JPH08232791A - エンジンのデマンド燃料供給装置 - Google Patents
エンジンのデマンド燃料供給装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料ポンプの運転をエンジンで消費されると
予想される燃料量を供給するように制御し、しかもその
燃料ポンプの消費電力を減少させる。 【解決手段】 エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）は各イ
ンジェクタが開いている持続時間とエンジン速度を乗じ
た値に基いて、燃料ポンプ制御信号を決め、その信号を
燃料ポンプドライバーに送り、燃料ポンプを制御駆動し
て、エンジンにより要求される燃料を各燃料インジェク
タに供給し、各インジェクタでの適切な燃料圧を維持
し、更に燃料デマンドの突然の増加に対応できる適切な
超過燃料量を供給する。また、その燃料ポンプ制御信号
により燃料ポンプドライバーは燃料ポンプに供給される
電力のデューティサイクルを変化させと共にその電力が
予め定めた最小、最大デューティサイクル以内になるよ
うに調整される。
予想される燃料量を供給するように制御し、しかもその
燃料ポンプの消費電力を減少させる。 【解決手段】 エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）は各イ
ンジェクタが開いている持続時間とエンジン速度を乗じ
た値に基いて、燃料ポンプ制御信号を決め、その信号を
燃料ポンプドライバーに送り、燃料ポンプを制御駆動し
て、エンジンにより要求される燃料を各燃料インジェク
タに供給し、各インジェクタでの適切な燃料圧を維持
し、更に燃料デマンドの突然の増加に対応できる適切な
超過燃料量を供給する。また、その燃料ポンプ制御信号
により燃料ポンプドライバーは燃料ポンプに供給される
電力のデューティサイクルを変化させと共にその電力が
予め定めた最小、最大デューティサイクル以内になるよ
うに調整される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃エンジンへの燃料
供給を制御するための方法と装置に関し、より特定する
とエンジンの燃料デマンドの関数として燃料を供給する
方法と装置に関する。
供給を制御するための方法と装置に関し、より特定する
とエンジンの燃料デマンドの関数として燃料を供給する
方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在使われている多くの小型燃料供給装
置では、燃料は供給量一定のポンプを使用して燃料タン
クからエンジンに供給されていて、過剰な燃料はエンジ
ンからそのタンクに戻る。戻りの燃料はエンジンの熱を
燃料供給系に運び、タンク内の燃料温度と蒸気圧をかな
り上昇させる。加熱された戻り燃料により生じる圧力を
解放するために、その蒸気を大気中に逃がすのは好まし
くない。それは発癌性の炭化水素を逃がしたり、または
オゾンのような有害なオキシダントを形成することがあ
るからである。また、その大気への解放は燃料消費効率
をかなり減少させるので好ましくない。また、燃料タン
ク内の液体燃料が熱せられると、燃料ポンプをベイパー
ロックさせ、エンジンを停止させたり、タンクの燃料が
冷却されるまでエンジンが起動しないことがある。燃料
ポンプの運転を一定にすることが更に好ましくないの
は、電力消費を増加させしかもポンプと燃料フィルター
の寿命を短くするからである。
置では、燃料は供給量一定のポンプを使用して燃料タン
クからエンジンに供給されていて、過剰な燃料はエンジ
ンからそのタンクに戻る。戻りの燃料はエンジンの熱を
燃料供給系に運び、タンク内の燃料温度と蒸気圧をかな
り上昇させる。加熱された戻り燃料により生じる圧力を
解放するために、その蒸気を大気中に逃がすのは好まし
くない。それは発癌性の炭化水素を逃がしたり、または
オゾンのような有害なオキシダントを形成することがあ
るからである。また、その大気への解放は燃料消費効率
をかなり減少させるので好ましくない。また、燃料タン
ク内の液体燃料が熱せられると、燃料ポンプをベイパー
ロックさせ、エンジンを停止させたり、タンクの燃料が
冷却されるまでエンジンが起動しないことがある。燃料
ポンプの運転を一定にすることが更に好ましくないの
は、電力消費を増加させしかもポンプと燃料フィルター
の寿命を短くするからである。
【０００３】最近では、電気的に燃料を噴射する小型内
燃エンジンに燃料を送る燃料ポンプは過大な容量を有
し、最悪な状態またはエンジンの最大負荷運転状態で
も、エンジンに十分な燃料を何時も供給する。その最悪
の状態は、急激な加速、牽引運転、重積載、急勾配の坂
を登る時のようにスロットル広く開きエンジンが運転し
ている時に生じる。最悪そして最大負荷状態の間、エン
ジンはアイドリンング時そして通常の負荷運転の時より
も、かなり余計に燃料を必要とする。
燃エンジンに燃料を送る燃料ポンプは過大な容量を有
し、最悪な状態またはエンジンの最大負荷運転状態で
も、エンジンに十分な燃料を何時も供給する。その最悪
の状態は、急激な加速、牽引運転、重積載、急勾配の坂
を登る時のようにスロットル広く開きエンジンが運転し
ている時に生じる。最悪そして最大負荷状態の間、エン
ジンはアイドリンング時そして通常の負荷運転の時より
も、かなり余計に燃料を必要とする。
【０００４】各インジェクタで適切な圧力を保持するた
めに、運転に必要な量よりも多い燃料をエンジンに供給
するのは望ましいが、燃料ポンプの容量を大きくする
と、アイドリングそして通常運転時に、要求されるより
かなり多い燃料を各インジェクタに送ることになる。そ
の結果、またフィルタの寿命低下と、電力消費の増加を
もたらす。
めに、運転に必要な量よりも多い燃料をエンジンに供給
するのは望ましいが、燃料ポンプの容量を大きくする
と、アイドリングそして通常運転時に、要求されるより
かなり多い燃料を各インジェクタに送ることになる。そ
の結果、またフィルタの寿命低下と、電力消費の増加を
もたらす。
【０００５】不都合には、小型のエンジンに適用される
時、比較的小容量の交流発電機と発電装置が使われるの
で、低速でしばしば出力が不足し、電力消費の増加はそ
の発電機に過度の電力負荷をかけてその運転に悪影響を
与え、発電機の寿命を短くする。もし電力デマンドがそ
の交流発電機と発電装置の出力容量を越えると、電力不
足を補うために電力は蓄電池から引き出され、蓄電池の
寿命を短くする。現代では、エンジンから電力を供給す
る搭載機器の数は増え続けており、それらは、自動車で
は一般ライト、ヘッドライト、ブレーキ、ステレオ、コ
ンパクトディスクプレアーそして携帯電話等であり、船
では魚群探知機であり、スノーモービル用ではライト、
ハンドル用ヒータ、エンジン運転モニタ計器であり、他
の電力消費機器および計器と同様に、設計技術者は電力
を消費する総てのエンジンの構成品に電力消費を最小に
するように全力を傾けている。
時、比較的小容量の交流発電機と発電装置が使われるの
で、低速でしばしば出力が不足し、電力消費の増加はそ
の発電機に過度の電力負荷をかけてその運転に悪影響を
与え、発電機の寿命を短くする。もし電力デマンドがそ
の交流発電機と発電装置の出力容量を越えると、電力不
足を補うために電力は蓄電池から引き出され、蓄電池の
寿命を短くする。現代では、エンジンから電力を供給す
る搭載機器の数は増え続けており、それらは、自動車で
は一般ライト、ヘッドライト、ブレーキ、ステレオ、コ
ンパクトディスクプレアーそして携帯電話等であり、船
では魚群探知機であり、スノーモービル用ではライト、
ハンドル用ヒータ、エンジン運転モニタ計器であり、他
の電力消費機器および計器と同様に、設計技術者は電力
を消費する総てのエンジンの構成品に電力消費を最小に
するように全力を傾けている。
【０００６】燃料ラインの圧力を検知して、エンジンの
要求に応じて燃料ポンプの出力を変えて、電力消費を減
じる試みがなされてきた。この種の燃料供給装置はエン
ジンの燃料要求に応じて燃料ポンプの運転速度を変えて
いて、それにより、ポンプの下流側の燃料圧を変え電力
消費を減じている。この燃料供給装置の代表例は、米国
特許のタッキイによる４，７２８、２６４号、４，７８
９，３０８号、４，９２６，８２９号、タッキイ等によ
る５，０４４，３４４号、５，１２０，２０１号、タッ
キイによる５，１４８，７９２号、５，２６５，６４４
号がある。
要求に応じて燃料ポンプの出力を変えて、電力消費を減
じる試みがなされてきた。この種の燃料供給装置はエン
ジンの燃料要求に応じて燃料ポンプの運転速度を変えて
いて、それにより、ポンプの下流側の燃料圧を変え電力
消費を減じている。この燃料供給装置の代表例は、米国
特許のタッキイによる４，７２８、２６４号、４，７８
９，３０８号、４，９２６，８２９号、タッキイ等によ
る５，０４４，３４４号、５，１２０，２０１号、タッ
キイによる５，１４８，７９２号、５，２６５，６４４
号がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の装置は燃料ポンプの下流側で、燃料ポンプの運転を変
えるために燃料ポンプの下流側での燃料圧を表示する圧
力センサまたは調整器のような少なくとも一つの構成品
が必要となる。加えて、これらの装置は、燃料圧の検知
がその時のエンジの要求値を示し、次のエンジンの要求
を予測していないので、反応が遅いという問題が生じ
る。そのように燃料の適正量の供給に時間遅れがありる
得るので、燃料デマンドの急激な増加は一時的にエンジ
ン出力の急な低下を引き起こすことがあり、これは適切
な燃料量が燃料ポンプにより送られ要求値に合うまで続
く。
の装置は燃料ポンプの下流側で、燃料ポンプの運転を変
えるために燃料ポンプの下流側での燃料圧を表示する圧
力センサまたは調整器のような少なくとも一つの構成品
が必要となる。加えて、これらの装置は、燃料圧の検知
がその時のエンジの要求値を示し、次のエンジンの要求
を予測していないので、反応が遅いという問題が生じ
る。そのように燃料の適正量の供給に時間遅れがありる
得るので、燃料デマンドの急激な増加は一時的にエンジ
ン出力の急な低下を引き起こすことがあり、これは適切
な燃料量が燃料ポンプにより送られ要求値に合うまで続
く。
【０００８】ミシガン州のグランド・ブランによるファ
ーストイナーシャスイッチは、燃料ポンプの運転を可変
制御する燃料ポンプのアッドオン式ドライバーを構成
し、内燃エンジンのエンジン制御ユニットからの燃料噴
射運転信号だけを使用している。この燃料ポンプのドラ
イバーは、大型エンジンである自動車の用途に適用され
ていて、その燃料ポンプドライバーを格納するモジュー
ルボックスが設けられ、そのドライバーは外部電線で、
燃料噴射制御信号の入力のために燃料インジェクタと通
じていて、また、外部電線で燃料ポンプのドライバーに
通じている。その両方の外部電線は誘導放射電磁気の干
渉（ＥＭＩ）と無線周波の干渉（ＲＦＩ）を起こし易
く、電線にノイズをひき起こし、燃料ポンプの運転に悪
影響を与える。更に、燃料噴射信号を分岐することは信
号のレベルを減少し、燃料噴射に悪影響を与えることが
ある。加えて、エンジン区画は混雑しており、整頓上、
燃料ポンプドライバーをエンジンの近くに、燃料インジ
ェクタの比較的近傍に搭載するのは望ましくない。
ーストイナーシャスイッチは、燃料ポンプの運転を可変
制御する燃料ポンプのアッドオン式ドライバーを構成
し、内燃エンジンのエンジン制御ユニットからの燃料噴
射運転信号だけを使用している。この燃料ポンプのドラ
イバーは、大型エンジンである自動車の用途に適用され
ていて、その燃料ポンプドライバーを格納するモジュー
ルボックスが設けられ、そのドライバーは外部電線で、
燃料噴射制御信号の入力のために燃料インジェクタと通
じていて、また、外部電線で燃料ポンプのドライバーに
通じている。その両方の外部電線は誘導放射電磁気の干
渉（ＥＭＩ）と無線周波の干渉（ＲＦＩ）を起こし易
く、電線にノイズをひき起こし、燃料ポンプの運転に悪
影響を与える。更に、燃料噴射信号を分岐することは信
号のレベルを減少し、燃料噴射に悪影響を与えることが
ある。加えて、エンジン区画は混雑しており、整頓上、
燃料ポンプドライバーをエンジンの近くに、燃料インジ
ェクタの比較的近傍に搭載するのは望ましくない。
【０００９】そのファーストイナーシャ式燃料ポンプド
ライバーは前述の圧力を検知する燃料供給装置よりも反
応は速いけれども、それもまたその時点のデマンドに対
応して燃料ポンプの圧力を調整している。従って、燃料
デマンドの急激な増加により燃料の供給の遅れが起こり
得る。それは、ファーストイナーシャ式ドライバーはエ
ンジン制御ユニットが各燃料インジェクタに燃料噴射制
御信号を計算して送り、その後、燃料ポンプが供給すべ
き量を決定してその信号を送るからである。ある場合に
はこの遅れは重大である。特に、全負荷またはスロット
ルが広く開いた状態の間、燃料デマンドが急激に増加す
る場合である。それは、そのファーストイナーシャ式燃
料ポンプドライバーモジュールは、デマンドの増加に同
調して燃料供給を増加するために、スロットルの位置を
検知するような前もってエンジンの燃料デマンドを検知
する手段を持たないからである。燃料供給増加における
そのような時間遅れを補償するために、その燃料ポンプ
ドライバーは運転中ほぼ常時、過剰な燃料を送るように
燃料ポンプに指示しなければならない。もし、急激なデ
マンドの増加に対してもエンジンに適切な燃料量を送る
ように前もってエンジンの燃料デマンドを判定すれば、
その過剰な燃料は少なくて済む。
ライバーは前述の圧力を検知する燃料供給装置よりも反
応は速いけれども、それもまたその時点のデマンドに対
応して燃料ポンプの圧力を調整している。従って、燃料
デマンドの急激な増加により燃料の供給の遅れが起こり
得る。それは、ファーストイナーシャ式ドライバーはエ
ンジン制御ユニットが各燃料インジェクタに燃料噴射制
御信号を計算して送り、その後、燃料ポンプが供給すべ
き量を決定してその信号を送るからである。ある場合に
はこの遅れは重大である。特に、全負荷またはスロット
ルが広く開いた状態の間、燃料デマンドが急激に増加す
る場合である。それは、そのファーストイナーシャ式燃
料ポンプドライバーモジュールは、デマンドの増加に同
調して燃料供給を増加するために、スロットルの位置を
検知するような前もってエンジンの燃料デマンドを検知
する手段を持たないからである。燃料供給増加における
そのような時間遅れを補償するために、その燃料ポンプ
ドライバーは運転中ほぼ常時、過剰な燃料を送るように
燃料ポンプに指示しなければならない。もし、急激なデ
マンドの増加に対してもエンジンに適切な燃料量を送る
ように前もってエンジンの燃料デマンドを判定すれば、
その過剰な燃料は少なくて済む。
【００１０】
【課題を解決するための手段】燃料が噴射される内燃エ
ンジンへの燃料供給装置であり、燃料ポンプの運転は少
なくともエンジンで消費されると予想される燃料量を供
給するように制御され、しかもその燃料ポンプが消費す
る電力は減少される。その燃料供給装置はエンジンと連
通し、エンジン速度、スロットルの位置、エンジンに入
る空気流量、またはエンジンの点火のようなエンジンの
運転パラメータに基いて、エンジンの燃料デマンドを決
定するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）を有している。
このエンジンの燃料デマンド情報は、ＥＣＵにより燃料
ポンプドライバーに送信される燃料ポンプ制御信号を決
めるために使われる。その燃料ポンプドライバーはその
ポンプを制御駆動し、ＥＣＵにより発生したその制御信
号に応じて燃料の送出量を変える。好ましくは、ＥＣＵ
により基準式で算出された燃料ポンプ制御信号は、ポン
プのデューティサイクルを燃料ポンプドライバーにより
変化させ、エンジンにより要求されるだけの燃料を各燃
料インジェクタに供給し、各インジェクタでの適切な燃
料圧を維持し、更に燃料デマンドの突然の増加に対応で
きる適切な超過燃料を供給する。好ましくは、燃料ポン
プの下流側に、燃料圧力調整器を設け、各インジェクタ
に供給される燃料圧を調整し、該インジェクタがエンジ
ン運転中のインテーク行程の間の望ましい燃料量を確実
に調量する。
ンジンへの燃料供給装置であり、燃料ポンプの運転は少
なくともエンジンで消費されると予想される燃料量を供
給するように制御され、しかもその燃料ポンプが消費す
る電力は減少される。その燃料供給装置はエンジンと連
通し、エンジン速度、スロットルの位置、エンジンに入
る空気流量、またはエンジンの点火のようなエンジンの
運転パラメータに基いて、エンジンの燃料デマンドを決
定するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）を有している。
このエンジンの燃料デマンド情報は、ＥＣＵにより燃料
ポンプドライバーに送信される燃料ポンプ制御信号を決
めるために使われる。その燃料ポンプドライバーはその
ポンプを制御駆動し、ＥＣＵにより発生したその制御信
号に応じて燃料の送出量を変える。好ましくは、ＥＣＵ
により基準式で算出された燃料ポンプ制御信号は、ポン
プのデューティサイクルを燃料ポンプドライバーにより
変化させ、エンジンにより要求されるだけの燃料を各燃
料インジェクタに供給し、各インジェクタでの適切な燃
料圧を維持し、更に燃料デマンドの突然の増加に対応で
きる適切な超過燃料を供給する。好ましくは、燃料ポン
プの下流側に、燃料圧力調整器を設け、各インジェクタ
に供給される燃料圧を調整し、該インジェクタがエンジ
ン運転中のインテーク行程の間の望ましい燃料量を確実
に調量する。
【００１１】好ましくは、ＥＣＵはエンジン運転を監視
し、エンジンに入る空気に各燃料インジェクタが混ぜる
べき燃料量を決めて、効率的なエンジン運転を確実にす
る。そのために、ＥＣＵはエンジンの燃料デマンド情報
を使用し、燃料インジェクタドライバー信号を作り、そ
の信号は各燃料インジェクタに送られ、各インジェクタ
が次のインテーク行程の間に開いて燃料を噴射する持続
時間を制御する。
し、エンジンに入る空気に各燃料インジェクタが混ぜる
べき燃料量を決めて、効率的なエンジン運転を確実にす
る。そのために、ＥＣＵはエンジンの燃料デマンド情報
を使用し、燃料インジェクタドライバー信号を作り、そ
の信号は各燃料インジェクタに送られ、各インジェクタ
が次のインテーク行程の間に開いて燃料を噴射する持続
時間を制御する。
【００１２】好ましくは、燃料ポンプの制御信号を決め
る際に、ＥＣＵは各インジェクタが開いている持続時間
とエンジン速度を乗じ、エンジンのデマンドを満たすた
めにエンジンに供給されるべき燃料を決める。好ましく
は、供給すべき燃料量を決めるために、燃料ポンプ制御
信号を基準式で算出する時に、算出された燃料デマンド
の結果は、更に選択された定数と乗じられ、エンジンに
より要求されるよりも多い燃料をエンジンに供給し、各
インジェクタでの適切な燃料圧を維持し、更に燃料デマ
ンドの突然の増加に対応できる超過燃料量が確保される
ようにする。好ましくはその定数は１より大きく、エン
ジンにより要求されるよりも多い燃料をエンジンに供給
する。例えば、燃料ポンプがエンジンにより要求される
よりも常に少なくとも５から１０％以上多い燃料を供給
するように、その定数は選択されても良い。もし、エン
ジンにより多いまたはより少ない余剰燃料を供給するの
が望ましければ、より大きいまたはより小さい定数が選
択されても良い。
る際に、ＥＣＵは各インジェクタが開いている持続時間
とエンジン速度を乗じ、エンジンのデマンドを満たすた
めにエンジンに供給されるべき燃料を決める。好ましく
は、供給すべき燃料量を決めるために、燃料ポンプ制御
信号を基準式で算出する時に、算出された燃料デマンド
の結果は、更に選択された定数と乗じられ、エンジンに
より要求されるよりも多い燃料をエンジンに供給し、各
インジェクタでの適切な燃料圧を維持し、更に燃料デマ
ンドの突然の増加に対応できる超過燃料量が確保される
ようにする。好ましくはその定数は１より大きく、エン
ジンにより要求されるよりも多い燃料をエンジンに供給
する。例えば、燃料ポンプがエンジンにより要求される
よりも常に少なくとも５から１０％以上多い燃料を供給
するように、その定数は選択されても良い。もし、エン
ジンにより多いまたはより少ない余剰燃料を供給するの
が望ましければ、より大きいまたはより小さい定数が選
択されても良い。
【００１３】ＥＣＵで作られた燃料ポンプ制御信号は燃
料ポンプドライバーにより燃料ポンプに供給される電力
のデューティサイクルを制御し、燃料ポンプ運転のデュ
ーティサイクルを制御する。好ましくは、もしその算出
された制御信号が望ましい最小デューティサイクルより
小さい値で燃料ポンプを運転させる値でれば、その制御
信号は自動的にセットされてその望ましい最小デューテ
ィサイクルで燃料ポンプは運転され、各インジェクタで
の燃料圧を維持し、更に燃料デマンドの突然の増加に対
応できる超過したある燃料を供給する。好ましくは、も
しその算出された制御信号が最大デューティサイクルよ
り大きい値で燃料ポンプを運転させる値であれば、その
燃料ポンプ制御信号は自動的にセットされてその最大デ
ューティサイクルで燃料ポンプは運転され、ポンプの損
傷を防ぐ。デューティサイクルの最大そして最小限界値
は経験的に決められ、燃料ポンプの形式、容量、用途、
特別な使用により変わり得る。
料ポンプドライバーにより燃料ポンプに供給される電力
のデューティサイクルを制御し、燃料ポンプ運転のデュ
ーティサイクルを制御する。好ましくは、もしその算出
された制御信号が望ましい最小デューティサイクルより
小さい値で燃料ポンプを運転させる値でれば、その制御
信号は自動的にセットされてその望ましい最小デューテ
ィサイクルで燃料ポンプは運転され、各インジェクタで
の燃料圧を維持し、更に燃料デマンドの突然の増加に対
応できる超過したある燃料を供給する。好ましくは、も
しその算出された制御信号が最大デューティサイクルよ
り大きい値で燃料ポンプを運転させる値であれば、その
燃料ポンプ制御信号は自動的にセットされてその最大デ
ューティサイクルで燃料ポンプは運転され、ポンプの損
傷を防ぐ。デューティサイクルの最大そして最小限界値
は経験的に決められ、燃料ポンプの形式、容量、用途、
特別な使用により変わり得る。
【００１４】一方、算出された燃料ポンプ制御信号が最
小デューティサイクルと最大デューティサイクルの間で
燃料ポンプを運転させる値あれば、燃料ポンプ制御信号
はその算出された値に等しくセットされる。燃料ポンプ
制御信号が決められると、この制御信号は燃料ポンプド
ライバーに入力され、燃料ポンプのモータに送られる電
力量を調整し、燃料ポンプ運転のデューティサイクルを
変化させ、少なくともエンジンにより要求されるだけの
燃料を供給する。
小デューティサイクルと最大デューティサイクルの間で
燃料ポンプを運転させる値あれば、燃料ポンプ制御信号
はその算出された値に等しくセットされる。燃料ポンプ
制御信号が決められると、この制御信号は燃料ポンプド
ライバーに入力され、燃料ポンプのモータに送られる電
力量を調整し、燃料ポンプ運転のデューティサイクルを
変化させ、少なくともエンジンにより要求されるだけの
燃料を供給する。
【００１５】この発明の目的、特徴、優位性は、燃料が
噴射される内燃エンジンに燃料を供給する装置と方法を
提供するものであり、少なくともエンジンにより要求さ
れる燃料量を各インジェクタに供給し、エンジン運転中
の燃料の適切な量を確保し、更に燃料デマンドの突然の
増加に対応できる超過した適切な燃料を各インジェクタ
に供給する。更に、燃料ポンプの出力をエンジンの燃料
デマンドにより近接するようにし、エンジンの燃料デマ
ンドに直接応じて、燃料ポンプの燃料供給をより迅速に
変え、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料ポンプのデ
ューティサイクルを変えて燃料ポンプで消費される電力
量を減少させ、また要求される燃料がエンジンで消費さ
れる前に、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料ポンプ
で供給される燃料量を調整出来る。また、迅速にエンジ
ンにより使用される燃料を変える。また、燃料デマンド
の突然の増加に迅速に応じるように、電気制御ユニット
は燃料インジェクタ制御信号と燃料ポンプ制御信号とを
エンジンの燃料デマンド情報に基いて決める。その結
果、電力を供給する磁石発電機または他の発電機だけを
有するエンジンに使われる燃料噴射用高圧燃料ポンプを
可能にする。また、燃料ポンプが常時最小デューティサ
イクルで運転され、エンジンの燃料デマンドの突然の増
加に対応できるだけの超過燃料を各燃料インジェクタに
確実に供給する。また、燃料ポンプはその最大デューテ
ィサイクルより大きいデューティサイクルで運転されな
いようにし、ポンプの損傷を防ぐようになっている。ま
た、蓄電池のない設計の装置にも使用できる。燃料イン
ジェクタドライバー信号から独立してＥＣＵが燃料ポン
プ運転を制御するのを可能にする。また、ＥＣＵが、エ
ンジンスタート、アイドリング、全負荷運転状態を含む
エンジン運転の各段階の間、燃料ポンプの運転を柔軟に
制御できるようになる。また、ＥＣＵが、実際のエンジ
ンの運転に基いて燃料ポンプの運転を制御し、燃料ポン
プの出力をより正確に制御する。またこの装置は、小型
エンジンへの使用で要求される簡素な経済的な構造であ
り、用途が多く、二行程、四行程のエンジンへの使用に
も適しており、信頼できる、柔軟性のある、耐久性があ
り、簡便で、コンパクトな形の、丈夫な構造であり、経
済的に製作できものである。
噴射される内燃エンジンに燃料を供給する装置と方法を
提供するものであり、少なくともエンジンにより要求さ
れる燃料量を各インジェクタに供給し、エンジン運転中
の燃料の適切な量を確保し、更に燃料デマンドの突然の
増加に対応できる超過した適切な燃料を各インジェクタ
に供給する。更に、燃料ポンプの出力をエンジンの燃料
デマンドにより近接するようにし、エンジンの燃料デマ
ンドに直接応じて、燃料ポンプの燃料供給をより迅速に
変え、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料ポンプのデ
ューティサイクルを変えて燃料ポンプで消費される電力
量を減少させ、また要求される燃料がエンジンで消費さ
れる前に、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料ポンプ
で供給される燃料量を調整出来る。また、迅速にエンジ
ンにより使用される燃料を変える。また、燃料デマンド
の突然の増加に迅速に応じるように、電気制御ユニット
は燃料インジェクタ制御信号と燃料ポンプ制御信号とを
エンジンの燃料デマンド情報に基いて決める。その結
果、電力を供給する磁石発電機または他の発電機だけを
有するエンジンに使われる燃料噴射用高圧燃料ポンプを
可能にする。また、燃料ポンプが常時最小デューティサ
イクルで運転され、エンジンの燃料デマンドの突然の増
加に対応できるだけの超過燃料を各燃料インジェクタに
確実に供給する。また、燃料ポンプはその最大デューテ
ィサイクルより大きいデューティサイクルで運転されな
いようにし、ポンプの損傷を防ぐようになっている。ま
た、蓄電池のない設計の装置にも使用できる。燃料イン
ジェクタドライバー信号から独立してＥＣＵが燃料ポン
プ運転を制御するのを可能にする。また、ＥＣＵが、エ
ンジンスタート、アイドリング、全負荷運転状態を含む
エンジン運転の各段階の間、燃料ポンプの運転を柔軟に
制御できるようになる。また、ＥＣＵが、実際のエンジ
ンの運転に基いて燃料ポンプの運転を制御し、燃料ポン
プの出力をより正確に制御する。またこの装置は、小型
エンジンへの使用で要求される簡素な経済的な構造であ
り、用途が多く、二行程、四行程のエンジンへの使用に
も適しており、信頼できる、柔軟性のある、耐久性があ
り、簡便で、コンパクトな形の、丈夫な構造であり、経
済的に製作できものである。
【００１６】この発明のこれらのそして他の目的、特
徴、優位性は以下の最適実施例の詳細な説明および添付
図により明かになる。
徴、優位性は以下の最適実施例の詳細な説明および添付
図により明かになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１、２は内燃エンジン３２用の
燃料供給装置３０を示しており、そのエンジン制御ユニ
ット（ＥＣＵ）３４は燃料ポンプ３６の運転を制御する
ようにエンジン３２に連通していて、その燃料ポンプは
燃料を燃料タンク３８からエンジン３２の複数の燃料イ
ンジェクタ４０に燃料を送り、燃料ポンプがエンジン３
２により要求される燃料の量は少なくともその燃料イン
ジェクタ４０に送るように直接制御している。ＥＣＵ３
４は実際のエンジンの運転を監視し、エンジンの燃料デ
マンドに応じて、電気的な燃料ポンプ制御信号４２をつ
くり、その信号は燃料ポンプのドライバー回路４４によ
り受信され、その回路は燃料ポンプに電力４６を供給
し、燃料ポンプの制御信号４２に応じて、ポンプ３６の
電気モータ４８を制御して駆動する。好ましくは、燃料
ポンプはエンジン３２に適切量の燃料を送り、しかも燃
料ポンプ３６の電力使用は最小になるように制御され
る。更に好ましくは、ポンプの燃料消費を最小にするこ
とは、蓄電池を使用しないように設計された装置につい
てこの発明の燃料供給装置３０の使用を可能にする。
燃料供給装置３０を示しており、そのエンジン制御ユニ
ット（ＥＣＵ）３４は燃料ポンプ３６の運転を制御する
ようにエンジン３２に連通していて、その燃料ポンプは
燃料を燃料タンク３８からエンジン３２の複数の燃料イ
ンジェクタ４０に燃料を送り、燃料ポンプがエンジン３
２により要求される燃料の量は少なくともその燃料イン
ジェクタ４０に送るように直接制御している。ＥＣＵ３
４は実際のエンジンの運転を監視し、エンジンの燃料デ
マンドに応じて、電気的な燃料ポンプ制御信号４２をつ
くり、その信号は燃料ポンプのドライバー回路４４によ
り受信され、その回路は燃料ポンプに電力４６を供給
し、燃料ポンプの制御信号４２に応じて、ポンプ３６の
電気モータ４８を制御して駆動する。好ましくは、燃料
ポンプはエンジン３２に適切量の燃料を送り、しかも燃
料ポンプ３６の電力使用は最小になるように制御され
る。更に好ましくは、ポンプの燃料消費を最小にするこ
とは、蓄電池を使用しないように設計された装置につい
てこの発明の燃料供給装置３０の使用を可能にする。
【００１８】図１の燃料ポンプ３６は電気モータ駆動の
歯車式またはタービン式燃料ポンプであり、エンジンに
供給される燃料を入れた燃料タンク５２の内側に設けら
れている。燃料タンクの内側に設ける場合にはポンプ３
６はブラケット（図示していない）により保持される
か、タンク内のリザーバ（図示されていない）内に収容
される。しかしながら、この発明の燃料供給装置３０の
燃料ポンプ３６はタンク５２の外部に置かれ、エンジン
３２とタンク３６の間に、燃料主管５８に、または船舶
用には蒸気分離器（図示せず）内に設置される。その燃
料ポンプの配置例は米国特許第５，３６８，００１号、
５，２６３，４５９号、５，１７０，７６４号、５，０
３８，７４１号、５，０９６，３９１号、４，８９３，
６４７号に開示されていて、これらの特許の譲受人はこ
の発明の譲受人と同じであり、それらに説明されてい
る。
歯車式またはタービン式燃料ポンプであり、エンジンに
供給される燃料を入れた燃料タンク５２の内側に設けら
れている。燃料タンクの内側に設ける場合にはポンプ３
６はブラケット（図示していない）により保持される
か、タンク内のリザーバ（図示されていない）内に収容
される。しかしながら、この発明の燃料供給装置３０の
燃料ポンプ３６はタンク５２の外部に置かれ、エンジン
３２とタンク３６の間に、燃料主管５８に、または船舶
用には蒸気分離器（図示せず）内に設置される。その燃
料ポンプの配置例は米国特許第５，３６８，００１号、
５，２６３，４５９号、５，１７０，７６４号、５，０
３８，７４１号、５，０９６，３９１号、４，８９３，
６４７号に開示されていて、これらの特許の譲受人はこ
の発明の譲受人と同じであり、それらに説明されてい
る。
【００１９】タンク５２の燃料内の粒状の堆積物がタン
ク５２から吸引されて、ポンプ３６に損傷を与えたり、
燃料インジェクタに付着したりするのを防ぐために、靴
下状または袋状フィルターによりポンプの燃料入口を被
うようにする。ポンプは、、この発明の譲受人が譲り受
けた米国特許第５，１４９，２５２号と、５，１２２，
０３９号とに開示されたものと開示された程度まで同様
であり、それらのポンプの構造と動作の詳細な説明とそ
の背景がそれらに言及されている。
ク５２から吸引されて、ポンプ３６に損傷を与えたり、
燃料インジェクタに付着したりするのを防ぐために、靴
下状または袋状フィルターによりポンプの燃料入口を被
うようにする。ポンプは、、この発明の譲受人が譲り受
けた米国特許第５，１４９，２５２号と、５，１２２，
０３９号とに開示されたものと開示された程度まで同様
であり、それらのポンプの構造と動作の詳細な説明とそ
の背景がそれらに言及されている。
【００２０】図１、２に見られるように、ポンプ３６は
導管または燃料ライン５６に燃料を供給し、その燃料ラ
インはエンジン３２に付いた燃料主管５８に連結され、
エンジンの運転中、各インジェクタ４０に燃料が分配さ
れるようにする。好ましくは、更に、細かいごみや他の
より小さい粒状物質が各インジェクタ４０に到達するの
を防ぐために、燃料ポンプ３６の下流側に燃料フィルタ
６０を設ける。
導管または燃料ライン５６に燃料を供給し、その燃料ラ
インはエンジン３２に付いた燃料主管５８に連結され、
エンジンの運転中、各インジェクタ４０に燃料が分配さ
れるようにする。好ましくは、更に、細かいごみや他の
より小さい粒状物質が各インジェクタ４０に到達するの
を防ぐために、燃料ポンプ３６の下流側に燃料フィルタ
６０を設ける。
【００２１】好ましくは、エンジン運転中、燃料ポンプ
３６は少なくとも２０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）の
圧力で各インジェクタ４０に燃料を供給する。各インジ
ェクタ４０で適切な燃料圧を保つため、各インジェクタ
４０は正確に適切な燃料を調量し、エンジンの燃料のデ
マンドに応える。効率のよいエンジン運転のために、燃
料ライン５６は燃料ポンプ３６の下流側に圧力調整器６
２を有している。それにより、その圧力調整器は６２に
よって、燃料要求が大きい間でも、適切な噴射動作にな
るように望ましい燃料圧力で、各インジェクタ４０にい
つも足りる燃料を供給でき、またＥＣＵ３４は好ましく
はエンジン３２が要求する値を越えて圧力調整器６２に
燃料を送るようにする。
３６は少なくとも２０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）の
圧力で各インジェクタ４０に燃料を供給する。各インジ
ェクタ４０で適切な燃料圧を保つため、各インジェクタ
４０は正確に適切な燃料を調量し、エンジンの燃料のデ
マンドに応える。効率のよいエンジン運転のために、燃
料ライン５６は燃料ポンプ３６の下流側に圧力調整器６
２を有している。それにより、その圧力調整器は６２に
よって、燃料要求が大きい間でも、適切な噴射動作にな
るように望ましい燃料圧力で、各インジェクタ４０にい
つも足りる燃料を供給でき、またＥＣＵ３４は好ましく
はエンジン３２が要求する値を越えて圧力調整器６２に
燃料を送るようにする。
【００２２】図１に図示された燃料供給装置３０は圧力
調整器６２から燃料タンク５２に延びる戻り管６４を有
しており、ポンプ３６により供給された過剰の燃料はタ
ンク５２に戻ることができる。図示されていないがエン
ジンが船で使われる船外機の場合は、その燃料の戻りは
蒸気分離器（図示せず）に過剰燃料を戻すようになって
おり、または、その戻り管は燃料を戻すために燃料主管
５８から燃料タンク５２まで延びている。代替案とし
て、戻りのない燃料噴射装置が使用され得る。戻りのな
い装置が使用された場合には、好ましくはその燃料ポン
プは過度に加圧された燃料を燃料ポンプから燃料タンク
に戻すための圧力逃がし弁を有する。そのような燃料ポ
ンプは参考資料となる米国特許第５，２４８，２２３に
開示されていて、そこに言及されている。
調整器６２から燃料タンク５２に延びる戻り管６４を有
しており、ポンプ３６により供給された過剰の燃料はタ
ンク５２に戻ることができる。図示されていないがエン
ジンが船で使われる船外機の場合は、その燃料の戻りは
蒸気分離器（図示せず）に過剰燃料を戻すようになって
おり、または、その戻り管は燃料を戻すために燃料主管
５８から燃料タンク５２まで延びている。代替案とし
て、戻りのない燃料噴射装置が使用され得る。戻りのな
い装置が使用された場合には、好ましくはその燃料ポン
プは過度に加圧された燃料を燃料ポンプから燃料タンク
に戻すための圧力逃がし弁を有する。そのような燃料ポ
ンプは参考資料となる米国特許第５，２４８，２２３に
開示されていて、そこに言及されている。
【００２３】図２に明白に図示されているように、エン
ジンの運転中そしてエンジンシリンダ７２の吸気弁６６
が、シリンダ７２のインテーク行程の間、開位置にある
間は、調量された燃料６８が開いたインジェクタ４０か
ら噴射され、インテークマニホールド７０を通ってエン
ジン３２に入る空気と混合される。この空気と燃料の混
合気はシリンダー室７２に入り圧縮され、吸気弁６６が
閉じられた後、点火プラグ７４から放たれた火花で点火
する。シリンダー室７２の内圧は点火によりシリンダー
室７２に嵌入するピストン７６に対して力を及ぼして、
急激に増加する。この力はピストンロッド７８を介して
クランク（図示せず）に伝達され、エンジン３２から、
自動車のトランスミッション、芝刈機のブレード、船外
機のプロペラ、スノーモービルの軌道部、チェーンソウ
のチエン、草刈機の鞭等の外部機器（図示せず）に伝達
される。
ジンの運転中そしてエンジンシリンダ７２の吸気弁６６
が、シリンダ７２のインテーク行程の間、開位置にある
間は、調量された燃料６８が開いたインジェクタ４０か
ら噴射され、インテークマニホールド７０を通ってエン
ジン３２に入る空気と混合される。この空気と燃料の混
合気はシリンダー室７２に入り圧縮され、吸気弁６６が
閉じられた後、点火プラグ７４から放たれた火花で点火
する。シリンダー室７２の内圧は点火によりシリンダー
室７２に嵌入するピストン７６に対して力を及ぼして、
急激に増加する。この力はピストンロッド７８を介して
クランク（図示せず）に伝達され、エンジン３２から、
自動車のトランスミッション、芝刈機のブレード、船外
機のプロペラ、スノーモービルの軌道部、チェーンソウ
のチエン、草刈機の鞭等の外部機器（図示せず）に伝達
される。
【００２４】小排気量の四行程エンジンが図２に開示さ
れているが、エンジンの一行程置きに吸気行程がある
が、この発明の燃料供給装置３０は、二行程の燃料噴射
型内燃エンジンにも使われ、それは、エンジンの回転毎
の吸気行程またはインテーク行程を有しており、燃料ポ
ンプ３６に使用される電力を減少させるために、エンジ
ンの燃料デマンドに対応して、燃料ポンプの運転を変化
させている。従って、この発明の燃料供給装置３０は、
燃料噴射型二行程と四行程の内燃エンジンに使用できて
好ましい。
れているが、エンジンの一行程置きに吸気行程がある
が、この発明の燃料供給装置３０は、二行程の燃料噴射
型内燃エンジンにも使われ、それは、エンジンの回転毎
の吸気行程またはインテーク行程を有しており、燃料ポ
ンプ３６に使用される電力を減少させるために、エンジ
ンの燃料デマンドに対応して、燃料ポンプの運転を変化
させている。従って、この発明の燃料供給装置３０は、
燃料噴射型二行程と四行程の内燃エンジンに使用できて
好ましい。
【００２５】エンジン制御ユニット エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３４はエンジンの運転
を監視し、エンジンの燃料デマンドを決定し、燃料ポン
プ３６の運転を変化制御し、エンジン３２で消費される
燃料は少なくとも使用できるようし、ポンプの運転を燃
料のデマンドに近くし、ポンプの効率を上げ、そのポン
プ３６の電力消費を最小にする。エンジンの運転中、Ｅ
ＣＵ３４は好ましくはエンジン速度とエンジン３２に入
る空気の量を検知またはその近似値を求めて、エンジン
の燃料デマンドを決定する。
を監視し、エンジンの燃料デマンドを決定し、燃料ポン
プ３６の運転を変化制御し、エンジン３２で消費される
燃料は少なくとも使用できるようし、ポンプの運転を燃
料のデマンドに近くし、ポンプの効率を上げ、そのポン
プ３６の電力消費を最小にする。エンジンの運転中、Ｅ
ＣＵ３４は好ましくはエンジン速度とエンジン３２に入
る空気の量を検知またはその近似値を求めて、エンジン
の燃料デマンドを決定する。
【００２６】好ましくは、エンジンの燃料デマンドは、
ＥＣＵ３４により適切なエンジンの運転パラメータを検
知し、これらのパラメータに基いて、ＥＣＵ３４がプロ
グラムによりアクセスできるエンジン制御マップから適
切な燃料デマンドまたは燃料インジェクタの開口持続時
間を適切に選択する。好ましくは、このエンジンを制御
するためのマップは実験と試験を繰り返して経験的に決
定され、ＥＣＵ３４に、消去できまたプログラムできる
読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）に記憶され、また
は、ＥＣＵ３４でアクセスできる他の記憶装置に記憶さ
れる。
ＥＣＵ３４により適切なエンジンの運転パラメータを検
知し、これらのパラメータに基いて、ＥＣＵ３４がプロ
グラムによりアクセスできるエンジン制御マップから適
切な燃料デマンドまたは燃料インジェクタの開口持続時
間を適切に選択する。好ましくは、このエンジンを制御
するためのマップは実験と試験を繰り返して経験的に決
定され、ＥＣＵ３４に、消去できまたプログラムできる
読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）に記憶され、また
は、ＥＣＵ３４でアクセスできる他の記憶装置に記憶さ
れる。
【００２７】更に、エンジン運転の他のパラメータがＥ
ＣＵ３４により検知モニターされ得る。それらは、冷却
水の温度、周囲の空気の温度、エンジンの点火であり、
エンジンの燃料デマンドを決定または調整すると同時に
エンジンの運転を調整する。例えば、ＥＣＵ３４は点火
プラグ７４と連通してエンジンの燃焼を監視し、エンジ
ンの運転を調整し、そしてエンジンの調整がなされたも
のに一部基いてエンジンの燃料デマンドが調整される。
ＣＵ３４により検知モニターされ得る。それらは、冷却
水の温度、周囲の空気の温度、エンジンの点火であり、
エンジンの燃料デマンドを決定または調整すると同時に
エンジンの運転を調整する。例えば、ＥＣＵ３４は点火
プラグ７４と連通してエンジンの燃焼を監視し、エンジ
ンの運転を調整し、そしてエンジンの調整がなされたも
のに一部基いてエンジンの燃料デマンドが調整される。
【００２８】エンジンの燃料デマンドはＥＣＵ３４によ
り使用され、燃料ポンプの運転を制御し、デマンドを満
足するように各インジェクタが適切な燃料量を調量する
ように制御する。ＥＣＵ３４は燃料インジェクタの動作
を制御し、各インジェクタ４０が、エンジンシリンダ室
７２に入る空気と混ぜるべき燃料を制御し、各インジェ
クタ４０がエンジンの吸気行程（図２に図示されてい
る）の間、燃料インジェクタが開いている持続時間を決
め、効率の良いエンジン運転のための適切な空気と燃料
の混合気をつくり得る。この発明の燃料供給装置の３０
の構造、動作の原理は単または多気筒のエンジンについ
て同じであり、次に、小排気量の単気筒のエンジンにつ
いてだけ更に詳細に説明する。
り使用され、燃料ポンプの運転を制御し、デマンドを満
足するように各インジェクタが適切な燃料量を調量する
ように制御する。ＥＣＵ３４は燃料インジェクタの動作
を制御し、各インジェクタ４０が、エンジンシリンダ室
７２に入る空気と混ぜるべき燃料を制御し、各インジェ
クタ４０がエンジンの吸気行程（図２に図示されてい
る）の間、燃料インジェクタが開いている持続時間を決
め、効率の良いエンジン運転のための適切な空気と燃料
の混合気をつくり得る。この発明の燃料供給装置の３０
の構造、動作の原理は単または多気筒のエンジンについ
て同じであり、次に、小排気量の単気筒のエンジンにつ
いてだけ更に詳細に説明する。
【００２９】好ましくは、小型エンジンへの適用に対し
て、ＥＣＵ３４はエンジン３２に連通し、図２に見られ
る様にスロットル８０の位置を検知し、エンジン３２に
入りつつある空気の量を検知する。そして、エンジン速
度センサ（図示せず）と連通し、それらを使用してエン
ジンの燃料デマンドの判断をする。代替案として、エン
ジン３２に入る空気の流量を検知するために、ＥＣＵ３
４は空気流センサまたは空気流量センサに、例えばホッ
トワイヤまたはホットフィルムマスワイヤ空気流センサ
に連通して燃料デマンドを決めてもよい。エンジン速度
は、例えば、ＥＣＵ３４がエンジンのフライホイールに
連結された可変磁気センサのようなセンサと連通して検
知できる。代替案として、エンジン速度はエンジンの点
火コイルと連絡して、または他のエンジン速度センサを
介して検知されてもよい。
て、ＥＣＵ３４はエンジン３２に連通し、図２に見られ
る様にスロットル８０の位置を検知し、エンジン３２に
入りつつある空気の量を検知する。そして、エンジン速
度センサ（図示せず）と連通し、それらを使用してエン
ジンの燃料デマンドの判断をする。代替案として、エン
ジン３２に入る空気の流量を検知するために、ＥＣＵ３
４は空気流センサまたは空気流量センサに、例えばホッ
トワイヤまたはホットフィルムマスワイヤ空気流センサ
に連通して燃料デマンドを決めてもよい。エンジン速度
は、例えば、ＥＣＵ３４がエンジンのフライホイールに
連結された可変磁気センサのようなセンサと連通して検
知できる。代替案として、エンジン速度はエンジンの点
火コイルと連絡して、または他のエンジン速度センサを
介して検知されてもよい。
【００３０】ＥＣＵ３４は燃料デマンドに基いて燃料イ
ンジェクタ制御信号８２をつくり、それからその信号８
２をインゼク４０に送り、一定の間インジェクタ４０が
開いてエンジン３２のインテーク行程の間、燃料を噴射
するように制御し、適当な量の燃料がシリンダー室７２
に入る空気流に噴射される。信号８２は、図２に図示さ
れているように、好ましくはパルス幅を変調した信号８
４の形にする。ＥＣＵ３４からインジェクタ４０に送ら
れてきた信号８４のパルスの幅に応じて、インテーク行
程の間、一定の持続時間インジェクタ４０が開いてい
る。これは図３、４にブロック図で示している。
ンジェクタ制御信号８２をつくり、それからその信号８
２をインゼク４０に送り、一定の間インジェクタ４０が
開いてエンジン３２のインテーク行程の間、燃料を噴射
するように制御し、適当な量の燃料がシリンダー室７２
に入る空気流に噴射される。信号８２は、図２に図示さ
れているように、好ましくはパルス幅を変調した信号８
４の形にする。ＥＣＵ３４からインジェクタ４０に送ら
れてきた信号８４のパルスの幅に応じて、インテーク行
程の間、一定の持続時間インジェクタ４０が開いてい
る。これは図３、４にブロック図で示している。
【００３１】好ましくはまたこのように、燃料ポンプ制
御信号４２は、燃料インジェクタ制御信号８２と少なく
とも同じ位迅速に算出され、好ましくは、燃料インジェ
クタ制御信号８２が燃料インジェクタ４０に到達する前
に算出されて、燃料ポンプ３６に送られ、より早くより
正確に燃料ポンプの出力を変化させ、エンジンの燃料デ
マンドにより近くなるようにする。そのように、燃料ポ
ンプの運転は、スロットルが広く開いた状態（ＷＯＴ）
またはほぼ全負荷エンジン状態のような燃料デマンドの
大きい変化に反応するようにより迅速に変えられ、燃料
デマンドのそのような変化に応じるために、エンジン運
転状態のほぼ常時供給される過剰燃料を最小にして、ポ
ンプの電力使用を著しく減じる。
御信号４２は、燃料インジェクタ制御信号８２と少なく
とも同じ位迅速に算出され、好ましくは、燃料インジェ
クタ制御信号８２が燃料インジェクタ４０に到達する前
に算出されて、燃料ポンプ３６に送られ、より早くより
正確に燃料ポンプの出力を変化させ、エンジンの燃料デ
マンドにより近くなるようにする。そのように、燃料ポ
ンプの運転は、スロットルが広く開いた状態（ＷＯＴ）
またはほぼ全負荷エンジン状態のような燃料デマンドの
大きい変化に反応するようにより迅速に変えられ、燃料
デマンドのそのような変化に応じるために、エンジン運
転状態のほぼ常時供給される過剰燃料を最小にして、ポ
ンプの電力使用を著しく減じる。
【００３２】好ましくは、燃料ポンプの制御信号４２は
基準式で算出され、燃料ポンプ３６はＥＣＵ３４がエン
ジン３２が消費すると予想し決定した少なくともその量
の燃料を燃料インジェクタ４０に送る。好ましくは、Ｅ
ＣＵ３４は燃料ポンプの制御信号４２を基準式で算出
し、先ず、エンジン運転の上昇インテーク行程の間、エ
ンジンシリンダ７２に燃料インジェクタ４０が噴射する
燃料量を決定し、この値にエンジン速度を乗じて、エン
ジン３２で使用されると予想される燃料の近似の流量を
決定する。
基準式で算出され、燃料ポンプ３６はＥＣＵ３４がエン
ジン３２が消費すると予想し決定した少なくともその量
の燃料を燃料インジェクタ４０に送る。好ましくは、Ｅ
ＣＵ３４は燃料ポンプの制御信号４２を基準式で算出
し、先ず、エンジン運転の上昇インテーク行程の間、エ
ンジンシリンダ７２に燃料インジェクタ４０が噴射する
燃料量を決定し、この値にエンジン速度を乗じて、エン
ジン３２で使用されると予想される燃料の近似の流量を
決定する。
【００３３】もし必要であれば、ＥＣＵ３４はエンジン
のある回転数で、エンジンのある数のインテーク行程
で、ある固定した時間間隔で、またはクランクシャフト
のある角度の位置でまたはその後で燃料ポンプの制御信
号を基準式で算出してもよい。燃料ポンプの制御信号４
２を決める間のエンジンの回転数、インテーク行程数、
時間、または回転量は、エンジンの用途、形式、速度ま
たは他の要素により変わり得る。
のある回転数で、エンジンのある数のインテーク行程
で、ある固定した時間間隔で、またはクランクシャフト
のある角度の位置でまたはその後で燃料ポンプの制御信
号を基準式で算出してもよい。燃料ポンプの制御信号４
２を決める間のエンジンの回転数、インテーク行程数、
時間、または回転量は、エンジンの用途、形式、速度ま
たは他の要素により変わり得る。
【００３４】好ましくは、多気筒エンジンについて、燃
料ポンプの制御信号４２を決定する場合、予め決めた好
ましいエンジンの回転数に対し、各インジェクタ４０の
各上昇インテーク行程の間インジェクタ４０から噴射さ
れる燃料の量を決定するために、ＥＣＵ３４は各インジ
ェクタ４０がインテーク行程間の開いている持続時間を
合計する。好ましくは、これはまた、エンジンの予め定
めた回転数に対するエンジンの各インテーク行程につい
て、ＥＣＵ３４により送られるインジェクタ制御信号８
２により、ＥＣＵ３４が各インジェクタ４０に開いてい
るように指示する持続時間を合計してもとめる。より速
く応答するために、ＥＣＵ３４は、エンジン回転の少し
の振れのようなエンジン運転の少しの変化に対して、ま
たはエンジンの回転とは独立したある一定時間内のエン
ジン運転仕様に対しても、エンジンのデマンドを決定す
ることができる。
料ポンプの制御信号４２を決定する場合、予め決めた好
ましいエンジンの回転数に対し、各インジェクタ４０の
各上昇インテーク行程の間インジェクタ４０から噴射さ
れる燃料の量を決定するために、ＥＣＵ３４は各インジ
ェクタ４０がインテーク行程間の開いている持続時間を
合計する。好ましくは、これはまた、エンジンの予め定
めた回転数に対するエンジンの各インテーク行程につい
て、ＥＣＵ３４により送られるインジェクタ制御信号８
２により、ＥＣＵ３４が各インジェクタ４０に開いてい
るように指示する持続時間を合計してもとめる。より速
く応答するために、ＥＣＵ３４は、エンジン回転の少し
の振れのようなエンジン運転の少しの変化に対して、ま
たはエンジンの回転とは独立したある一定時間内のエン
ジン運転仕様に対しても、エンジンのデマンドを決定す
ることができる。
【００３５】また、燃料インジェクタ４０の容量は類型
化されており、インジェクタ４０における燃料圧も基準
化されていて、また少なくとも比較的厳密な範囲に決め
られていて、エンジン３２に要求されインジェクタ４０
で噴射される燃料量はＥＣＵ３４で決定され得る。それ
は、インジェクタ４０がインテーク行程の間に燃料を噴
射して開いている持続時間を決定するからである。従っ
て、エンジンの燃料デマンドは、エンジン運転の各イン
テーク行程の間に燃料インジェクタ４０が燃料を噴射し
て開いている持続時間の関数であり、その持続時間はＥ
ＣＵ３４が計算する。
化されており、インジェクタ４０における燃料圧も基準
化されていて、また少なくとも比較的厳密な範囲に決め
られていて、エンジン３２に要求されインジェクタ４０
で噴射される燃料量はＥＣＵ３４で決定され得る。それ
は、インジェクタ４０がインテーク行程の間に燃料を噴
射して開いている持続時間を決定するからである。従っ
て、エンジンの燃料デマンドは、エンジン運転の各イン
テーク行程の間に燃料インジェクタ４０が燃料を噴射し
て開いている持続時間の関数であり、その持続時間はＥ
ＣＵ３４が計算する。
【００３６】燃料インジェクタの制御信号８２のパルス
幅が変調されると、ＥＣＵ３４はこの信号を使用し、上
昇インテーク行程の間インジェクタ４０が開いている時
間を合計して、噴射される燃料の量が決定され、それに
より、少なくともほぼ同時に燃料ポンプの制御信号４２
を基準式により算出し、それによりポンプの運転を制御
し、インテーク行程の間に消費されると予想される燃料
を少なくとも補給する。燃料インジェクタ信号８２がパ
ルス幅を変調されると、ＥＣＵ３４は燃料ポンプの制御
信号４２を決定することができる。すなわち、インジェ
クタ４０が燃料を噴射し開いている持続時間を決め、上
昇インテーク行程の間に各燃料インジェクタ４０に送ら
れる制御パルスについて、その計算された幅を合計する
ことによってである。代替案として、ＥＣＵ３４は燃料
ポンプの制御信号４２を決定するために、エンジンの燃
料デマンド情報を独立に使用してもよい。
幅が変調されると、ＥＣＵ３４はこの信号を使用し、上
昇インテーク行程の間インジェクタ４０が開いている時
間を合計して、噴射される燃料の量が決定され、それに
より、少なくともほぼ同時に燃料ポンプの制御信号４２
を基準式により算出し、それによりポンプの運転を制御
し、インテーク行程の間に消費されると予想される燃料
を少なくとも補給する。燃料インジェクタ信号８２がパ
ルス幅を変調されると、ＥＣＵ３４は燃料ポンプの制御
信号４２を決定することができる。すなわち、インジェ
クタ４０が燃料を噴射し開いている持続時間を決め、上
昇インテーク行程の間に各燃料インジェクタ４０に送ら
れる制御パルスについて、その計算された幅を合計する
ことによってである。代替案として、ＥＣＵ３４は燃料
ポンプの制御信号４２を決定するために、エンジンの燃
料デマンド情報を独立に使用してもよい。
【００３７】好ましくは、ＥＣＵ３４は次の式に基いて
燃料ポンプ制御信号４２を作る。 燃料ポンプ制御信号 ≒ （エンジン速度）×（燃料噴
射持続時間）×Ｋ エンジン速度； エンジンの回転中、または複数回の回
転中、または燃料ポンプ制御信号４２が計算されるイン
テーク行程の間のエンジン３２の速度であり、好ましく
は、毎分回転数である。 燃料噴射持続時間； 燃料ポンプ制御信号を決める時間
帯において、燃料インジェクタ４０が開いている時間で
ある。 Ｋ； エンジン３２で要求される燃料より多い量を、燃
料ポンプ信号４２に基いて燃料ポンプ３６が確実に供給
するための定数である。
燃料ポンプ制御信号４２を作る。 燃料ポンプ制御信号 ≒ （エンジン速度）×（燃料噴
射持続時間）×Ｋ エンジン速度； エンジンの回転中、または複数回の回
転中、または燃料ポンプ制御信号４２が計算されるイン
テーク行程の間のエンジン３２の速度であり、好ましく
は、毎分回転数である。 燃料噴射持続時間； 燃料ポンプ制御信号を決める時間
帯において、燃料インジェクタ４０が開いている時間で
ある。 Ｋ； エンジン３２で要求される燃料より多い量を、燃
料ポンプ信号４２に基いて燃料ポンプ３６が確実に供給
するための定数である。
【００３８】好ましくは、Ｋは燃料ポンプ３６が超過燃
料を供給するのを確実にするように選択され（即ち、エ
ンジンが要求するよりも多い燃料を）、圧力調整器６２
は各燃料インジェクタ４０における適切な燃料圧を維持
する。好ましくは、Ｋは１より大きく燃料ポンプ３６が
エンジン３２により要求されるよりも５から１０％多い
燃料を供給するように選択され、各インジェクタ４０で
適切な燃料圧を維持し、エンジンに適切な超過燃料を使
用できるようにし、燃料デマンドが急に上昇しても燃料
デマンドに合うようにする。しかし、Ｋはエンジンの形
式、エンジンの用途、燃料ポンプの容量と形式や他の設
計条件により、５から１０％大きくしたり小さくしたり
する。例えば、Ｋは燃料ポンプの容量と形式とエンジン
の用途に基いて経験的に決定され、ある特定の超過量
が、運転中のエンジンに供給される。好ましくは、Ｋは
インジェクタ４０への燃料流をモニターし、燃料ポンプ
３６がエンジン３２により要求される燃料を越えた必要
な燃料量を供給するまでＫを変えるように燃料供給装置
３０を構成して決定される。
料を供給するのを確実にするように選択され（即ち、エ
ンジンが要求するよりも多い燃料を）、圧力調整器６２
は各燃料インジェクタ４０における適切な燃料圧を維持
する。好ましくは、Ｋは１より大きく燃料ポンプ３６が
エンジン３２により要求されるよりも５から１０％多い
燃料を供給するように選択され、各インジェクタ４０で
適切な燃料圧を維持し、エンジンに適切な超過燃料を使
用できるようにし、燃料デマンドが急に上昇しても燃料
デマンドに合うようにする。しかし、Ｋはエンジンの形
式、エンジンの用途、燃料ポンプの容量と形式や他の設
計条件により、５から１０％大きくしたり小さくしたり
する。例えば、Ｋは燃料ポンプの容量と形式とエンジン
の用途に基いて経験的に決定され、ある特定の超過量
が、運転中のエンジンに供給される。好ましくは、Ｋは
インジェクタ４０への燃料流をモニターし、燃料ポンプ
３６がエンジン３２により要求される燃料を越えた必要
な燃料量を供給するまでＫを変えるように燃料供給装置
３０を構成して決定される。
【００３９】燃料ポンプドライバー 燃料ポンプドライバー４４はＥＣＵ３４によりドライバ
ー４４に供給された燃料ポンプ制御信号４２に反応し
て、モータ４８に電力４６を供給する。好ましくは、燃
料ポンプドライバー４４は燃料ポンプ制御信号４２に比
例して燃料ポンプ３６に電力４６を供給し、燃料ポンプ
制御信号４２により伝えられるエンジン３２の燃料の要
求に応じて、燃料ポンプのデューティサイクルを変え
る。一般的には、エンジンの通常運転では、燃料ポンプ
ドライバー４４は燃料ポンプ３６に、好ましくは１２か
ら１５ボルトの電圧を供給する。
ー４４に供給された燃料ポンプ制御信号４２に反応し
て、モータ４８に電力４６を供給する。好ましくは、燃
料ポンプドライバー４４は燃料ポンプ制御信号４２に比
例して燃料ポンプ３６に電力４６を供給し、燃料ポンプ
制御信号４２により伝えられるエンジン３２の燃料の要
求に応じて、燃料ポンプのデューティサイクルを変え
る。一般的には、エンジンの通常運転では、燃料ポンプ
ドライバー４４は燃料ポンプ３６に、好ましくは１２か
ら１５ボルトの電圧を供給する。
【００４０】図３、４に図示されているように、燃料ポ
ンプドライバー４４は、好ましくは燃料ポンプ３６の近
くに設置され、電動ポンプの電力４６がモータ４８に届
くまでの距離を最小にし、運転中の電磁干渉の発生を最
小にし、その制御信号が他の発生源からの電磁無線周波
の干渉を受けるのをできるだけ小さくする。好ましく
は、燃料ポンプドライバー４４は燃料ポンプ３６に保持
されている。
ンプドライバー４４は、好ましくは燃料ポンプ３６の近
くに設置され、電動ポンプの電力４６がモータ４８に届
くまでの距離を最小にし、運転中の電磁干渉の発生を最
小にし、その制御信号が他の発生源からの電磁無線周波
の干渉を受けるのをできるだけ小さくする。好ましく
は、燃料ポンプドライバー４４は燃料ポンプ３６に保持
されている。
【００４１】図４により明かに図示されているように、
燃料ポンプドライバー４４はパルス幅変調増幅器８６を
好ましくは有し、パルス幅を変調したポンプ電力信号８
８を発生させ、燃料ポンプモータ４８に電力信号８８を
送り、ポンプ３６を駆動する。好ましくは、各単位運転
の間、パルスの数と幅はＥＣＵ３４から受け取った燃料
ポンプ制御信号４２に比例していて、ポンプ運転のデュ
ーティサイクルは燃料ポンプ制御信号４２にに応じて正
確に制御され、それにより、エンジン３２への燃料流を
正確に制御する。それ故、パルス幅を変調した燃料ポン
プ電力信号４６は燃料ポンプ制御信号４２に応答して燃
料ポンプ３６の運転を制御するデューティサイクル信号
である。好ましくは、燃料ポンプ制御信号４２はまたパ
ルス幅を変調した信号９０であり、その信号はポンプの
運転を制御し、燃料ポンプドライバー４４によりポンプ
モータ４８に出力される電力信号８８を制御する。
燃料ポンプドライバー４４はパルス幅変調増幅器８６を
好ましくは有し、パルス幅を変調したポンプ電力信号８
８を発生させ、燃料ポンプモータ４８に電力信号８８を
送り、ポンプ３６を駆動する。好ましくは、各単位運転
の間、パルスの数と幅はＥＣＵ３４から受け取った燃料
ポンプ制御信号４２に比例していて、ポンプ運転のデュ
ーティサイクルは燃料ポンプ制御信号４２にに応じて正
確に制御され、それにより、エンジン３２への燃料流を
正確に制御する。それ故、パルス幅を変調した燃料ポン
プ電力信号４６は燃料ポンプ制御信号４２に応答して燃
料ポンプ３６の運転を制御するデューティサイクル信号
である。好ましくは、燃料ポンプ制御信号４２はまたパ
ルス幅を変調した信号９０であり、その信号はポンプの
運転を制御し、燃料ポンプドライバー４４によりポンプ
モータ４８に出力される電力信号８８を制御する。
【００４２】燃料ポンプ３６が、燃料デマンドの増加中
に、ポンプの構成品の慣性に関連した時間遅れを避けて
常に運転するのを確実するために、また燃料デマンドの
突然の増加に応じられるように超過燃料が確実にインジ
ェクタ４０に供給されるために、ＥＣＵ３４で計算され
た後、制御信号４２はＥＣＵ３４で自動的にセットさ
れ、前述した計算された燃料ポンプ制御信号が最小信号
限界値より小さければ、ポンプ３６は最小デューティサ
イクルで運転され、燃料ポンプ３６を最小デューティサ
イクル以下で運転しないようにする。好ましくは、ＥＣ
Ｕ３４は算出された燃料ポンプ制御信号と最小デューテ
ィサイクル値を連続的に比較し、もしその計算結果が最
小限界値より小さければ、燃料ポンプ制御信号４２を最
小デューティサイクルと等しくする。それ故、例えば、
かなり低い燃料デマンドの間は、制御信号４２は好まし
くは、燃料ポンプ３６が５０％のデューティサイクルで
運転するようにセットされる。
に、ポンプの構成品の慣性に関連した時間遅れを避けて
常に運転するのを確実するために、また燃料デマンドの
突然の増加に応じられるように超過燃料が確実にインジ
ェクタ４０に供給されるために、ＥＣＵ３４で計算され
た後、制御信号４２はＥＣＵ３４で自動的にセットさ
れ、前述した計算された燃料ポンプ制御信号が最小信号
限界値より小さければ、ポンプ３６は最小デューティサ
イクルで運転され、燃料ポンプ３６を最小デューティサ
イクル以下で運転しないようにする。好ましくは、ＥＣ
Ｕ３４は算出された燃料ポンプ制御信号と最小デューテ
ィサイクル値を連続的に比較し、もしその計算結果が最
小限界値より小さければ、燃料ポンプ制御信号４２を最
小デューティサイクルと等しくする。それ故、例えば、
かなり低い燃料デマンドの間は、制御信号４２は好まし
くは、燃料ポンプ３６が５０％のデューティサイクルで
運転するようにセットされる。
【００４３】しかし、この最小デューティサイクルの限
界置は燃料ポンプの容量と形式そして実験的に決定され
る必要のある他の運転要素により、上下に調整される。
例えば、将来燃料ポンプが進歩すれば５０％よりずっと
小さいデューティサイクルで効率よく歯車ロータ式の燃
料ポンプを運転できる。タービン式の燃料ポンプについ
ては、最小デューティサイクルはかなり低くなり、３０
％のデューティサイクルまたはそれ以下になり得る。
界置は燃料ポンプの容量と形式そして実験的に決定され
る必要のある他の運転要素により、上下に調整される。
例えば、将来燃料ポンプが進歩すれば５０％よりずっと
小さいデューティサイクルで効率よく歯車ロータ式の燃
料ポンプを運転できる。タービン式の燃料ポンプについ
ては、最小デューティサイクルはかなり低くなり、３０
％のデューティサイクルまたはそれ以下になり得る。
【００４４】逆に、ＥＣＵ３４は燃料ポンプ制御信号４
２を、もし算出された制御信号（前記基準式により）が
１００％より大きいデューティサイクルでポンプを運転
する値であれば、１００％のデューティサイクルでポン
プを運転するようにセットし、大きすぎる電力信号４６
がポンプ３６に送られないようにする。また、算出され
た制御信号値が５０％と１００％のデューティサイクル
の間でポンプを運転する値であれば、燃料ポンプ制御信
号４２はその算出された値に等しくセットされる。計算
後、もし必要であればデューティサイクルの調整後、燃
料ポンプ制御信号４２は燃料ポンプドライバー４４に入
力され、ドライバー４４は制御信号４２でセットされた
デューティサイクルでポンプ３６を運転する。
２を、もし算出された制御信号（前記基準式により）が
１００％より大きいデューティサイクルでポンプを運転
する値であれば、１００％のデューティサイクルでポン
プを運転するようにセットし、大きすぎる電力信号４６
がポンプ３６に送られないようにする。また、算出され
た制御信号値が５０％と１００％のデューティサイクル
の間でポンプを運転する値であれば、燃料ポンプ制御信
号４２はその算出された値に等しくセットされる。計算
後、もし必要であればデューティサイクルの調整後、燃
料ポンプ制御信号４２は燃料ポンプドライバー４４に入
力され、ドライバー４４は制御信号４２でセットされた
デューティサイクルでポンプ３６を運転する。
【００４５】第二実施例 図５、６はこの発明の燃料供給装置３０’の第二実施例
を図示している。燃料供給装置３０’は、燃料ポンプド
ライバー４４については図１、３、４に図示する燃料供
給装置３０と同様であるが、相違する点は一般の回路板
を有する回路板モジュールのような単体のパッケージ９
２内で、ＥＣＵ３４に燃料ポンプドライバー４４が結合
されていて、組み立てられる燃料供給装置の部品数を減
じている。好ましくは、燃料ポンプへの電力信号４６は
同軸ケーブルを使用して燃料ポンプモータ４８に送ら
れ、ノイズ拾いと電磁干渉を最小にする。図６により明
白に図示されているように、燃料ポンプの制御信号はＥ
ＣＵ３４から直に燃料ポンプドライバー４４に好ましく
は送られる。好ましくは、燃料ポンプドライバー４４は
パルス幅変調増幅器８６を有し、パルス幅を変調した燃
料ポンプ用電力信号８８を燃料ポンプ３６のモータ４８
を駆動するように供給する。
を図示している。燃料供給装置３０’は、燃料ポンプド
ライバー４４については図１、３、４に図示する燃料供
給装置３０と同様であるが、相違する点は一般の回路板
を有する回路板モジュールのような単体のパッケージ９
２内で、ＥＣＵ３４に燃料ポンプドライバー４４が結合
されていて、組み立てられる燃料供給装置の部品数を減
じている。好ましくは、燃料ポンプへの電力信号４６は
同軸ケーブルを使用して燃料ポンプモータ４８に送ら
れ、ノイズ拾いと電磁干渉を最小にする。図６により明
白に図示されているように、燃料ポンプの制御信号はＥ
ＣＵ３４から直に燃料ポンプドライバー４４に好ましく
は送られる。好ましくは、燃料ポンプドライバー４４は
パルス幅変調増幅器８６を有し、パルス幅を変調した燃
料ポンプ用電力信号８８を燃料ポンプ３６のモータ４８
を駆動するように供給する。
【００４６】この発明の燃料供給装置の作用に言及する
と、図７のにフローチャート図に見られるように、開始
１００後、エンジンの回転中、二行程のエンジンでは回
転毎に、四行程のエンジンでは一回転置きに、ＥＣＵ３
４はエンジン速度１０２と、燃料デマンドより決められ
るエンジン回転の間で各燃料インジェクタが開いている
持続時間１０４とを決定する。好ましくは、ＥＣＵ３４
はスロットル８０の位置を読み取り、エンジン速度を検
知して燃料デマンドを決定する。エンジン速度と燃料デ
マンドを決定する時に、燃料ポンプ制御信号４２は前述
した下記の式１０６を使用して算出される。 燃料ポンプ制御信号 ≒ （エンジン速度）×（燃料噴
射持続時間）×Ｋ
と、図７のにフローチャート図に見られるように、開始
１００後、エンジンの回転中、二行程のエンジンでは回
転毎に、四行程のエンジンでは一回転置きに、ＥＣＵ３
４はエンジン速度１０２と、燃料デマンドより決められ
るエンジン回転の間で各燃料インジェクタが開いている
持続時間１０４とを決定する。好ましくは、ＥＣＵ３４
はスロットル８０の位置を読み取り、エンジン速度を検
知して燃料デマンドを決定する。エンジン速度と燃料デ
マンドを決定する時に、燃料ポンプ制御信号４２は前述
した下記の式１０６を使用して算出される。 燃料ポンプ制御信号 ≒ （エンジン速度）×（燃料噴
射持続時間）×Ｋ
【００４７】ステップ１０８で、算出された燃料ポンプ
制御信号が燃料ポンプ３６の最大デューティサイクルよ
り、好ましくは１００％デューティサイクルであるが、
それより大きければ、燃料ポンプ制御信号４２はポンプ
３６がその最大デューティサイクルで運転するようにセ
ットされ、この信号４２はステップ１１２で燃料ポンプ
ドライバー４４に入力され、ポンプ３６を最大デューテ
ィサイクルで運転させる。またステップ１１４で、算出
された燃料ポンプ制御信号が燃料ポンプ３６の望ましい
最小デューティサイクルより、例えば５０％デューティ
サイクルより小さければ、燃料ポンプ制御信号４２はス
テップ１１６でポンプ３６がその望ましい最小デューテ
ィサイクルで運転するようにセットされ、この信号４２
はステップ１１２で燃料ポンプドライバー４４に入力さ
れ、ポンプ３６をその望ましい最小デューティサイクル
で運転する。また、算出された燃料ポンプ制御信号が燃
料ポンプ３６のその望ましい最小デューティサイクルと
最大デューティサイクルの間にあれば、その算出された
値に等しくセットされ、ステップ１１２で燃料ポンプド
ライバー４４に入力され、ポンプ３６に対応するドライ
ブ信号４６を送るようにドライバー４４に指示する。
制御信号が燃料ポンプ３６の最大デューティサイクルよ
り、好ましくは１００％デューティサイクルであるが、
それより大きければ、燃料ポンプ制御信号４２はポンプ
３６がその最大デューティサイクルで運転するようにセ
ットされ、この信号４２はステップ１１２で燃料ポンプ
ドライバー４４に入力され、ポンプ３６を最大デューテ
ィサイクルで運転させる。またステップ１１４で、算出
された燃料ポンプ制御信号が燃料ポンプ３６の望ましい
最小デューティサイクルより、例えば５０％デューティ
サイクルより小さければ、燃料ポンプ制御信号４２はス
テップ１１６でポンプ３６がその望ましい最小デューテ
ィサイクルで運転するようにセットされ、この信号４２
はステップ１１２で燃料ポンプドライバー４４に入力さ
れ、ポンプ３６をその望ましい最小デューティサイクル
で運転する。また、算出された燃料ポンプ制御信号が燃
料ポンプ３６のその望ましい最小デューティサイクルと
最大デューティサイクルの間にあれば、その算出された
値に等しくセットされ、ステップ１１２で燃料ポンプド
ライバー４４に入力され、ポンプ３６に対応するドライ
ブ信号４６を送るようにドライバー４４に指示する。
【００４８】この発明はその好ましい実施例に関連して
開示されているが、この発明の概念そして範囲にある他
の実施例も有り得るし、この発明はその請求項の範囲そ
の正当な内容からはずれないで、修正し、変化させ、置
換することができる。
開示されているが、この発明の概念そして範囲にある他
の実施例も有り得るし、この発明はその請求項の範囲そ
の正当な内容からはずれないで、修正し、変化させ、置
換することができる。
【００４９】
【発明の効果】この発明の優位性は、少なくともエンジ
ンにより要求される燃料量を各インジェクタに供給し、
エンジン運転中の燃料の適切な量を確保し、更に燃料デ
マンドの突然の増加に対応できる適切な超過燃料を各イ
ンジェクタに供給する。更に、燃料ポンプの出力をエン
ジンの燃料デマンドにより近接するようにし、エンジン
の燃料デマンドに直接応じて、燃料ポンプの燃料供給を
より迅速に変え、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料
ポンプのデューティサイクルを変えて燃料ポンプで消費
される電力量を減少させ、また要求される燃料がエンジ
ンで消費される前にエンジンの燃料デマンドに応じて燃
料ポンプで供給される燃料量を調整できる。
ンにより要求される燃料量を各インジェクタに供給し、
エンジン運転中の燃料の適切な量を確保し、更に燃料デ
マンドの突然の増加に対応できる適切な超過燃料を各イ
ンジェクタに供給する。更に、燃料ポンプの出力をエン
ジンの燃料デマンドにより近接するようにし、エンジン
の燃料デマンドに直接応じて、燃料ポンプの燃料供給を
より迅速に変え、エンジンの燃料デマンドに応じて燃料
ポンプのデューティサイクルを変えて燃料ポンプで消費
される電力量を減少させ、また要求される燃料がエンジ
ンで消費される前にエンジンの燃料デマンドに応じて燃
料ポンプで供給される燃料量を調整できる。
【図１】この発明の好ましい実施例による燃料供給装置
の概要図である。
の概要図である。
【図２】図１の線２−２に沿った内燃エンジンの一部断
面図である。
面図である。
【図３】図１の燃料供給装置の概要ブロック図である。
【図４】図１の燃料供給装置の概要ブロック図であり、
燃料ポンプに電力を制御して送る燃料ポンプドライバー
の好ましい構成と配置をより詳細に図示している。
燃料ポンプに電力を制御して送る燃料ポンプドライバー
の好ましい構成と配置をより詳細に図示している。
【図５】この発明の第二の好ましい実施例による燃料供
給装置の概要ブロック図である。
給装置の概要ブロック図である。
【図６】図５の燃料供給装置の概要ブロック図であり、
エンジン制御ユニットと燃料ポンプドライバーの好まし
い構成と配置をより詳細に図示している。
エンジン制御ユニットと燃料ポンプドライバーの好まし
い構成と配置をより詳細に図示している。
【図７】この発明の燃料供給装置の動作を図示するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
３０ 燃料供給装置 ３２ エンジン ３４ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ） ３６ 燃料ポンプ ３８ 燃料タンク ４０ 燃料インジェクタ ４２ ポンプの制御信号 ４６ 電力 ４４ 燃料ポンプドライバー ４８ 電気モータ ５２ 燃料タンク ５６ 燃料ライン ５８ 燃料主管 ６０ 燃料フィルタ ６２ 圧力調整器 ６６ 吸気弁 ７０ インテークマニホールド ７２ シリンダー室 ７４ 点火プラグ ７６ ピストン ７８ ピストンロッド ８０ スロットル ８６ パルス幅変調増幅器 ９２ パッケージ
フロントページの続き (72)発明者 ロナルド エッチ・ロチ アメリカ合衆国 ミシガン 48726 カス シティ、ノース セメタリー ロード 3787 (72)発明者 マシュウ エル・ワーナー アメリカ合衆国 ミシガン 48723、カー ロ、トムリンソン ロード 2984
Claims (30)
- 【請求項１】 エンジンシリンダ内に燃料を噴射する燃
料インジェクタを有する内燃エンジンへの燃料供給装置
であって、 燃料タンクと、 該燃料タンクと流路で連通し、受電力に応じて前記燃料
タンクから該内燃エンジンの該インジェクタに燃料を供
給する燃料ポンプと、 エンジンの燃料デマンドを決定するために該内燃エンジ
ンと連絡し、前記燃料ポンプの運転を変化調整するため
に該燃料ポンプと連通し、少なくともエンジンで消費さ
れると予想される燃料量を該燃料インジェクタで確保で
きるようにしたエンジン制御ユニットとを具備する装
置。 - 【請求項２】 前記エンジン制御ユニットとの連絡に応
じて前記燃料ポンプに動力を与える電力を供給するため
に、該エンジン制御ユニットと連通し且つ該燃料ポンプ
と連通するように構成された燃料ポンプドライバーを具
備する請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記燃料ポンプドライバーは制御信号に
応答する電気回路であり、前記燃料ポンプに前記制御信
号に比例した電力を出力し、前記制御信号に比例して前
記燃料ポンプの燃料出力を変化させ、そしてエンジン制
御ユニットは前記制御信号を発生し、前記制御信号を前
記燃料ポンプドライバーに送信し、燃料ポンプの運転を
変化調整し、少なくともエンジンが消費すると予想され
る燃料量を前記燃料インジェクタで確保できるようにす
る請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記エンジン制御ユニットが発生する前
記制御信号は該エンジン制御ユニットにより決定された
エンジンの燃料デマンドに比例している請求項３に記載
の装置。 - 【請求項５】 前記エンジン制御ユニットが発生した前
記制御信号は、該エンジン制御ユニットにより決定され
たエンジンの燃料デマンドに比例し、エンジンが消費す
ると予想される燃料に変えて、エンジンにより要求され
るよりも少なくとも５％以上多い燃料を前記燃料ポンプ
により前記インジェクタに供給させ、該インジェクタで
の燃料圧を維持させるに適切な燃料量を供給する請求項
４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記エンジン制御ユニットはエンジンに
入る空気量を検知し、エンジン速度を検知し、エンジン
の燃料デマンドを決定する請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】 前記エンジン制御ユニットはエンジンの
スロットル位置を検知し、エンジン速度を検知し、エン
ジンの燃料デマンドを決定する請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記エンジン制御ユニットはエンジンに
入る空気量を検知し、エンジン速度を検知し、エンジン
の燃料デマンドを決定する請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】 前記エンジン制御ユニットは、エンジン
の運転中のある一定時間内に前記燃料インジェクタによ
り噴射されると予想される燃料量を決めてエンジンの燃
料デマンドを決定する請求項４に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記燃料インジェクタはエンジンの運
転中に於けるシリンダの各インテーク行程の間のある持
続時間だけ開いていて、該シリンダに燃料を噴射し、前
記エンジン制御ユニットは、該インジェクタが次のイン
テーク行程の間にエンジンシリンダ内に燃料を噴射する
持続時間と、エンジン速度を乗じることにより、エンジ
ンの燃料デマンドを決める請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記エンジン制御ユニットにより発生
した前記制御信号は、前記インジェクタが次のインテー
ク行程の間にエンジンシリンダ内に燃料を噴射する持続
時間と前記エンジン速度を乗じたものに比例し、燃料ポ
ンプの運転を変化調整し、少なくともエンジンで消費さ
れると予想される燃料量を該燃料インジェクタで確保で
きるようにする請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記エンジン制御ユニットにより発生
した前記制御信号は、前記インジェクタが次のインテー
ク行程の間にエンジンシリンダ内に燃料を噴射する持続
時間と前記エンジン速度を乗じ、更にある定数を乗じた
値に比例し、エンジンにより消費されると予想される燃
料に変えて、エンジンが要求するより多い燃料を前記燃
料ポンプにより該インジェクタに供給し、該インジェク
タでの燃料圧を維持させる適切な燃料量の供給を確実に
する請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記定数は、前記エンジンへの燃料流
を監視し前記燃料供給装置を校正して決定され、前記制
御信号は、エンジンにより消費されると予想される燃料
量に変えて、前記インジェクタにエンジンの要求量を越
える量を送り、該インジェクタでの燃料圧を維持させる
適切な燃料量を供給する請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記定数は前記燃料ポンプがエンジン
の燃料デアマンドよりも少なくとも５％以上多い燃料を
前記インジェクタに供給するように選択される請求項１
２に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記燃料ポンプドライバーにより前記
燃料ポンプに送られる電力は電気的デューティサイクル
の信号を伴い、該燃料ポンプの運転中の一定時間内に該
燃料ポンプに供給される電力量を制御し、該燃料ポンプ
ドライバーからの該電気的デューティサイクルの信号に
比例して、該燃料ポンプから前記燃料インジェクタへの
燃料流を制御して変化させ、前記エンジン制御ユニット
で発生した前記制御信号はポンプ運転最小容量値と比較
され、もし該発生した制御信号が該ポンプ運転最小容量
値より小さければ該制御信号は該ポンプ運転最小容量値
に等しくセットされ、該燃料ポンプドライバーは該燃料
ポンプに最小デューティサイクル信号を送り、該燃料ポ
ンプが前記燃料インジェクタに予め定めた最小量の燃料
流を常時送る請求項３に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記エンジン制御ユニットで発生した
前記制御信号は燃料ポンプの運転最大容量値と比較さ
れ、もし該制御信号が該ポンプ運転最大容量値より大き
ければ該制御信号は該ポンプ運転最大容量値に等しくセ
ットされ、前記燃料ポンプドライバーは対応する最大デ
ューティサイクル信号を該燃料ポンプに送り、該燃料ポ
ンプが前記燃料インジェクタに予め定めた最大量の燃料
流よりも大きい量を送らないようにする請求項１５に記
載の装置。 - 【請求項１７】 前記ポンプ運転最小容量値に基いた制
御信号により、前記燃料ポンプドライバーは少なくとも
２０％のデューティサイクル信号を該燃料ポンプに送
り、該燃料ポンプがそのポンプ容量の２０％よりも小さ
い値で運転しないようにする請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記ポンプ運転最小容量値に基いて前
記燃料ポンプドライバーは制御信号を発生し、５０％の
デューティサイクル信号を前記燃料ポンプに送り、前記
燃料ポンプがそのポンプ容量の５０％よりも小さい値で
運転しないようにする請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記ポンプ運転最大容量値の制御信号
は電気的制御信号であり、前記燃料ポンプドライバーは
該電気的制御信号により１００％のデューティサイクル
信号を燃料ポンプに送り、前記燃料ポンプがそのポンプ
容量の１００％よりも大きい値で運転しないようにする
請求項１６に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記燃料ポンプは直流モータを有し、
前記燃料ポンプドライバーはパルス幅変調増幅器を有
し、前記エンジン制御ユニットにより供給された前記制
御信号に関連して変化するデューティサイクルで、パル
ス状の直流電気信号を該ポンプ直流モータに送り、該デ
ューティサイクルをエンジンの燃料デマンドの関数とし
て変える請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２１】 前記エンジン制御ユニットと連絡し、
前記燃料ポンプと連通して該燃料ポンプに電力を供給
し、該燃料ポンプと該エンジン制御ユニットとの通信に
応じて該燃料ポンプを駆動する燃料ポンプドライバー
と、該エンジン制御ユニットと該燃料ポンプドライバー
とを収容するモジュールとを有する請求項１に記載の装
置。 - 【請求項２２】 前記エンジン制御ユニットは前記燃料
ポンプドライバーと一体化されている請求項２１に記載
の装置。 - 【請求項２３】 前記エンジン制御ユニットと前記燃料
ポンプドライバーが同じ電気回路板に構成された請求項
２２に記載の装置。 - 【請求項２４】 前記エンジン制御ユニットと連絡し、
前記燃料ポンプと連通して該燃料ポンプに電力を供給
し、該燃料ポンプと該エンジン制御ユニットとの通信に
応じて該燃料ポンプを駆動する燃料ポンプドライバーを
具備し、該燃料ポンプドライバーは該燃料ポンプに近接
して配置され該電力が該燃料ポンプに至るまでの距離を
最小にする請求項１に記載の装置。 - 【請求項２５】 前記燃料ポンプドライバーは前記燃料
ポンプに搭載されている請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２６】 前記エンジン制御ユニットと連絡し、
前記燃料ポンプと連通して該燃料ポンプに電力を供給
し、該燃料ポンプと該エンジン制御ユニットとの通信に
応じて該燃料ポンプを駆動する燃料ポンプドライバーを
具備し、該燃料ポンプドライバーは燃料ポンプの制御信
号に応答する電気回路であり、該燃料ポンプに該制御信
号に比例した電力を出力し、該制御信号に比例して該燃
料ポンプの燃料出力を変化させ、そして、該エンジン制
御ユニットは下記の基準式で算出される値に比例する前
記燃料ポンプ制御信号を発生し、 燃料ポンプ制御信号 ≒ （エンジン速度）×（燃料噴
射持続時間）×Ｋ 該エンジン制御ユニットは該燃料ポンプ制御信号を該燃
料ポンプドライバーに送信し、燃料ポンプの運転を変化
調整し、少なくともエンジンで消費されると予想される
燃料量を前記燃料インジェクタで確保できるようにする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項２７】 燃料インジェクタを有する内燃エンジ
ンへの燃料供給方法であり、 （ａ）燃料タンクと、該燃料インジェクタに加圧した燃
料を供給する燃料ポンプと、燃料ポンプの運転を制御す
るエンジン制御ユニットとを配設し、 （ｂ）該内燃エンジンのエンジンの燃料デマンドを決定
し、 （ｃ）該燃料ポンプの運転を変化調整し、少なくともエ
ンジンで消費されると予想される燃料量を該燃料インジ
ェクタで確保できるようにすることを、 具備する該方法。 - 【請求項２８】 前記（ａ）の工程で、エンジンの燃料
デマンドはエンジンが運転中に前記インジェクタを通っ
て流れると予想される燃料量を決めて得られる請求項２
７に記載の装置。 - 【請求項２９】 前記（ａ）の工程で、前記予想される
燃料量は、 （１）前記インジェクタがエンジンのあるインテーク行
程の間にエンジンシリンダ内に燃料を噴射すると予想さ
れる持続時間を決定し、 （２）該持続時間に該持続時間が決定された時のエンジ
ン速度を乗じること、により得られる請求項２８に記載
の方法。 - 【請求項３０】 前記（ｂ）の工程において、前記燃料
ポンプの燃料流量出力は、 （１）エンジンの燃料デマンドに１より大きいある定数
を乗じて燃料ポンプ制御信号を算出し、エンジンが消費
すると予想される燃料量に変えて、エンジンが要求する
より多い燃料を該燃料ポンプにより前記インジェクタに
供給し、しかも該インジェクタでの燃料圧を維持し、 （２） 算出された該燃料ポンプ制御信号は、燃料ポン
プの運転最小容量値と比較され、その最小容量値は燃料
ポンプにより供給され該インジェクタでの燃料圧を維持
する望ましい最小燃料量に相当しており、もし算出され
た該燃料ポンプ制御信号が該最小容量値より小さければ
前記制御信号は該燃料ポンプの該運転最小容量値に等し
くセットし、 （３）該燃料ポンプ制御信号を、該燃料ポンプの運転最
大容量値と比較し、その最大容量値は該燃料ポンプの望
ましい最大運転状態に対応しており、もし該算出された
該燃料ポンプ制御信号が該最大容量値より大きければ該
燃料ポンプの運転は該燃料ポンプの望ましい該最大運転
状態を越えないようにし、 （４）該燃料ポンプ制御信号に応答して該燃料ポンプを
運転し、エンジンが消費すると予想される燃料量に変え
て、該エンジンが要求するより多い燃料を該エンジンに
供給し、該インジェクタでの適切な燃料圧を維持するこ
と、 の工程により制御される請求項２９に記載の方法。
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