JPH08246973A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃圧センサの温度による検出誤差を排除した
燃圧制御を行う。 【構成】 燃料配管２４のうちの燃圧センサ２９が取り
付けられている部分を吸気管１５中のサージタンク１８
内に配置することで、サージタンク１８内を流れる吸入
空気を絶えず燃圧センサ２９と接触させて、燃圧センサ
２９の温度を吸入空気温度付近に保つ。そして、燃圧セ
ンサ２９の温度の代用として吸入空気温度をサージタン
ク１８内に配置した吸気温センサ３０により検出し、こ
の吸入空気温度の検出値に応じて燃圧センサ２９で検出
した燃圧を補正する。これにより、燃圧センサ２９の温
度を検出する温度センサを設けなくても、実質的に燃圧
センサ２９の温度に応じた燃圧補正を行うことができ
る。そして、補正後の燃圧を車両の運転状態により決ま
る目標燃圧に合わせるようにポンプモータ２６への印加
電圧をＰＷＭ制御して燃料ポンプ２２の吐出圧（回転速
度）を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料ポンプからインジ
ェクタに供給される燃料の圧力（燃圧）を燃圧センサに
より検出し、その燃圧センサの出力信号に基づいて燃料
ポンプの吐出圧を制御するようにした内燃機関の燃料供
給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば特開平６−１７３８０５号
公報に示すように、燃料タンク内の燃料をインジェクタ
に圧送する燃料ポンプを可変速型のポンプモータで駆動
し、燃料配管に取り付けた燃圧センサで検出した燃圧を
目標燃圧に一致させるように、燃料ポンプのポンプモー
タへの印加電圧をフィードバック制御するようにしたも
のがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、燃圧センサ
は、燃圧によりダイヤフラム型の圧電変換素子をひずま
せてそのひずみに応じた電圧信号を出力する構成になっ
ているが、圧電変換素子の圧電変換特性は温度の影響を
受けやすく、温度によって出力電圧がずれる特性があ
る。また、燃圧センサの温度は、燃料配管内の燃料温度
や燃料センサ周辺の雰囲気温度の影響を受けて変化する
ため、図４に示すように、燃圧センサで検出する燃圧は
温度による検出誤差を含んだものとなり、高温になるほ
ど検出誤差が大きくなる傾向がある。従って、温度によ
っては大きな誤差のある燃圧検出値に基づいて燃料ポン
プの吐出圧（燃圧）を制御することになってしまい、実
際の燃圧と目標燃圧とのずれが大きくなって、実際の燃
料噴射量と要求噴射量とのずれが大きくなる場合があ
り、温度が燃圧制御精度を悪くする原因となっている。

【０００４】この対策のために、燃圧センサの温度や燃
料配管内の燃料温度を温度センサで検出し、その検出温
度に応じて燃圧センサの検出誤差を補正することが考え
られるが、この場合には、新たに温度センサが必要とな
り、部品点数削減・構成簡単化の要求に反し、コストア
ップを招いてしまう欠点がある。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、新たな温度センサを
用いずに、燃圧センサの検出燃圧を温度によって補正す
ることができて、燃圧制御精度向上とコストダウンとを
両立させることができる内燃機関の燃料供給装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、燃
料タンク内の燃料を燃料ポンプによりインジェクタに圧
送し、このインジェクタから内燃機関に燃料を噴射する
ものにおいて、前記燃料ポンプの吐出圧力を可変調整す
る可変速型のポンプモータと、吸気流路を流れる吸入空
気の温度を検出する吸気温センサと、前記吸気流路を流
れる吸入空気に触れる位置に設置された燃圧センサと、
この燃圧センサで検出された燃圧を前記吸気温センサで
検出された吸入空気温度に応じて補正する燃圧補正手段
と、この燃圧補正手段により補正された燃圧と車両の運
転状態により決まる目標燃圧とに基づいて前記ポンプモ
ータの回転速度を制御して前記燃料ポンプの吐出圧を制
御するポンプ制御手段とを備えた構成としたものであ
る。

【０００７】この場合、請求項２のように、前記燃料ポ
ンプから吐出した燃料をインジェクタへ送る燃料配管の
一部を前記吸気流路内に配置し、当該燃料配管の前記吸
気流路内に位置する部分に前記燃圧センサを設けた構成
としても良い。

【０００８】或は、請求項３のように、前記吸気温セン
サ及び前記燃圧センサを、前記吸気流路の途中に設けら
れたサージタンク内に配置しても良い。また、請求項４
のように、前記吸気温センサ及び前記燃圧センサを、前
記吸気流路の上流部に設けられたエアクリーナ内に配置
しても良い。

【０００９】

【作用】上述した請求項１の構成によれば、インジェク
タに供給される燃料の圧力（燃圧）を検出する燃圧セン
サは、吸気流路を流れる吸入空気に触れる位置に設置さ
れている。このため、内燃機関（エンジン）の運転中
は、吸気流路を流れる吸入空気が絶えず燃圧センサと接
触して熱交換することで、燃圧センサの温度が吸入空気
温度付近に保たれる。そこで、燃圧センサの温度の代用
として吸入空気温度を吸気温センサにより検出し、この
吸入空気温度の検出値に応じて燃圧センサで検出した燃
圧を燃圧補正手段により補正することで、燃圧センサの
温度を検出する温度センサを設けなくても、実質的に燃
圧センサの温度に応じた燃圧補正を行う。そして、この
補正燃圧を車両の運転状態により決まる目標燃圧に合わ
せるようにポンプ制御手段によりポンプモータの回転速
度を制御して燃料ポンプの吐出圧を制御する。この場
合、吸入空気温度を検出する吸気温センサは、エンジン
制御に用いられる吸気温センサを用いれば良いので、新
たに吸気温センサを設ける必要がない。

【００１０】更に、請求項２では、燃料配管の一部を吸
気流路内に配置し、当該燃料配管の吸気流路内に位置す
る部分に燃圧センサを設けることで、吸入空気による燃
圧センサの冷却に加え、燃圧センサが設けられている燃
料配管も吸入空気によって冷却する。燃圧センサの温度
を上昇させる主たる原因は、燃料配管内を流れる燃料で
あるため、燃料配管を吸入空気で冷やすことで、その内
部を流れる燃料の温度を低下させ、吸入空気による燃圧
センサの冷却効果を高める。

【００１１】また、請求項３では、吸気温センサ及び燃
圧センサを、吸気流路の途中に設けられたサージタンク
内に配置し、燃圧センサの近傍で吸入空気の温度を吸気
温センサにより検出することで、吸気温センサの検出温
度と燃圧センサの温度との差を少なくする。更に、サー
ジタンク内では吸入空気の脈動が低減され、吸入空気の
流れが平均化されるので、吸入空気の脈動による吸気温
センサの検出温度のばらつきが少なくなると共に、燃圧
センサの冷却効果も安定する。

【００１２】また、吸気流路を流れる吸入空気は下流ほ
どエンジンの放熱の影響を受けて温度が上昇するため、
請求項４では、吸気温センサ及び燃圧センサを吸気流路
の上流部に設けられたエアクリーナ内に配置することに
より、吸気温センサ及び燃圧センサの配置場所をエンジ
ンから遠ざけて、エンジンの放熱の影響を少なくし、燃
圧センサの冷却効果を高める。また、エアクリーナ内へ
の両センサの設置は、吸気管内へ設置する場合と比較し
て、スペース的に余裕があると共に、組付も簡単に行え
る利点がある。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４に
基づいて説明する。内燃機関であるエンジン１１には吸
気弁１２，排気弁１３，点火プラグ１４が設けられ、吸
気管１５と排気管１６が接続されている。吸気管１５の
上流部にはエアクリーナ１７が設けられている。また、
吸気管１５の途中にはサージタンク１８が設けられ、こ
のサージタンク１８の上流側にスロットルバルブ１９が
設けられ、サージタンク１８の下流側にインジェクタ２
０が設けられている。また、排気管１６には、排気ガス
中の酸素濃度を検出する酸素センサ２８が設けられ、こ
の酸素センサ２８の下流側には三元触媒（図示せず）が
設けられている。

【００１４】一方、燃料を貯留する燃料タンク２１内に
は、燃料をインジェクタ２０に圧送する燃料ポンプ２２
が設けられ、この燃料ポンプ２２の吸込み口にフィルタ
２３が設けられている。この燃料ポンプ２２の吐出口と
インジェクタ２０との間は燃料配管２４によって接続さ
れ、この燃料配管２４の途中に燃料フィルタ２５が設け
られている。上記燃料配管２４は、燃料タンク２１に始
まり、インジェクタ２０に燃料を分配するデリバリパイ
プ３２で終わるリターンレス構成となっている。燃料配
管２４の一部が吸気管１５中のサージタンク１８内に導
入され、当該燃料配管２４のサージタンク１８内に位置
する部分に、燃料配管２４内の燃圧を検出する燃圧セン
サ２９が取り付けられている。また、サージタンク１８
内には、燃圧センサ２９の他、吸入空気温度を検出する
吸気温センサ３０と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力
センサ３１とが設けられている。

【００１５】また、燃料ポンプ２２は、駆動源として可
変速型の直流ポンプモータ２６を内蔵し、このポンプモ
ータ２６への印加電圧をＰＷＭ回路２７により制御する
ことにより、燃料ポンプ２２の回転速度を制御して吐出
圧を制御できるようになっている。上記ＰＷＭ回路２７
は、制御回路３４からのＰＷＭ信号に応じてＯＮ／ＯＦ
Ｆデューティ比を変化させて平均出力電圧を変化させる
ＰＷＭ方式の電圧調整を行う。

【００１６】一方、制御回路３４は、マイクロコンピュ
ータを主体として構成され、ＣＰＵ３５，ＲＯＭ３６，
ＲＡＭ３７，入出力インターフェース３８，３９を備
え、燃圧センサ２９，吸気温センサ３０，吸気管圧力セ
ンサ３１，エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ
４０，エンジン１１の各気筒のクランク角を検出する回
転角センサ４１等の各種センサから出力される情報を読
み込み、燃料噴射量や点火時期等を演算し、その演算結
果に応じた燃料噴射信号と点火信号をインジェクタ２０
とイグナイタ（図示せず）に出力し、エンジン１１を制
御する。

【００１７】ところで、図４に示すように、燃圧センサ
２９で検出する燃圧は温度による検出誤差を含んだもの
となり、特に、高温の場合は検出誤差が大きくなるた
め、この燃圧をそのまま用いて燃料ポンプ２２の吐出圧
（燃圧）を制御すると、実際の燃圧と目標燃圧とのずれ
が大きくなって、実際の燃料噴射量と要求噴射量とのず
れが大きくなる。従って、燃圧センサ２９で検出した燃
圧を燃圧センサ２９の温度に応じて補正する必要がある
が、燃圧センサ２９の温度を検出する温度センサを設け
ると、部品点数削減・構成簡単化の要求に反し、コスト
アップを招いてしまう。

【００１８】そこで、この実施例では、燃圧センサ２９
を吸気管１５中のサージタンク１８内に配置すること
で、エンジン１１の運転中に、サージタンク１８内を流
れる吸入空気を絶えず燃圧センサ２９と接触させて熱交
換させ、燃圧センサ２９の温度を吸入空気温度付近に保
つ。そして、燃圧センサ２９の温度の代用として吸入空
気温度をサージタンク１８内に配置した吸気温センサ３
０により検出し、この吸入空気温度の検出値に応じて燃
圧センサ２９で検出した燃圧を補正することで、燃圧セ
ンサ２９の温度を検出する温度センサを設けなくても、
実質的に燃圧センサ２９の温度に応じた燃圧補正を行
い、補正後の燃圧を車両の運転状態により決まる目標燃
圧に合わせるようにポンプモータ２６への印加電圧をＰ
ＷＭ制御して燃料ポンプ２２の吐出圧（回転速度）を制
御する。

【００１９】このような燃圧制御は、図２の燃圧制御ル
ーチンに従って制御回路３４によって実行される。この
燃圧制御ルーチンは、短周期で繰り返し処理され、処理
が開始されると、まずステップ１０１で、車両の運転状
態により決まる目標燃圧Ｐoを設定し、続くステップ１
０２で燃圧センサ２９から出力される燃圧（実燃圧）Ｐ
f を読み込み、更に、ステップ１０３で、吸気温センサ
３０から出力される吸入空気温度ｔempaを読み込む。こ
の後、ステップ１０４で、図３の実燃圧Ｐf と吸入空気
温度ｔempaとをパラメータとする二次元マップを用い
て、実燃圧Ｐf を吸入空気温度ｔempaに応じて補正し、
補正燃圧Ｐffを求める。このステップ１０４の処理は特
許請求の範囲でいう燃圧補正手段として機能する。

【００２０】次のステップ１０５で、補正燃圧Ｐffを目
標燃圧Ｐo と比較し、補正燃圧Ｐff＝目標燃圧Ｐo の場
合には、ステップ１０８に進んで、現在の燃料ポンプ印
加電圧（燃料ポンプ２２のポンプモータ２６への印加電
圧）を維持して本ルーチンを終了する。

【００２１】また、補正燃圧Ｐff＜目標燃圧Ｐo の場合
には、ステップ１０７に進んで、燃料ポンプ印加電圧を
ＰＷＭ制御により上昇させて燃料ポンプ２２の吐出圧
（回転速度）を上昇させることで、Ｐff＝Ｐo となるよ
うに制御して本ルーチンを終了する。

【００２２】一方、補正燃圧Ｐff＞目標燃圧Ｐo の場合
には、ステップ１０６に進んで、燃料ポンプ印加電圧を
ＰＷＭ制御により低下させて燃料ポンプ２２の吐出圧
（回転速度）を低下させることで、Ｐff＝Ｐo となるよ
うに制御して本ルーチンを終了する。上述したステップ
１０５〜１０８の処理が特許請求の範囲でいうポンプ制
御手段として機能する。

【００２３】以上説明した実施例によれば、燃圧センサ
２９を吸気管１５中のサージタンク１８内に配置して、
燃圧センサ２９の温度を吸入空気温度付近に保ち、燃圧
センサ２９の温度の代用として吸入空気温度を吸気温セ
ンサ３０により検出し、この吸入空気温度の検出値に応
じて燃圧センサ２９で検出した燃圧を補正するようにし
たので、燃圧センサ２９の温度を検出する温度センサを
設けなくても、実質的に燃圧センサ２９の温度に応じた
燃圧補正を行うことができて、燃圧センサ２９の温度の
影響を排除した燃圧制御を行うことができ、燃圧制御精
度を向上させることができる。この場合、吸入空気温度
を検出する吸気温センサ３０は、エンジン制御に用いら
れる吸気温センサを用いれば良いので、新たに吸気温セ
ンサを設ける必要がなく、部品点数削減・構成簡単化の
要求を満たすことができて、コストダウンも可能とな
る。

【００２４】更に、上記実施例では、燃料配管２４のう
ち燃圧センサ２９が取り付けられている部分をサージタ
ンク１８内に導入しているので、燃圧センサ２９の温度
を上昇させる主たる原因となる燃料配管２４やその内部
を流れる燃料も、吸入空気で冷やすことができて、吸入
空気による燃圧センサ２９の冷却効果を高めることがで
きる。

【００２５】また、吸気温センサ３０及び燃圧センサ２
９をサージタンク１８内に配置し、燃圧センサ２９の近
傍で吸入空気温度を吸気温センサ３０により検出するこ
とで、吸気温センサ３０の検出温度と燃圧センサ２９の
温度との差を少なくすることができる。更に、サージタ
ンク１８内では吸入空気の脈動が低減され、吸入空気の
流れが平均化されるので、吸入空気の脈動による吸気温
センサ３０の検出温度のばらつきを少なくできると共
に、燃圧センサ２９の冷却効果も安定させることができ
る。

【００２６】以上説明した第１実施例では、吸気温セン
サ３０及び燃圧センサ２９をサージタンク１８内に配置
したが、図５に示す本発明の第２実施例では、吸気温セ
ンサ３０及び燃圧センサ２９をエアクリーナ１７内に配
置し、燃料配管２４のうち燃圧センサ２９が取り付けら
れている部分もエアクリーナ１７内に導入している。ま
た、吸気管圧力センサ３１を廃止し、その代わりに、エ
アクリーナ１７の下流側に、吸入空気の流量を測定する
エアフローメータ３５を設けている。これ以外の構成
は、前記第１実施例と同じである。

【００２７】この第２実施例では、吸気温センサ３０及
び燃圧センサ２９を吸気管１５の上流部に設けられたエ
アクリーナ１７内に配置することにより、吸気温センサ
３０及び燃圧センサ２９の配置場所をエンジン１１から
遠ざけて、エンジン１１の放熱の影響を少なくすること
ができ、燃圧センサ２９の冷却効果を高めることができ
る。また、エアクリーナ１７内への両センサ３０，２９
の設置は、吸気管１５内へ設置する場合と比較して、ス
ペース的に余裕があると共に、組付も簡単に行える利点
がある。

【００２８】尚、吸気温センサ３０及び燃圧センサ２９
の配置場所はサージタンク１８内やエアクリーナ１７内
に限定されず、吸気管１５の他の場所に配置しても良
く、要は、エアクリーナ１７からエンジン１１の吸気ポ
ートへ至る吸気流路のいずれかの場所に配置すれば、本
発明の所期の目的は十分に達成できる。

【００２９】また、上記各実施例では、燃料配管２４の
うち燃圧センサ２９が取り付けられている部分を吸気流
路内に導入して、燃料配管２４も吸入空気で冷やすよう
にしたが、燃料配管２４を吸気流路内に導入せずに、燃
圧センサ２９のみを吸気流路を流れる吸入空気に触れる
位置に設置するようにしても良い。

【００３０】また、上記各実施例では、ポンプモータ２
６への印加電圧をＰＷＭ制御するようにしたが、ＤＣ−
ＤＶコンバータを用いてポンプモータ２６への印加電圧
を可変するようにしても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、燃圧センサを吸入空気に接
触する位置に配置して、燃圧センサの温度を吸入空気温
度付近に保ち、燃圧センサの温度の代用として吸入空気
温度を吸気温センサにより検出し、この吸入空気温度の
検出値に応じて燃圧センサで検出した燃圧を補正するよ
うにしたので、燃圧センサの温度を検出する温度センサ
を設けなくても、実質的に燃圧センサの温度に応じた燃
圧補正を行うことができて、燃圧センサの温度の影響を
排除した燃圧制御を行うことができ、燃圧制御精度を向
上させることができると共に、新たに温度センサを設け
る必要がなく、部品点数削減・コストダウンの要求も満
たすことができる。

【００３２】更に、請求項２では、燃料配管のうちの燃
圧センサを設けた部分を吸気流路内に配置するようにし
たので、燃圧センサの温度を上昇させる主たる原因とな
る燃料配管やその内部を流れる燃料も、吸入空気で冷や
すことができて、吸入空気による燃圧センサの冷却効果
を高めることができる。

【００３３】また、請求項３では、吸気温センサ及び燃
圧センサを、吸気流路の途中に設けられたサージタンク
内に配置したので、吸入空気の脈動による吸気温センサ
の検出温度のばらつきを少なくできると共に、燃圧セン
サの冷却効果も安定させることができる。

【００３４】また、請求項４では、吸気温センサ及び燃
圧センサを吸気流路の上流部に設けられたエアクリーナ
内に配置したので、吸気温センサ及び燃圧センサの配置
場所をエンジンから遠ざけて、エンジンの放熱の影響を
少なくすることができ、燃圧センサの冷却効果を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すシステム全体の概略
構成図

【図２】燃圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチ
ャート

【図３】補正燃圧Ｐffを求める二次元マップを示す図

【図４】燃圧センサの検出誤差の一例を示す図

【図５】本発明の第２実施例を示す主要部の概略構成図

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１５…吸気管、１７…エ
アクリーナ、１８…サージタンク、１９…スロットルバ
ルブ、２０…インジェクタ、２１…燃料タンク、２２…
燃料ポンプ、２４…燃料配管、２５…燃料フィルタ、２
６…可変速型のポンプモータ、２７…ＰＷＭ回路、２８
…酸素センサ、２９…燃圧センサ、３０…吸気温セン
サ、３２…デリバリパイプ、３４…制御回路（燃圧補正
手段，ポンプ制御手段）、３５…エアフローメータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより
   インジェクタに圧送し、このインジェクタから内燃機関
   に燃料を噴射する内燃機関の燃料供給装置において、 前記燃料ポンプの吐出圧力を可変調整する可変速型のポ
   ンプモータと、 前記内燃機関の吸気流路を流れる吸入空気の温度を検出
   する吸気温センサと、 前記吸気流路を流れる吸入空気に触れる位置に設置さ
   れ、前記インジェクタに供給される燃料の圧力（以下
   「燃圧」という）を検出する燃圧センサと、 この燃圧センサで検出された燃圧を前記吸気温センサで
   検出された吸入空気温度に応じて補正する燃圧補正手段
   と、 この燃圧補正手段により補正された燃圧と車両の運転状
   態により決まる目標燃圧とに基づいて前記ポンプモータ
   の回転速度を制御して前記燃料ポンプの吐出圧を制御す
   るポンプ制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関
   の燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記燃料ポンプから吐出した燃料をイン
   ジェクタへ送る燃料配管の一部が前記吸気流路内に配置
   され、当該燃料配管の前記吸気流路内に位置する部分に
   前記燃圧センサが設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記吸気温センサ及び前記燃圧センサ
   は、前記吸気流路の途中に設けられたサージタンク内に
   配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の内燃機関の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 前記吸気温センサ及び前記燃圧センサ
   は、前記吸気流路の上流部に設けられたエアクリーナ内
   に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の内燃機関の燃料供給装置。