JPS6143264A - 内燃機関の燃料ポンプ制御装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は燃料噴射式内燃機関の燃料ポンプを制御する装
置に関する。

従来の技術 燃料噴射式内燃機関では、燃料噴射弁の開弁時間を制御
することによって、機関に供給される燃料量を制御する
。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
要がある。そのため、燃料ポンプによって燃料噴射弁に
圧送される燃料の圧力を、プレッシャレギュレータによ
って調整している。つまり、プレッシャレギュレータで
は、燃料噴射弁に供給されている燃料圧力と燃料噴射が
行われる雰囲気の圧力との差圧が常時一定圧力に保たれ
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、つまり、吸気管
圧力は、エンジンの負荷状態によって変化し、比較的高
負荷域においては、高くなり、比較的低負荷域において
は、低くなる。

従って、燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給される燃
料の量が一定であれば、プレンシャレギュレータの制御
作用によって、余分な燃料として、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、エンジンの負荷状態を検出して、所定の低負荷
域においては、燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給さ
れる燃料の量が少なくなるように燃料ポンプを制御して
、余分な燃料としてプレッシャレギュレータから燃料タ
ンクに戻される燃料の量を少な（することが考えられて
いる。

このように、燃料ポンプを制御することは、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、燃料ポンプの寿命を向上することがで
きるなどのメリットがある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の燃料ポンプ制御では機関の要求す
る燃料圧力及び燃料流量のみに応じて燃料ポンプ駆動電
流を制御していたため、バッテリの容量低下や低温始動
直後等で電源電圧が低下した場合には燃料ポンプの駆動
能力が低下し燃料圧力の低下、流量不足が発生してしま
う。その結果、機関の出力低下や加速不良が起り、場合
によっては機関ストールが生じる恐れがある。

問題点を解決するための手段 上述した問題点を解決する本発明の構成について第１図
を用いて説明すると、本発明は、燃料噴射弁ａに送り込
まれる燃料を加圧する燃料ポンプｂと、該燃料ポンプの
駆動電流を発生する駆動電流回路Ｃと、該駆動電流回路
Ｃの電源ｄの電源電圧を検出する手段ｅと、検出した電
源電圧が低い場合に前記駆動電流を増大せしめる手段と
を備えたことを特徴としている。

作用 電源電圧が低い場合に燃料ポンプの駆動電流を増大させ
ることにより、燃料ポンプの駆動能力低下を防止し、こ
れによって電源電圧低下時の機関出力、応答性を向上さ
せることができる。

実施例 以下図面を用いて本発明の詳細な説明を行う。

第２図は本発明の一実施例の概略構成図である。

図示しないエアクリーナの下流側には吸入空気流量を検
出しその検出流量に応じた電圧を発生するエアフローセ
ンサ１０が設けられている。エアフローセンサ１０の下
流側には、スロットル弁１２が配置され、また、スロッ
トル弁１２の下流側にはサージタンク１４が設けられて
いる。このサージタンク１４には、吸気圧センサ１６が
取り付けられており、サージタンク１４内に発生する吸
気圧力を検出するように構成されている。また、サージ
タンク１４の下流には吸気マニホールド１８が連結され
ており、この吸気マニホールド１８内に燃料噴射を行う
よう燃料噴射弁２ｏが配置されている。吸気マニホール
ド１８は、機関本体２２の燃焼室２２ａに接続され、燃
焼室２２ａは排気マニホールド２４を介して図示しない
三元触媒コンバータに接続されている。

ディストリビュータ２６には、磁気ピ・ンクアップとデ
ィストリビュータ軸に固定されたシグナルロータとで構
成される気筒判別センサ２８及び機関回転速度センサ３
０が設けられている。この気筒判別センサ２８は、例え
ば、４気筒機関であればクランク角１８０度毎、６気筒
機関であればクランク角１２０度毎に気筒判別信号を制
御回ＦＩ！ｒ３２へ出力し、機関回転速度センサ３０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３２へ出力する。

制御回路３２へは、エアフローセンサ１ｏ及び吸気圧セ
ンサ１６の出力も送り込まれる。さらに、バッテリ３４
からの電源電圧も送り込まれる。

制御回路３２からは、燃料噴射弁２０に電気的駆動パル
スが送り込まれ、これによって噴射弁２０は間欠的に開
閉制御せしめられて燃料噴射が行われる。制御回路３２
からは、さらに、燃料ポンプコントローラ３６に駆動信
号が送り込まれるように構成されている。

第３図はこの燃料ポンプコントローラ３６及び燃料供給
系の構成例を表わしている。今、機関が６気筒であると
すると、燃料噴射弁２０は第３図に示す如く、各気筒に
１個づつ、合計６個あり、各燃料噴射弁２０ａ〜２０ｆ
は、デリバリパイプ４０に接続されている。デリバリパ
イプ４０には、燃料ポンプ４２によって燃料タンク４４
の燃料が途中、燃料フィルタ４６を介して供給されてお
り、デリバリパイプ４０の燃料圧力は、燃料噴射が行わ
れる雰囲気である。吸気マニホルド１８の吸気圧との差
圧が常に一定圧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４８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４４に戻
される。

燃料ポンプ４２は、モータ（図示せず）によって駆動さ
れるようにされており、このモータは、燃料ポンプコン
トローラ３６を介してさらにリレー５０を介してバッテ
リ３４に接続されている。

第３図の如く、燃料ポンプコントローラ３６は、抵抗３
７、リレー３８、トランジスタ３９から構成されており
、抵抗３７は、パンテリ３４と燃料ポンプ４２のモータ
との間を接続する経路中に介挿されており、バッテリ３
４から燃料ポンプ４２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。そして、リレ
ー３８の常開接点３８ａは、抵抗３７の両端をバイパス
するように接続され、リレー３８のコイル３８ｂは、ト
ランジスタ３９のコレクタ、エミッタを介してさらにリ
レー５０の常開接点５０ａを介してバッテリ３４に接続
されている。そしてまた、トランジスタ３９のベースは
、制御回路３２からの駆動信号を受けるように接続され
ており、トランジスタ３９、さらには、リレー３８は、
制御回路３２からの信号によって制御されるようになっ
ている。

つまり、イグニッションスイッチ５２がオンとされてリ
レー５０の接点５２が閉じた後制御回路３２から信号を
受けて、トランジスタ３９が導通すると、リレー３８の
コイル３８ｂが通電されて、接点３８ａをオンとし、燃
料ポンプ４２のモータは、抵抗３７を介さずに、接点３
８ａを介してバッテリ３４の電圧がそのまま供給される
。一方、トランジスタ３９が非導通のときには、リレー
３８のコイル３８ｂは、通電されないため、接点３８ａ
はオフとなり、燃料ポンプ４２のモータには、抵抗３７
を介してバッテリ３４の電圧が降下されて供給される。

制御回路３２は、第４図に示すように、中央処理装置Ｃ
ＣＰＩＪ）　　６０と、ランダム・アクセス・メモリ（
ＲＡＭ）　　６２と、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ
）６４と、第１の入出カポ−トロ６と、第２の入出カポ
−トロ８と、出力ポードア０とを含むマイクロコンピュ
ータから主として構成され、ＣＰＵ６０、ＲＡＭ　６２
、ＲＯＭ　６４、第１の入出カポ−トロ６、第２の入出
カポ−トロ８、および出力ポードア。

は、バス７２により接続されている。

第１の入出カポ−トロ６には、バッファ７４，７６゜７
８マルチプレクサ８０、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ
）　変換器８２を介して、エアフローセンサ１０、吸気
圧センサ１６およびバッテリ３４が接続されている。こ
のマルチプレクサ８０およびＡ／Ｄ変換器８２は、第１
の入出カポ−トロ６から出力される信号により制御され
、エアフローセンサ１０、吸気圧センサ１６及びバッテ
リ３４からの信号を順次入力するようになっている。

第２の入出カポ−トロ８には、駆動回路８４を介して燃
料ポンプコントローラ３６が接続され、波形整形回路８
６を介して気筒判別センサ２８および機関回転速度セン
サ３０が接続されている。

また、出力ポードア０は駆動回路８８を介して燃料噴射
弁２０に接続されている。

制御回路３２のＲＯＭ　６４には、機関回転速度と吸入
空気量とで表される基本燃料噴射時間が予め記憶されて
おり、ＣＰＵ　６０によってエアフローセンサ１０から
の信号および機関回転速度センサ３０からの信号により
基本燃料噴射時間が読み出されるとともに、図示しない
その他のセンサからの各種の信号により、上記基本燃料
噴射時間に補正が加えられ、燃料噴射弁２０が１０＠さ
れる。

このような、燃料噴射時間の制御は、ＲＯＭ　６４に格
納されたプログラムの実行によって達成され、燃料ポン
プコントローラ３６の制御についても同様である。

燃料噴射時間の制御については周知であるため、以下燃
料ポンプコントローラ３６の制御を行うためのプログラ
ムについて、第５図のフローチャートに従って説明する
。

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ップ１００に
ジャンプし、ステップ１１０までの間の処理を実行し、
ステップ１１０から元のルーチンの処理に復帰するよう
になっている。

燃料ポンプ制御ルーチンが起動されると、まず、ステッ
プ１０１では、機関回転速度センサ３０によって検出さ
れる機関回転速度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、ステップ１０２では、吸気
圧センサ１６によって検出される吸気圧Ｐ、ａが取り込
まれる。デリバリパイプ４０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
出することによって燃料圧力あるいは燃料ポンプ４２の
吐出圧を検出したのと同様に扱うことができる。次に、
ステップ１０３では、ステップｌＯ１で取り込まれた回
転速度Ｎ　（ｒｐｍ）および燃料噴射時間τ（ｍｓｅｃ
）を基に１ Ｑｆ＝Ｎ・τ・α の演算式によっ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２０の特性および機関の
気筒数によって定まる定数であり、例えば、 で与えられる。ただし、燃料噴射弁流量を２００ｃｃ／
ｌ１ｉｎ　、６本の燃料噴射弁が機関２回転で１回ずつ
それぞれ作動するとして３本／１回転、６０及び１００
０を単位の換算係数とした場合である。

また、ステップ１０４では、ステップ１０２で取り込ま
れた吸気圧Ｐａに基づいて、 Ａ＝　３０　＋　０．０３（−Ｐ　ａ）の演算式によっ
て燃料ポンプ４２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
て若手、例えば、５　＃／Ｈ程度低く設定されている。

なぜなら、プレッシャレギュレータ４８によるデリバリ
バイブ４０の燃料圧力の調整は、プレッシャレギュレー
タ４８による燃料リターン動作の繰り返しによって行わ
れるため、燃料ポンプ４２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、ステップ１０５では、ステップ１０３およびス
テップ１０４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が燃料噴射量Ｑｆ以下であれば、
ステップ１０６に進み、吐出量Ａが燃料噴射量Ｑｆより
大きければ、ステップ１０７に進む。

ステップ１０６では、入出カポ−トロＢから駆動回路８
４を介して、燃料ポンプコントローラ３６のトランジス
タ３９に、これを導通させる信号を供給し、リレー３８
のコイル３８ｂを通電して、接点３８ａをオンとする。

この結果、燃料ポンプ４２゛のモータには、抵抗３７を
介さずに、接点３８ａを介して、バッテリ３４の電圧が
そのまま供給され、燃料ポンプ４２は、高速で駆動され
ることになる。

燃料ポンプ４２が高速駆動されれば、燃料ポンプ４２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。

ステップ１０７では、バッテリ３４の端子電圧即ち電源
電圧ｖＩｌが取り込まれる。次のステップ１０８では、
この電源電圧■、が所定電圧■。例えばＶｏ、＝１０Ｖ
以上であるか否かを判別する。

Ｖｍ≧ＩＯＶである場合はステップ１０９へ進み、入出
カポ−トロ８から駆動回路８４を介して、燃料ポンプコ
ントローラ３６のトランジスタ３９に、これを非導通と
させる信号を供給し、リレー３８のコイル３８ｂを非通
電として、接点３８ａをオフとする。この結果、燃料ポ
ンプ４２のモータには、抵抗３７を介して、バッテリ３
４の電圧が降下されて供給され、燃料ポンプ４２は、低
速で駆動されることになる。燃料ポンプ４２が低速駆動
されれば、燃料ポンプ４２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。一方、燃料ポンプ４２の駆動速度が低くされるた
め、燃料ポンプ４２の無駄な作動を無くすことができる
。

一方、ステップ１０７において、電源電圧■８が所定電
圧ｖ０より低いと判別した場合には、ステップ１０６へ
分岐し、燃料ポンプコントローラ３６のトランジスタ３
９を導通させ、これにより燃料ポンプ４２にバッテリ３
４の電圧が直接印加されるように制御する。その結果、
燃料ポンプ４２の駆動能力が低下し、燃料圧力の低下、
流量不足の発生が未然に防止される。

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機関
回転速度Ｎと吸入空気量Ｑとを検出して、Ｑ／Ｎを求め
ても良い。また、燃料ポンプのモータの駆動速度の制御
は、デユーティ比制御としても良い、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
あっても良い。

発明の効果 電源電圧が低くなった場合に燃料ポンプの駆動電流を増
大せしめているため、電源電圧の低下による燃料流量の
不足等の不都合が発生せず、機関の出力低下、加速不良
、機関ストール等を招く恐れがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例の
概略構成図、第３図は第２図の燃料ポンプコントローラ
及び燃料供給系の構成図、第４図は第２図の制御回路の
ブロック図、第５図は第４図のマイクロコンピュータの
プログラムのフローチャート、第６図は吸気圧Ｐａに対
する燃料ポンプの吐出量Ａの設定特性を表わす図である
。 １６−吸気圧センサ、２０．２０ａ〜２Ｏｆ　−燃料噴
射弁、３２−制御回路、　　　　３４・−・・・バッテ
リ、３６−　　燃料ポンプコントローラ、 ３７−　　抵抗、　　　　　　　３８−・−リレー、３
９・−・・トランジスタ、　　４２−・・燃料ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料噴射弁に送り込まれる燃料を加圧する燃料ポン
   プと、該燃料ポンプの駆動電流を発生する駆動電流回路
   と、該駆動電流回路への電源電圧を検出する手段と、検
   出した電源電圧が低い場合に前記駆動電流を増大せしめ
   る手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃料ポン
   プ制御装置。