JPH09324716A - 車両用燃料ポンプの制御装置 - Google Patents

車両用燃料ポンプの制御装置

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JPH09324716A
JPH09324716A JP16837596A JP16837596A JPH09324716A JP H09324716 A JPH09324716 A JP H09324716A JP 16837596 A JP16837596 A JP 16837596A JP 16837596 A JP16837596 A JP 16837596A JP H09324716 A JPH09324716 A JP H09324716A
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fuel
flow rate
pump
fuel pump
electric power
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Tsutomu Iwase
勉 岩瀬
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 底面のほぼ中央部の突出部１ａにて内部の下
方部分が左右の室１ｂ，１ｃに分かれた形状の燃料タン
ク１を用いた車両の燃料供給システムにおいて、電動式
燃料ポンプ２の吐出流量の最適化をはかり、消費電力の
低減，燃費の改善をはかる。 【解決手段】 燃料タンク１内燃料の液面レベルにジェ
ットポンプ作動目標設定値Ｌj を設定し、フユーエルメ
ータユニット１３の液面検出値Ｄm とＬj との大小を比
較判別する液面判別手段１４を設け、該液面判別手段１
４の判断に応じて燃料ポンプ２への供給電力を切換制御
する燃料ポンプ電力切換制御手段１６を設け、Ｄm ≧Ｌ
j の場合は、エンジンの燃料消費流量に最低システム維
持流量を加算した吐出流量を得ることができる電力を燃
料ポンプ２に供給し、Ｄm ＜Ｌj であるときは、最大吐
出流量となる電力を燃料ポンプ２に供給するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用燃料ポンプ
の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用エンジンへの燃料供給を燃料噴射
弁によって行うものにおいては、燃料タンクから燃料噴
射弁への燃料供給は電動式の燃料ポンプにて行われる。
即ち、該燃料ポンプの駆動により燃料タンクからデリバ
リ配管を通って圧送された燃料は圧力調整弁にて所定の
圧力に調圧されて燃料噴射弁の開作動にてエンジンの吸
気管内に噴射され、余分の燃料は余剰燃料としてリター
ン配管を通って燃料タンクに戻されるようになってい
る。
【０００３】上記のような燃料供給装置において、燃料
ポンプの負荷を軽減するために、エンジンの要求燃料量
に相関するエンジンの運転条件から燃料ポンプの吐出量
を制御するようにしたり（特開平６−１４７０４７号公
報参照）、リターン燃料量があらかじめ設定された目標
リターン燃料量と一致するよう燃料ポンプの通電量を制
御するようにしたもの（実開平６−４３２５９号公報参
照）等が従来より公開されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】例えば４輪駆動車両の
燃料タンクは、タンクの下にリヤディファレンシャルが
あるので、図１に示すように、該リヤディファレンシャ
ルを跨ぐようにタンク１の底面形状が鞍型をなし、タン
ク１内の下方部分が左右２室に分かれている。このよう
に内部の下方部分が左右２室に分かれている燃料タンク
の場合は、燃料ポンプ２にて左右何れか一方の室（ポン
プ側の室）の燃料をデリバリ配管４より圧送すると共
に、リターン配管８よりタンク１内に戻されるリターン
燃料にて他方の室の燃料をポンプ側の室内に移送するジ
ェットポンプ１１を設け、該他方の室に燃料が片残りす
ることがないようにしている。
【０００５】このような燃料タンクでは、リターン燃料
はジェットポンプの駆動源となるものであるから、リタ
ーン燃料量を低減させて吐出流量の最適化をはかる上記
従来技術をそのまま適用しても、燃費改善効果を得るこ
とは難しいという課題を有している。
【０００６】本発明は、上記のような課題を解決するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のように
底面に突出部が形成され内部の下方部分が複数の室に分
かれた形状の燃料タンクを用い、該燃料タンクの何れか
一方の室内の燃料が電動式の燃料ポンプにてデリバリ配
管に圧送され、リターン燃料配管から燃料タンク内に還
流するリターン燃料にてジェットポンプが駆動し他方の
室内の燃料を上記一方の室内に吸上げ移送するようにな
っている車両の燃料供給システムにおいて、燃料タンク
内燃料の液面レベルと設定値との大小関係を比較判断す
る液面判別手段を設け、該液面判別手段の判断に応じて
燃料ポンプへの供給電力を切換制御する燃料ポンプ電力
切換制御手段を設けたことを特徴とするものであり、こ
れにより燃料タンク内燃料の片残りという問題発生の虞
れなしに、燃料ポンプ吐出流量の最適化をはかり、燃料
ポンプの消費電力の低減，それに伴うオルタネータ負荷
減少による燃費の改善をはかることができるものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【０００９】図１は、本発明を適用した車両用燃料供給
システムの一例を示す概略説明図であり、１は燃料タン
ク、２は電動式の燃料ポンプ、３はポンプフィルタ、４
はデリバリ配管、５はフユーエルフィルタ、６は燃料噴
射弁、７は圧力調整弁、８はリターン配管を示す。
【００１０】燃料タンク１は、その底面のほぼ中央部に
上方に突出する突出部１ａが形成され、該突出部１ａに
よってタンク内の下方部分は２つの室１ｂと１ｃとに左
右に分かれた構成となっている。そして、一方の室１ｂ
に燃料ポンプ２が設置され、該室１ｂの底部付近からポ
ンプフィルタ３を介して燃料を吸い上げてデリバリ配管
４に圧送するようになっている。デリバリ配管４に圧送
された燃料は、フユーエルフィルタ５を通って燃料噴射
弁６部に供給されると共に、圧力調整弁７にて燃料噴射
弁６部の燃料圧力を燃料噴射に最適な圧力に保つよう構
成され、余剰の燃料はリターン配管８を通って燃料タン
ク１の一方の室１ｂ内に戻されるようになっている。
【００１１】上記リターン配管８のタンク内流出口部に
はジェットポンプ１１が設けられ、リターン燃料の流出
に伴ない燃料タンク１の他方の室１ｃ内の燃料がジェッ
トポンプフィルタ１０を介してジェットポンプ吸上げ配
管９に吸上げられ、一方の室１ｂ内に移送されるように
なっている。
【００１２】１３はフユーエルメータユニットであり、
従来より周知のように、タンク内燃料の液面レベルの変
動をフロート１２を介して検出し、該液面レベルに応じ
た出力を発するものである。
【００１３】尚、上記において、燃料タンク１の底部の
ほぼ中央部に突出部１ａを形成した理由は、例えば４輪
駆動車両（４ＷＤ車）やフロントエンジン・リヤドライ
ブ形式の車両（ＦＲ車）にて、燃料タンク１のほぼ中央
の下部にリヤディファレンシャルやプロペラシャフト等
の設置スペースを設けるためである。
【００１４】上記のようにタンク内の下方部分が１ｂと
１ｃとの左右２室に分かれ、一方の室１ｂの燃料が燃料
ポンプ２にてデリバリ配管４に圧送され、他方の室１ｃ
内の燃料がジェットポンプ１１にて一方の室１ｂ内に吸
上げ移送されるようになっている車両の燃料供給システ
ムにおいて、タンク内燃料の液面レベルに、ジェットポ
ンプ１１を駆動しないと室１ｃ内の燃料が片残りしてし
まう最低規定量を、ジェットポンプ作動目標設定値Ｌj
として設定し、該ジェットポンプ作動目標設定値Ｌj と
上記フユーエルメータユニット１３の出力値Ｄm との関
係から、ジェットポンプ作動の必要性の有無を判断する
液面判別手段１４を設け、該液面判別手段１４の判断結
果に基づき、燃料ポンプ電力切換手段１６が以下に述べ
るように燃料ポンプ２への供給電力の切換制御を行うよ
うにしたものである。上記ジェットポンプ作動目標設定
値Ｌj は、燃料ポンプ２側の室１ｂ内の燃料の液面レベ
ルが突出部１ａと同じ高さ、又は該突出部１ａの高さを
基準として±Ｌmmの範囲に設定される。
【００１５】即ち、図２は本発明の第１の実施の形態を
示すブロック図であり、エンジンコントロールユニット
１５からのエンジンの燃料消費流量ＱE の信号に基づき
燃料ポンプ２の要求吐出流量ＱP を決定する要求吐出流
量決定部１７を燃料ポンプ電力切換制御手段１６に設け
た例を示しており、該要求吐出流量決定部１７が決定し
た要求吐出流量ＱP を満足させるための最適の燃料ポン
プ供給電力を供給電力算出部１８が算出し、その算出結
果を供給電力切換部１９に出力する。供給電力切換部１
９には前記液面判別手段１４の判断結果が入力され、液
面判別手段１４の判断結果の出力と上記供給電力算出部
１８の算出結果の出力とから、該供給電力切換部１９が
燃料ポンプ２への供給電力を切換制御する。
【００１６】上記の制御態様を図３のフローチャートに
て説明すると、イグニッションスイッチをオンとすると
エンジンコントロールユニット１５からの出力にてポン
プリレー２０がオンとなり、燃料ポンプ２が駆動し始め
ると共に、フユーエルメータユニット１３の出力値Ｄm
のモニタが開始される。そして、液面判別手段１４が該
フユーエルメータユニット１３の出力値Ｄm とあらかじ
め設定されているジェットポンプ作動目標設定値Ｌj と
を比較し、Ｄm ≧Ｌj であるとジェットポンプ作動の必
要性なしと判断し、その判断結果の出力にて供給電力切
換部１９は供給電力算出部１８が算出した算出値、即ち
要求吐出流量決定部１７が決定した要求吐出流量ＱP を
満足させるための最適の電力ＷA を燃料ポンプ２に供給
する。
【００１７】ここで、要求吐出流量ＱP とはエンジンの
燃料消費流量ＱE と最低システム維持流量ＱO との加算
値（ＱE ＋ＱO ）である。
【００１８】エンジンの燃料消費流量ＱE は、エンジン
の基本燃料噴射量と吸気流量とエンジン回転数とからな
る補正マップ，Ｏ2 センサからのフィードバック制御
値，加速補正値等からエンジンコントロールユニット１
５内で算出される燃料噴射駆動パルス（デユーティ）に
基づき算出される。
【００１９】最低システム維持流量ＱO とは、燃料供給
システムとしてデリバリ配管４内の圧力を調整する圧力
調整弁７の性能，品質を確保する上である程度の燃料を
リターン配管８側へ還流させる必要があり、その最低流
量を最低システム維持流量と言い、具体的には例えば時
間当たりほぼ５リットル程度の流量に設定される。
【００２０】Ｄm ＜Ｌj であると、液面判別手段１４は
ジェットポンプ作動の必要性があると判断する。する
と、供給電力切換部１９はその判断結果の信号に基づ
き、燃料ポンプ２への供給電圧を、前記供給電力算出部
１８が算出した電力ＷA より大きい所定の電圧ＷB に切
換える。上記の制御において、供給電力切換部１９が、
燃料ポンプ２への供給電力をデユーティ制御する従来よ
り公知の供給電力制御用のコントローラで行う場合と、
供給電力制御用のコントローラをもたずレジスタの切換
えで供給電力切換制御を行う場合とがあり、レジスタの
切換えで供給電力制御を行う場合の一例を図４に示す。
【００２１】図４では、燃料ポンプ駆動回路に直列に組
み込まれた抵抗Ｒ1,Ｒ2 ……と、それらの抵抗をそれぞ
れバイパスするバイパス回路と、該バイパス回路にそれ
ぞれ設けられたスイッチＳＷ1,ＳＷ2 ……とを有し、供
給電力算出部１８の出力と液面判別手段１４の判断とに
基づき供給電力切換部１９が各スイッチＳＷ1,ＳＷ2…
…を選択的にオン，オフさせることにより、燃料ポンプ
２への供給電圧を切換制御するようにした例を示してい
る。この例では、ジェットポンプ作動の必要性がない場
合の供給電力ＷA は、スイッチＳＷ1,ＳＷ2 ……の１つ
以上がオフとなる範囲で制御され、ジェットポンプ作動
の必要性がある場合の供給電力ＷB は、すべてのスイッ
チＳＷ1,ＳＷ2 ……がオンで、＋Ｂの電圧がそのまま燃
料ポンプ２に供給され、燃料ポンプ２が最大吐出流量Ｑ
max となるよう設定される。
【００２２】図４の例では、複数の抵抗Ｒ1,Ｒ2 ……と
複数のスイッチＳＷ1,ＳＷ2 ……を設け、ジェットポン
プ作動の必要性がない場合の供給電力ＷA を、要求吐出
流量ＱP に応じて複数段に切換制御するようにした例を
示しているが、燃料ポンプ２の駆動回路に直列に介装さ
れる抵抗を１個とし、それをバイパスするバイパス回路
に１個のスイッチ設け、上記液面判別手段１４がジェッ
トポンプ作動の必要性なしと判断したとき上記１個のス
イッチをオフとして燃料ポンプ２への供給電力を要求吐
出流量ＱP を満足させるに充分な一定電力ＷA とし、ジ
ェットポンプ作動の必要性ありと判断したときは上記１
個のスイッチをオンとして上記要求吐出流量ＱP にジェ
ットポンプ１１を駆動させるためのリターン流量を加算
したポンプ吐出流量を満足させるに充分な一定電力ＷB
を燃料ポンプ２に供給するようにしてもよい。
【００２３】上記のように、ジェットポンプ１１を駆動
しないと燃料が片残りしてしまう燃料の最低規定量をジ
ェットポンプ作動目標設定値Ｌj として設定し、燃料の
液面レベルが上記ジェットポンプ作動目標設定値Ｌj 以
上であるかどうかでジェットポンプ作動の必要性の有無
を判別する液面判別手段１４を設け、該液面判別手段１
４の判断結果に基づき燃料ポンプ２への供給電力を切換
制御するよう構成したことにより、ジェットポンプ作動
の必要がない状態におけるリターン燃料流量の低減をは
かり、燃料の片残りといった不具合発生の虞れなしに消
費電力の大幅な低減，それに伴うオルタネータの負荷減
少による燃費の改善をはかることができる。
【００２４】図５は本発明の第２の実施の形態を示すも
ので、この例ではジェットポンプ作動の必要性の有無を
判別する液面判別手段１４をエンジンコントロールユニ
ット１５に設けると共に、該液面判別手段１４の判断結
果とエンジン消費流量算出部２１が算出したエンジン燃
料消費流量ＱE とジェットポンプ駆動流量算出部２２が
算出したジェットポンプ駆動流量ＱJ とから燃料ポンプ
２の要求吐出流量ＱPを決定する要求吐出流量決定部１
７をエンジンコントロールユニット１５内に設け、燃料
ポンプ電力切換制御手段１６を、エンジンコントロール
ユニット１５の要求吐出流量決定部１７が決定した要求
吐出流量ＱP を得るべき燃料ポンプ２への供給電力を算
出する供給電力算出部１８と、燃料ポンプ２への供給電
力を該供給電力算出部１８の算出値に応じて切換える供
給電力切換部１９とから構成した例を示している。
【００２５】この図５の構成における制御は、図６のフ
ローチャートに示す通りである。
【００２６】この例では、図６に示すように、液面判別
手段１４がジェットポンプ作動の必要性なしと判断した
とき（Ｄm ≧Ｌj の場合）、エンジン消費流量算出部２
１が算出したエンジン燃料消費流量ＱE に基づき要求吐
出流量決定部１７が決定した要求吐出流量ＱP ≧ＱE ＋
ＱO を得るべき最適の供給電力を燃料ポンプ２に供給す
る。液面判別手段１４がジェットポンプ作動の必要性が
あると判断したとき（Ｄm ＜Ｌj の場合）、必要となる
ジェットポンプ１１の吸上げ流量ｑj を満足させるジェ
ットポンプ駆動流量ＱJ をジェットポンプ駆動流量算出
部２２にて算出し、上記エンジン消費流量算出部２１が
算出したエンジン燃料消費流量ＱE と該ジェットポンプ
駆動流量ＱJ とから要求吐出流量決定部１７が要求吐出
流量ＱP≧ＱE ＋ＱJ を決定し、この要求吐出流量ＱP
を得るための最適供給電力を供給電力算出部１８が算出
し、それに応じて供給電力切換部１９が燃料ポンプ２へ
の供給電力を切換える、という制御を行うものである。
【００２７】上記液面判別手段１４がジェットポンプ作
動の必要性ありと判断した場合において、燃料ポンプ２
の吐出流量は燃料タンク１の片側の室１ｂから吸上げら
れ、エンジンで消費される燃料以外は全て上記片側の室
１ｂに還流される。従って、エンジン燃料消費流量ＱE
以上の流量を燃料タンク１の他方の室１ｃから吸上げ室
１ｂに補給すれば燃料の片残りは生じない。そこで、ジ
ェットポンプ吸上げ流量ｑj の最低値はｑj ＝ＱE とな
る。このようにしてｑj が決定すると、それを満足する
ジェットポンプ駆動流量ＱJ はジェットポンプ１１の特
性（図７参照）より容易に求めることができる。
【００２８】尚、液面判別手段１４がジェットポンプ作
動の必要性ありと判断した場合の要求吐出流量ＱP の算
出に、最低システム維持流量ＱO が加算されていないの
は、ジェットポンプ駆動流量ＱJ が最低システム維持流
量ＱO に比べてはるかに大きく、該最低システム維持流
量ＱO はジェットポンプ駆動流量ＱJ の中に充分含まれ
てしまうから、加算の必要がないのである。
【００２９】この第２の実施の形態によれば、ジェット
ポンプ作動の必要がない状態でのリターン燃料流量の低
減をはかり得ると共に、ジェットポンプ作動の必要があ
る状態においても、リターン燃料流量を燃料が片残りし
ない最低量に抑えることができ、消費電力の尚一層の低
減，燃費の改善をはかることができるものである。
【００３０】上記第１及び第２の実施の態様において
は、燃料タンクに従来より装備されているフユーエルメ
ータユニット１３の出力値Ｄm を用い、該Ｄm と予め設
定したジェットポンプ作動目標設定値Ｌj との大小を比
較してジェットポンプ作動の必要性の有無を判別するよ
うにした例を示しているが、フユーエルメータユニット
１３とは別に燃料タンク内燃料の液面を検出する液面レ
ベラーを用い、この液面レベラーの液面検出値と予め設
定したジェットポンプ作動目標設定値Ｌj との関係から
ジェットポンプ作動の必要性の有無を判別するようにし
てもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、底面に上
方へ突出する突出部が形成され該突出部にて内部の下方
部分が複数の室に分かれた形状の燃料タンクを用い、電
動式の燃料ポンプにて上記燃料タンクの何れか一方の室
内の燃料がデリバリ配管に圧送され、リターン配管より
燃料タンクの上記一方の室内に還流するリターン燃料で
駆動されるジェットポンプにより他方の室内の燃料が上
記一方の室内に吸上げ移送されるようになっている車両
の燃料供給システムにおいて、上記燃料タンク内燃料の
液面レベルにジェットポンプが駆動しないと他方の室内
の燃料が片残りする最低規定量をジェットポンプ作動目
標設定値として設定し、燃料タンク内燃料の液面レベル
検出値と上記ジェットポンプ作動目標設定値とを比較し
てジェットポンプ作動の必要性の有無を判断する液面判
別手段を設け、該液面判別手段の判断結果に基づき燃料
ポンプへの供給電力を切換制御する燃料ポンプ電力切換
制御手段を設けたことにより、燃料の片残りという問題
の発生の虞れなしに燃料ポンプ吐出流量の最適化をはか
り、電力消費量の低減量を増やし、オルタネータ負荷の
低減による燃費の改善をはかることができる。
【００３２】又、燃料ポンプの電力消費量の低減による
発熱量の低下並びに燃料ポンプの吐出流量低減による燃
料配管内の圧損の減少により、燃料温度の上昇が抑制さ
れ、エバポレータ，臭気等の問題の改善をはかることが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車両用燃料供給システムの一
例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図３】図２に示す装置の制御態様を示すフローチャー
トである。
【図４】燃料ポンプへの供給電力の切換制御手段の一例
を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図６】図５に示す装置の制御態様を示すフローチャー
トである。
【図７】ジェットポンプの吸上げ流量とジェットポンプ
駆動流量との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料タンク １ａ 突出部 １ｂ，１ｃ 室 ２ 燃料ポンプ ４ デリバリ配管 ６ 燃料噴射弁 ７ 圧力調整弁 ８ リターン配管 ９ ジェットポンプ吸上げ配管 １１ ジェットポンプ １３ フユーエルメータユニット １４ 液面判別手段 １５ エンジンコントロールユニット １６ 燃料ポンプ電力切換制御手段 １７ 要求吐出流量決定部 １８ 供給電力算出部 １９ 供給電力切換部 ２０ ポンプリレー ２１ エンジン消費流量算出部 ２２ ジェットポンプ駆動流量算出部 Ｌj ジェットポンプ作動目標設定値 Ｄm フユーエルメータユニットの出力値 ＱP 要求吐出流量 ＱE エンジンの燃料消費流量 ＱO 最低システム維持流量 ＱJ ジェットポンプ駆動流量 ｑj ジェットポンプ吸上げ流量

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 底面に上向きの突出部が形成され内部の
    下方部分が該突出部にて複数の室に分かれた形状となっ
    ている燃料タンクと、複数に分かれた該燃料タンクの何
    れか一方の室内の燃料をデリバリ配管に圧送する電動式
    の燃料ポンプと、リターン配管より燃料タンク内に還流
    するリターン燃料にて駆動し燃料タンクの他方の室内の
    燃料を上記一方の室内に吸上げ移送するジェットポンプ
    とからなる車両の燃料供給システムにおいて、燃料タン
    ク内燃料の液面レベルと設定値との大小関係を比較判断
    する液面判別手段と、該液面判別手段の判断に応じて上
    記燃料ポンプへの供給電力を切換制御する燃料ポンプ電
    力切換制御手段とを設けたことを特徴とする車両用燃料
    ポンプの制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用燃料ポンプの制
    御装置において、燃料ポンプ電力切換制御手段は、燃料
    タンク内燃料の液面レベルが設定値以上である場合は、
    エンジンの燃料消費流量に最低システム維持流量を加算
    した吐出流量を得ることができる電力を燃料ポンプに供
    給し、燃料タンク内燃料の液面レベルが設定値未満のと
    きは、最大吐出流量となる一定電力を燃料ポンプに供給
    することを特徴とする車両用燃料ポンプの制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の車両用燃料ポンプの制
    御装置において、燃料ポンプ電力切換制御手段は、燃料
    タンク内燃料の液面レベルが設定値以上である場合は、
    エンジンの燃料消費流量に最低システム維持流量を加算
    した吐出流量を得ることができる電力を燃料ポンプに供
    給し、燃料タンク内燃料の液面レベルが設定値未満のと
    きは、エンジンの燃料消費流量に、それと少なくとも等
    量の燃料を燃料タンクの他方の室から一方の室内に吸上
    げ移送するのに必要なジェットポンプ駆動流量を加算し
    た吐出流量を得ることができる電力を燃料ポンプに供給
    することを特徴とする車両用燃料ポンプの制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の車両用
    燃料ポンプの制御装置において、設定値は、ジェットポ
    ンプを駆動しないと燃料タンク内の他方の室の燃料が片
    残りする最低規定量に設定したジェットポンプ作動目標
    設定値であることを特徴とする車両用燃料ポンプの制御
    装置。
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