JPH0243028B2

JPH0243028B2 -

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Publication number: JPH0243028B2
Application number: JP59004964A
Authority: JP
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1990-09-26
Also published as: JPS60147563A

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、運転状
態に応じて燃料ポンプの駆動速度を切換えて燃料
ポンプに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エアフ
ローメータや回転数センサ等の各種センサによつ
て検出して、所定の高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量が高負
荷域の燃料噴射量に対応し得る充分な量となるよ
うに燃料ポンプの駆動速度を制御し、所定の低負
荷域においては、燃料ポンプによつて供給される
燃料量が少なくなるように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燃料ポンプ
の制御装置が知られている（例えば、特開昭54―
163219号公報）。

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、燃料ポンプの耐久性
を向上させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した従来の燃料ポンプ制御
装置においても、全運転条件下における燃料量を
適当に設定することができず、燃料ポンプによつ
て燃料噴射弁に供給される燃料量が不足してしま
うことがあつた。

例えば、エンジンが低負荷域にあつても、エン
ジンが暖機前と暖機後とではエンジンが必要とす
る燃料量は相違する。

即ち、暖機前には冷えているエンジンをスムー
スに運転するために暖機後に比べて比較的多くの
燃料を必要とする。従つて、負荷状態が低負荷域
にあるからといつて燃料ポンプの駆動速度を低速
側に設定した場合には、燃料噴射量が増大するの
に対して燃料ポンプによつて供給される燃料量が
少なくなるため、燃料噴射弁を介してエンジンに
供給される燃料量が不足してラフアイドル等の不
具合が発生し、エンジンをスムースに運転させる
ことができなくなる。

従つて本発明は、負荷状態が同じでも温度条件
等の変化によるエンジン要求燃料量の変化に応じ
て燃料ポンプの駆動速度を制御することにより、
燃料ポンプによつて供給される燃料量の不足を防
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、燃料噴射弁に供給さ
れる燃料圧力を吸気管圧力との差圧が一定となる
ように制御するプレツシヤレギユレータを備える
とともに、エンジンの運転状態に応じて燃料ポン
プの駆動速度を制御し、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、燃料噴射弁によつて噴射さ
れる時間当りの燃料噴射量を求める燃料噴射量算
出手段と、燃料ポンプの吐出圧もしくはそれと相
関関係にある物理量を検出するポンプ吐出圧検出
手段と、ポンプ吐出圧検出手段によつて求められ
た吐出圧もしくは物理量に基づいて決定される燃
料ポンプの吐出量と燃料噴射量算出手段によつて
求められた燃料噴射量とを比較し、燃料ポンプ吐
出量が燃料噴射量より大きい場合に燃料ポンプの
駆動速度を所定速度とし、燃料ポンプ吐出量が燃
料噴射量より小さい場合に燃料ポンプの駆動速度
を所定速度よりも高速側の速度とするポンプ速度
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を備えることを特徴と
する。

〔作用〕

本発明の燃料ポンプ制御装置によれば、燃料噴
射量と燃料ポンプによる燃料吐出（供給）量とを
直接比較し、燃料噴射量に対して燃料ポンプによ
る燃料吐出（供給）量が下回らないように燃料ポ
ンプの駆動速度が制御される。

従つて、燃料噴射量が増大するエンジンの運転
条件（負荷状態、温度条件）下においても、燃料
ポンプによつて燃料噴射弁に供給される燃料量が
常に多くなるように設定することができる。

〔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が配設さ
れており、このサージタンク８にはサージタンク
８内の吸気圧を検出するための吸気圧センサ７８
が取付けられている。また、サージタンク８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、デイストリビユータ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
燃料が燃料タンク、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５２Ａ
〜５２Ｄ、マルチプレクサ５４、アナログ―デイ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器５６を介して吸気圧セン
サ７８、エアフローメータ２、冷却水温センサ２
４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
７８，２４，４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が接続されてい
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１
２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ラ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および別の
ルーチンで求められる燃料噴射時間τが取り込ま
れ、ステツプ１２０で吸気圧センサ７８によつて
検出される吸気圧Paが取り込まれる。デリバリ
パイプ６８における燃料圧力は、吸気圧Paに対
して一定圧高くされるため、吸気圧Paを検出す
ることによつて燃料圧力または燃料ポンプ６２の
吐出圧を検出したのと同様に扱うことができる。

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１３１では、ステツプ１２０で
取り込まれた吸気圧Paに基づいて、Ａ＝30＋0.03（−pa）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１３２では、ステツプ１１２
およびステツプ１３１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Qf以下であれば、ステツプ１４１に進み、吐
出量Ａが燃料噴射Qfより大きければ、ステツプ
１４２に進む。

ステツプ１４１では、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、これを導通させる切換信
号を出力し、リレー８２のコイル８４を通電して
スイツチ８６をオンとする。

この結果、燃料ポンプ６２のモータには抵抗８
０を介さずにスイツチ８６を介してバツテリ２２
の電圧がそのまま供給され、燃料ポンプ６２は高
速で駆動されることになる。

このようにして燃料ポンプ６２が高速駆動され
ることにより、燃料ポンプ６２の吐出量が増加さ
れるため、必要な燃料噴射量が確保される。

特に本実施例のように燃料噴射量Qfと吐出量
Ａとの比較によつて燃料ポンプ６２の駆動速度を
高速側に切換えるようにすれば、燃料噴射弁１２
からの噴射量を増量すべき運転条件が如何なる条
件にあつても（例えば、加速時等の負荷の増大に
伴う増量か、低温時における増量か等）、燃料ポ
ンプ６２の吐出量を大きくすることができるた
め、制御内容もさほど複雑化させることなく、容
易に燃料ポンプ６２の駆動速度制御を実行するこ
とができる。

また、ステツプ１４２では、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、これを非導通とす
る切換信号を出力し、リレー８２のコイル８４を
非通電としてスイツチ８６をオフとする。

この結果、燃料ポンプ６２のモータには抵抗８
０を介してバツテリ２２の電圧が降下されて供給
され、燃料ポンプ６２は低速で駆動されることに
なる。

このようにして燃料ポンプ６２が低速で駆動さ
れれば、燃料ポンプ６２の吐出量は少なくされる
が、燃料噴射量も少ないため、燃料噴射量の必要
量は確保されることになる。

さらに、燃料ポンプ６２の駆動速度が低くされ
ることに伴い、燃料ポンプ６２の無駄な作動を抑
制することができ、騒音の発生を防止することが
できる。

なお、第５図のフローチヤートにおいてステツ
プ１１１，１２の処理は、本発明の燃料噴射量算
出手段に相当し、ステツプ１２０の処理は、本発
明のポンプ吐出圧検出手段に相当し、ステツプ１
３１，１３２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、吸気圧
Paを検出する代わりにエンジン回転数Ｎと吸入
空気量Ｑとを検出してＱ／Ｎを求めてもよい。

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。

さらに燃料ポンプの駆動速度の切換は、高低２
段でなく、３段階以上であつてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の燃料ポンプ制御装置によ
れば、燃料噴射量と燃料ポンプによる燃料供給量
とを直接比較し、燃料噴射量に対して燃料ポンプ
による燃料吐出（供給）量が下回らないように燃
料ポンプの駆動速度が制御される。

特に本発明によれば、燃料噴射量Qfと吐出量
Ａとの比較によつて燃料ポンプの駆動速度を高速
側に切換えるようにしたので、燃料噴射弁からの
噴射量を増量すべき運転条件が如何なる条件にあ
つても（例えば、加速時等の負荷の増大に伴う増
量か、低温時における増量か等）、燃料ポンプの
吐出量を大きくすることができるため、制御内容
もさほど複雑化させることなく、容易に燃料ポン
プの駆動速度制御を実行することができる。

【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Pa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燃料噴射弁に供給される燃料圧力を吸気管圧
力との差圧が一定となるように制御するプレツシ
ヤレギユレータを備えるとともに、エンジンの運
転状態に応じて燃料ポンプの駆動速度を制御し、
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、燃料噴射弁によつて噴射される時間当りの燃料
噴射量を求める燃料噴射量算出手段と、燃料ポンプの吐出圧もしくはそれと相関関係に
ある物理量を検出するポンプ吐出圧検出手段と、ポンプ吐出圧検出手段によつて求められた吐出
圧もしくは物理量に基づいて決定される燃料ポン
プの吐出量と燃料噴射量算出手段によつて求めら
れた燃料噴射量とを比較し、燃料ポンプ吐出量が
燃料噴射量より大きい場合に燃料ポンプの駆動速
度を所定速度とし、燃料ポンプ吐出量が燃料噴射
量より小さい場合に燃料ポンプの駆動速度を所定
速度よりも高速側の速度と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、を備え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。