JPS62131965A - 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〕 本発明は内燃機関の燃料ポンプ制御Ｉｌ装置に関し、特
に始動時における燃料吐出量の不足を防止しかつ始動後
のバッテリ電圧低下時に燃料ポンプの性能を向上させ吐
出量の不足を防止することができる燃料ポンプ制御装置
に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、バッテリ電圧の低下時に燃料ポンプの性能を向上させ
燃料吐出量の不足を防止した燃料ポンプ制御装置は提案
されている（例えば特願昭５９−１６３７７６）。この
装置の吐出量制御は基本的にはバッテリ電圧低下時に燃
料ポンプ性能を向上させバッテリ電圧が回復したら通常
の性能に戻すように行われる。即ち、エンジン回転数、
燃料噴射時間、所定の係数等により算出された燃料噴射
量が、吸気管内圧力と燃料噴射量との基本関係式に基づ
いて多いか少いか判断した後、燃料噴射量が少ないとき
にはバッテリ電圧をチェ・ツクし、ノ〈・ノテリ電圧が
基準値以上ならばリレーをオフしてレジスタを介した通
常の電圧供給を燃料ポンプに対して行い、バッテリ電圧
が基準値以下ならばリレーをオンしてバッテリ電圧を直
接供給する。これにより燃料ポンプの性能は向上して燃
料噴射量は増大する。

しかしながら、このような制御においては、通常容易に
低下する程度のバフテリ電圧値で電圧低工時の処理制御
を行うと、結局、燃料ポンプの性能を高い状態に制御す
る頻度が高くなり、その結果燃料ポンプの作動音の増大
、耐久性の劣下、燃費の悪化、等の問題が発生する。こ
のような問題に対処するためにはバッテリ電圧の低下を
判断する基準電圧を掻力低（設定する必要があるが、こ
の基準電圧値の設定は非常に微妙であり、例えば低く設
定しすぎれば電圧低下時の処理に入る直前の電圧によっ
ては燃料ポンプの性能が不足することがあり、その結果
車輌の走行フィーリングの悪化やエンジンストールを発
生することもあり、さらに再始動できないこともある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は上
述の問題点を解消した内燃機関の燃料ポンプ制御装置で
あって、第１図に本発明の基本構成を示す如く、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圧を発生する駆動電圧回路Ｃと、
該駆動電圧回路Ｃへの電源（バッテリ）Ｄの電圧を検出
する手段Ｅと、検出した電源電圧が所定値以下のときに
該駆動電圧を増大せしめる手段Ｆと、内燃機関の始動を
検出する手段とを備えたことを特徴とする。このような
構成によって、始動時においてバッテリ電圧が所定値以
下のとき駆動電圧増大手段を作動せしめることにより燃
料ポンプの駆動電圧を増大させ燃料吐出量の不足を防止
することができる。

〔実施例〕

以下図面に添って本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例概略システム構成図である。

第２図の例では内燃機関の始動検出信号としてスタータ
スイッチＯＮを取り入れる。１は排気マニホールド２に
備えられ排気ガス中の残存酸素濃度を検出する酸素セン
サ（０□センサ）、３は排気バルブ、４は吸入バルブ、
５は点火プラグ、６は各気筒に対して設けられる燃料噴
射弁、７は吸気マニホールド、８はサージタンク、９は
スロットルポジションセンサを備えるスロットルバルブ
、１０はサージタンクの壁面に設けられる吸気圧センサ
、１１は吸入空気量を検出するエアフローメータ、１２
は点火コイルを備え点火に必要な高電圧を出力するイグ
ナイタ、１３はディストリビュータ、■４はディストリ
ビュータの１回転に１発のパルス信号を出力する気筒判
別センサ、１５はディストリビュータの１回転即ちクラ
ンク軸２回転に２４発のパルス信号を出力する回転角セ
ンサ、１６はエンジンシリンダ、１７は燃焼室、１８は
エンジン本体、１９はエンジン冷却水温センサ、２０は
電子制御回路（ＥＣＵ）、２１は電源（バッテリ）、２
２はスタータモータ、ＳＴＡ　−ＳＷはスタータスイッ
チ、そして２３は燃料ポンプコントローラである。

図に示す如く、０□センサ１、スロットルバルブポジシ
ョンセンサ９、吸気圧センサ１０．エアフローメータ１
１、気筒判別センサ１４、回転角センサ１５、水温セン
サ１９、バッテリ電圧、ステータスインチ等の各信号が
ＥＣＵ　２０に入力され、これらの信号に基づいて燃料
噴射弁６、イグナイタ１２、燃料ポンプコントローラ２
３などの制御が行われる。

第３図は第２図に示す電子制御回路の詳細ブロック図で
ある。電子制御回路（ＥＣＵ）２０はマイクロコンピュ
ータを中心に構成されており、基本的には中央処理装置
（ＣＰＵ）　２１４において入力される各センサからの
データを所定の制御プログラムに従って演算し、燃料噴
射弁６、イグナイタ１２、燃料ポンプコントローラ２３
等を作動制御するための処理が行われる。この場合ＣＰ
ｔ１２１４には演算等のタイミングをとるためのクロッ
ク発振器（ＣＬＯＣＫ）　２１５が接続される。ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　２１２は各センサから入
力されるデータや演算制御に必要なデータを一時的に読
み書きするために設けられ、リードオンリーメモリ（Ｒ
ＯＭ）２１３は前述の制御プログラムや燃料噴射量、時
間等のためのマツプを格納する。

吸気圧センサ１０、エアフローメータ１１、水温センサ
１９、バッテリ電圧２１の出力は図示しないバッファを
介してマルチプレクサ２０１により選択的に出力され、
アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２０２にてデジタ
ル値に変換され入出力ポート′２０３を経てパスライン
２１６を介してＣＰｔ１２１３等に送られる。気筒判別
センサ１４および回転角センサ１５の出力は波形整形回
路２０４にて波形整形された後入出力ポート２０６に入
力される。スタータスイッチＳＴＡ　−Ｓ讐の信号はバ
ッファ２０５を介して入出力ポート２０６に入力される
。一方、ＣＰＵ２１４の出力はパスライン２１６を介し
て入出力ポート２０６、出力ボート２０９，２１１に入
力され、各駆動回路２０７．２０８．２１０は各々のた
めの制御信号に基づいて燃料ポンプコントロニラ、イグ
ナイタ１２、燃料噴射弁６を駆動する。

第４図は燃料ポンプコントローラ２３および燃料供給系
の構成例を示している。機関が６気筒であるとすると、
燃料噴射弁６は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６ａ〜６ｆはデリバリパイプ２５に設
けられている。デリバリパイプ２５には燃料ポンプ２４
によって燃料タンク２８の燃料が途中の燃料フィルタ２
６を介して供給されており、デリバリパイプ２５の燃料
圧力は燃料噴射が行われる吸気マニホールド７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２７によって行われ
る。燃料圧力制御の結果余った燃料は燃料タンク２８に
戻される。

燃料ボン、プ２４は図示しないモータによって駆動され
、このモータは燃料ポンプコントローラ２３を介してバ
ッテリ２１に接続される。燃料ポンプコントローラ２３
は抵抗２３１、リレー２３２および２３３、トランジス
タ２３６および２３ｇ、コンパレータ２３４、インバー
タ２３５、アンプ２３７から構成されており、抵抗２３
１はリレー２９を介してバッテリ２１と燃料ポンプ２４
の間を接続しており、バッテリ２１から燃料ポンプ２４
の図示しないモータに供給される電圧を所定電圧だけ降
下させる。

リレー２３２の常開接点２３２ａは抵抗２３１の両端を
バイパスするように接続され、コイル２３２ｂの一方の
端はトランジスタ２３８のコレクタに他方はリレー２９
の接点２９ａを介してバッテリ２１に接続される。トラ
ンジスタ２３８のベースは電子制御回路２０からの駆動
信号を受けるように接続される。

かつアンプ２３７の出力を受ける。今、スタータスイッ
チＳＴＡ　−ＳＷがオフしており、イグニッションスイ
ッチＩｇ　−ＳＷがオンするとリレー２９の接点２９ａ
が閉じた後、リレー２３３はオフしているがＥＣＵ　２
０から駆動信号を受けてトランジスタ２３８がオンする
と、リレー２３２の接点２３２ａが閉じ燃料ポンプ２４
の電圧供給は抵抗２３１を介さず、接点２３２ａを介し
てバッテリ２１の電圧がそのまま供給される。一方、イ
グニッションスイッチＩｇ　−ＳＷがオンしスタータス
イッチＳＴＡ　−ＳＷもオンしているときは最初に点Ｐ
におけるバッテリ電圧ＶＩ＋と基準電圧■□、とがコン
パレータ２３４により比較され、■、がＶ＊ｔｒ　　（
例えば８Ｖ）以上のときはコンパレータ（ＣＯＭ）　２
３４はハイレベルとなりインバータ（ＩＮＶ）　２３５
の出力はローレベルとなるのでトランジスタ２３６はカ
ットオフ状態でありリレー２３３はオンしない。一方、
バッテリ電圧ＶＳがＶ　ＲＥＦ以下のときは上述とは逆
にトランジスタ２３６のベースがハイレベルとなるので
トランジスタ２３６はオンしリレー２３３の接点２３３
ａは閉じホールドされる。さらに増幅器２３７によりト
ランジスタ２３８のベースはハイレベルとなるのでトラ
ンジスタ２３８はオンしリレー２３２はオンするのでそ
の接点２３２ａは閉じて抵抗２３１を介さず接点２３２
ａを介して燃料ポンプ２４に通電する。

第５図は本発明に係る燃料ポンプ制御ルーチンである。

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１１３までの間の処理を実行し、ス
テップ１１３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１５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ｌＯによって検出される吸気圧Ｐａが取り込ま
れる。デリバリパイプ２５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２４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１０１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、 Ｑｆ＝Ｎ・τ・α の演算式によって時間当りの燃料噴射ｉＱｆが求められ
る。ここで、αは、燃料噴射弁６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／
ｍｉｎ　、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１０００
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、第６図のＡに示す如く、 Ａ＝３０＋０．０３　（−Ｐａ） の演算式によって燃料ポンプ２４の低速作動時の吐出ｉ
ｔＡ、換言すれば、燃料供給能力を求める。

ただし、この場合の吐出ｉｌＡは、実際の燃料ポンプの
吐出能力に比べて若干、例えば、５１／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２７に
よるデリバリパイプ２５の燃料圧力の調整は、プレッシ
ャレギュレータ２７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２４は、常にリター
ン分の燃料を余分に供給する必要力（あるからである。

次にステップ１０５ではスタータスイッチＳＴＡ・ｓｈ
のオン／オフが判別される。ＳＴＡ　−ＳＷがオフであ
れば、ステップ１０６においてＳＴＡ・Ｓ−信号を示す
フラグＦ’ｓｔが立っているか否か、即ち、“１”か“
Ｏ”か判別され、立っていない、即ち“Ｏ”であればス
テップ１０７においてフラグＦＳＴをＯにリセットしＡ
とＱｆの比較に入る。また′０”でなければステップ１
０９に進み後述する基準電圧ＶえＥＦとバッテリ電圧ｖ
ｌｌとの比較に移る。一方、ＳＴＡ　−Ｓ−がオンのと
きはステップ１０８においてフラグＦ’ｓｔが“１”に
セットされ、ステップ１０９においてバッテリ電圧Ｖ、
を取り込むと同時に基準電圧ＶｌｌＥＦとバッテリ電圧
Ｖｌｌの大小が判別される。基準電圧ＶＲＥＦがＶＩＩ
より大であればステップ１１２においてリレー２３２が
オンされる。一方、Ｖ　ＲＥＦがＶ、より小であればス
タータスイッチオフのルーチンのステップ１０７に進む
。ステップ１１０では吐出量Ａと燃料噴射量Ｑｆの大小
が判別される。吐出１１Ａが燃料噴射ｌＱｆより以上で
あればステップ１１１に進みリレー２３２はオフされ、
以下であればステップ１１２に進みリレー２３２がオン
される。リレー２３２がオンされれば前述の如くバッテ
リ電圧がそのまま供給され燃料ポンプ２４は高速で駆動
される。燃料ポンプ２４が高速で駆動されれば燃料ポン
プ２４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。一方、リレー２３２がオフの場合には前述の
如く抵抗２３１を介してバッテリ電圧が下降されて供給
され、燃料ポンプ２４は低速で駆動されることになる。

燃料ポンプ２４が低速で駆動されれば燃料ポンプ２４の
吐出量は少なくなるが燃料噴射量も少ないため、燃料噴
射の必要量は確保される。さらに燃料ポンプ２４の駆動
速度が低くされるため燃料ポンプ２４の無駄な作動を無
くすことができる。

第６図は吐出ｉ１Ａと燃料噴射量Ｑｆおよび吸気管圧力
Ｐａとの関係を示すグラフである。吐出量Ａは直線で示
す如く前述の関係式で示される関係にあることが望まし
い。バッテリ電圧の変動によって燃料噴射量Ｑｆが吐出
量Ａより下側に位置するときはステップ１１０に示す如
くリレーはオフされＡより上側に位置するときはリレー
はオンされて吐出量が増大する。

以上の例では始動時の検出をスタータスイッチのＯＮ信
号により行っているが、これは例えばエンジン回転数が
通常のアイドリングにおける回転より極めて低いとき、
例えば３００ｒｐｍ以下の時等を検出してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スタータスイッチのオン／オフ信号を
バッテリ電圧の検出信号にもとづいて燃料ポンプの駆動
を制御するようにしたので、始動時および電圧降下時に
おいて燃料ポンプの性能を高めて吐出量の不足を防止す
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図は本発明の一実施例概略システム構成図、第３図
は第２図の電子制御回路の詳細ブロック図、 第４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５図は第３図の電子制御回路のコンピュータの燃料ポ
ンプ制御プログラムのフローチャート、および 第６図は燃料吐出量と燃料噴射量および吸気圧との関係
を示すグラフである。 （符号の説明） ６．６８〜６ｆ・・・燃料噴射弁、 １０・・・吸気圧センサ、 １１・・・エアフローメータ、 １５・・・回転角センサ、 ２０・・・電子制御回路、 ２１・・・バッテリー、 ２２・・・スタータモータ、 ２３・・・燃料ポンプコントローラ、 ２４・・・燃料ポンプ、 ２５・・・デリバリパイプ、 ２９　、２３２，２３３・・・リレー、２３５．２３８
・・・トランジスタ。

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圧を発生する駆動電圧回
   路と、該駆動電圧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所定値以下のときに該駆動電圧を増
   大せしめる手段と、内燃機関の始動を検出する手段とを
   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
   。