JPH068288Y2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電動式燃料ポンプを備えたエンジンの燃料制御
装置に関するものである。

（従来技術） 従来、この種の電動式燃料ポンプを備えたエンジンの燃
料制御装置においては、該燃料ポンプをエンジンの全運
転域を通して一定電流で運転するようにしていたため
（即ち、燃料ポンプは常にエンジンの最大要求燃料量を
賄なえるだけの量を送給している）、特にエンジンの要
求燃料量が少ない低負荷運転域においては、燃料の戻り
量（即ち、余剰燃料量）が多いため燃料ポンプの作動損
失が増大し、また常に燃料ポンプが高速回転するためそ
の耐久性が損なわれる等の問題があった。

このような問題を解決するために、燃料ポンプの制御回
路として、例えば高流量運転を行う高負荷用制御回路
と、低流量運転を行う低負荷用制御回路とを設け、これ
ら流量特性の異なる２つの制御回路をエンジン負荷の高
・低に対応して選択使用し、もって燃料ポンプの流量特
性をエンジンの負荷状態に応じて制御するようにした燃
料制御装置が既に提案されている（例えば、特開昭５４
−１６３２１９号公報）。

ところで、この公知例の如く燃料ポンプをエンジン負荷
の高・低に対応させて設定した複数の制御回路によって
選択的に制御するようにしたものにおいては、高負荷用
制御回路が故障（断線等）した状態においてエンジンが
高負荷運転されると、高負荷用制御回路による制御領域
（即ち、燃料ポンプを高流量運転する負荷領域）である
にもかかわらず燃料ポンプが低負荷用制御回路によって
低流量運転されるところから、燃料供給量が不足し、こ
の結果、エンジンの各気筒に供給される混合気濃度が希
薄となり、ノッキングが発生したり、あるいは排気通路
中に排気浄化用の触媒コンバータを備えたものにあって
は混合気の空燃比が設定値よりずれるところから該触媒
コンバータ温度が異常上昇する等の問題が発生する。

しかるに、上記公知例のものにおいてはこのような問題
（高負荷用制御回路の故障）に対する有効な対策が何ら
講じられていなかったため、高負荷用制御回路の故障時
には上述の如くノッキングの発生あるいは触媒コンバー
タ温度の異常上昇という不具合が発生するおそれがあ
る。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、電動式燃料ポンプを備え且つこの燃料
ポンプを、エンジン負荷の高・低に応じて設定した複数
の制御回路によって選択制御するようにした燃料制御装
置において、高負荷用制御回路が故障した状態において
エンジンが高負荷運転された場合における混合気濃度の
希薄化を可及的に抑制してノッキングの発生あるいは触
媒コンバータ温度の異常上昇を効果的に防止し得るよう
にすることを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記の目的を達成すべくなされたものであっ
て、多気筒エンジンの各気筒に配設された燃料供給手段
と、該各燃料供給手段に燃料を送給する電動式燃料ポン
プと、該燃料ポンプからの燃料吐出流量をエンジン負荷
の高・低に応じた電流で制御する複数の制御回路とを備
えたエンジンの燃料制御装置において、高負荷用制御回
路の故障を検出する故障検出手段と、上記故障検出手段
により高負荷用制御回路の故障が検出された高負荷時に
一部気筒への燃料供給を停止する制御手段を設けたこと
を特徴とするものである。

（作用） 本考案では上記の手段によって、電動式燃料ポンプの高
負荷用制御回路が故障したため低負荷用制御回路によっ
て燃料ポンプが低流量運転されている状態においてエン
ジンが高負荷運転された場合には、エンジンの一部気筒
への燃料噴射を停止させてその余剰燃料をそれ以外の運
転が続行される気筒へふり向けることによって運転気筒
への燃料供給量を正常時における高負荷時燃料供給量に
近い量に維持することにより、混合気の希薄化を可及的
に抑制するという作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第４図を参照して本考案の好適な実
施例を説明するが、実施例の細部の説明に先だって先
ず、第２図及び第３図を参照してこの燃料制御装置の基
本構成を説明する。

第３図において符号１は燃料噴射式自動車用エンジンで
あって、該エンジン１の吸気ポート１ａに接続された吸
気管２には、スロットルバルブ３とインジェクター４
（実用新案登録請求の範囲中の燃料供給手段に該当す
る）が取付けられており、さらに該スロットルバルブ３
の吸気上流側にはエアフロメータ５が取付けられてい
る。

インジェクター４からの燃料噴射量はエアフロメータ５
から出力される吸気量信号Ａ１と回転数センサ６から出
力される回転数信号Ａ２とを受けて作動するコントロー
ルユニット８からの噴射パルス幅信号Ａ３に基づいて該
インジェクター４の開弁時間を調整することによって制
御される。

一方、インジェクター４に燃料を供給する燃料ポンプ７
は、その駆動電流を変化させることによって吐出流量が
調整される電動式燃料ポンプであって、該燃料ポンプ７
は、第２図に示す如く電源２１に対して並列接続された
２つの制御回路即ち、リレー接点で構成される低流量用
切換手段１０（以下の説明においてはこれを単に第１リ
レー１０という）と該第１リレー１０に対して直列に接
続された電流制限抵抗２０とを有する低負荷用制御回路
１８と、リレー接点で構成された高流量用切換手段１２
（以下の説明においてはこれを単に第２リレー１２とい
う）を有する高負荷用制御回路１９を介して接続されて
いる。この低負荷用制御回路１８と高負荷用制御回路１
９によって第３図に示す燃料ポンプ切換駆動装置１７が
構成されている。

この燃料ポンプ７は、上記燃料ポンプ切換駆動装置１７
によって、エンジン１が低負荷運転されている場合には
低負荷用制御回路１８を流れる低電流によって吐出流量
の少ない低流量運転され、エンジン１が高負荷運転され
ている場合には高負荷用制御回路１９を流れる高電流に
より吐出流量の多い高流量運転される如くエンジン１の
負荷状態に応じてその運転形態が制御される。即ち、第
１リレー１０はエアフロメータ５から吸入空気量信号Ａ
１が出力されている間はエンジン１の負荷状態の如何に
かかわらず連続的にＯＮ状態にある。即ち、吸入空気量
信号Ａ１は第１リレー１０に対しては単なる該第１リレ
ー１０の作動開始信号として作用する。これに対して、
第２リレー１２は、スロットル開度３１からの負荷信号
Ａ０がある設定負荷を示す値以上になった時コントロー
ルユニット８から出力される回路切換信号Ａ６を受けて
ＯＮ作動するようになっている。従って、燃料ポンプ７
はエンジン負荷が設定負荷値以下である低負荷運転時に
は低負荷用制御回路１８により低流量運転され、これに
対してエンジン負荷が設定負荷以上である場合には高負
荷用制御回路１９により高流量運転される。

一方、高負荷用制御回路１９が例えば第２リレー１２の
断線等により故障した場合には、該高負荷用制御回路１
９からコントロールユニット８に入力されている故障検
出信号Ａ４が入力されなくなり、該コントロールユニッ
ト８は混合気の希薄化を防止すべく所定の燃料制御を行
う。即ち、エンジン１が多気筒の場合、多気筒のうちの
所定の気筒への燃料供給を停止させて（即ち、所定の気
筒の運転を停止させて）その余剰燃料を引き続いて運転
される他気筒にふり向けて該運転気筒の混合気の希薄化
を防止する。尚、この場合、燃料ポンプ７の制御は、後
述する高負荷用制御回路１９の故障と同時に高負荷時に
も作動している低負荷用制御回路１８によって設定され
る。

以下、この実施例の燃料制御装置を具体的に説明する。

第１図には、本考案の実施例に係る燃料制御装置の制御
ブロック図が示されている。この燃料制御装置は、エア
フロメータ５からの吸入空気量信号Ａ１を受けて第１リ
レー１０に第１リレー駆動信号Ａ７を出力して燃料ポン
プ７を低流量運転させる如く作用する第１リレー駆動回
路９を備えた低負荷用制御回路１８と、後述する第２リ
レーＯＮ条件演算回路１４から出力される回路切換信号
Ａ６を受けて第２リレー１２に第２リレー駆動信号Ａ８
を出力して燃料ポンプ７を高流量運転させる第２リレー
駆動回路１１を備えた高負荷用制御回路１９とを有して
おり、スロットル開度センサ３１の出力信号Ａ０を受け
る第２リレーＯＮ条件演算回路１４から回路切換信号Ａ
６が出力された場合には、燃料ポンプ７を高負荷用制御
回路１９によって高流量運転させ、それ以外の場合には
燃料ポンプ７を低負荷用制御回路１８によって低流量運
転させるようになっている。尚、第２リレーＯＮ条件演
算回路１４は、スロットル開度センサ３１から出力され
る負荷信号Ａ０が予じめ設定した所定負荷（設定値：
Ａ）に対応する負荷信号よりも大きい場合にのみ第２リ
レー１２をＯＮ作動させる回路切換信号Ａ６を出力する
ように構成されている。

一方、第２リレー１２から第２リレー故障検出回路１３
には、常時該第２リレー１２を作動させない程度の微電
流が該第２リレー１２の故障検出信号Ａ４として流され
ており、該第２リレー１２が断線によって作動しなくな
り第２リレー故障検出回路１３への該故障検出信号Ａ４
の入力が停止された場合には、該第２リレー故障検出回
路１３がこれを第２リレー１２の故障として検出し、後
述するゲート回路１６に故障信号Ａ５を出力するように
なっている。尚、この実施例においては第２リレー故障
検出回路１３が実用新案登録請求の範囲中の故障検出手
段に該当する。

さらに、インジェクター４から噴射される燃料噴射量
は、吸入空気量信号Ａ１と回転数信号Ａ２を受けて作動
する燃料噴射量演算回路１５から出力される噴射パルス
幅信号Ａ３に基づいてインジェクター４の開弁時間を調
整することによって制御されているが、特にこの実施例
においては該燃料噴射量演算回路１５とインジェクター
４の間にゲート回路１６が介在せしめ、前記第２リレー
１２の故障時には該ゲート回路１６によって所定気筒へ
の燃料噴射を停止させるようにしている。即ち、前記第
２リレー故障検出回路１３から故障信号Ａ５が出力され
ていない場合には燃料噴射量演算回路１５からの噴射パ
ルス幅信号Ａ３をそのままインジェクター４に入力させ
てエンジンの運転状態に対応した通常の燃料噴射制御を
行なわしめる一方、第２リレー故障検出回路１３から故
障信号Ａ５が出力された場合には、該ゲート回路１６を
閉じてインジェクター４への噴射パルス幅信号Ａ３の入
力を阻止し、もって所定気筒への燃料噴射を停止させる
ようになっている。即ち、この実施例においてはゲート
回路１６が実用新案登録請求の範囲中の制御手段に該当
する。又、第２リレーＯＮ条件演算回路１４と第２リレ
ー故障検出回路１３とゲート回路１６と燃料噴射量演算
回路１５でコントロールユニット８が構成されている。

続いて、この制御装置の制御フローを第４図に示すフロ
ーチャートに基づいて簡単に説明すると、先ずエンジン
１が始動操作され、エアフロメータ５から吸入空気量信
号Ａ１が出力され、それを受けて低負荷用制御回路１８
が作動し、それに基づいて燃料ポンプ７の制御が開始さ
れる。そして、スロットル開度センサ３１の出力（負荷
信号Ａ０）を読み込み（ステップＳ１）、それに基づい
て現在の負荷Ｑ_aを算出する（ステップＳ２）。

次に、この現在の負荷Ｑ_aと予じめ設定した設定値Ａと
を比較し、現在のエンジン１の負荷状態は高負荷運転領
域であるのか低負荷運転領域であるのかを判定する（ス
テップＳ３）。エンジン始動時は低負荷運転領域であ
り、従ってＱ_a＜Ａであるため、この場合には、第２リ
レーＯＦＦ信号を出力して燃料ポンプ７を低負荷用制御
回路１８によって低流量運転してエンジンを始動させる
（ステップＳ８）。

これに対してＱ_a≧Ａである場合には、現在のエンジン
１は高負荷運転されているため、この場合には第２リレ
ーＯＮ信号（回路切換信号Ａ６）を出力して燃料ポンプ
７の運転形態を低流量運転から高流量運転に切換えると
ともに（ステップＳ４）、第２リレー１２が断線してい
るかどうかを故障信号Ａ５の出力の有無から判定する
（ステップＳ５、ステップＳ６）。

判定の結果、断線していない場合（即ち、故障信号Ａ５
が出力されていない場合）には、そのまま燃料ポンプ７
の高流量運転を持続させるが、断線している場合（即
ち、故障信号Ａ５が出力されている場合）には、所定の
気筒への燃料噴射を停止させる（ステップＳ７）。

従って、運転が停止される気筒に噴射される予定であっ
た燃料が、運転が続行される気筒に振り向けられるた
め、該運転気筒へ噴射される燃料量が燃料ポンプ７が低
流量運転されているにもかかわらず正常時における高負
荷時燃料量と同程度に維持され、該気筒の混合気濃度の
希薄化が可及的に抑制され、希薄混合気の燃焼によって
発生するノッキングあるいは触媒コンバータ温度の異常
上昇が未然に防止されることになる。

尚、この実施例においては、第２リレー１２の故障時に
一部気筒への燃料噴射を停止させる方法として、燃料噴
射量演算回路１５から出力される噴射パルス幅信号Ａ３
をゲート回路１６によって遮断するようにしたが、本考
案の他の実施例においては例えば、ゲート回路１６を設
けることなく例えば、ゲート回路１６を省略し、故障信
号Ａ５が出力された場合には直接燃料噴射量演算回路１
５を制御して一部気筒の燃料噴射パルス幅を零に設定す
ることもできる。この場合には、燃料噴射量演算回路１
５が実用新案登録請求の範囲中の制御手段に該当するこ
とになる。

尚、このように第２リレー１２が故障した時、一部気筒
への燃料噴射が停止されると、回転トルクのアンバラン
スによりエンジン１に異常振動が発生するため、運転者
はこの異常振動を体感することによってエンジン不調を
容易に検知しサービス工場への搬入等所定の措置を早急
に講ずることができる。

又、上記実施例においては、燃料ポンプ７の制御回路と
して低負荷用制御回路１８と高負荷用制御回路１９の２
つの制御回路を設けたが、本考案はこれに限定されるも
のでなく例えば制御特性の異なる制御回路を３個以上設
けることもできるものである。

又、上記実施例においては、高負荷用制御回路１９の切
換負荷信号としてスロットル開度センサ３１からとった
が、これにかえて、例えばスロットル開度によって変化
する吸入空気量を検出するエアフロメータ５からの信号
をとってもよい。この場合、吸入空気量の少ないときに
は軽負荷用制御回路で、また吸入空気量の多いときには
高負荷用制御回路で燃料ポンプを駆動する。

（考案の効果） 本考案のエンジンの燃料制御装置は上記の説明からも明
らかなように、電動式燃料ポンプを備え且つ該燃料ポン
プをエンジン負荷の高低に対応させて設定した複数の制
御回路によって選択的に制御するようにしたものにおい
て、高負荷用制御回路が故障し低負荷用制御回路によっ
て燃料ポンプを制御している状態においてエンジンが高
負荷運転された場合には、一部気筒への燃料供給を停止
させてその余剰燃料をそれ以外の運転が続行される気筒
へ振り向けることによって気筒へ供給される混合気の濃
度の希薄化を可及的に抑制するようにしているため、高
負荷用制御回路の故障時にもノッキングの発生あるいは
排気通路中の触媒コンバータの異常温度上昇を効果的に
防止することができることとなる。

また、一部気筒への燃料噴射が停止されると回転トルク
のアンバランスによりエンジンに異常振動が発生するた
め、運転者はこの異常振動を体感することによって高負
荷用制御回路の故障を容易に認知することができ、必要
な措置を早期に講ずることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る燃料制御装置の制御ブロ
ック図、第２図は第１図に示した燃料制御装置の機能ブ
ロック図、第３図は本考案の実施例に係る燃料制御装置
を備えたエンジンのシステム図、第４図は第１図に示し
た燃料制御装置のフローチャート図である。 １……エンジン ２……吸気通路 ４……燃料供給手段（インジェクター） ５……エアフロメータ ６……回転数センサ ７……燃料ポンプ ８……コントロールユニット １８……低負荷用制御回路 １９……高負荷用制御回路 ３１……スロットル開度センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒エンジンの各気筒に配設された燃料
   供給手段と、該各燃料供給手段に燃料を送給する電動式
   燃料ポンプと、該燃料ポンプからの燃料吐出流量をエン
   ジン負荷の高・低に応じた電流で制御する複数の制御回
   路とを備えたエンジンの燃料制御装置であって、高負荷
   用制御回路の故障を検出する故障検出手段と、上記故障
   検出手段により高負荷用制御回路の故障が検出された高
   負荷時に一部気筒への燃料供給を停止する制御手段を設
   けたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。