(57)【要約】【課題】ポンプの回転数を圧力センサによって間接的に検出する。【解決手段】燃料供給装置４は、インタンクモジュール４２を備える。インタンクモジュール４２には、ポンプ４３、フィルタ４４、および圧力制御弁４５が設けられている。さらに、インタンクモジュール４２には、燃料の圧力を検出する圧力センサ３５が設けられている。圧力センサ３５は、ポンプ４３の近傍に設けられるので、ポンプ４３に起因する脈動成分を検出しやすい。燃料ポンプ制御器４７は、回転数検出モジュール４７ｂを備える。回転数検出モジュール４７ｂは、圧力センサ３５によって検出される圧力に含まれる脈動成分の周期に基づいて、ポンプ４３の回転数Ｎｐを検出する。従って、ポンプの回転数を圧力センサによって間接的に検出することができる。検出された回転数Ｎｐは、制御モジュール４７ｃおよびダイアグモジュール４７ｅによって利用される。【選択図】図１
2011196371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内の燃料を燃料消費装置（２）に供給する燃料供給装置（４）において、
電動モータ（４３ａ）を備えるポンプ（４３）と、
前記ポンプから前記燃料消費装置に供給される燃料の圧力に含まれる脈動成分を検出するセンサ（３５、２３５、３３５、４３６）と、
前記センサによって検出された脈動成分の周期的成分に基づいて、前記ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出する回転数検出手段（４７ｂ、４４７ｂ）とを備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記センサは、燃料の圧力を検出する圧力センサ（３５、２３５、３３５）であり、
前記回転数検出手段（４７ｂ）は、前記圧力センサによって検出された圧力の脈動成分の周期に基づいて、前記ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
さらに、前記圧力センサによって検出された圧力（Ｐｆ）に基づいて前記電動モータを制御する制御手段（４７ｃ）を備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の低下を示すとき（７０１）、前記燃料ポンプへの供給電力を一時的に増加させる異常回復手段（７０４−７０８）を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の低下を示すとき（７０１）、前記燃料ポンプへの供給電力を定常的に増加させる駆動力補助手段（７０３、７０７−７０９）を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記ポンプと前記圧力センサとは、前記タンク内に収容されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項７】
さらに、前記ポンプと前記燃料消費装置との間に設けられ、燃料の圧力を設定圧力に調節する圧力制御弁（４５）を備えるとともに、
前記圧力制御弁は前記タンク内に収容されており、
前記圧力センサは、前記ポンプと前記圧力制御弁との間の燃料の圧力を検出することを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
さらに、前記ポンプと前記燃料消費装置との間に設けられ、前記ポンプから前記燃料消費装置に供給される燃料を濾過するフィルタ（４４）を備えるとともに、
前記フィルタは前記タンク内に収容されており、
前記圧力センサは、前記ポンプと前記フィルタとの間の燃料の圧力を検出することを特徴とする請求項６または７に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記回転数検出手段（４７ｂ）は、燃料の圧力の増加変化から減少変化への切り替わり、および／または、減少変化から増加変化への切り替わりを検出することにより脈動成分のピーク時点、および／またはボトム時点を検出し（１１２−１１５）、前記ピーク時点、および／またはボトム時点から前記周期を算出する（１１６）ことを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
さらに、前記圧力センサによって検出された圧力（Ｐｆ）が所定の圧力閾値（Ｐｔｈ）を上回り、かつ前記回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の回転数閾値（Ｎｔｈ）以下のとき、前記ポンプの異常を判定する判定手段（５０１、５０３、５０４）を備えることを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記圧力（Ｐｆ）が前記圧力閾値（Ｐｔｈ）以下のとき、前記ポンプ以外の燃料系部品の異常を判定する（５０１、５０２）ことを特徴とする請求項１０に記載の燃料供給装置。
【請求項１２】
前記センサは、前記ポンプまたは前記ポンプから供給される燃料が流れる部品に装着され、当該部品の振動を検出する振動ピックアップセンサ（４３６）であり、
前記回転数検出手段（４４７ｂ）は、前記振動ピックアップセンサによって検出された振動に含まれる脈動成分の周期的成分に基づいて、前記ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
前記回転数検出手段（４７ｂ、４４７ｂ）は、前記ポンプが起動された直後における前記回転数の検出を禁止する手段（１１１）を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料を電動ポンプによって燃料消費装置へ供給する燃料供給
装置に関する
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数のインジェクタが設けられた燃料レールに設けられた圧力センサと
、圧力センサの出力に基づいて燃料ポンプへの供給電力を制御する制御回路とを備えた燃
料供給装置を開示している。この従来技術は、インジェクタに供給されるパルス幅と、イ
ンジェクタから噴射される燃料量との線形性を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術は、圧力センサによって検出可能な圧力の変動成分のうち、線形性を維持する
という目的のために貢献する一部の成分だけを利用している。具体的には、インジェクタ
から噴射される燃料量に影響を与えるような、平均的な圧力を利用している。
【０００５】
ところが、燃料供給装置によって供給される燃料の圧力には、燃料供給装置の作動状態
を示す脈動成分が含まれている。例えば、電動ポンプの作動状態を示す高周波成分である
。
【０００６】
しかし、従来技術では、このような脈動成分が検出されていない。このため、従来技術
では、圧力センサを十分に利用できていないという問題点があった。
【０００７】
また、従来技術では、圧力センサが燃料レールに設けられている。このため、圧力セン
サの位置では、ポンプに起因する脈動成分が減衰していることがあった。また、インジェ
クタの作動に起因する脈動成分によって、ポンプに起因する脈動成分が隠されることもあ
る。これらのため、ポンプに起因する脈動成分を検出しにくいという問題点があった。
【０００８】
また、従来技術では、ポンプの回転数を検出する手段が提供されていない。このため、
ポンプの回転数に基づく制御ができないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプの回転数を検出
することができる燃料供給装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、燃料供給装置に設けられた圧力センサを有効に利用する燃料供給
装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、圧力センサによってポンプの回転数を検出可能な燃料供給装置を
提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、ポンプに起因する脈動成分を検出しやすい燃料供給装置を
提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、タンク内の燃料を燃料消費装置（２）に供給する燃料供給装置（４）において、電動モータ（４３ａ）を備えるポンプ（４３）と、ポンプから燃料消費装置に供給される燃料の圧力に含まれる脈動成分を検出するセンサ（３５、２３５、３３５、４３６）と、センサによって検出された脈動成分の周期的成分に基づいて、ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出する回転数検出手段（４７ｂ、４４７ｂ）とを備えることを特徴とする。この発明によると、ポンプの回転数を間接的に検出することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、センサは、燃料の圧力を検出する圧力センサ（３５、２３５、３３５）であり、回転数検出手段（４７ｂ）は、圧力センサによって検出された圧力の脈動成分の周期に基づいて、ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出することを特徴とする。この発明によると、圧力センサを利用してポンプの回転数を間接的に検出することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、さらに、圧力センサによって検出された圧力（Ｐｆ）に基づいて電動モータを制御する制御手段（４７ｃ）を備えることを特徴とする。この発明によると、圧力センサによって検出される圧力に基づいて電動モータを制御することができる。しかも、圧力センサは、制御手段による制御と、回転数検出手段による回転数検出との両方の用途に利用される。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、制御手段は、回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の低下を示すとき（７０１）、ポンプへの供給電力を一時的に増加させる異常回復手段（７０４−７０８）を備える。この発明によると、ポンプのロックを解除するための電力をモータに与えることができる。この結果、ポンプのロックを解除できる可能性を高めることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、制御手段は、回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の低下を示すとき（７０１）、ポンプへの供給電力を定常的に増加させる駆動力補助手段（７０３、７０７−７０９）を備えることを特徴とする。この発明によると、ポンプの機械的な負荷が増加した場合に、機械的な負荷に対抗するための電力をモータに与えることができる。この結果、ポンプの機械的負荷が増加しても、ポンプの能力の低下を抑制することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、ポンプと圧力センサとは、タンク内に収容されていることを特徴とする。この発明によると、圧力センサをポンプの近くに設置することができる。このため、ポンプの構成に起因する脈動成分を検出しやすいという利点が得られる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、さらに、ポンプと燃料消費装置との間に設けられ、燃料の圧力を設定圧力に調節する圧力制御弁（４５）を備えるとともに、圧力制御弁はタンク内に収容されており、圧力センサは、ポンプと圧力制御弁との間の燃料の圧力を検出することを特徴とする。この発明によると、圧力センサを圧力制御弁よりもポンプに近い位置に設けることができる。このため、ポンプの構成に起因する脈動成分を検出しやすいという利点が得られる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、さらに、ポンプと燃料消費装置との間に設けられ、ポンプから燃料消費装置に供給される燃料を濾過するフィルタ（４４）を備えるとともに、フィルタはタンク内に収容されており、圧力センサは、ポンプとフィルタとの間の燃料の圧力を検出することを特徴とする。この発明によると、圧力センサをフィルタよりもポンプに近い位置に設けることができる。このため、ポンプの構成に起因する脈動成分を検出しやすいという利点が得られる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、回転数検出手段（４７ｂ）は、燃料の圧力の増加変化から減少変化への切り替わり、および／または、減少変化から増加変化への切り替わりを検出することにより脈動成分のピーク時点、および／またはボトム時点を検出し（１１２−１１５）、ピーク時点、および／またはボトム時点から周期を算出する（１１６）ことを特徴とする。この発明によると、圧力の波形のピークとボトムとに基づいてポンプの回転の周期を得ることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、さらに、圧力センサによって検出された圧力（Ｐｆ）が所定の圧力閾値（Ｐｔｈ）を上回り、かつ回転数検出手段（４７ｂ）によって検出された回転数（Ｎｐ）が所定の回転数閾値（Ｎｔｈ）以下のとき、ポンプの異常を判定する判定手段（５０１、５０３、５０４）を備えることを特徴とする。この発明によると、圧力センサによって検出された圧力に基づいてポンプの異常を判定することができる。しかも、圧力から回転数を検出するため、正確な異常判定が可能である。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、判定手段は、圧力（Ｐｆ）が圧力閾値（Ｐｔｈ）以下のとき、ポンプ以外の燃料系部品の異常を判定する（５０１、５０２）ことを特徴とする。この発明によると、圧力センサによって検出された圧力に基づいてポンプ以外の燃料系部品の異常を判定することができる。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、センサは、ポンプまたはポンプから供給される燃料が流れる部品に装着され、当該部品の振動を検出する振動ピックアップセンサ（４３６）であり、回転数検出手段（４４７ｂ）は、振動ピックアップセンサによって検出された振動に含まれる脈動成分の周期的成分に基づいて、ポンプの回転数（Ｎｐ）を検出することを特徴とする。この発明によると、振動ピックアップセンサを利用してポンプの回転数を間接的に検出することができる。
【００２６】
請求項１３に記載の発明は、回転数検出手段（４７ｂ、４４７ｂ）は、ポンプが起動された直後における回転数の検出を禁止する手段（１１１）を備えることを特徴とする。この発明によると、燃料の圧力を定常領域まで上昇させる過程における回転数検出が禁止される。このため、誤った回転数が検出されることが回避される。
【００２７】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムを示すブロック構成図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料供給装置のインタンクモジュールを示す側面図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料供給装置のポンプアセンブリを示す部分断面図である。
【図４】第１実施形態に係る燃料供給装置の燃料の圧力を示すグラフである。
【図５】第１実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置のインタンクモジュールを示す側面図である。
【図１０】第２実施形態に係る燃料供給装置のポンプアセンブリを示す部分断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る燃料供給装置のフローチャートである。
【図１６】第６実施形態のロック検出を示すタイムチャートである。
【図１７】第６実施形態のロック解除用の電圧を示すタイムチャートである。
【図１８】第６実施形態の機械的負荷用の電圧を示すタイムチャートである。
【図１９】第６実施形態のモータ印加電圧を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関システム１を示すブロック構成図である。自動車用の内燃機関システム１は、燃料消費装置としての内燃機関２と、エンジン制御システム３と、燃料供給装置４とを備える。内燃機関２は、イグニッション式のガソリン機関である。内燃機関２は、外燃機関または暖房装置などの燃料消費装置と置き換えることができる。
【００３１】
エンジン制御システム３は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）３１と、アクチュエータ群（ＳＶ）３２と、センサ群（ＳＳ）３３とを備える。ＥＣＵ３１は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体（ＭＥＭ）３１ａを備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体３１ａは、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体３１ａは、メモリによって提供することができる。プログラムは、ＥＣＵ３１によって実行されることによって、ＥＣＵ３１をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するようにＥＣＵ３１を機能させる。
【００３２】
アクチュエータ群３２は、内燃機関２の可変装置を調節する複数のアクチュエータを含む。例えば、吸入空気量を調節するスロットルのアクチュエータ、点火時期を調節する点火回路などのアクチュエータを含むことができる。アクチュエータ群３２には、燃料供給量を調節するインジェクタ３４が含まれる。
【００３３】
センサ群３３は、内燃機関２の作動状態を検出する複数のセンサを含む。例えば、内燃機関２の回転数を検出する回転数センサ、内燃機関２の吸入空気圧を検出する圧力センサなどのセンサを含むことができる。センサ群３３には、燃料供給装置４によってインジェクタ３４に供給される燃料の圧力を検出する圧力センサ（ＰＳ）３５が含まれる。圧力センサ３５は、脈動検出手段である。
【００３４】
燃料供給装置４は、液体燃料としてのガソリンを蓄えるタンク４１を備える。燃料供給装置４は、タンク４１内に収容されたインタンクモジュール４２を備える。インタンクモジュール４２は、タンク４１の壁に支持されている。インタンクモジュール４２は、ポンプ（ＦＰ）４３と、フィルタ（ＦＬ）４４と、圧力制御弁（ＰＲ）４５とを備える。ポンプ４３は電動ポンプとも呼ばれる。ポンプ４３は、タンク４１内の燃料を吸入し、加圧して、インジェクタ３４に供給する。フィルタ４４は、ポンプ４３とインジェクタ３４との間の燃料の通路に配置されている。フィルタ４４は、通路を流れる燃料を濾過する。圧力制御弁４５は、ポンプ４３とインジェクタ３４との間の通路に配置されている。圧力制御弁４５は、余剰燃料を通路からタンク４１内へ戻すことによって、インジェクタ３４に供給される燃料の圧力を所定の圧力に調節する。インタンクモジュール４２からタンク４１を貫通して、燃料の配管４６ａが延び出している。配管４６ａは、複数のインジェクタ３４へ燃料を分配する燃料レール４６ｂに接続されている。この結果、インタンクモジュール４２からインジェクタ３４へ燃料を供給するためのリターンレス型の燃料供給系統が構成されている。
【００３５】
ポンプ４３は、モータ（ＭＴ）４３ａと、ポンプユニット（ＰＵ）４３ｂとを有している。モータ４３ａは、電動モータとも呼ばれる。モータ４３ａは、ブラシを有する直流モータである。ポンプユニット４３ｂは、再生ポンプである。ポンプユニット４３ｂは、モータ４３ａによって回転駆動される。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る燃料供給装置４のインタンクモジュール４２を示す側面図である。インタンクモジュール４２は、タンク４１に形成された開口部を覆う蓋４１ａに連結されている。インタンクモジュール４２は、蓋４１ａによってタンク４１内に支持されている。インタンクモジュール４２は、蓋４１ａに設けられた電気接続のためのコネクタ４１ｂと、蓋４１ａに設けられ、蓋４１ａを貫通する燃料の通路を提供する出口管４１ｃとを有する。出口管４１ｃは、配管４６ａの一部を構成している。
【００３７】
インタンクモジュール４２は、サブタンク４２ａと、複数の支持ロッド４２ｂと、スプリング４２ｃと、ポンプアセンブリ４２ｄと、配管４２ｅと、配管４２ｆとを有する。サブタンク４２ａには、タンク４１内の燃料量を計測するための燃料量センサ３６が装着されている。
【００３８】
サブタンク４２ａは、タンク４１内の燃料残量が減少したときにも、ポンプ４３周辺の液面を高く維持する。サブタンク４２ａは、タンク４１内の燃料をサブタンク４２ａ内に汲み上げるサブポンプを備えることができる。サブポンプは、圧力制御弁４５からの戻り燃料の流れによって作動するジェットポンプによって提供することができる。サブポンプは図示されない。連結部材としての複数の支持ロッド４２ｂは、蓋４１ａとサブタンク４２ａとを連結している。複数の支持ロッド４２ｂは、サブタンク４２ａと摺動可能に連結されることによって、蓋４１ａとサブタンク４２ａとの間の距離を調節可能としている。スプリング４２ｃは、サブタンク４２ａをタンク４１の底面に押し付ける。複数の支持ロッド４２ｂとスプリング４２ｃとは、タンク４１の底面に変形が生じても、サブタンク４２ａを底面上に安定的に支持する。
【００３９】
ポンプアセンブリ４２ｄからは、配管４２ｅが延び出している。配管４２ｅの一端は、ポンプアセンブリ４２ｄの出口管に接続されている。配管４２ｅの他端は、圧力センサ３５の入口に接続されている。さらに、圧力センサ３５の出口は、配管４２ｆの一端に接続されている。配管４２ｆの他端は、出口管４１ｃに接続されている。配管４２ｅ、４２ｆは、樹脂製の可撓性をもつ管である。配管４２ｅ、４２ｆは、いわゆる蛇腹管によって提供されている。ポンプアセンブリ４２ｄから吐出した燃料は、圧力センサ３５を通ってから、出口管４１ｃに供給され、さらにインジェクタ３４に供給される。
【００４０】
コネクタ４１ｂは、タンク４１の壁を貫通する複数の電気的接続を提供している。コネクタ４１ｂは、少なくとも圧力センサ３５と、モータ４３ａとのための電気的接続を提供する。さらに、コネクタ４１ｂは、燃料量センサ３６のための電気的接続を提供する。圧力センサ３５は、インタンクモジュール４２の部品として配置されている。このため、圧力センサ３５のための電気的接続が、モータ４３ａのために必要なコネクタ４１ｂを利用して提供される。
【００４１】
図３は、第１実施形態に係る燃料供給装置のポンプアセンブリ４２ｄを示す部分断面図である。ポンプアセンブリ４２ｄは、ポンプ４３と、フィルタ４４と、圧力制御弁４５とを連結した組立体である。さらに、ポンプアセンブリ４２ｄは、ポンプ４３の吸入口に装着されたサクションフィルタ４８を備える。
【００４２】
ポンプ４３は、モータ４３ａと、ポンプユニット４３ｂとを有している。モータ４３ａは、固定子４３ｃと、回転子４３ｄとを有する。回転子４３ｄは回転軸４３ｅによって回転可能に支持されている。回転子４３ｄは、整流子４３ｆを有する。整流子４３ｆは、ブラシ４３ｇと接触している。回転子４３ｄは、図示せぬ回転子巻線を有する。回転子巻線には、ブラシ４３ｇと整流子４３ｆとを介して電流が供給される。モータ４３ａは、ＦＰＣ４７から給電されると回転し、回転軸４３ｅによってポンプユニット４３ｂを回転駆動する。
【００４３】
ポンプユニット４３ｂは、非容積型ポンプのひとつである再生ポンプによって提供されている。ポンプユニット４３ｂは、外縁に沿って複数のチャンネルを有する円板状のインペラ４３ｈと、インペラ４３ｈを収容するケーシング４３ｋとによって構成される。ケーシング４３ｋには、図示せぬ吸入ポートと吐出ポートとが形成されている。インペラ４３ｈは、モータ４３ａの回転軸４３ｅによって回転駆動される。ポンプユニット４３ｂは、サクションフィルタ４８を通してサブタンク４２ａ内の燃料をポンプ４３内に吸入し、吐出管４３ｍから吐出する。
【００４４】
モータ４３ａの回転数には、その構成に起因して発生する回転変動成分が含まれる。例えばブラシ４３ｇと整流子４３ｆとの接触状態の変化によって回転数が変動する。ブラシ４３ｇと整流子４３ｆとの接触状態は、回転子４３ｄの回転に同期して周期的に変化する。よって、回転変動成分は、回転に同期している。この回転変動成分は、ポンプユニット４３ｂの作動に変動を与える。この結果、ポンプユニット４３ｂによって加圧された燃料の圧力にも、回転変動成分に対応した脈動成分が生じる。
【００４５】
ポンプユニット４３ｂによって加圧された燃料の圧力には、その構成に起因して発生する脈動成分が含まれる。脈動成分は、ポンプユニット４３ｂの回転に同期している。例えば、インペラ４３ｈに形成された複数のチャンネルと、吸入および吐出ポートとの連通状態の変化に起因する脈動成分が、燃料の圧力に含まれる。
【００４６】
従って、ポンプユニット４３ｂによって加圧された燃料の圧力には、ポンプ４３の構成に起因する脈動成分が含まれている。この脈動成分には、モータ４３ａの構成に起因する脈動成分と、ポンプユニット４３ｂの構成に起因する脈動成分とが含まれる。
【００４７】
ポンプアセンブリ４２ｄは、フィルタ４４の樹脂製のハウジング４４ａをフレームとして利用している。ハウジング４４ａには、ポンプ４３と圧力制御弁４５とが固定されている。ハウジング４４ａは、サブタンク４２ａに固定されている。ハウジング４４ａは、Ｃ字型またはドーナツ型の同心円筒状に形成されている。ハウジング４４ａは、内筒４４ｂと、外筒４４ｃとを有する。内筒４４ｂの内部には、ポンプ４３を保持するポンプ室が形成されている。内筒４４ｂの上端には、内部に向けて突出する入口管４４ｄが形成されている。入口管４４ｄ内には、ポンプ４３の吐出管４３ｍが挿入されている。入口管４４ｄと吐出管４３ｍとの間には、Ｏリング４２ｇとスペーサ４２ｈとが配置され、必要なシールが提供されている。
【００４８】
内筒４４ｂの下端と外筒４４ｃの下端とは、底板４４ｅによって閉じられている。内筒４４ｂと外筒４４ｃとの間には、フィルタエレメント４４ｆを収容するフィルタ室が形成されている。フィルタエレメント４４ｆは、内筒４４ｂと外筒４４ｃとの間に配置されている。フィルタエレメント４４ｆは、ハウジング４４ａ内を流れる燃料を濾過する。外筒４４ｃの上部開口端は、カバー４４ｇによって閉じられている。外筒４４ｃとカバー４４ｇとは溶着によって液密に接続されている。フィルタエレメント４４ｆより上流側には、上流ギャラリ４４ｈが区画されている。フィルタエレメント４４ｆより下流側には、下流ギャラリ４４ｋが区画されている。
【００４９】
ハウジング４４ａの側部には、圧力制御弁４５を収容するための筒部４４ｍと、出口管４４ｎとが形成されている。筒部４４ｍ内には、制御ギャラリ４４ｐとリターンギャラリ４４ｒとが形成されている。筒部４４ｍ内には、圧力制御弁４５が固定されている。筒部４４ｍと圧力制御弁４５との間には、Ｏリング４２ｋ、４２ｍ、およびスペーサ４２ｎが配置され、必要なシールが提供されている。制御ギャラリ４４ｐは、下流ギャラリ４４ｋと連通している。制御ギャラリ４４ｐは、出口管４４ｎ内の出口通路４４ｓと連通している。リターンギャラリ４４ｒは、図示せぬサブポンプを介してサブタンク内に連通している。
【００５０】
ハウジング４４ａは、入口管４４ｄ、上流ギャラリ４４ｈ、フィルタエレメント４４ｆ、下流ギャラリ４４ｋ、制御ギャラリ４４ｐ、出口通路４４ｓを順に経由する通路を形成する。ハウジング４４ａは、ポンプ４３から出口通路４４ｓまでの通路を形成するとともに、その通路内にフィルタ容器と、圧力制御弁の装着部とを形成している。
【００５１】
圧力制御弁４５は、制御ギャラリ４４ｐの圧力を設定圧力に調節するように、制御ギャラリ４４ｐからリターンギャラリ４４ｒへ燃料を流出させる。この結果、制御ギャラリ４４ｐおよびそれに連通する通路の燃料の圧力は、所定の設定圧力に調節される。
【００５２】
図２および図３において、圧力センサ３５は、タンク４１内に収容されている。このため、ポンプ４３とインジェクタ３４との間の燃料の通路のうち、ポンプ４３に近い位置に圧力センサ３５は設置される。この結果、ポンプ４３に起因する微小な脈動成分を検出することができる。また、燃料の通路には、インジェクタ３４の断続的な噴射に起因する脈動成分が発生する。しかし、圧力センサ３５は、インジェクタ３４から離れたタンク４１内に配置される。このため、インジェクタに起因する脈動成分が減衰した位置に、圧力センサ３５が設けられる。このため、圧力センサ３５から出力される圧力信号から、インジェクタに起因する脈動成分を低減することができる。
【００５３】
また、圧力センサ３５は、ポンプアセンブリ４２ｄを出た後の配管４２ｅと配管４２ｆとの間に設けられる。このため、既存の装置に付加することができる。
【００５４】
また、圧力センサ３５は、インタンクモジュール４２に設けられる。このため、圧力センサ３５を少ない作業工数で設置することができる。さらに、インタンクモジュール４２に設けられたポンプ４３のためのコネクタ４１ｂを利用して圧力センサ３５の配線を設けることができる。さらに、タンク４１および蓋４１ａの形状は、タンク４１が搭載される車両ごとに異なる。しかし、圧力センサ３５をインタンクモジュール４２に設けたため、複数の車両に共通の構成を採用することができる。
【００５５】
また、圧力センサ３５は、ポンプ４３の吐出管４３ｍと蓋４１ａに設けられた出口管４１ｃとの間に設けられている。圧力センサ３５は、吐出管４３ｍと出口管４１ｃとの間の通路を形成する部材４２ｅ、４２ｆに設けられ、その通路内の燃料の圧力を検出する。この構成は、蓋４１ａの形状に制限されることなく圧力センサ３５を設けることを可能とする。
【００５６】
図１に戻り、燃料供給装置４は、モータ４３ａの回転数を制御する燃料ポンプ制御器（ＦＰＣ）４７を備える。ＦＰＣ４７は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体（ＭＥＭ）４７ａを備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体４７ａは、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体４７ａは、メモリによって提供することができる。プログラムは、ＦＰＣ４７によって実行されることによって、ＦＰＣ４７をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するようにＦＰＣ４７を機能させる。
【００５７】
ＦＰＣ４７は、複数のモジュールを提供する。回転数検出モジュール（ＤＥＴ）４７ｂは、ポンプ４３の構成に起因する周期的な脈動成分を圧力Ｐｆから抽出し、抽出された脈動成分の周期に基づいて、モータ４３ａの回転数Ｎｐを検出する。制御モジュール（ＦＣ）４７ｃは、圧力センサ３５によって検出される圧力Ｐｆが目標圧力に一致するようにモータ４３ａの回転数を制御する。制御モジュール４７ｃは、回転数検出モジュール４７ｂによって検出された回転数Ｎｐに基づいて、圧力Ｐｆを目標圧力に維持するように、モータ４３ａをフィードフォワード制御するフィードフォワード制御モジュール（ＦＦＣ）４７ｄを含む。ダイアグモジュール（ＤＩＧ）４７ｅは、診断情報の出力を要求するダイアグ信号に応答して、回転数検出モジュール４７ｂによって検出された回転数Ｎｐを出力する。
【００５８】
図４は、第１実施形態に係る燃料供給装置の圧力Ｐｆの変化を示すグラフである。図４は、燃料供給装置の定常運転状態を示している。圧力Ｐｆには、周期的な脈動成分が含まれている。脈動には、異なる周期をもつ複数の成分が含まれている。脈動成分のうち、モータ４３ａの構造に起因する脈動は、比較的大きな周期ＴＭを有する。この周期ＴＭは、周期ＴＭの半分に相当する時間ＤＴを検出することによって求められる。時間ＤＴは、圧力Ｐｆがピーク値になる時刻Ｔ１と、圧力Ｐｆがボトム値になる時刻Ｔ２とを検出することによって求められる。そして、時間ＤＴに基づいて、モータ４３ａの回転数Ｎｐが求められる。回転数Ｎｐは、Ｎｐ＝１／ＴＭ＝１／２×ＤＴから求めることができる。脈動には、周期ＴＭより短い周期ＴＰをもつ複数の成分が含まれている。これらの短周期成分は、フィルタ処理によって除去することができる。
【００５９】
図５は、第１実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。圧力差算出処理１００は、所定のサンプリング間隔で繰り返して実行される。圧力差算出処理１００では、圧力センサ３５が出力する圧力信号の所定時間における変化量ＤＰｆを算出する。ステップ１０１では、圧力センサ３５の出力信号をサンプリングし、圧力Ｐｆ（ｉ）を入力する。ステップ１０１は、フィルタ処理を備えることができる。このフィルタ処理では、検出対象である周期ＴＭの近傍の周波数成分を通過させるフィルタ特性が用いられる。例えば、平均化処理を用いることができる。周期ＴＭより高周波の成分を除去するフィルタ特性を用いることが望ましい。また、サンプリング周期は、周期ＴＭの変化を反映するが、短周期ＴＰの変化を反映しないように設定することができる。ステップ１０２では、前回のサンプリングにおける圧力Ｐｆ（ｉ−１）と、今回の圧力Ｐｆ（ｉ）との差を、変化量ＤＰｆとして算出する。
【００６０】
図６は、第１実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。回転数算出処理１１０では、圧力Ｐｆの周期的な脈動成分を検出することによって周期を算出し、モータ４３ａの回転数Ｎｐを算出する。圧力差算出処理１００と回転数算出処理１１０とは、回転数検出モジュール４７ｂを提供する。
【００６１】
ステップ１１１では、変化量ＤＰｆが所定値Ｋｔｈを下回っているか否かを判定する。変化量ＤＰｆが大きいときは、ポンプ４３を起動した直後などの過渡的な運転状態であると考えられる。そこで、変化量ＤＰｆが大きいときには、回転数Ｎｐの演算を行わない。従って、ステップ１１１は、ポンプ４３の起動直後における回転数Ｎｐの検出処理を禁止する禁止手段を提供する。これにより誤った回転数Ｎｐを算出することが防止される。
【００６２】
ステップ１１２では、変化量ＤＰｆが正（＋）から負（−）へ反転したか否かを判定する。すなわち、圧力Ｐｆ（ｉ）が上昇（＋）から下降（−）に反転したか否かを判定する。言い換えると、ステップ１１２では、圧力Ｐｆ（ｉ）のピークを検出する。ステップ１１２でピークが検出されると、ステップ１１３へ進む。ステップ１１３では、ピークが検出された時刻Ｔｉｍｅを時刻Ｔ１として記録する。
【００６３】
ピークが検出されない場合、ステップ１１４へ進む。ステップ１１４では、変化量ＤＰｆが負（−）から正（＋）へ反転したか否かを判定する。すなわち、圧力Ｐｆ（ｉ）が下降（−）から上昇（＋）に反転したか否かを判定する。言い換えると、ステップ１１４では、圧力Ｐｆ（ｉ）のボトムを検出する。ステップ１１４でボトムが検出されると、ステップ１１５へ進む。ステップ１１５では、ボトムが検出された時刻Ｔｉｍｅを時刻Ｔ２として記録する。
【００６４】
ステップ１１６では、ピークが検出された時刻Ｔ１とボトムが検出された時刻Ｔ２との差を時間ＤＴとして算出する。ステップ１１７では、時間ＤＴに基づいてモータ４３ａの回転数Ｎｐを算出する。時間ＤＴを回転数Ｎｐに換算する関数ｆは、検出対象とした周期ＴＭと、モータ４３ａの構造とに基づいて決定することができる。例えば、固定子４３ｃの磁極数、回転子４３ｄの磁極数、整流子４３ｆの極数などの構造に基づいて設定することができる。ステップ１１７で算出された回転数Ｎｐは、ＦＰＣ４７の記憶装置に格納される。一例においては、回転数Ｎｐは、Ｎｐ＝１／ＴＭ＝１／２×ＤＴによって算出される。このように、この実施形態では、燃料の圧力の増加変化から減少変化への切り替わり、および減少変化から増加変化への切り替わりを検出することにより脈動成分のピーク時点、およびボトム時点を検出し、ピーク時点、およびボトム時点から周期ＴＭを算出する。
【００６５】
図７は、第１実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。モータ制御処理１２０では、圧力Ｐｆを目標圧力に維持するように、モータ４３ａに印加する電圧Ｖｍを算出し、算出された電圧Ｖｍをモータ４３ａに印加する。モータ制御処理１２０は、制御モジュール４７ｃを提供する。
【００６６】
ステップ１２１では、圧力センサ３５によって検出された圧力Ｐｆと、モータ４３ａの回転数Ｎｐとに基づいて電圧Ｖｍが算出される。電圧Ｖｍは、圧力Ｐｆに基づいて算出されるフィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）と、回転数Ｎｐに基づいて算出されるフィードフォワード量ＦＦ（Ｎｐ）とに基づいて算出される。フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）は、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御によって算出される。フィードフォワード量ＦＦ（Ｎｐ）は、フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）よりも高い応答性を提供するために、回転数Ｎｐに基づいて算出される。電圧Ｖｍは、基本電圧Ｖｂａｓｅと、フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）と、フィードフォワード量ＦＦ（Ｎｐ）と、補正量Ｖｃｏｒとから求められる場合がある。補正量Ｖｃｏｒには、ポンプ４３のロック状態を解除するためのロック解除用の電圧Ｖｒｅｌを含むことができる。ロック状態は、ポンプ４３に異物が噛み込むことにより発生することがある。ロック状態は、異物が除去されることによって解消される場合がある。よって、ロック状態は、一時的な異常とも呼ぶことができる。また、補正量Ｖｃｏｒには、ポンプ４３の機械的な負荷の増加に対応するための機械的負荷用の電圧Ｖｍｅｃｈを含むことができる。機械的な負荷の増加は、例えば、ポンプ４３に異物が噛み込むことにより、またはポンプ４３に軽微な損傷が生じることにより発生することがある。機械的な負荷の増加は、定常的に継続する。よって、ロック状態と対比して、機械的な負荷の増加は、定常的な異常とも呼ぶことができる。ステップ１２２では、算出された電圧Ｖｍがモータ４３ａに印加される。
【００６７】
図８は、第１実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。ダイアグ処理１３０では、診断用の信号の出力を求めるダイアグ信号が入力されると、回転数Ｎｐを出力する。ダイアグ処理１３０は、ダイアグモジュール４７ｅを提供する。
【００６８】
ステップ１３１では、ダイアグ信号が入力されたか否かを判定する。ダイアグ信号が入力された場合にのみ、ステップ１３２に進む。ステップ１３２では、回転数算出処理１１０によって算出された回転数Ｎｐを出力する。回転数Ｎｐは、内燃機関システム１に付属する表示装置、または診断時に内燃機関システム１に接続される診断用機器に表示される。これにより、モータ４３ａが正常に機能しているか否かを診断することができる。
【００６９】
以上に述べた実施形態によると、燃料供給装置に設けられた圧力センサによって検出された燃料の圧力Ｐｆに基づいてポンプ４３の回転数Ｎｐが検出される。このため、ポンプ４３の回転数Ｎｐを、間接的に検出することができる。また、燃料の圧力をフィードバック制御するために設けられる圧力センサを利用してポンプ４３の回転数Ｎｐが検出される。このため、圧力センサを有効に利用することができる。さらに、インジェクタ３４に起因する脈動成分を低減しながら、ポンプ４３に起因する脈動を圧力センサ３５によって検出することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置のインタンクモジュール２４２を示す側面図である。図１０は、第２実施形態に係るポンプアセンブリ２４２ｄを示す部分断面図である。この実施形態では、圧力センサ２３５が、ポンプアセンブリ２４２ｄに装着されている。第２実施形態のインタンクモジュール２４２は、第１実施形態のインタンクモジュール４２に代えてタンク４１内に装着される。インタンクモジュール２４２は、ポンプアセンブリ２４２ｄの出口管と蓋４１ａの出口管４１ｃとを接続する配管２４２ｅを備える。
【００７１】
ポンプアセンブリ２４２ｄは、圧力センサ２３５を備える。圧力センサ２３５は、ハウジング２４４ａに装着されている。圧力センサ２３５は、ハウジング２４４ａ内の燃料の通路に露出するように配置されている。圧力センサ２３５は、ハウジング２４４ａ内の燃料の圧力を検出する。この構成においても、圧力センサ２３５は、吐出管４３ｍと出口管４１ｃとの間の通路を形成する部材２４４ａに設けられ、その通路内の燃料の圧力を検出する。
【００７２】
具体的には、圧力センサ２３５は、カバー２４４ｇに固定されている。圧力センサ２３５は、上流ギャラリ４４ｈに露出するように装着されている。圧力センサ２３５は、ポンプ４３の吐出管４３ｍの延長上に装着されている。圧力センサ２３５は、ポンプ４３の吐出管４３ｍの開口端と対向するように装着されている。
【００７３】
圧力センサ２３５は、ポンプ４３と圧力制御弁４５との間の通路における燃料の圧力を検出する。具体的には、圧力センサ２３５は、ポンプ４３とフィルタエレメント４４ｆとの間の上流ギャラリ４４ｈにおける燃料の圧力を検出する。さらに具体的には、圧力センサ２３５は、ポンプ４３の吐出管４３ｍから出た直後の燃料の圧力を検出する。
【００７４】
この実施形態によると、ポンプ４３に起因する脈動成分の減衰量が少ない位置に圧力センサ２３５を設けることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
図１１は、本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置３０４を示すブロック図である。燃料供給装置３０４は、インタンクモジュール３４２と燃料レール４６ｂとの間の配管４６ａに、圧力センサ３３５を備えている。インタンクモジュール３４２は、第１実施形態のインタンクモジュール４２から圧力センサ３５を取り除いた構成を有している。
【００７６】
圧力センサ３３５は、配管４６ａ内の燃料の圧力Ｐｆを検出する。この実施形態においても、ＦＰＣ４７の回転数検出モジュール４７ｂは、圧力Ｐｆの脈動成分に基づいてモータ４３ａの回転数Ｎｐを検出する。
【００７７】
（第４実施形態）
図１２は、本発明の第４実施形態に係る燃料供給装置４０４を示すブロック図である。燃料供給装置４０４は、インタンクモジュール３４２と燃料レール４６ｂとの間の配管４６ａに、振動ピックアップセンサ（ＶＰＵ）４３６を備えている。振動ピックアップセンサ４３６は、配管４６ａに代えて、ポンプ４３またはポンプ４３から供給された燃料が流れる部品に装着することができる。振動ピックアップセンサ４３６は、ポンプ４３に近い部品に装着することが望ましい。
【００７８】
振動ピックアップセンサ４３６は、配管４６ａの振動を検出する。配管４６ａの振動には、配管４６ａ内の燃料の圧力Ｐｆの脈動に起因する成分が含まれている。従って、配管４６ａの振動から、モータ４３ａの構成に起因する脈動成分に相当する信号が得られる。この実施形態においては、ＦＰＣ４４７の回転数検出モジュール４４７ｂは、振動ピックアップセンサ４３６によって検出される振動Ｖｂに含まれる周期的な脈動成分に基づいてモータ４３ａの回転数Ｎｐを検出する。
【００７９】
（第５実施形態）
図１３は、本発明の第５実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。このフローチャートは、第１実施形態の制御処理に加えて実行される。判定処理５００では、圧力センサ３５によって検出された圧力Ｐｆと、この圧力Ｐｆから求められた回転数Ｎｐとに基づいて、ポンプ４３の異常が判定される。さらに、判定処理５００では、ポンプ４３以外の燃料系部品の異常が判定される。判定処理５００では、燃料系部品の異常として、燃料通路の詰まり、燃料通路からの燃料の漏れ、圧力センサ３５の異常が判定される。
【００８０】
ステップ５０１では、圧力センサ３５によって検出された圧力Ｐｆが所定の圧力閾値Ｐｔｈ以下か否かが判定される。圧力Ｐｆが圧力閾値Ｐｔｈ以下である場合、ステップ５０２に進む。圧力Ｐｆが圧力閾値Ｐｔｈを上回る場合、ステップ５０３へ進む。ステップ５０２では、ポンプ４３以外の他の燃料系部品の異常を示す情報をＦＰＣ４７に記憶し、車両に搭載された制御システムへ出力する。
【００８１】
ステップ５０３では、回転数検出手段４７ｂによって検出された回転数Ｎｐが所定の回転数閾値Ｎｔｈ以下か否かが判定される。回転数Ｎｐが回転数閾値Ｎｔｈ以下である場合、ステップ５０４へ進む。回転数Ｎｐが回転数閾値Ｎｔｈを上回る場合、ステップ５０５へ進む。ステップ５０４では、ポンプ４３が正常に機能していないと考えられる。そこで、ポンプ４３の異常を示す情報をＦＰＣ４７に記憶し、車両に搭載された制御システムへ出力する。よって、圧力Ｐｆが圧力閾値Ｐｔｈを上回り、かつ回転数Ｎｐが回転数閾値Ｎｔｈ以下のとき、ポンプ４３の異常を判定する判定手段が提供される。
【００８２】
ステップ５０５では、ポンプ４３を含む燃料系部品が正常に機能していると考えられる。そこで、燃料系部品が正常に機能していることを示す情報をＦＰＣ４７に記憶し、車両に搭載された制御システムへ出力する。
【００８３】
この実施形態によると、圧力センサ３５によって検出された情報に基づいて、ポンプ４３を含む燃料系部品の異常を判定することができる。さらに、圧力センサ３５によって検出された情報に基づいて、ポンプ４３の異常と、ポンプ４３以外の燃料系部品の異常とを識別することができる。
【００８４】
（第６実施形態）
図１４および図１５は、本発明の第６実施形態に係る燃料供給装置のＦＰＣ４７が実行するプログラムの一部を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、第１実施形態の制御処理に加えて実行される。異常回復処理は、異常検出処理６００と、モータ制御処理７００とを含む。異常回復処理では、ポンプ４３を異常な状態から回復させるための処理が実行される。
【００８５】
ステップ６０１では、回転数検出手段４７ｂによって検出された回転数Ｎｐの今回値Ｎｐ（ｉ）と前回値Ｎｐ（ｉ−１）との差ＤＮｐが算出される。今回値Ｎｐ（ｉ）と前回値Ｎｐ（ｉ−１）とは、回転数Ｎｐの変化を評価するために設定された所定時間だけ離れた時点での回転数である。差ＤＮｐは、回転数Ｎｐの変化分ＤＮｐを示している。ステップ６０２では、回転数Ｎｐが所定の低下を示すか否かが判定される。この判定処置は、回転数Ｎｐの変化分ＤＮｐに基づいて、ポンプ４３がロックしたか否かを判定する手段を提供する。具体的には、変化分ＤＮｐが所定の変化分閾値−ＤＮｔｈを下回ったか否かが判定される。変化分ＤＮｐが、−ＤＮｔｈを下回ると、ポンプ４３に何らかの障害が発生したと考えられる。例えば、異物が詰まることによりポンプ４３の回転が停止した場合や、異物によって通電が妨げられた場合などである。変化分ＤＮｐが、変化分閾値−ＤＮｔｈを下回る場合、ステップ６０３へ進む。ステップ６０３では、ポンプ４３がロックしたことが判定され、ＦＰＣ４７に記憶される。変換分ＤＮｐが変化分閾値−ＤＮｔｈ以上である場合、ステップ６０４へ進む。
【００８６】
ステップ６０４では、圧力センサ３５によって検出された圧力Ｐｆに基づいて算出されたフィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）が、所定のフィードバック閾値ＦＢｔｈを上回るか否かが判定される。フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）は、圧力Ｐｆが目標圧力の近傍に制御されないとき、大きくなる。よって、フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）がフィードバック閾値ＦＢｔｈを上回るときは、ポンプ４３がロック等の異常によって十分に機能していないと考えることができる。フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）がフィードバック閾値ＦＢｔｈを上回る場合、ステップ６０３へ進む。フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）がフィードバック閾値ＦＢｔｈ以下である場合、ステップ６０５へ進む。ステップ６０５では、ポンプ４３が正常であることが判定され、ＦＰＣ４７に記憶される。
【００８７】
ポンプ４３の異常のうち、ロックなど異物に起因する異常は、モータ４３ａへの通電量を増加させることによって回復可能な場合がある。例えば、燃料中の異物などの機械的な障害は、モータ４３ａの発生トルクを増加させることにより排除されることがある。また、電気的な絶縁物などの障害は、モータ４３ａへの通電量の増加により排除されることがある。そこで、モータ制御処理７００では、モータ４３ａに印加する電圧Ｖｍを一時的に増加させる。ここでは、電圧Ｖｍをロック解除用の所定のパルス電圧Ｖｐｕｌだけ増加させる。
【００８８】
さらに、ポンプ４３内における機械的な負荷が継続的に増加する場合がある。例えば、異物が長期間にわたってポンプ４３内にとどまる場合、ポンプ４３の作動が妨げられ、吐出能力が長期間にわたって継続的に損なわれる。また、ポンプ４３の部品が経年劣化した場合にも、ポンプ４３の吐出能力が継続的に損なわれる。そこで、モータ制御処理７００では、機械的な負荷の増加に対抗して初期の吐出能力を維持するために、モータ４３ａに印加する電圧Ｖｍを継続的に増加させる。ここでは、電圧Ｖｍを機械的負荷用の所定の定常電圧Ｖｓｔａだけ増加させる。
【００８９】
ステップ７０１では、ポンプ４３がロックしたか否かが判定される。ここでは、ステップ６０３の判定結果が参照される。ポンプ４３がロックしている場合、ステップ７０２に進む。ポンプ４３がロックしていない場合、ステップ７０９へ進む。ステップ７０２では、ステップ６０３においてロックが判定されてから初回の処理であるか否かが判定される。初回である場合、ステップ７０３へ進む。初回ではない場合、ステップ７０４へ進む。ステップ７０３では、機械的負荷用の電圧Ｖｍｅｃｈに、定常電圧Ｖｓｔａを設定する。定常電圧Ｖｓｔａは、機械的な負荷の増加に対抗して初期の吐出能力を維持するように設定される。よって、ステップ７０３の処理は、ポンプ４３への供給電力を定常的に増加させる駆動力補助手段の一部を提供する。ステップ７０４では、ロック解除用の電圧Ｖｒｅｌに、パルス電圧Ｖｐｕｌを設定する。
【００９０】
ステップ７０５では、ステップ６０３においてロックが判定されてからの経過時間Ｔｉｍｅ（Ｌｏｃｋ）が所定の時間閾値Ｔｔｈを上回ったか否かが判定される。経過時間Ｔｉｍｅ（Ｌｏｃｋ）が所定の時間閾値Ｔｔｈを上回る場合、ステップ７０６へ進む。経過時間Ｔｉｍｅ（Ｌｏｃｋ）が所定の時間閾値Ｔｔｈ以下の場合、ステップ７０７へ進む。ステップ７０６では、電圧Ｖｒｅｌに０（ゼロ）を設定する。すなわち、ステップ６０３におけるロック検出の時点から、時間閾値Ｔｔｈが経過すると、電圧Ｖｒｅｌが０（ゼロ）とされる。これにより、電圧Ｖｒｅｌは、パルス状の電圧としてモータ４３ａに与えられる。よって、ステップ７０４からステップ７０６の処理は、ポンプ４３への供給電力を一時的に増加させる異常回復手段の一部を提供する。
【００９１】
ステップ７０７では、モータ４３ａへの印加電圧Ｖｍが、電圧Ｖｒｅｌと、電圧Ｖｍｅｃｈとによって補正される。ここでは、フィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）などに基づいて算出された電圧Ｖｍに、電圧Ｖｒｅｌと、電圧Ｖｍｅｃｈとが加算される。ステップ７０８では、電圧Ｖｍがモータ４３ａに印加される。ステップ７０９では、電圧Ｖｍｅｃｈに０（ゼロ）を設定する。
【００９２】
図１６は、ロック検出を示すタイムチャートである。図１７は、ロック解除用の電圧Ｖｒｅｌを示すタイムチャートである。図１８は、機械的負荷用の電圧Ｖｍｅｃｈを示すタイムチャートである。図１９は、モータ印加電圧Ｖｍを示すタイムチャートである。ポンプ４３にロックが検出されないときは、ステップ７０１からステップ７０９を経由することによって、電圧Ｖｒｅｌと電圧Ｖｍｅｃｈとは０（ゼロ）とされる。この結果、電圧Ｖｍは、少なくともフィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）に基づいて制御される。
【００９３】
時刻ｔ１においてポンプ４３にロックが検出されると、ステップ７０１からステップ７０８によって、パルス電圧Ｖｐｕｌと定常電圧Ｖｓｔａとが設定され、モータ４３ａへの印加電圧Ｖｍが増加される。これにより、モータ４３ａは、障害を解除するために必要なトルクを発生することができる。その後、時間閾値Ｔｔｈが経過すると、パルス電圧Ｖｐｕｌがキャンセルされる。また、時間閾値Ｔｔｈが経過する前にロックが解除された場合にも、パルス電圧Ｖｐｕｌがキャンセルされる。この結果、電圧Ｖｍが減少する。図中には、時刻ｔ２において時間閾値Ｔｔｈが経過した例が図示されている。
【００９４】
時刻ｔ３においてポンプ４３のロックが解除されると、定常電圧Ｖｓｔａもキャンセルされる。この後、電圧Ｖｍは、少なくともフィードバック量ＦＢ（Ｐｆ）に基づいて制御される。図中に破線によって示されるように、時刻ｔ３の後も、ポンプ４３のロックが継続する場合、定常電圧Ｖｓｔａも継続的に与えられる。この結果、電圧Ｖｍは、定常電圧Ｖｓｔａだけ高く推移する。
【００９５】
この実施形態によると、圧力センサ３５によって検出された圧力Ｐｆに基づいて、ポンプ４３のロックを判定することができる。しかも、圧力Ｐｆに基づいてポンプ４３の回転数Ｎｐが検出されるため、正確なロック判定が可能である。加えて、ポンプ４３のロックを解除するための補正電圧Ｖｒｅｌをモータ４３ａに与えることができる。この結果、ポンプ４３のロックを解除できる可能性を高めることができる。また、ポンプ４３の機械的な負荷が増加した場合には、機械的な負荷に対抗するための補正電圧Ｖｍｅｃｈをモータ４３ａに与えることができる。この結果、ポンプ４３の機械的負荷が増加しても、ポンプ４３の能力の低下を抑制することができる。例えば、ポンプ４３の初期の吐出能力を維持することができる。
【００９６】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００９７】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９８】
例えば、モータ４３ａは、ブラシレスレモータによって提供されてもよい。ポンプユニット４３ｂは、トロコイド型ギヤポンプなどの容積型ポンプによって提供されてもよい。
【００９９】
上記実施形態では、モータ４３ａの構成に起因する脈動成分を検出することによってポンプ４３の回転数Ｎｐを検出した。これに代えて、ポンプユニット４３ｂの構成に起因する脈動成分を検出することによってポンプ４３の回転数を検出してもよい。また、モータ４３ａの構成に起因する脈動成分とポンプユニット４３ｂに起因する脈動成分との合成成分を検出することによってポンプ４３の回転数を検出してもよい。これらの変形態様は、回転数検出モジュール４７ｂによって検出される周波数領域、振幅領域などを調節することによって設定することができる。
【０１００】
また、上記実施形態では、燃料の圧力の増加変化から減少変化への切り替わりと、減少変化から増加変化への切り替わりとの両方を検出することにより、脈動成分のピーク時点とボトム時点との両方を検出し、周期を求めた。これに代えて、増加変化から減少変化への切り替わりと、減少変化から増加変化への切り替わりとのいずれか一方だけを検出することにより、脈動成分のピーク時点だけ、またはボトム時点だけを検出し、ピーク間の時間、またはボトム間の時間から周期を求めてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、周期的成分から周期を求めて回転数Ｎｐを算出した。これに代えて、種々の公知の数学的手法によって回転数Ｎｐを算出してもよい。例えば、脈動成分の周期的成分に基づいて回転数Ｎｐを算出するために、離散的フーリエ変換を用いることができる。燃料の圧力を所定期間にわたってサンプリングし、得られた複数のサンプリング値に基づいて離散的フーリエ変換を実行することにより、回転数Ｎｐを算出してもよい。
【０１０２】
ＦＰＣ４７が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、ＦＰＣ４７をアナログ回路によって構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  内燃機関システム、２  内燃機関、３  エンジン制御システム、４  燃料供給装置、３１  エンジン制御装置（ＥＣＵ）、３２  アクチュエータ群、３３  センサ群、３４  インジェクタ、３５、２３５、３３５  圧力センサ、４１  タンク、４２  インタンクモジュール、４３  ポンプ、４４  フィルタ、４５  圧力制御弁、４６ａ  配管、４６ｂ  燃料レール、４７  燃料ポンプ制御器（ＦＰＣ）、４７ａ  記憶媒体、４７ｂ  回転数検出モジュール、４７ｃ  制御モジュール、４７ｄ  フィードフォワード制御モジュール、４７ｅ  ダイアグモジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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