗８０を介さずに、スイ
ツチ８６を介してバツテリ２２の電圧をそのまま
供給する。一方、トランジスタ８８が非導通のと
きには、リレー８２のコイル８４は通電されない
ため、スイツチ８６はオフとなり、燃料ポンプ６
２のモータには抵抗８０を介してバツテリ２２の
電圧が降下されて供給される。

制御回路３４は、第３図に示すように、ランダ
ム・アクセス・メモリ（RAM）３６、リード・
オンリ・メモリ（ROM）３８、中央処理装置
（CPU）４０、第１の入出力ポート４２、第２の
入出力ポート４４、第１の出力ポート４６および
第２の出力ポート４８とを含むマイクロコンピユ
ータを主として構成され、RAM３６、ROM３
８、CPU４０、第１の入出力ポート４２、第２
の入出力ポート４４、第１の出力ポート４６およ
び第２の出力ポート４８は、バス５０によつて接
続されている。

第１の入出力ポート４２には、バツフア５２
Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、マルチプレクサ５４、アナ
ログ―デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器５６を介して
エアフローメータ２、冷却水温センサ２４および
吸気温センサ４が接続されている。このマルチプ
レクサ５４およびＡ／Ｄ変換器５６は、第１の入
出力ポート４２から出力される信号により制御さ
れ、エアフローメータ２および各センサ２４，４
からの信号を順次入力するようになつている。

第２の入出力ポート４４には、駆動回路６０を
介して燃料ポンプコントローラ１８が接続され、
波形整形回路６４を介して気筒判別センサ３０お
よびエンジン回転数センサ３２が接続さている。
また、第１の出力ポート４６は駆動回路７０を介
してイグナイタ２８に接続され、第２の出力ポー
ト４８は駆動回路７２を介して燃料噴射弁１２に
接続されている。

制御回路３４のROM３８には、エンジン回転
数と吸入空気量とで表される基本点火進角のマツ
プおよび基本燃料噴射時間が予め記憶されてお
り、CPU４０によつてエアフローメータ２から
の信号およびエンジン回転数センサ３２からの信
号により基本点火進角および基本燃料噴射時間が
読み出されるとともに、冷却水温センサ２４およ
び吸気温センサ４からの信号を含む各種の信号に
より、上記基本点火進角および基本燃料噴射時間
に補正が加えられ、イグナイタ２８および燃料噴
射弁１２が制御される。

このような点火進角および燃料噴射時間の制御
は、ROM３８に格納されたプログラムの実行に
よつて達成され、燃料ポンプコントロー１８の制
御についても同様である。

ここで燃料ポンプコントローラ１８の制御を行
うためのプログラムについて第５図のフローチヤ
ートに従つて説明する。

この燃料ポンプ制御ルーチンは、４ミリ秒毎の
時間割り込みルーチンであり、前回の処理から４
ミリ秒が経過すると、他のルーチンの途中からで
もステツプ１００にジヤンプし、ステツプ１５０
までの間の処理を実行し、ステツプ１５０から元
のルーチンの処理に復帰するようになつている。

燃料ポンプ制御ルーチンが起動されると、ま
ず、ステツプ１１１でエアフローメータ２によつ
て検出される吸入空気量Ｑ、エンジン回転数セン
サ３２によつて検出されるエンジン回転数Ｎ、別
のルーチンで求められる燃料噴射時間τがそれぞ
れ取り込まれる。

次にステツプ１１２では、ステツプ１１１で取
り込まれたエンジン回転数Ｎおよび燃料噴射時間
τを基に、 Qf＝Ｎ・τ・α の演算式によつて時間当りの燃料噴射量（燃料消
費量）Qfが求められる。ここでαは燃料噴射弁
１２の特性およびエンジンの気筒数によつて定ま
る定数である。

また、ステツプ１１３では、ステツプ１１１で
取り込まれた吸入空気量Ｑおよびエンジン回転数
Ｎに基づいて、Ａ＝50−25（Ｑ／Ｎ）の演算式によつて燃料ポンプ６２の低速作動時の
吐出量Ａ、換言すれば、燃料供給能力を求める
（第６図参照）。ただし、この場合の吐出量Ａは、
実際の燃料ポンプの吐出能力に比べて若干、例え
ば、５／Ｈ程度小さく設定されている。なぜな
ら、プレツシヤレギユレータ７４によるデリバリ
パイプ６８の燃料圧力の調整は、プレツシヤレギ
ユレータ７４による燃料リターン動作を繰り返す
ことによつて行われるため、燃料ポンプ６２は、
常にリターン分の燃料を余分に供給する必要があ
る。

そして、ステツプ１１４では、ステツプ１１２
およびステツプ１１３で求められた燃料噴射量
Qfおよび吐出量Ａを比較し、吐出量Ａが燃料噴
射Q.f以下であれば、ステツプ１２１に進み、吐
出量Ａが燃料噴射Qfより大きければ、ステツプ
１３１に進む。

今、エンジンがアイドリング運転状態にあり、
吐出量Ａが燃料噴射量Qfより大きいと、ステツ
プ１１４が否定判断されて、ステツプ１３１に進
み、ここで、カウンタC₂をインクリメントする。
そして、ステツプ１３２ではカウンタC₂が所定
値２００に達したか否か判断される。カウンタ
C₂が所定値２００に達するまではステツプ１３
２が否定判断されてステツプ１４１に進むが、ア
イドリング運転状態になつて0.8秒が経過すると、
この４ミリ秒毎の割り込み処理が200回行われる
ので、カウンタC₂は２００となり、ステツプ１
３２は肯定判断されてステツプ１３３，１３４に
進む。

ステツプ１３３ではカウンタC₁がクリヤされ、
ステツプ１３４ではカウンタC₂が所定値２００
にセツトされる。そしてステツプ１４２で抵抗８
０をバツテリ２２と燃料ポンプ６２のモータとの
間の回路中に介挿するレジスタ付制御が行われ
る。つまり、入出力ポート４４から駆動回路６０
を介して燃料ポンプコントローラ１８のトランジ
スタ８８に、これを非導通とさせる切換信号を出
力する。そのため、燃料ポンプ６２は低速で作動
することになる。

その後、エンジン負荷が増大して吐出量Ａが燃
料噴射量Qfより小さくなると、ステツプ１１４
が肯定判断されてステツプ１２１に進み、ここで
カウンタC₁をインクリメントする。そして、ス
テツプ１２２ではカウンタC₁が所定値５に達し
たか否か判断される。カウンタC₁が所定値５に
達するまではステツプ１２２が否定判断されるの
で、ステツプ１４２に進み、レジスタ付制御が継
続され、燃料ポンプ６２は引き続き低速で作動す
る。

エンジン負荷の増大後、20ミリ秒が経過する
と、その間４ミリ秒毎に起動される当燃料ポンプ
制御ルーチンが５回繰り返し処理されることにな
るため、ステツプ１２１におけるカウンタC₁の
インクリメントが５回行われて、カウンタC₁は
５となり、ステツプ１２２が肯定判断されてステ
ツプ１２３，１２４に進む。ステツプ１２３では
カウンタC₁が所定値５にセツトされ、ステツプ
１２４ではカウンタC₂がクリヤされる。

そしてステツプ１４１で抵抗８０をオンとし
て、抵抗８０のバイパス経路をつくるレジスタバ
イパス制御が行われる。つまり、入出力ポート４
４から駆動回路６０を介して燃料ポンプコントロ
ーラ１８のトランジスタ８８にこれを導通させる
切換信号を出力する。このため、燃料ポンプ６２
は高速で作動することになる。

エンジンは高負荷で運転中、極短時間、例え
ば、0.5秒程度だけ低負荷域とした場合は、燃料
ポンプ制御ルーチンで設定された0.8秒の遅延作
動によつて燃料ポンプ６２は、途中、低速作動に
切り換えられることなく、高速作動のままとな
る。

つまり、高負荷運転中は、ステツプ１１４が肯
定判断されて、ステツプ１４１のレジスタバイパ
ス制御が行われており、途中低負荷域に入ると、
ステツプ１１４が否定判断されてステツプ１３
１，１３２に進むが、この低負荷域にある時間が
0.5秒程度だと、カウンタC₂は１２５にしかなら
ないため、その間、ステツプ１３２は否定判断さ
れ、ステツプ１４２のレジスタ付制御に進むこと
なく、ステツプ１４１に進んで、レジスタバイパ
ス制御を継続することになる。

一方、低負荷域から加速運転を行つて高負荷域
に入る場合には、加速運転が行われてわずか20ミ
リ秒経過すれば、燃料ポンプ６２は低速作動から
高速作動に切り換えられることになる。

つまり、低負荷運転中はステツプ１１４が否定
判断されて、ステツプ１４２のレジスタ付制御が
行われているが、加速されて高負荷域に入り、ス
テツプ１１４が肯定判断されると、20ミリ秒経過
後にはステツプ１４１に進み、レジスタバイパス
制御が行われるため、燃料ポンプ６２は高速作動
され、加速運転中必要な燃料を確保することがで
きる。

なお、第５図のフローチヤートにおいてステツ
プ１１１〜１１４の処理は本発明のポンプ速度選
択手段に相当し、ステツプ１２１〜１２４の処理
は本発明の第１の遅延手段に相当し、ステツプ１
３１〜１３４の処理は本発明の第２の遅延手段に
相当し、ステツプ１４１，１４２の処理は本発明
のポンプ速度切換手段に相当する。

以上、本発明の特定の実施例について説明した
が、本発明は、この実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実
施態様が包含されるものであり、例えば、エンジ
ンの燃料消費量は吸気圧あるいはＱ／Ｎの如き値
によつて代表させてもよい。また、燃料ポンプの
モータの駆動速度の制御は、デユーテイ比制御と
してもよい。さらに、時間遅れを持たせる第１あ
るいは第２遅延手段は、ハード回路によつて構成
することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ポンプ速度選択
手段からポンプ速度切換手段への切換信号の出力
が遅延手段により、低速側から高速側へまたは高
速側から低速側へ負荷状態が変化した後の所定時
間遅延されるため、短時間の負荷状態の変化に対
してポンプ速度の切り換えが行われる、頻繁な駆
動速度の切り換えが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図乃至
第６図は本発明の一実施例を示す説明図であり、
第２図は本発明の適用されるエンジンの概要図、
第３図は第２図の制御回路の一例を示すブロツク
図、第４図は第２図および第３図の燃料ポンプコ
ントローラの電気回路ならびに燃料噴射弁の燃料
供給経路を示す図、第５図は第３図のコンピユー
タのプログラム内容を示すフローチヤート、第６
図はＱ／Ｎに対して設定されている燃料ポンプの
吐出量Ａを示す線図である。１２，１２Ａ〜１２Ｆ…燃料噴射弁、１８…燃
料ポンプコントローラ、３４…制御回路、６２…
燃料ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンの燃料消費量に応じて燃料ポンプの
駆動速度を決定し、燃料消費量が多いときは燃料
ポンプの駆動速度を高くし、それ以外では燃料ポ
ンプの駆動速度を低くするポンプ速度選択手段
と、燃料ポンプの駆動速度が、ポンプ速度選択手段
によつて選択された速度となるようにするポンプ
速度切換手段と、ポンプ速度選択手段からポンプ速度切換手段へ
の切換信号の出力を所定時間遅延させる遅延手段
とを備え、燃料ポンプの駆動速度を制御すること
によつて燃料噴射弁に圧送される燃料量を調整す
る燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ制御装置にお
いて、上記遅延手段は、ポンプ速度選択手段によつて
燃料ポンプの駆動速度が高速側に選択されたとき
にポンプ速度切換手段によるポンプ速度の高速側
への切換信号の出力を比較的短い時間遅延させる
第１遅延手段と、ポンプ速度選択手段によつて燃料ポンプの駆動
速度が低速側に選択されたときにポンプ速度切換
手段によるポンプ速度の低速側への切換信号の出
力を第１遅延手段によつて設定された遅延時間よ
りも長い時間遅延させる第２遅延手段とからなることを特徴とする燃料噴射式エンジン
の燃料ポンプ制御装置。