JPH0739821B2

JPH0739821B2 - 燃料噴射式エンジンの燃料供給装置

Info

Publication number: JPH0739821B2
Application number: JP61130611A
Authority: JP
Inventors: 匂坂　　康夫; 薫彦田島; 秀喜加賀
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPS62288359A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的［産業上の利用分野］本発明は燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃
料噴射式エンジンの燃料供給装置に関する。

［従来の技術］一般に、燃料噴射式エンジンにおいては、燃料タンクに
貯えられているガソリン等の燃料が、燃料ポンプにより
燃料噴射弁に圧送され、燃料噴射弁よりエンジン吸気系
へ噴射される。この種の燃料ポンプは、機関高負荷，高
回転域等でも十分な燃料圧送量が得られるよう常時高回
転で駆動されている。特に、過給機付エンジン等の高性
能エンジンでは吸入空気の充填効率が高いために、高負
荷、高回転域での燃料消費量が極めて多く、それに見合
った燃料を圧送するよう燃料ポンプをより高回転で駆動
する必要がある。

ところが、燃料ポンプが回転速度を上げると燃料ポンプ
が耐久性が悪化するという問題があり、この対策とし
て、例えば、特開昭58−48767号公報，もしくは特開昭6
0−147564号公報等のようにエンジン運転状態、燃料消
費量等に応じて燃料噴射ポンプの回転速度を切り換える
ことにより、燃料ポンプの回転速度を上げる時期を限定
し、燃料ポンプの耐久性を向上しようとするものが考え
られていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来例のように燃料ポンプの回転速度を
切換えたとしても、燃料ポンプを高回転に切換える必要
がなくなった訳ではないので、燃料ポンプの耐久性が悪
いという問題点が未だ解消するには至っていない。

また、上記問題点に伴って、燃料ポンプの燃料供給性能
が劣え、空燃比が悪化しドライバビリティが低下する問
題点もある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、燃料ポ
ンプの耐久性を向上すると共に燃料ポンプの劣化による
空燃比の悪化を防止することのできる燃料噴射式エンジ
ンの燃料供給装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった。即ち、第１図に例示
するように、本発明は、燃料タンクM1内の燃料の燃料噴射弁M2に圧送する、並列
に設けられた複数個の燃料ポンプM3と、燃料噴射式エンジンM4の単位時間当りの燃料消費速度に
応じて、上記燃料ポンプM3から駆動すべき燃料ポンプM3
を選択して駆動させる選択駆動手段M5と、上記選択駆動手段M5は、複数個の燃料ポンプM3の作動状
態から一の燃料ポンプM3の作動状態へ切換える毎に、又
は、上記燃料噴射式エンジンM4のスイッチをオフからオ
ンに切換える毎に、駆動すべき一の燃料ポンプM3を順次
交代させることを特徴とする燃料噴射式エンジンの燃料
供給装置を要旨としている。

ここで選択駆動手段M5とは、駆動すべき燃料ポンプM3を
選択して駆動させるもので、この選択は燃料噴射式エン
ジンM4の単位時間当りの燃料消費速度に応じて実行され
る。なお上記選択は、上記燃料消費速度に応じて実行さ
れるに限らず、例えば、燃料消費速度を変えうる運転状
態等に応じて実行されるようにしてもよい。また燃料ポ
ンプM3の選択の組合わせとして、複数個の燃料ポンプM3
を全部選択するもの、所定の燃料ポンプM3の複数個選択
するもの、あるいは所定の燃料ポンプM3を１個選択する
もの等、あらゆる場合がある。

なお選択駆動手段M5は、例えば各々独立したディスクリ
ートな論理回路として実現することができ、また、例え
ば周知のCPUを始めとしてROM,RAM,およびその他の周辺
回路素子と共に論理演算回路（マイクロコンピュータ）
として構成され、予め定められたプログラムに従って実
現することもできる。

［作用］選択駆動手段M5は、燃料噴射式エンジンM4の単位時間当
りの燃料消費速度に応じて駆動すべき燃料ポンプM3の選
択を行なうよう働く。従って、常時全ての燃料ポンプM3
が駆動している訳ではないので、各々の燃料ポンプM3の
駆動時間を大幅に減少することができる。

また、同時に複数個の燃料ポンプM3を駆動すれば、各々
が低回転であっても燃料噴射弁M2に多くの燃料を圧送す
ることができ、燃料ポンプM3をそれほど高回転で駆動し
なくてもよい。更に、単一で駆動する燃料ポンプM3を順
次交代させるよう構成されている為に、各々の燃料ポン
プM3を逐次休止させることができ、この結果、燃料ポン
プM3の耐久性を向上させることができる。

［実施例］以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図は本発明の第１実施例を採用した車両のエンジン
及びその周辺の概略構成図である。

同図において、エンジン１はシリンダ２、ピストン３、
シリンダブロック４、シリンダヘッド５により形成され
る燃焼室６を有する。上記燃焼室６には点火プラグ７が
配設されている。

エンジン１の吸気系統は、シリンダ２の吸気バルブ８を
介して、吸気ポート９が吸気管10に連通している。該吸
気管10の上流には吸入空気の脈動を吸収するサージタン
ク11が設けられており、該サージタンク11上流にはスロ
ットルバルブ12が配設されている。

一方、エンジン１の排気系統は、シリンダ２の排気バル
ブ13を介して、排気ポート14が排気管15に連通してい
る。

燃料系統は、本発明の要旨であり詳しく説明すると、燃
料タンク20に貯えられた燃料が、２個の燃料ポンプ21,2
2によって途中、燃料フィルタ23,24を介して吸い上げら
れ、逆流防止弁25,26を介してデリバリパイプ27に供給
される。デリバリパイプ27には燃料噴射をする燃料噴射
弁28が各気筒に対応する数だけ設けられており（図にお
いては１個だけ示している）、その圧力は、燃料噴射が
行なわれる雰囲気である吸気管10の吸気圧との差圧が常
に一定力となるように制御されている。この制御は、プ
レッシャレギュレータ29によって行われ、燃料圧力制御
の結果、余った燃料は、燃料タンク20に戻される。な
お、上記燃料ポンプ21,22は同一タイプのもので、燃料
供給性能の低い低流量タイプのものであり、リレー30を
介したバッテリ31からの印加電圧により駆動される。上
記リレー30は、図に示す如く、燃料ポンプ21だけの回路
をオンとする第１モードと、燃料ポンプ21及び燃料ポン
プ22への回路をオンとする第２モードと、燃料ポンプ22
だけの回路をオンとする第３モードとを有しており、外
部からの制御信号により逐次所望のモードが選択され
る。

また、点火系統は、点火に必要な高電圧を出力するイグ
ナイタ40、および、図示していないクランク軸に連動し
て上記イグナイタ40で発生した高電圧を上記点火プラグ
７に分配供給するディストリビュータ41より構成されて
いる。

そして、センサ系統は、上記吸気管10の上流に設けられ
て内部に備えたメジャリングプレート42の開度を検出す
ることにより吸入空気量を測定するエアフロメータ43、
該吸気管10内に設けられて吸入空気温度を測定する吸気
温センサ44、スロットルバルブ12に連動して該スロット
ルバルブ12の開度を検出するスロットルセンサ45、及び
シリンダブロック４の冷却系統に設けられて冷却水温度
を検出する水温センサ46が備えられている。

また、上記ディストリビュータ41内部には、該ディスト
リビュータ41のカムシャフトの1/24回転毎に、すなわち
クランク角０゜から30゜の整数倍毎に回転角信号を出力
する回転速度センサを兼ねた回転角センサ47と、上記デ
ィストリビュータ41のカムシャフトの１回転毎に、すな
わち図示しないクランク軸の２回転毎に基準信号を１回
出力する気筒判別センサ48が設けられている。

なお、上記各センサからの各信号は電子制御装置（以下
単にECUとよぶ）50に入力されるとともに該ECU50は上記
燃料噴射弁28,リレー30およびイグナイタ40に制御信号
を出力する。

次に上記ECU50の構成を第３図に基づいて説明する。

ECU50は、周知のCPU50a,ROM50b,RAM50c,バックアップRA
M50d等を中心に論理演算回路として構成され、コモンバ
ス50eを介して入出力ポート50f,入力ポート50gおよび出
力ポート50hに接続されて外部との入出力を行なう。

また、ECU50には、上述した各センサからの検出信号の
バッファ50i,50j,50k,50mが設けられており、各検出信
号をCPU50aに選択的に出力するマルチプレクサ50n、お
よびアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器50pも配設されている。上記各検出信号は入出力ポー
ト50fを介してCPU50aに入力される。

さらにECU50には、上述した回転角センサ47、気筒判別
センサ48からの検出信号の波形を整形する波形整形回路
50qが配設されており、上記各検出信号は入力ポート50g
を介してCPU50aに入力される。

また、ECU50は、上述した燃料噴射弁28,リレー30,イグ
ナイタ40に駆動電流を通電する駆動回路50r,50s,50tを
有する。CPU50aは、出力ポート50hを介して上記駆動回
路50r,50s,50tに制御信号を出力する。

さらに、ECU50はCPU50aを始めROM50b,RAM50c等へ所定の
間隔で制御タイミングとなるクロック信号を送るクロッ
ク回路50uおよび予め設定された時間毎にCPU50aに割込
信号を発生するハードタイマであるタイマ回路50vも有
する。

次に、上記ECU50により実行される燃料ポンプの選択処
理を第４図のフローチャートに基づいて説明する。

この燃料ポンプの選択ルーチンは、4m秒毎に割り込みに
て実行されるもので、処理が開始されると、まずステッ
プ110より実行される。ステップ110では、エアフロメー
タ43により検出される吸入空気量Q,回転角センサ47によ
り検出されるエンジン回転速度N,及び周知の別ルーチン
により求められる燃料噴射時間τが、それぞれ取り込ま
れる。続くステップ120では、上記取り込まれたエンジ
ン回転速度Ｎ及び燃料噴射時間τから、 Qf＝Ｎ・τ・α の演算式によって時間当りの燃料消費速度Qfが求められ
る。ここで、αは、燃料噴射弁28の特性およびエンジン
の気筒数によって定まる定数である。

続くステップ130では、現在の燃料消費速度Qfに基づい
て燃料ポンプ21,22を選択する処理を行なう。即ち、ス
テップ110で取り込んだ吸入空気量Ｑ及びエンジン回転
速度Ｎに基づいてエンジン負荷Q/Nを算出し、ステップ1
20で算出した燃料消費速度Qfが上記エンジン負荷Q/Nで
定まる燃料ポンプ21,22の切換値Ａより大きいか否か
を、予め設けられた第５図に示すマップから判断する。
ステップ130で「YES」、即ち切換値Ａより大きいと判断
された場合、続くステップ140に処理が移る。

ステップ140では、タイマ時間t1をインクリメントし、
続くステップ150でタイマ時間t1が所定値に５に達した
か否かを判断する。ステップ150で「YES」、即ちタイマ
時間t1が所定値５に達した場合、続くステップ160でタ
イマ時間t1を所定値５にセットし、続くステップ170で
後述するタイマ時間t2をゼロクリアする。続くステップ
310では、燃料ポンプ21,22の両方を駆動すべく上記リレ
ー30を第２モードに切換える。ステップ310の処理後、
処理は「RETURN」へ抜けて、本ルーチンは一旦終了す
る。

一方、ステップ130で「NO」，即ち燃料消費速度Qfが切
換値Ａより小さいと判断された場合には、ステップ190
に処理が移る。ステップ190では、タイマ時間t2をイン
クリメントし、続くステップ200でタイマ時間t2が所定
値200に達したか否かを判断する。

ステップ200で「YES」，即ちタイマ時間t2が所定値200
に達した場合、続くステップ210でタイマ時間t2を所定
値200にセットし、続くステップ220でタイマ時間t1をゼ
ロクリアする。続くステップ420に処理は移り、フラグF
1が値１であるか否かを判断する。ここでフラグF1が値
１とは、燃料ポンプ21,22の両方が駆動していることを
示す。ステップ420で「YES」と判断された場合に、続く
ステップ430で後述するフラグF2が値０であるか否かを
判断する。なおフラグF2は初期値として値０がセットさ
れている。ステップ430で「YES」と判断されると、ステ
ップ440に処理が移り、燃料ポンプ21を駆動すべく上記
リレー30を第１モードに切換え、続くステップ450で燃
料ポンプ21が駆動していることを示すフラグF2に値１を
セットする。一方、ステップ430で「NO」と判断された
場合には、ステップ460に処理が移り、燃料ポンプ22を
駆動すべく上記リレー30を第３モードに切換え、続くス
テップ470でフラグF2を値０にリセットする。一方、ス
テップ420で「NO」と判断された場合もしくはステップ4
50,470の処理後、処理はステップ480に移り、フラグF1
を値０にリセットする。ステップ480処理後、処理は「R
ETURN」へ抜けて、本ルーチンを一旦終了する。

またステップ150で「NO」，即ちt1＜５と判断された場
合もしくはステップ200で「NO」，即ちt2＞200と判断さ
れた場合には処理はステップ330に移る。ステップ330で
は、燃料ポンプ21,22の両方を駆動すべく上記リレー30
を第２モードに切換える。続くステップ410で燃料ポン
プ21,22の両方が駆動していることを示すフラグF1に値
１をセットする。その後、処理は「RETURN」へ抜けて、
本ルーチンは終了する。

即ち、本ルーチンは、燃料消費速度Qfが大きい運転域で
は燃料ポンプ21,22の両方を駆動させ、その後、燃料消
費速度Qfが小さく切換わった場合に最初燃料ポンプ21を
駆動させ、次の切替え時には燃料ポンプ22を駆動させる
ようにし、単一で駆動する燃料ポンプ21,22を順次交代
させるよう構成されている。

上記の如く構成された本実施例は、単一で駆動する燃料
ポンプ21,22を順次交代させるよう構成されている為
に、各々の燃料ポンプ21,22を逐次休止させることがで
き、この結果、燃料ポンプ21,22の耐久性を向上させる
ことができる。

また、上記燃料ポンプの選択ルーチンにあっては、燃料
消費速度Qfが大きい場合にも各々の燃料ポンプ21,22を
高回転に駆動する必要がない。この為に燃料ポンプ21,2
2の耐久性をより向上することができる。

更に、燃料ポンプ21,22の両方を駆動している状態から
燃料ポンプ21のみを駆動している状態に切換える際、大
きな所定時間（所定値200）だけ遅延して切換えるよう
なされている。この為、エンジン負荷Q/Nが短時間のう
ちに大きく変動する場合とか切換ライン近傍の運転域で
運転された場合等に、燃料ポンプ21,22の過剰な切換え
が行なわれることがなく、より燃料ポンプ21,22の耐久
性をより一層向上している。

更にまた、切換時に燃料ポンプ21,22の両方を駆動して
いる為に切換時の燃料不足を防止することができる。

なお、上記実施例に代わり、例えば、車両のキースイッ
チのオン時に駆動すべき片側の燃料ポンプを指定し順に
交代させるよう構成してもよく、上記実施例と同様の効
果を得ることができる。

また、燃料消費速度Qfが少ない運転域では低流量タイプ
の燃料ポンプを駆動し、燃料消費速度Qfが多い運転域で
は高流量タイプの燃料ポンプを駆動するよう構成してい
たが、燃料消費速度Qfの切換ラインを第６図に示すよう
に２ラインとし、更に燃料消費速度Qfが多い場合に、上
記高流量タイプの燃料ポンプと低流量タイプの燃料ポン
プとを同時に駆動するようにしてもよく、より燃料消費
速度Qfにみ合った精度の高い制御が可能となる。

発明の効果以上詳述したように、本発明の燃料噴射式エンジンの燃
料供給装置によれば、単一で駆動する燃料ポンプを順次
交代させるよう構成されている為に、各々の燃料ポンプ
を逐次休止させることができ、この結果、燃料ポンプの
耐久性を向上させることができる。また、燃料消費速度
が大きい場合にも各々の燃料ポンプを高回転に駆動する
必要がない為、燃料ポンプの耐久性をより向上すること
ができる。従って、燃料ポンプの劣化による空燃比の悪
化を防止することができ、ドライバビリティを向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図ないし第５図は本発明の実施例を表わし、第２図
は該実施例を採用した車両のエンジン及びその周辺の概
略構成図、第３図は該実施例に用いるECUのブロック
図、第４図は上記ECUにて実行される処理を示すフロー
チャート、第５図は燃料ポンプの切換値を示すマップ
図、第６図は本発明の他の実施態様を説明する為の燃料ポン
プの切換値を示すマップ図、である。１……エンジン 20……燃料タンク 21,22……燃料ポンプ 25,26……逆止弁 30……リレー 50……電子制御装置（ECU）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に圧送す
る、並列に設けられた複数個の燃料ポンプと、燃料噴射式エンジンの単位時間当りの燃料消費速度に応
じて、上記燃料ポンプから駆動すべき燃料ポンプを選択
して駆動させる選択駆動手段と、を備え、上記選択駆動手段は、二以上の燃料ポンプの駆動状態か
ら一つのみの燃料ポンプの駆動状態へ切換える毎に、又
は、上記燃料噴射式エンジンのスイッチをオフからオン
へ切換える毎に、駆動すべき一の燃料ポンプを順次交代
させることを特徴とする燃料噴射式エンジンの燃料供給
装置。