JPH0151670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの燃料噴射弁に燃料を供給す
る電動機式燃料ポンプの吐出燃料制御装置に関
し、特に電動機式燃料ポンプの吐出量をエンジン
の運転状態に対応して変化させるように制御して
燃料ポンプを駆動する電動機の消費電力の節減を
図つたものである。

エンジンにおいて燃料噴射弁に燃料を送り込む
ために用いられる燃料ポンプには、直接エンジン
によつて駆動されるエンジン駆動式のものと、エ
ンジンとは別体の電動機によつて駆動される電動
機式燃料ポンプとがある。

第１図は従来のこのような電動機式燃料ポンプ
を用いたエンジンにおける供給燃料の制御装置の
一例を示すもので、ここで１は電動機式燃料ポン
プである。また、２はエンジンであり、３はエン
ジン２に取付けられた燃料噴射弁である。４はコ
ントロールユニツトであり、コントロールユニツ
ト４から信号線５によつてエンジン２の負荷に応
じた燃料供給信号が燃料噴射弁３に送られてお
り、以て信号に対応した量の燃料が燃料噴射弁３
からエンジン２に供給される。

６は燃料ポンプ１と燃料噴射弁３との間に挿設
されたプレツシヤレギユレータである。プレツシ
ヤレギユレータ６は燃料噴射弁３に送られてくる
燃料の燃圧とエンジン２の吸気マニホールド７内
の気圧との差が常に一定に保たれるように構成さ
れており、以て、燃料ポンプ１から送り出される
燃料の燃圧が所定圧以上となるとプレツシヤレギ
ユレータ６から戻し管８を介して燃料を燃料タン
ク９に戻す。１０は燃料タンク９から燃料ポンプ
１に燃料を送る吸入管である。

このように構成された燃料の制御装置にあつて
は、燃料ポンプ１から燃料噴射弁３に送られて来
る燃料の燃圧が常に一定に保たれているので、エ
ンジン２の運転状態に応じた燃料供給信号が燃料
噴射弁３に伝達されることによつて、信号に対応
した所定量の燃料が燃料噴射弁３から噴射され
る。

しかしながら、このような従来の電動機式燃料
ポンプ１を有するエンジン２の燃料制御装置にあ
つては、燃料噴射弁３に送る燃料の燃圧を一定に
保つために、エンジン２の運転中常時電動機式燃
料ポンプ１を連続して定回転させておき、燃料ポ
ンプ１から吐出された燃料の燃圧が所定圧を超え
ると、その都度超えた分だけの燃料を燃料タンク
９に戻すように構成されているので電流の消費量
が大きく、バツテリならびにオルタネータにかか
る負担が大きく、しかも、エンジンの燃費が悪く
なるという問題点があつた。

本発明の目的は、上述した欠点を除去して、エ
ンジンの運転状態に対応して電動機式燃料ポンプ
の吐出流量と燃料噴射弁の噴射量（開弁時間）と
を同時に制御し、以て、電動機式燃料ポンプをエ
ンジンの運転状態に対応して駆動することにより
消費される電力を節減してバツテリやオルタネー
タの負担を軽減し、伴せて燃費の向上が期待でき
る電動機式燃料ポンプの吐出燃料を制御する装置
を提供することにある。かかる目的を達成するた
めに、本発明は、燃料タンクと、燃料タンクから
燃料を燃料噴射弁に送る電動機式燃料ポンプとを
有し、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射弁の
開弁時間に相当するパルス幅の信号により所定量
の燃料をエンジンに供給するようにした電動機式
燃料ポンプの吐出燃料制御装置において、エンジ
ンの運転状態を検出するセンサと、センサから供
給された運転状態検出信号に基づいて燃料噴射弁
から噴射するのに必要な必要燃料噴射量を演算す
る必要燃料演算手段と、演算された必要燃料噴射
量に基づいて前記パルス幅を演算するパルス幅演
算手段と、燃料ポンプから燃料噴射弁までの燃料
通路に設けられ、燃料ポンプから燃料噴射弁に供
給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
必要燃料噴射量を燃圧検出手段の出力に基づいて
補正し、補正された値に基づいて燃料ポンプの駆
動出力を演算する駆動出力演算手段とを有し、パ
ルス幅演算手段による演算結果に基づいて燃料噴
射弁の開弁時間を制御し、駆動出力演算手段によ
る出力結果に基づいて電動機式燃料ポンプの吐出
流量を制御するようにしたことを特徴とする。

以下に図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

以下で第１図と同様の箇所には同一符号をなし
てその詳細を省略する。第２図において、２０は
３つの演算回路２１，２２および２３を有するコ
ントローラである。コントローラ２０の演算回路
２１にはエンジンの運転状態を検出する信号とし
て、例えばエンジンの吸入空気流量Ｑおよびエン
ジンの回転数Ｎのデータを入力してエンジンの運
転状態に対応した必要燃料噴射量を演算して求
め、この結果をパルス幅演算回路２２およびポン
プ駆動演算回路２３へ供給する。

演算回路２２は、第３図に示すように応答遅れ
補正演算回路２２１、加算回路２２２、噴射弁駆
動回路２２３およびパルス幅演算回路２２４を有
し、演算回路２１によつて演算された燃料噴射量
に基いて、パルス幅演算回路２２４がパルス幅を
演算する。ここで、噴射弁３は、噴射弁３に電流
が通電されてから、実際に燃料が噴射され始める
までに時間がかかる。この時間は、噴射弁３に加
えられる電圧V_Bによつて変化する。このため、
応答遅れ補正演算回路２２１は、電圧V_Bから補
正パルス幅を演算する。この補正パルス幅とパル
ス幅演算回路２２４で演算されたパルス幅とを加
算回路２２２で加算し、この加算されたパルス幅
を、実際に噴射弁３を駆動するパルスを出力する
噴射弁駆動回路２２３に供給する。しかして噴射
弁３には、演算回路２１で求めた燃料噴射量の燃
料が噴射されるようなパルスが供給され、その燃
料は、吸気マニホールド７あるいは、エンジン２
のシリンダ内に直接噴射される。

一方、ポンプ駆動演算回路２３は、第４図に示
すように、ポンプ駆動回路２３１、演算回路２３
３および補正演算回路２３２を有し、演算回路２
１で演算された燃料噴射量に基いて、噴射弁３に
かかる噴射圧力が一定になるように、噴射弁３か
ら噴射された量の燃料がポンプ１から吐出される
ようにポンプ駆動出力を演算する。この演算値を
ポンプ駆動回路２３１に加え、ポンプ駆動回路２
３１が駆動出力を、信号線２４を介して燃料ポン
プ１の電動機１Ａに供給する。また、補正演算回
路２３２を用いて、加速時には、吐出量を増やし
て噴射弁３に導かれる燃圧を高めて噴射圧力を高
くすることにより増量補正をしたりすることもで
きる。このようにして、電動機１Ａの運転を制御
して燃料ポンプ１の吐出量をエンジンの運転状態
に対応して制御する。なお、第２図および第３図
において、V_Bはコントローラに供給するバツテ
リー電圧である。

このように燃料ポンプ１の吐出燃料制御装置を
構成したことにより、コントロールユニツト２０
の演算回路２１で求めた必要燃料噴射量に基づい
て、演算回路２２では燃料噴射弁３の開弁時間の
パルス幅を演算してエンジン２への燃料噴射量を
制御すると同時に、演算回路２３では必要燃料噴
射量に基づいて燃料ポンプ１の所要駆動出力を演
算し、燃料ポンプ１の燃料吐出流量を制御する。
よつて、燃料噴射弁３は、エンジン２の運転条件
に対応した量の燃料を噴射すると同時に、燃料の
噴射量に対応した燃料が電動機式燃料ポンプ１か
ら燃料噴射弁３に向けて吐出されるので、燃料ポ
ンプ１が、常時、必要以上の定回転を行う必要が
なく、それだけ電力の消費、ひいては燃費の節約
ができる。

更に第２図において、３０は圧力センサであ
り、圧力センサ３０を燃料ポンプ１から燃料噴射
弁３に燃料を導く燃料供給通路３１に設け、燃料
噴射弁３に供給される燃料の圧力すなわち燃圧を
検出する。センサ３０で検出した燃料の圧力を信
号線３２を介してポンプ駆動演算回路２３に供給
する。この燃圧信号に基いて、演算回路２３では
演算回路２１から供給された必要燃料噴射量を補
正し、この補正した噴射量に基いてポンプ駆動出
力を演算し、以て、ポンプ１の燃料吐出流量を通
路３１内の燃圧に対応して制御することにより、
燃料噴射弁３に供給する燃圧を一定に保つ。

次に、燃料ポンプ１の燃料吐出流量の可変制御
について説明する。例えば、燃料ポンプ１の電動
機１Ａへの電流を比較的低い周波数で断続的に変
化させて断続的に吐出流量を変化させてもよく、
また、燃料ポンプ１の応答周波数より十分高い周
波数におけるPWM（Pulse Width Modulation：
パルス幅変調）出力によつて電動機１Ａを駆動
し、電動機１Ａへ供給する電流を制御して吐出流
量を連続的に変化させることもできる。更にま
た、第５図に示すように、定電流回路３５を演算
回路２３と電動機１Ａの間に介挿し、演算回路２
３からのポンプ駆動信号を定電流回路３５に入力
して電流を連続的に変化させ、以てポンプ１の吐
出量を変化させてもよい。

以上説明したように本発明によれば、エンジン
の運転状態に対応して燃料噴射弁の燃料噴射量を
制御するとともに燃料ポンプの吐出流量をも制御
するようにしたので、燃料ポンプ駆動用の電動機
をエンジンの運転状態に対応して駆動することが
でき、電力消費が低減し、以つてバツテリーやオ
ルタネータの負担が軽減されるとともに燃費を向
上させることができる。

さらに、運転状態に基づいて必要燃料噴射量を
演算し、必要燃料噴射量からパルス幅を演算して
燃料噴射弁の開弁時間を制御すると共に、必要燃
料噴射量を燃圧検出手段の出力に基づいて補正
し、補正した値に基づいて燃料ポンプの駆動出力
を演算して燃料ポンプの吐出流量を制御するよう
にしたので、正確にかつ必要とする燃料噴射量を
噴射することができる。

なお、以上の説明ではコントローラに入力させ
るエンジンの運転状態の情報データとしてエンジ
ンの回転数と吸入空気量を用いたが、使用する情
報データとしてはこれらに限られるものではな
く、例えば吸入負圧や燃料噴射弁の駆動パルス幅
あるいは燃料噴射量を含めて、これらのうち少な
くとも１つの情報データを用いてこれらをコント
ローラに入力させ以て燃料ポンプの吐出量を変化
させるようにしてもよいことは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機式燃料ポンプを有するエ
ンジンの燃料の制御装置の一例を示す構成図、第
２図は本発明の電動機式燃料ポンプの吐出燃料制
御装置の一実施例の構成を示すブロツク図、第３
図は、その演算回路２２の詳細例を示すブロツク
図、第４図は同じくその演算回路２３の詳細例を
示すブロツク図、第５図はその燃料ポンプの電動
機への供給電流を制御する装置の一例を示す構成
図である。 １…燃料ポンプ、１Ａ…電動機、２…エンジ
ン、３…燃料噴射弁、４…コントロールユニツ
ト、５…信号線、６…プレツシヤレギユレータ、
７…吸気マニホールド、８…戻し管、９…燃料タ
ンク、１０…吸入管、２０…コントローラ、２
１，２２，２３…演算回路、２４…信号線、３０
…圧力センサ、３１…燃料供給通路、３２…信号
線、３５…定電流回路、２２１…応答遅れ補正演
算回路、２２２…加算回路、２２３…駆動回路、
２２４…パルス幅演算回路、２３１…ポンプ駆動
回路、２３２，２３３…演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料タンクと、該燃料タンクから燃料を燃料
   噴射弁に送る電動機式燃料ポンプとを有し、エン
   ジンの運転状態に応じて前記燃料噴射弁の開弁時
   間に相当するパルス幅の信号により所定量の燃料
   を前記エンジンに供給するようにした電動機式燃
   料ポンプの吐出燃料制御装置において、 エンジンの運転状態を検出するセンサと、該セ
   ンサから供給された運転状態検出信号に基づいて
   燃料噴射弁から噴射するのに必要な必要燃料噴射
   量を演算する必要燃料演算手段と、演算された前
   記必要燃料噴射量に基づいて前記パルス幅を演算
   するパルス幅演算手段と、前記燃料ポンプから前
   記燃料噴射弁までの燃料通路に設けられ、前記燃
   料ポンプから前記燃料噴射弁に供給される燃料の
   圧力を検出する燃圧検出手段と、前記必要燃料噴
   射量を前記燃圧検出手段の出力に基づいて補正
   し、該補正された値に基づいて前記燃料ポンプの
   駆動出力を演算する駆動出力演算手段とを有し、
   前記パルス幅演算手段による演算結果に基づいて
   前記燃料噴射弁の開弁時間を制御し、前記駆動出
   力演算手段による出力結果に基づいて前記電動機
   式燃料ポンプの吐出流量を制御するようにしたこ
   とを特徴とする電動機式燃料ポンプの吐出燃料制
   御装置。