(57)【要約】【課題】燃料ポンプの消費電力をより低減させてエンジンの燃費性能を向上させる。【解決手段】燃料配管状態取得部４０が取得した燃料配管の状態、エンジン状態取得部４１が取得したエンジンの状態および車両状態取得部４２が取得した車両の状態を基にして、抑制実行判定部４３が燃料ポンプの駆動を抑制することが可能か否かを判定し、その判定結果を基にして抑制レベル算出部４４が抑制可能なレベルを算出し、その抑制レベルに従って燃料ポンプ駆動部４５が燃料ポンプの抑制制御を行う。これにより、燃料ポンプが適正な燃圧が得られるように制御されるので、燃料ポンプで余分な駆動エネルギの消費が少なくなり、延いてはエンジンの燃費性能を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの各気筒へ燃料を噴射するインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御装置において、
燃料配管内の燃圧を取得する燃料配管状態取得手段と、
エンジンの状態を取得するエンジン状態取得手段と、
車両の状態を取得する車両状態取得手段と、
前記エンジンが全筒燃料噴射カット制御または減筒制御されているときに、前記燃料配管状態取得手段、前記エンジン状態取得手段および前記車両状態取得手段によって取得された前記燃圧、前記エンジンの状態および前記車両の状態を基にして前記燃料ポンプの駆動を抑制することが可能かどうかを判定する抑制実行判定手段と、
前記抑制実行判定手段によって前記燃料ポンプの駆動を抑制することが可能と判定された場合に前記燃料ポンプの駆動を抑制するよう制御する燃料ポンプ駆動手段と、
を備えていることを特徴とする燃料ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記抑制実行判定手段によって前記燃料ポンプの駆動を抑制することが可能と判定された場合に前記燃料ポンプの駆動を抑制する抑制レベルを算出し、算出された前記抑制レベルに従って前記燃料ポンプ駆動手段に前記燃料ポンプの駆動を抑制させる抑制レベル算出手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記抑制実行判定手段は、前記燃料ポンプの駆動が抑制されているとき、抑制制御を禁止する禁止条件または前記抑制制御から復帰する復帰条件を判定することを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料ポンプ制御装置に関し、特にエンジンの各気筒へ燃料を噴射するインジェクタに燃料配管を介して燃料を供給する燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射式のエンジンを使用した車両では、通常、燃料タンクの燃料は、燃料を吸入して吐出する燃料ポンプにより燃料配管を通ってインジェクタに圧送され、このインジェクタによりエンジンの燃料室またはエンジンへの吸気管に噴射されるようになっている。燃料ポンプは、エンジンの運転中は常時動作されていて、インジェクタに燃料を圧送し続けるのが通例である。しかし、燃料ポンプによる燃料供給は、エンジンの運転中は常に必要とされるのではなく、たとえば車両の減速時などにおいて、燃費を向上させるために、気筒への燃料供給を中止するいわゆる燃料カットが実施されているときには、燃料ポンプは無駄に電力を消費していることになる。
【０００３】
そこで、燃料カット制御を行っているエンジンでは、燃料カットに同期して、燃料ポンプを停止させ、燃料カットから復帰して燃料噴射が再開されたときには、燃料ポンプを再起動させ、これによって、燃料カットが実施されている期間における燃料ポンプの消費電力を低減させることが行われている（たとえば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−７４１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料ポンプの停止および再起動は、燃料カットおよび燃料復帰のタイミングのみに応じて制御されているので、燃料噴射が適正に行われない場合があった。たとえば、燃料カットから復帰するとき、それまで、燃料ポンプが停止していて燃圧が低下しているときがあり、そのような状態でエンジンが燃料カットから復帰した場合には、適正燃圧が不足していることによって、エンジンに駆動ショックが発生したり、空燃比が悪化したり、エンストが発生したりすることがあった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、燃料ポンプの消費電力をより低減させてエンジンの燃費性能を向上させることができる燃料ポンプ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では上記課題を解決するために、エンジンの各気筒へ燃料を噴射するインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御装置において、燃料配管内の燃圧を取得する燃料配管状態取得手段と、エンジンの状態を取得するエンジン状態取得手段と、車両の状態を取得する車両状態取得手段と、前記エンジンが全筒燃料噴射カット制御または減筒制御されているときに、前記燃料配管状態取得手段、前記エンジン状態取得手段および前記車両状態取得手段によって取得された前記燃圧、前記エンジンの状態および前記車両の状態を基にして前記燃料ポンプの駆動を抑制することが可能かどうかを判定する抑制実行判定手段と、前記抑制実行判定手段によって前記燃料ポンプの駆動を抑制することが可能と判定された場合に前記燃料ポンプの駆動を抑制するよう制御する燃料ポンプ駆動手段と、を備えていることを特徴とする燃料ポンプ制御装置が提供される。
【０００７】
このような燃料ポンプ制御装置によれば、エンジンが全筒燃料噴射カット制御または減筒制御されているときに、燃圧、エンジンの状態および車両の状態を基にして抑制実行判定手段が燃料ポンプの駆動を抑制することが可能かどうかを判定し、その判定結果に基づいて、燃料ポンプ駆動手段が燃料ポンプの駆動を抑制するよう制御する。これにより、常に適正な燃圧が得られるように制御されるので、燃料ポンプで余分な駆動エネルギの消費が少なくなり、エンジンの燃費性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料ポンプ制御装置は、燃料カットおよび燃料復帰のタイミングのみに応じて燃料ポンプの停止および再起動を行っているのではなく、エンジンの状態および車両の状態を考慮して燃料ポンプの駆動および抑制制御を行うようにしたので、適正燃圧不足による駆動ショックの発生、空燃比の荒れ、エンストの危険性から回避することができるという利点がある。
【０００９】
また、エンジンの状態および車両の状態を考慮して燃料ポンプの抑制制御からの復帰タイミングを求めるようにしたので、燃料カット復帰時に適正な燃圧を確保することができる。
【００１０】
さらに、エンジンの状態および車両の状態を考慮して燃料ポンプの抑制制御自体が危険な行為であると判定される場合は、燃料の抑制制御を禁止するようにしたので、車両の安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１はエンジン周りの構成を示す概略構成図である。
エンジン１の吸排気系の上流側には吸気管２が接続され、下流側には排気管３が接続されている。吸気管２の上流側端部にはエアクリーナ４が設けられ、その下流側端部には、気筒毎に吸気通路を分けるインテークマニホルド５がそれぞれ設けられている。エアクリーナ４を介して吸気管２に導入された空気は、それぞれのインテークマニホルド５を通って各気筒に導入される。エアクリーナ４の下流側には、スロットルバルブ６が配置されている。
【００１２】
インテークマニホルド５において、気筒毎に設けられた吸気ポートには、インジェクタ７がそれぞれ配置されている。このインジェクタ７は、燃料タンク８から燃料ポンプ９により汲み上げられて調圧された燃料が燃料配管１０を通って供給され、通電制御により開弁して吸気ポート内に燃料を噴射する。この燃料配管１０内の燃料の供給圧は、燃圧センサ１１により検出されている。噴射された燃料は、上流側から導入される吸入空気と混合されて混合気となり、吸気弁１２を介して各気筒の燃焼室１３に供給される。この混合気の空燃比は、吸入空気量に基づいてインジェクタ７が所定のタイミングで所定の期間燃料を噴射することにより制御される。
【００１３】
各気筒の燃焼室１３には、スパークプラグ１４がそれぞれ配置されている。このスパークプラグ１４は、イグニッションコイル一体型の点火装置１５により生成された高電圧が印加されて点火用の火花を生成する。この点火により燃焼室１３内の混合気が燃焼し、ピストン１６を介してクランク軸１７に駆動力が与えられる。燃焼により発生した排気ガスは、排気バルブ１８を介して各気筒から排出される。
【００１４】
排気管３には、各気筒から排出された排気ガスを集約するエキゾーストマニホルド１９が設けられている。燃焼室１３から排出された排気ガスは、このエキゾーストマニホルド１９を通って排気管３に導出され、図示しないマフラーへと送られる。
【００１５】
また、吸気管２の最上流部には、吸気温センサが一体化したエアフローメータ２０が設けられ、吸入空気量と吸気温とを検出できるようになっている。また、アクセルペダルには、その踏み込みによるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２１が設けられている。さらに、吸気管２のスロットルバルブ６の近傍には、アクセルペダルの踏み込みによるスロットルバルブ６の開度およびその全閉状態（アイドリング時やエンジンブレーキ作動時など）を検出するスロットル開度センサ２２が設けられている。
【００１６】
エンジン１のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２３およびオイルパンに溜まっているオイルの温度を検出するための油温センサ２４が設けられている。また、クランク軸１７の近傍には、エンジン回転数を算出するために、クランク軸１７の回転に伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を発生するクランク角センサ２５が配置されている。
【００１７】
燃料ポンプ制御装置３０は、図示しないエンジン制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの全筒噴射カットまたは減筒噴射制御に関する信号、燃圧センサ１１が検出した燃料配管１０内の燃圧（燃料の供給圧力）、エアフローメータ２０が検出した吸入空気量に応じて算出されたエンジン１に対する負荷率、アクセル開度センサ２１が検出したアクセルの開度、スロットル開度センサ２２が検出したスロットルバルブ６の開度、水温センサ２３が検出したエンジン１内の冷却水温度、油温センサ２４が検出したエンジンオイルの温度、クランク角センサ２５が検出した信号に基づいて算出されたエンジン回転数、図示しない車速センサが検出した車速などに基づき、燃料ポンプ９を制御する。
【００１８】
次に、燃料ポンプ制御装置３０のハードウェア構成について説明する。
図２は燃料ポンプ制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
燃料ポンプ制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３、および入出力回路（Ｉ／Ｆ）３４を有し、これらは、内部バス３５によって相互に接続されている。入出力回路３４は、車載ＬＡＮ（Local Area Network）などの外部バス３６が接続されており、その外部バス３６には、燃圧センサ１１、エアフローメータ２０、アクセル開度センサ２１、スロットル開度センサ２２、水温センサ２３、油温センサ２４、クランク角センサ２５、図示しない車速センサなどが検出した各種信号、およびエンジン制御ＥＣＵ３７からの全筒噴射カット制御または減筒噴射制御に関する信号を受けるよう接続されている。なお、ここの例では、各種検出信号は、外部バス３６を介して燃料ポンプ制御装置３０へ入力されるようにしているが、必要に応じて、直接入力されるように構成してもよい。また、各種センサは、独立して外部バス３６に接続してあるが、実際には、外部バス３６に接続されたエンジン制御ＥＣＵ３７を含む他のＥＣＵの処理に用いられているものであって、センサ検出信号は、それらのＥＣＵから受けるよう構成されている。なお、本実施の形態では、燃料ポンプ制御装置３０とエンジン制御ＥＣＵ３７とは別体としているが、一体型であってもよい。
【００１９】
ＣＰＵ３１は、燃料ポンプ制御装置３０全体の制御を司っている。ＲＯＭ３２には、ＣＰＵ３１が実行するＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ３３には、実行中のＯＳのプログラムやアプリケーションプログラムが展開され、ＣＰＵ３１の処理に必要な各種データが一時的に格納される。アプリケーションプログラムは、燃料ポンプ制御装置３０が実行する燃料ポンプ制御処理のためのプログラムなどを含んでいる。
【００２０】
次に、燃料ポンプ制御装置３０の機能構成について説明する。
図３は燃料ポンプ制御装置の機能構成を示すブロック図である。
燃料ポンプ制御装置３０は、燃料配管状態取得部４０、エンジン状態取得部４１、車両状態取得部４２、抑制実行判定部４３、抑制レベル算出部４４および燃料ポンプ駆動部４５を備えている。
【００２１】
燃料配管状態取得部４０は、燃圧センサ１１が検出した燃料配管１０内の燃料の供給圧力を取得することにより、燃料配管１０の状態を取得する。エンジン状態取得部４１は、エアフローメータ２０が検出した吸入空気量を基に算出されたエンジン１に対する負荷率、水温センサ２３が検出した冷却水温度、油温センサ２４が検出したエンジンオイルの温度、クランク角センサ２５が検出した信号を基に算出されたエンジン回転数およびエンジン制御ＥＣＵ３７からの全筒噴射カット制御または減筒噴射制御に関する信号を取得することにより、エンジン１の状態を取得する。車両状態取得部４２は、アクセル開度センサ２１が検出したアクセルがオンかオフかを表す信号、スロットル開度センサ２２が検出したスロットルバルブ６の開度および図示しない車速センサが検出した車速を取得することにより、車両の状態を取得する。
【００２２】
抑制実行判定部４３は、燃料配管状態取得部４０が取得した燃料配管１０の状態、エンジン状態取得部４１が取得したエンジン１の状態および車両状態取得部４２が取得した車両の状態を基にして燃料ポンプ９の駆動を抑制することが可能か否かを判定する。抑制レベル算出部４４は、抑制実行判定部４３の判定結果を基にして抑制可能なレベルを算出する。たとえば、エンジン制御ＥＣＵ３７が減筒噴射制御しているときには、抑制レベルを５０％として、このとき、たとえば冷却水温度、車速、エンジン回転数などが低いときには、抑制レベルを２５％に下げるなどの算出を行う。また、エンジン制御ＥＣＵ３７が全筒噴射カット制御しているときでも、燃料配管１０の状態、エンジン１の状態および車両の状態に応じて抑制レベルを１００％から低下させるようにする。もちろん、通常の運転制御を行っているときには、基本の抑制レベルは０％であり、燃料配管１０の状態、エンジン１の状態および車両の状態に応じて増加することになる。また、抑制レベル算出部４４は、たとえば抑制制御を行っているときに、その抑制制御から復帰する場合の復帰条件または抑制制御を禁止する場合の禁止条件を考慮して抑制レベルの算出を行っている。この復帰条件または禁止条件が成立した場合、抑制レベルは強制的に０％に設定される。そして、燃料ポンプ駆動部４５は、抑制レベル算出部４４によって算出された抑制レベルに従って燃料ポンプ９の抑制制御を行う。
【００２３】
次に、燃料ポンプ制御装置３０による処理について説明する。
図４は燃料ポンプ制御処理の流れを示すフローチャートである。
燃料ポンプ制御装置３０は、ＲＯＭ３２に格納された燃料ポンプ制御処理プログラムにより、以下のステップに従って処理を実行する。
【００２４】
［ステップＳ１１］抑制実行判定部４３は、燃料ポンプの抑制開始条件が成立しているかどうかを判定する。ここで、抑制開始条件が成立していれば、処理はステップＳ１２に進み、抑制開始条件が成立していなければ、この燃料ポンプ制御処理は終了する。抑制開始条件としては、たとえばエンジン制御ＥＣＵ３７が全筒噴射カット制御または減筒噴射制御を開始していて、燃圧センサ１１が検出した燃料配管１０内の燃料の供給圧力が所定の圧力より高い状態にあるときとすることができる。
【００２５】
［ステップＳ１２］抑制開始条件が成立していると抑制実行判定部４３が判定した場合、抑制レベル算出部４４は、燃料ポンプ９の抑制レベルを算出し、抑制レベルが０％より高くて抑制が可能である場合、処理はステップＳ１３に進み、抑制レベルが０％で抑制が不可能である場合には、処理はステップＳ１４に進む。
【００２６】
抑制開始条件が成立していても、たとえば全筒噴射カットの場合にエンジン回転数が低過ぎたり、水温・油温が上昇していなかったりしていると、抑制実行後の安定化制御復帰時に、不十分な燃圧の状態で噴射を開始しなければならないので、そのような場合には抑制不可能と判定される。また、エンジン回転数や車速が高くなり過ぎたことによる全筒噴射カットの場合においても同じように抑制不可能と判定される。
【００２７】
［ステップＳ１３］燃料ポンプ駆動部４５は、抑制レベル算出部４４が算出した抑制レベルに従って燃料ポンプ９の抑制制御を行う。このとき、燃料ポンプ９の抑制制御は、燃料噴射カットが実施された直後に実施されても良いし、燃料噴射カットが実施されてから所定時間経過後に実施するようにしても良い。
【００２８】
［ステップＳ１４］燃料ポンプ９の抑制が不可能である場合に、燃料ポンプ駆動部４５は、その１００％駆動の安定化制御を維持する。
［ステップＳ１５］抑制実行判定部４３は、抑制制御を禁止する場合の禁止条件または抑制制御から復帰する場合の復帰条件を判定し、いずれかの条件が成立したとき、処理はステップＳ１４に進み、いずれの条件も成立しないときには、処理はステップＳ１６に進む。すなわち、燃料ポンプ９の抑制制御が実施されているときに、禁止条件が成立した場合、燃料ポンプ制御処理は、強制的に安定化制御に復帰させ、復帰条件が成立した場合には、即座に、多段階的に、または徐々に安定化制御に復帰させるよう駆動制御する。抑制レベルが１００％であって、燃料ポンプ９が停止させられていた場合、安定化制御への復帰は、燃料ポンプ９の再起動ということになる。ここで、禁止条件としては、たとえばエンジン回転数が所定の回転数域を逸脱して低い所定の回転数よりも低下したり高い所定の回転数よりも上昇したりした場合、車速が所定の車速域を逸脱して低い所定の車速よりも低下したり高い所定の車速よりも上昇したりした場合、エンジンに対する負荷率が上昇してきた場合、または、水温・油温が所定の値よりも低下した場合などがある。復帰条件としては、たとえば抑制実行から所定時間経過した場合、燃圧が低下してきた場合、アクセルがオンになった場合などがある。
【００２９】
［ステップＳ１６］禁止条件および抑制制御のいずれの条件も成立しないときには、燃料ポンプ９は、そのまま所定の抑制レベルで抑制制御を維持することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】エンジン周りの構成を示す概略構成図である。
【図２】燃料ポンプ制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】燃料ポンプ制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】燃料ポンプ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
３０  燃料ポンプ制御装置
４０  燃料配管状態取得部
４１  エンジン状態取得部
４２  車両状態取得部
４３  抑制実行判定部
４４  抑制レベル算出部
４５  燃料ポンプ駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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