JPS60228759A - 燃料ポンプの制御装置 - Google Patents

燃料ポンプの制御装置

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JPS60228759A
JPS60228759A JP8193984A JP8193984A JPS60228759A JP S60228759 A JPS60228759 A JP S60228759A JP 8193984 A JP8193984 A JP 8193984A JP 8193984 A JP8193984 A JP 8193984A JP S60228759 A JPS60228759 A JP S60228759A
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pressure
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fuel pump
fuel
pump
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JP8193984A
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Tetsushi Nishioka
西岡 哲士
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3082Control of electrical fuel pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus 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
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus 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
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M2037/085Electric circuits therefor
    • F02M2037/087Controlling fuel pressure valve

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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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] この発明は自動車等に用いられる燃料ポンプの制御装置
に関する。
[従来技術] 従来の燃料ポンプの制御装置どしては、例えば、日産自
動車株式会社発行の1産す−ビス周報(昭和58年6月
、484号)に記載のようなものがある。これを第1図
により説明すると、燃料タンク1の燃料を燃料ポンプP
で昇圧し、フィルタ3、ダンパ5を介してプレッシャレ
ギュレータ7に送り、例えば2 、5 ko/cn+2
となるよう調圧し、機関の状態に応じてデユーティ制御
されるインジェクタ9に供給するものである。前記プレ
ッシャレギュレータ7は入口11から出口13に向う燃
料をインテークマニホールド15から導かれる均圧管1
7の圧力を基準として、所定の押圧バネを介して弁体に
球体を押圧しておき燃料圧力が大となればこの球体を押
し上げ余計な燃料を溢流管19より溢流させ所定圧とす
る方式の調圧装置である。
前記燃料ポンプPの制御回路は同図右方にブロック図で
示したように、オープンループで制御されている。即ち
、ROM21.RAM23を備えたCPU25は、車速
、0211度、水温等機関の状態を状態検出部29から
インタフェイス部31を介して知り、これらの状態に応
じて最適と考えられる制御値を演算し、デユーティ信号
発生部33、パワー出力回路35を介してモータMにデ
コーティ比を制御したパルス信号を送り前記燃料ポンプ
Pを駆動するようにしている。なお、モータMには並列
に備えるフライホイル回路部としてパワーダイオード3
7を設けている。
[従来技術の問題点] 上記従来技術における燃料ポンプの制御装置はポンプ用
モータMの制御をオープンループで行うものであった。
しかし、オープンループ方式で所定圧(2,5kg/C
l112)を維持させるためには、種々の条件下におい
て送油量が常に所定量を十分上回るよう制御しなければ
ならず、即ち、前記プレッシャレギュレータ7の溢流優
を比較的大きくせざるを得ず、その分だけモータ消費電
力を大きくしていた。又、なお、前記モータMと並列に
設けたフライホイル回路部としてのパワーダイオード3
7は順方向での電位差は約0.85ボルトとなる。従っ
て、通過電流を2アンペアとした場合、このフライホイ
ル回路部で1.7ワツトの電力を消費していることにな
る。
[発明の目的] この発明は上記問題点を改善し、燃料圧力を実際に検出
しフィードバック制御を行うことにより、燃料の溢流作
用等に伴う電力損失を少なくした高精度、高効率の燃料
ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
[発明の構成、及び、その作用] 上記目的を達成するためのこの発明の構成は、燃料ポン
プから送給されインジェクタ出口の圧力に対し所定圧と
した燃料を機関の動作に応じて開閉動作される前記イン
ジェクタに導くようにした前記燃料ポン1の制御装置に
おいて、前記燃料ポンプと前記インジエクタとの間に圧
力検出手段を設け、前記圧力検出手段の検出量に応じて
デユーティパルス比を制御したパルス信号を発生するデ
ユーティパルス発生部を設け、フライホイル部を備えた
モータのスイッチング部に前記デユーティパルス発生部
からのパルス信号を受け前記燃料ポンプを駆動するポン
プ駆動部を設けたことを特徴とする燃焼ポンプの制御装
置である。
従って、インジェクタに送給する圧力は実際に圧力検出
を行ってフィードバック制御により調整されるので、高
精度の所定圧と覆ることができ、機関効率をも上昇させ
ることが可能となる。又、上記フィードバック制御を行
うことにより、調圧装置内での溢流燃料を最小限度に止
めることが可能となるので高効率の燃料ポンプとするこ
とが可能となる。
[実施例の説明] 第2図、及び、第3図はこの発明に用うることのできる
調圧装置39、及び、圧力検出部41を示している。第
3図は第2図A部(圧力検出部)の拡大図である。この
調圧装M39は、従来よりのプレッシャレギュレータに
ポテンショメータ43を付加した構成である。即ち、蓋
体45の内部をダイヤフラム47で仕切り、該ダイヤフ
ラム47に球体49を備えた揺動体51を設ける。液室
53には燃料の入口11、及び、出口13の他、前記球
体49に対応して溢流管19の弁座55を位置させてい
る。一方、ダイヤフラム室57にはインテークマニホー
ルドと接続された均圧管17を終端開口させ、又、前記
揺動体51を図において下方に押下げるべく付勢バネ5
9を設けている。
第3図に示すように、圧力検出部41は、前記揺動体5
1に台座51aを介して電極61を立設し、上記蓋体4
5に対して固定的に摺動子63を設け、コネクタ65か
らのリード線67a、67bを前記電極61、及び、摺
動子63にそれぞれ導いてる。なお、図中69はフレキ
シブルなカバーを示す。
上記構成により、入口11より燃料が流入するとダイヤ
フラム47を介してバネ59を押上げる力が作用する。
余計の燃料は弁座55を介して溢流管19より排出され
燃料タンクに返される。この際、揺動体51は液至53
の圧力に応じて図において上下方向に揺動されるので、
リード線67aの付けられた電極61と、リード線67
bの付けられた摺動子63との間の抵抗値rが変動する
第4図に燃料ポンプ制御回路の一実施例を示した。燃料
ボンデ制御回路は、前記圧力検出手段41と、デユーテ
ィパルス発生部71、及び、ポンプ駆動部73とから成
る。圧力検出手段41は前述した如く、検出圧力をポテ
ンショメータ43の抵抗値rで代表するものである。デ
ユーディパルス発生部71は8ボルトのボルテージレギ
ュレータ75と、圧力比較部77と、駆動電圧設定81
S79と、三角波発生部81と、パルス生成部83、及
び、インバータTr1とから成る。ポンプ駆動部73は
モータM1フライホイル部85、及びスイッチング部8
7とから成る。なお、このモータ制御回路には安全のた
めの7工−ルセーフ回路89を設けている。
前記圧力比較部77は、抵抗素子R1〜R4と、比較器
GOMPIとで構成され、比較器GOMP1のプラス(
+)端子には、8ボルト定電圧を抵抗R1、及び、R2
で分割する中点が接続され、所定の基準電圧を保持する
ようにしている。又、マイナス(−)端子には抵抗R3
とポテンショメータrの中点を接続し、ポテンショメー
タの抵抗rの変化に伴って、例えば、燃料圧力が低く、
抵抗rが大となれば(第3図参照)マイナス(=)端子
の電位V−は比較的低い電圧となるよろうに接続されて
いる。なお、R4はチャタリング防止としてのヒステリ
シスをつけるための抵抗である。
前記駆動電圧設定部79は抵抗R5〜R7、及び、コン
デンサC1を備えた積分器OP1から成り、前記比較器
COMP1からの出力を抵抗R5を介してマイナス(−
)端子に受け、一端を接地した抵抗R7と、一端を8ボ
ルトの電源に接続した抵抗R6の中点をプラス(+)端
子に接続している。この積分器OP1は前記圧力比較部
77、からの出力信号を受け、積分して制御用の電圧を
作るものである。
前記三角波発生部81は比較器GOMP2を有し、その
プラス(+)端子には一端を接地した抵抗R9と一端を
8ボルト電源に接続した抵抗R8の中点を接続している
。出力端子には一端を8ボルト電源に接続した抵抗RI
O1及び、一端を接地したコンデンサC2と抵抗R11
の直列回路、並びに、プラス(+)端子との間に設けた
抵抗R12の一端をそれぞれ接続している。そして前記
抵抗R11とコンデンサC2との中心をマイナス(−)
端子に接続し、全体で非安定マルチバイブレータを構成
している。抵抗R11とコンデンサC2の中点からの出
力信号を通常数十KHzの周波数とする。
前記パルス生成部83は一端を8ボルト電源に接続した
抵抗R13を出力線に備えた比較器GOMP3から成り
、前記駆動電圧設定部79からの出力電圧をプラス(+
)端子に、前記三角波発生部81からの出力をマイナス
(−)端子に接続している。インバータTr1はパルス
生成部83からの信号を反転しスイッチング部87に送
るものである。
以上の構成において、ポテンショメータ43からインバ
ータTr1に至るまでの信号の関係について説明する。
今、燃料圧が低く、抵抗rが大きくなっているとすると
、比較器COMP1のマイナス(−)端子の電圧■−は
低くなり、比較器GOMPIはH1gh信号を出力し、
積分器OP1の出力信号は低下していく。そこで、パル
ス生成部83の比較器GOMP3は上記積分器OP1か
らの出力信号と三角波発生部81からの三角波信号とを
比較し、積分器の出力が小さくなるにつれでLOI11
デユーティの比率が大きくなるパルスを生成する。イン
バータTr1はこのLOIITデ1−ティのパルスを逆
転させ、@ ighデユーティのパルス信号とするので
ある。従ってデユーティパルス発生部71は、燃料圧力
が低ければ、@ ighデユーティのパルス信号を、逆
に、燃料圧力が高ければ、lowデユーティのパルス信
号をポンプ駆動部73に送ることができる。
前記スイッチング部87はN型チャネルのパワーMO3
FET <Tr 2)を設けている。ゲートGnは抵抗
R16を介して前記インバータTriと接続し、ソース
SNは接地し、ドレインl)nはモータMのマイナス(
−)端子に接続している。
なお、インバータTr1と前記ゲートGnとの間には一
端を接続した抵抗R15の他端を接続し−Cいる。
前記フライホイル部85はP型チャネルのパワーMO8
FET (Tr 3)を主体とすルもノテ、ゲートGD
は抵抗R18を介して前記インバータTriと接続し、
ソースSpはバッテリ27の電源に接続し、トレインD
pは前記N型チャネルのパワーMO8FET <Tr 
2)のドレインDnと接続している。ゲートGpに接続
された抵抗R18の他端には、一端をバッテリ電源に接
続した抵抗R17の他端を接続している。
第5図、及び第6図はポンプ駆動部73の回路説明図で
ある。VBはバッテリ電圧をVlnはインバータTri
からの入力電圧を、VMはモータMのマイナス(−)端
子電圧(実効値をVIMで示す)を、IMはモータ負荷
電流を、IFはフライホイル部85へのフライホイル電
流を示す。又、Vs o はP型チvネル0)t<’)
−MOSFET(Tr3)のソース電圧とドレイン電圧
との間の電位差を示し、Δ■はフライホイル電流IFが
流れている際の電位差の絶対値を示している。
第6図(a)に示すように、ポンプ駆動部73にVln
が入力すると、)l ighレベル電圧(VB )にお
いてN型チャネルのパワーM OS F E T<Tr
2>のドレインDN、ソースSN間は短絡され、第6図
(C)に示すようにモータMには電流IMが流れる。こ
の際、第6図(b)に示すように、モータMのマイナス
(−)端子には一点鎖線で示した実効値V’ Mが与え
られることになる。
vinが@ ighレベルである場合P型チャネルのパ
ワーMO8FET (Tr 3)はオフしておりフライ
ホイル電流IFはほとんど流れない(第6図(d)参照
)。
次に、入力電圧VinがしOWレベル(零)にあると、
N型チャネルのパワーMO8FET <Tr 2>はオ
フし、P型チャネルのパワーMO8FET(Tr3)は
オンする。この場合、第6図(d)に示すようなフライ
ホイル電流IEが流れ、Tr3のソース、ドレイン間の
電位差Vsoは−△V (約−0,3ボルト)となる。
かくして、モータMは入力信号VinがHiohデユー
ティである場合には高出力を、lowデユーティである
場合には低出力で稼働されることになる。
第7図にP型チャネルMO8FET (Tr 3)の等
価回路を示した。第8図は第7図のP型チャネルMO3
FET (Tr 3)(A曲線)、及び、図示しない従
来のフライホイルダイオード(8曲線)の導通時の電圧
、電流特性図である。
今、導通時の電流IMが2アンペアであるとするとその
際のすなわち導通時の電流IFがP型チャネルMO3F
ETの場合ソース、ドレイン間電位差は図より△Vは約
0.3ボルトとなり0.6ワツト(0,3Vx2A>と
なるものに対し、従来のフライホイルダイオードの場合
0.85ボルトであり、1.7ワツト(’0.85Vx
2A>の電力が消費されていることになる。
上記P型チャネルMO8F E Tの消費電力の値は該
パワーMO3FETの性能向上に組成って、更に減少さ
せることも可能である。なお、パワーMO8FETとし
ては、奇生ツェナーのサージ耐量の大きなものを用うる
のが望ましい。
し発明の効果] この発明は燃料ポンプから送給されインジェクタ出口の
圧力に対し所定圧とした燃料を機関の動作に応じて開閉
動作される前記インジェクタに導くようにした前記燃料
ポンプの制御装置において、前記燃料ポンプと前記イン
ジェクタとの間に圧力検出手段を設け、前記圧力手段の
検出量に応じてデユーティ比を制御したパルス信号を発
生するデユーティパルス発生部を設け、フライホイル部
を、ええエニウ。ユイ、アアッm k: * if!ア
□−ヶ4パルス発生部からのパルス信号を受番ノ前記燃
料ポンプを駆動するポンプ駆動部を設けたことを特徴と
する燃料ポンプの制御装置であるから、燃料圧力を実際
に検出してフィードバック制御することができ、燃料圧
を常に所定の圧力に維持することができると共に、モー
タ消費電力を最小にすることができ、高精度、高効率の
燃料ポンプ系を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は燃料ポンプの従来例を示す説明図、第2図は圧
力検出手段を備え調圧装置の一実施例断面図、第3図は
第2図A部(圧力検出手段)の拡大説明図、第4図はポ
ンプ制御回路の実施例を示す回路図、第5図はポンプ駆
動部の回路図、第6図<a)〜(e)は第5図回路の動
作説明図、第7図はP型チャネルMO8FETの等価回
路図、第8図は第7図回路の電圧電流特性図である。 43・・・ポテンショメータ 71・・・デユーティパルス発生部 73・・・駆動部 77・・・圧力比較部79・・・駆
動電圧設定部 81・・・三角波発生部 83・・・パルス生成部85
・・・フライホイル部 87・・・スイッチング部 P・・・燃料ポンプ M・・・モータ Tr2・N型チャネルのMO8FET Tr3・P型チャネルのMOS F E T第 第3図 第2図 第6図 第5図 第7図 ■ 重8図 0 0.5 1.Off)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料ポンプから送給されインジェクタ出口の圧力
    に対し所定圧とした燃料を機関の動作に応じて開閉動作
    される前記インジェクタに導くようにした前記燃料ポン
    プの制御装置において、前記燃料ポンプと前記インジェ
    クタとの間に圧力検出手段を設り、前記圧力検出手段の
    検出量に応じてデユーティ比を制御したパルス信号を発
    生するデユーティパルス発生部を設け、フライホイル回
    路部を備えたモータのスイッチング部に前記デユーティ
    パルス発生部からのパルス信号を受け前記燃料ポンプを
    駆動するポンプ駆動部を設けたことを特徴とする燃料ポ
    ンプの制御装置。
  2. (2) 前記スイッチング部はMOS F E Tから
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の燃
    料ポンプの制御装置。
JP8193984A 1984-04-25 1984-04-25 燃料ポンプの制御装置 Pending JPS60228759A (ja)

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