(57)【要約】【課題】ポンプモータに突入電流が流れることを抑制することができる燃料供給装置を提供すること。【解決手段】コントローラ４０によって燃料パイプ１７中の気化燃料の有無を判定し、コントローラ２０が気化燃料有りと判定した場合には、ポンプコントローラ２０によりポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行わずに印加電圧を急速に立ち上げる一方、コントローラ２０が気化燃料無しと判定した場合には、ポンプコントローラ２０によりポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行ってポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げる。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、前記燃料ポンプに備わるポンプモータの駆動を制御する制御手段とを備える燃料供給装置において、
前記制御手段は、前記燃料ポンプの駆動開始時に前記ポンプモータに印加する印加電圧を徐変処理することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、要求燃料量に応じて前記燃料ポンプに備わるポンプモータの回転数を可変制御する制御手段とを備える燃料供給装置において、
前記制御手段は、要求燃料量の増加に伴って前記ポンプモータの回転数を立ち上げる必要が生じた場合、前記ポンプモータに印加する印加電圧を徐変処理することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する燃料供給装置において、
前記燃料ポンプから前記内燃機関までの燃料供給経路内に気化燃料が存在するか否かを判断する気化燃料判断手段を有し、
前記制御手段は、前記気化燃料判断手段が前記燃料供給経路内に気化燃料が存在すると判断した場合、前記ポンプモータに印加する印加電圧の徐変処理を禁止することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
請求項２に記載する燃料供給装置において、
要求燃料量の変化量を算出する変化量算出手段を有し、
前記制御手段は、前記変化量算出手段が算出した要求燃料量の変化量が所定量以上である場合には、前記ポンプモータに印加する印加電圧の徐変処理を禁止することを特徴とする燃料供給装置。
【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燃料ポンプにより内燃機関へ供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによって汲み上げて内燃機関に供給する燃流供給装置が実用化されている。この種の燃料供給装置の１つとして、例えば、特開平８−２４６９７３号公報に開示されたものがある。ここに開示されている燃料供給装置では、要求燃料量（目標燃圧に比例する）に応じてポンプモータに印加する印加電圧を比例的に変化させてポンプモータの回転数を可変させることにより、燃料ポンプから燃料を目標燃圧で吐出して内燃機関に供給するようになっている。なお、ポンプモータに印加する印加電圧を変更させる方法としては、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御が用いられるのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４６９７３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、上記した燃料供給装置では、要求燃料量が大きく増加してポンプモータの回転速度を立ち上げる必要が生じたとき、ポンプモータに印加する印加電圧を急峻に立ち上げることになるが、このとき、図１１に示すように、定常の電流値を大きく超える突入電流がポンプモータに流れてしまうという問題があった。このような突入電流がポンプモータに流れると、ポンプモータの構成部品であるブラシとコミュテータが摩耗してしまう。そして、ポンプモータに突入電流が流れる現象は、目標燃圧の変化に伴う要求回転数の急激な立ち上がりのたびに起こるため、ポンプモータの劣化を促進していた。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ポンプモータに突入電流が流れることを抑制することができる燃料供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、前記燃料ポンプに備わるポンプモータの駆動を制御する制御手段とを備える燃料供給装置において、前記制御手段は、前記燃料ポンプの駆動開始時に前記ポンプモータに印加する印加電圧を徐変処理することを特徴とする。
なお、ポンプモータは、回転数可変型のものであってもよいし、一定回転数型のものであってもよい。
【０００７】
この燃料供給装置では、制御手段によってポンプモータの駆動を制御して燃料ポンプから燃料を吐出して内燃機関に供給する。ここで、ポンプモータが回転数可変型のものであれば、制御手段により回転数の可変制御が行われてポンプモータの駆動が制御され、ポンプモータが一定回転数型のものであれば、制御手段によりポンプモータのオン・オフ制御が行われることになる。
【０００８】
ここで、燃料ポンプの駆動開始時（内燃機関の始動とは無関係）には、ポンプモータの回転数を所定回転数まで立ち上げるため、ポンプモータへの印加電圧を急峻に立ち上げているので、突入電流がポンプモータに流れてしまう。そこで、この燃料供給装置では、燃料ポンプの駆動開始時に、制御手段により、ポンプモータに印加する印加電圧を徐変処理している。これにより、燃料ポンプの駆動開始時に、ポンプモータに突入電流が流れることを防止することができる。従って、ポンプモータの構成部品であるブラシとコミュテータとの摩耗が防止されてポンプモータの長寿命化を図ることができる。
【０００９】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、要求燃料量に応じて前記燃料ポンプに備わるポンプモータの回転数を可変制御する制御手段とを備える燃料供給装置において、前記制御手段は、要求燃料量の増加に伴って前記ポンプモータの回転数を立ち上げる必要が生じた場合、前記ポンプモータに対する印加電圧を徐変処理することを特徴とする。
【００１０】
この燃料供給装置では、制御手段によってポンプモータの回転数が可変制御されて燃料ポンプから要求燃料量を内燃機関に供給する。具体的には、制御手段によって、要求燃料量が増加すればポンプモータの回転数が上げられ、要求燃料量が減少すればポンプモータの回転数が下げられる。なお、要求燃料量が増加する場合としては、例えば、内燃機関の出力を大きくするとき（加速時）や内燃機関の始動時などが挙げられる。
【００１１】
ここで、要求燃料量の増加に伴ってポンプモータの回転数を立ち上げる必要が生じた場合にはポンプモータに印加する印加電圧を急峻に立ち上げるため、突入電流がポンプモータに流れてしまう。そこで、この燃料供給装置では、要求燃料量の増加に伴ってポンプモータの回転数を立ち上げる必要が生じた場合、制御手段により、ポンプモータに印加する印加電圧を徐変処理している。これにより、要求燃料量の増加に伴ってポンプモータの回転数を立ち上げる必要が生じた場合に、ポンプモータに突入電流が流れることを防止することができる。従って、ポンプモータの構成部品であるブラシとコミュテータとの摩耗が防止されてポンプモータの長寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る燃料供給装置においては、前記燃料ポンプから前記内燃機関までの燃料供給経路内に気化燃料が存在するか否かを判断する気化燃料判断手段を有し、前記制御手段は、前記気化燃料判断手段が前記燃料供給経路内に気化燃料が存在すると判断した場合、前記ポンプモータに対する印加電圧の徐変処理を禁止することが望ましい。
【００１３】
内燃機関を再始動させる際に燃料供給経路中に気化燃料が存在すると、始動性が悪化してしまう。気化燃料が存在することにより、空燃比がリーンになってしまうからである。車両に搭載された内燃機関においては、車両が停止して内燃機関の運転が停止されると、走行風がなくなるため、内燃機関の搭載空間内の温度が上昇し、内燃機関の運転停止時間が長いと、搭載空間内の温度上昇によって燃料供給経路に存在する燃料の一部が気化してしまうのである。ここで、内燃機関の始動性を悪化させないためには、燃料供給経路中に存在する気化燃料を早期に排出する必要があり、そのためにはポンプモータの回転数を早急に立ち上げなければならない。
【００１４】
そこで、この燃料供給装置では、燃料ポンプから内燃機関までの燃料供給経路内に気化燃料が存在するか否かを判断する気化燃料判断手段を設け、燃料供給経路内に気化燃料が存在する場合には、ポンプモータに印加する印加電圧の徐変処理を禁止することにしている。これにより、内燃機関を再始動させる際に燃料供給経路中に気化燃料が存在する場合、ポンプモータに印加する印加電圧の徐変処理が行われないので、ポンプモータの回転数が早急に立ち上げる。従って、燃料供給経路内に存在する気化燃料が早急に排出されるため、内燃機関の始動性が悪化しない。
【００１５】
一方、燃料供給経路中に気化燃料が存在しない場合には、ポンプモータに印加する印加電圧の徐変処理が行われるので、ポンプモータの回転数がゆっくりと立ち上がる。このため、燃料ポンプの再始動時に、ポンプモータに突入電流が流れることを防止することができる。従って、ポンプモータの構成部品であるブラシとコミュテータとの摩耗が防止されてポンプモータの長寿命化を図ることができる。
【００１６】
このように、この燃料供給装置では、内燃機関の始動性を悪化させることなく、ポンプモータに突入電流が流れる回数を減少させることができるのでポンプモータの長寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る燃料供給装置においては、要求燃料量の変化量を算出する変化量算出手段を有し、前記制御手段は、前記変化量算出手段が算出した要求燃料量の変化量が所定量以上である場合には、前記ポンプモータに対する印加電圧の徐変処理を禁止することが望ましい。
なお、変化量算出手段では要求燃料量の変化量を算出する代わりに、要求燃料量に比例するパラメータ（例えば、アクセル開度）の変化量を算出して、それに基づいてポンプモータに対する印加電圧の徐変処理を禁止するようにしてもよい。
【００１８】
要求燃料量が増加した場合、ポンプモータに対する印加電圧を徐変処理することにより、ポンプモータの長寿命化を図ることができるが、このような場合には燃料ポンプからの燃料吐出量に所定のマージンをとっていても（要求燃料量よりも少し多めに燃料を吐出しても）、要求燃料量が急激に増加した場合には応答遅れが生じて燃料不足になるおそれがある。これを防止するためには、更なる燃料ポンプからの吐出量にマージンをとっておく必要があるが、これでは燃費が悪くなってしまう。
【００１９】
そこで、この燃料供給装置では、要求燃料量の変化量を算出する変化量算出手段を設け、この変化量算出手段が算出した要求燃料量の変化量が所定量以上である場合には、ポンプモータに印加する印加電圧に対する徐変処理を禁止することにより、ポンプモータの回転数を立ち上げている。こうすることにより、応答性が悪化しないので、燃料ポンプからの燃料吐出量のマージンが少なくても燃料不足にならないようにすることができ、燃費向上を図ることができる。
【００２０】
一方、要求燃料量が増加した場合でもその変化量が所定量以下のときには、ポンプモータに印加する印加電圧に対する徐変処理が行われるので、ポンプモータの回転数がゆっくりと立ち上がる。このため、ポンプモータに突入電流が流れることを防止することができる。従って、ポンプモータの構成部品であるブラシとコミュテータとの摩耗が防止されてポンプモータの長寿命化を図ることができる。なお、要求燃料量の変化量が所定量以下の場合、高速応答は要求されていないのでポンプモータの回転数をゆっくりと立ち上げても応答性が悪化することはない。
【００２１】
このように、この燃料供給装置では、燃料ポンプからの燃料吐出量のマージンが少なくても応答性の悪化が防止されているので燃料不足にならないため、燃費向上を図ることができ、また、ポンプモータの長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る燃料供給装置によれば、上記した通り、ポンプモータに突入電流が流れることを抑制することができる燃料供給装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の燃料供給装置を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、アイドリングストップシステムを採用する自動車のエンジンシステムに本発明の燃料供給装置を適用したものである。
【００２４】
そこで、このエンジンシステムについて、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の燃料供給装置を適用したエンジンシステムの概略構成を示す図である。このエンジンシステムにおけるエンジン１は周知の構造を有するレシプロエンジンである。エンジン１は、吸気通路２を通じて供給される燃料及び空気、すなわち可燃混合気を、燃焼室３で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを排気通路４を通じて排出させることにより、ピストン５を駆動させ、クランクシャフト６を回転させて動力を得るようになっている。
【００２５】
吸気通路２には、エアクリーナ１１が設けられており、吸気通路２に取り込まれる空気を清浄化するようになっている。また、吸気通路２には、スロットルバルブ１２が設けられており、吸気通路２を流れて燃焼室３に吸入される空気量（吸気量）を調節するために開閉されるようになっている。このスロットルバルブ１２に対して設けられたスロットルセンサ３０は、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
【００２６】
スロットルバルブ１２は、運転席に設けられたアクセルペダル１３の操作（踏み込み）に連動して作動するようになっている。アクセルペダル１３は、周知のように、エンジン１の加速、減速等を含む運転を操作するためのものである。アクセルペダル１３は、その踏み込みを解除することにより、無操作状態である元位置に復帰するようになっている。
【００２７】
燃焼室３に通じる吸気ポートには、インジェクタ１４が設けられている。そして、燃料タンク１５から燃料ポンプ１６及び燃料パイプ１７等を介してインジェクタ１４に供給される燃料が吸気ポートへ噴射供給されるようになっている。そして、インジェクタ１４、燃料タンク１５、燃料ポンプ１６及び燃料パイプ１７等により燃料供給装置が構成されている。電動式の燃料ポンプ１６は、回転数可変型のポンプモータ１９を備えており、燃料タンク１５に内蔵されている。そして、燃料ポンプ１６は、燃料タンク１５に貯溜された燃料を汲み上げ、燃料パイプ１７へ吐出してエンジン１のインジェクタ１４へ圧送するようになっている。この燃料ポンプ１６には燃料フィルタ１８が付随して設けられており、燃料ポンプ１６内に吸入される燃料が燃料フィルタ１８によって濾過されるようになっている。
【００２８】
ここで、燃料ポンプ１６には、ポンプコントローラ２０が接続されている。ポンプコントローラ２０は、燃料ポンプ１６の駆動制御（目標燃圧になるようにポンプモータ１９の回転数を可変制御する）を行うものである。なお、ポンプコントローラ２０による燃料ポンプ１６の駆動制御の詳細な内容については後述する。そして、ポンプコントローラ２０によって燃料ポンプ１６の駆動制御が行われることにより、燃料タンク１５の中の燃料が、燃料フィルタ１８、燃料ポンプ１６及び燃料パイプ１７等を通じてインジェクタ１４へ圧送される。インジェクタ１４へ圧送された燃料は、インジェクタ１４の作動に伴い吸気ポートへ噴射され、吸気通路２を流れる空気と共に可燃混合気を形成して燃焼室３に取り込まれる。
【００２９】
燃焼室３に対応してエンジン１には、点火プラグ２１が設けられている。この点火プラグ２１は、点火コイル２２から出力される高電圧を受けて作動する。点火コイル２２は、クランクシャフト６の回転角の変化に応じて点火プラグ２１へ点火のための高電圧を出力するものである。点火プラグ２１の作動時期、（点火時期）は、点火コイル２２から出力される高電圧の出力タイミングにより決定される。つまり、点火コイル２２を制御することで、点火プラグ２１の作動が制御されるようになっている。
【００３０】
クランクシャフト６にはフライホイール２３が設けられている。フライホイール２３の外周に対向配置された電磁ピックアップよりなるクランク角センサ３２は、クランクシャフト６の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。フライホイール２３の外周には、複数の突起２３ａが設けられている。クランクシャフト６の回転に伴いフライホイール２３が回転して、クランク角センサ３２が各突起２３ａの通過を検出するごとに、クランク角センサ３２から一つのパルス信号が出力されるようになっている。
【００３１】
エンジン１には、水温センサ３３が設けられており、この水温センサ３３はエンジンブロックの冷却水の温度（エンジン水温）を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このエンジン水温は、エンジン１の暖機状態を反映する。また、吸気通路２には、吸気温度センサ３４が設けられており、この吸気温度センサ３４は吸気通路２における温度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
【００３２】
そして、このエンジンシステムには、エンジン１を統括制御するコントローラ４０が備わっている。コントローラ４０には、前述したスロットルセンサ３０、クランク角センサ３２、水温センサ３３及び吸気温度センサ３４から出力される各種信号が入力されるようになっている。また、コントローラ４０には、不図示のアイドリングストップシステム用コントローラからエンジン１のスタート・ストップ信号が入力されるようになっている。そして、コントローラ４０は、これらの入力信号に基づき、燃料噴射制御及び点火制御実行するために、インジェクタ１４及び点火コイル２２等をそれぞれ制御する。
【００３３】
コントローラ４０は、周知の構成、すなわち中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備えている。コントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成している。ＲＯＭは、上記各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶している。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等の検出値に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行するものである。
【００３４】
なお、燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じてインジェクタ１４から噴射される燃料量（燃料噴射量）及びその噴射タイミングを制御することである。点火制御とは、クランクシャフト６の回転に応じて点火コイル２２を制御することにより、点火プラグ２１による点火動作を制御することである。
【００３５】
次に、ポンプコントローラ２０による燃料ポンプ１６（ポンプモータ１９）の駆動制御の処理内容について詳しく説明する。
まず、アイドリングストップシステムによりエンジン１が再始動される際の燃料ポンプ１６（ポンプモータ１９）の駆動制御について、図２〜図４を参照しながら説明する。コントローラ４０およびポンプコントローラ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。なお、図２は、燃料ポンプの駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。図３および図４は、エンジンの停止時間、吸気温度、およびエンジン水温による燃料パイプ中の燃料の状態変化を示す図である。
【００３６】
本実施の形態では、エンジン１の再始動時には、燃料パイプ１７中に気体燃料（べーパ）が存在するか否かによって燃料ポンプ１６の制御を切り替える。すなわち、燃料パイプ１７中に気体燃料が存在する場合には、始動性が悪化しないように、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を禁止して印加電圧を急変させてポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げる。一方、燃料パイプ１７中に気体燃料が存在しない場合には、ポンプモータに突入電流が流れないように、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行ってポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げる。
【００３７】
そこで、この処理内容について、図２を用いて具体的に説明する。まず、コントローラ４０は、エンジン１が停止されてからの時間が所定時間Ｔｘよりも長いか否かを判断する（Ｓ１）。本実施の形態においてエンジン停止時間は、アイドリングストップシステム用コントローラからコントローラ４０に入力されるエンジンスタート・ストップ信号に基づいて算出される。このようにエンジン１の停止時間の判断を行うのは、エンジン１の停止時間によって気化燃料の発生状態が変化するからである。
【００３８】
すなわち、図３に示すように、エンジン１の停止時間が長い（数分〜数十分程度）と、燃料パイプ１７中の燃料が気化しやすくなる。なぜなら、エンジン停止中は走行風が発生しないため、エンジンルーム内に熱がこもりエンジンルーム内の温度が上昇してしまうので燃料パイプ中の燃料が気化しやすくなるからである。
一方、図４に示すように、エンジン１の停止時間が短い場合には、燃料パイプ１７中の燃料が気化しにくい。この場合も、エンジン停止中は走行風が発生しないが、燃料が気化するような温度までエンジンルーム内の温度が上昇する前に再度走行風を受けるからである。
【００３９】
そして、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長ければ（Ｓ１：ＹＥＳ）、燃料パイプ１７中に気化燃料が存在する可能性が高い。しかしながら、図４に示すように、吸気温度およびエンジン水温によっても、燃料パイプ１７内の燃料の状態が変化する。つまり、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長くても、吸気温度あるいはエンジン水温のそれぞれが所定温度よりも低い場合には、燃料パイプ１７内の燃料が気化しない。このような場合には、ポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げても始動性が悪化しない。
【００４０】
このため、本実施の形態では、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長い場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、コントローラ４０はさらに、吸気温度が所定温度Ｔｙよりも高いか否か、エンジン水温が所定温度Ｔｚよりも高いか否かを判断する（Ｓ２，３）。こうすることにより、燃料パイプ１７中に気化燃料が存在する否かの判断をより正確に行うことができる。
【００４１】
そして、コントローラ４０は、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長い場合であって、吸気温度が所定温度Ｔｙよりも高く、かつエンジン水温が所定温度Ｔｚよりも高いときに（Ｓ１〜Ｓ３：ＹＥＳ）、燃料パイプ１７内に気化燃料が存在すると判定する。そうすると、コントローラ４０からポンプコントローラ２０に印加電圧の徐変禁止信号が入力される。その結果、ポンプコントローラ２０は、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行うことなく、印加電圧を急変させてポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げる（Ｓ４）。これにより、アイドリングストップ後の再始動時における始動性の悪化を防止することができる。
【００４２】
一方、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも短い場合（Ｓ１：ＮＯ）、またはエンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長い場合であっても、吸気温度が所定温度Ｔｙよりも低い場合（Ｓ１：ＹＥＳ、Ｓ２：ＮＯ）、またはエンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも長い場合であって吸気温度が所定温度Ｔｙよりも高い場合であっても、エンジン水温が所定温度Ｔｚよりも低い場合（Ｓ１〜Ｓ２：ＹＥＳ、Ｓ３：ＮＯ）には、コントローラ４０は、燃料パイプ１７内に気化燃料が存在しないと判定する。この場合、コントローラ４０からポンプコントローラ２０に徐変禁止信号は入力されない。その結果、ポンプコントローラ２０は、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行って、ポンプモータ１９の回転数をゆっくり立ち上げる（Ｓ５）。このとき、燃料パイプ１７内に気化燃料が存在しないので、ポンプモータ１９の回転数をゆっくり立ち上げても、始動性が悪化することはない。このようにポンプモータ１９の回転数がゆっくりと立ち上げられるため、アイドリングストップ後の再始動時にポンプモータ１９に突入電流が流れること防止することができ、ポンプモータ１９の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
ここで、上記した燃料ポンプ制御を実施した場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動について、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、エンジン停止時間が長い場合における再始動時の各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。図６は、エンジン停止時間が短い場合における再始動時の各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。なお、図５および図６に示すタイムチャート例は、吸気温度が所定温度Ｙｙ以上かつエンジン水温が所定温度Ｔｚ以上である場合のものを示している。
【００４４】
まず、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘより長い場合について説明する。この場合、図５に示すように、時刻ｔ０でエンジン１が停止してポンプモータ１９に対する要求回転数が「０」となり、印加電圧が「０」とされる。このため、モータ電流は「０」となる。そして、時刻ｔ０から時間Ｔｘ以上経過した時刻ｔ１にエンジン１が再始動されると、図２のＳ１〜Ｓ３においてすべて「ＹＥＳ」と判断される。つまり、この場合には、燃料パイプ１７中に気化燃料が存在していると判定されるため、ポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げて気化燃料を早急に排出して始動性の悪化を防止する必要がある。このため、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧を急変させる。つまり、印加電圧に対する徐変処理を禁止するのである。これにより、ポンプモータ１９の回転数が急速に立ち上がり、始動性の悪化が防止されていることがわかる。
【００４５】
ここで、この場合にはポンプモータ１９に突入電流が流れるが、常にエンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘより長くなることはない。従って、本実施の形態に係る燃料ポンプ制御を実施することにより、ポンプモータ１９に突入電流が流れる回数を減少させることができるので、ポンプモータ１９の寿命を向上させることができる。
【００４６】
次に、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘより短い場合について説明する。この場合、図６に示すように、時刻ｔ０でエンジン１が停止してポンプモータ１９に対する要求回転数が「０」となり、印加電圧が「０」とされる。このため、モータ電流は「０」となる。そして、時刻ｔ０から時間Ｔｘ経過していない時刻ｔ２にエンジン１が再始動されると、図２のＳ１において「ＮＯ」と判断される。つまり、この場合には、燃料パイプ１７中に気化燃料が存在していないと判定されるため、ポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げなくても始動性が悪化しない。このため、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行う。これにより、ポンプモータ１９の回転数がゆっくりと立ち上がり、ポンプモータ１９に突入電流が流れないことがわかる。
【００４７】
続いて、車両走行中における燃料ポンプ１６（ポンプモータ１９）の駆動制御について、図７を参照しながら説明する。コントローラ４０およびポンプコントローラ２０は、このルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。なお、図７は、燃料ポンプの駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。
【００４８】
本実施の形態では、アクセル開度の変化率によって燃料ポンプ１６の制御を切り替える。すなわち、アクセル開度の変化量が所定量よりも多い場合には、応答性が悪化しないようにして燃料不足の発生を防止するために、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を禁止して印加電圧を急変させてポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げる。一方、アクセル開度の変化量が所定量よりも少ない場合には、ポンプモータ１９に突入電流が流れないようにするために、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行ってポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げる。なお、アクセル開度は要求燃料量に比例するので、実質的には要求燃料量の変化率に基づいて燃料ポンプ１６の制御を切り替えていることになる。
【００４９】
そこで、この処理内容について、図７を用いて具体的に説明する。まず、コントローラ４０は、前回のアクセル開度と今回のアクセル開度との差からアクセル変化量（所定時間あたりの変化量）を算出する（Ｓ１０）。そして、コントローラ４０は、アクセル変化量が所定量Ａｘよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１１）。このとき、アクセル変化量が所定量Ａｘよりも大きい場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、コントローラ４０からポンプコントローラ２０に徐変禁止信号が入力される。これにより、ポンプコントローラ２０は、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行うことなく、印加電圧を急変させてポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げる（Ｓ１２）。このため、応答性の悪化が防止される。これにより、燃料ポンプからの燃料吐出量のマージンを少なくしても燃料不足にならないようにすることができるので、燃費の向上を図ることができる。
【００５０】
一方、アクセル変化量が所定量Ａｘよりも小さい場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、コントローラ４０からポンプコントローラ２０に徐変禁止信号が入力されない。このため、ポンプコントローラ２０は、ポンプモータ１９への印加電圧に対する徐変処理を行って、ポンプモータ１９の回転数をゆっくり立ち上げる（Ｓ１３）。アクセル変化量が所定量Ａｘよりも小さい場合には高速応答が要求されていないので、ポンプモータ１９の回転数をゆっくり立ち上げても応答性が悪化することはない。このようにポンプモータ１９の回転数がゆっくりと立ち上げられるため、アクセル開度が変化して要求燃料量が変化した場合に、ポンプモータ１９に突入電流が流れること防止することができ、ポンプモータ１９の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
ここで、上記した燃料ポンプ制御を実施した場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動について、図８および図９を参照しながら説明する。図８は、常に印加電圧に対す徐変処理を行った場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。図９は、本実施の形態に係る燃料ポンプ制御を実施した場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。なお、図８に示すタイムチャート例は、本発明との比較例である。そして、どちらのタイムチャートも、時刻ｔ１０〜ｔ１１におけるアクセルの踏む込み（加速）はアクセル変化量が所定値Ａｘよりも小さいものであり、時刻ｔ１２〜ｔ１３におけるアクセルの踏む込み（加速）はアクセル変化量が所定値Ａｘよりも大きいものである。
【００５２】
まず、本発明の比較例である常に印加電圧に対す徐変処理を行う場合、図８に示すように、時刻ｔ１０〜ｔ１１およびｔ１２〜ｔ１３において要求燃料量が変化した場合には、ポンプモータに印加する印加電圧を常に徐変される。その結果、ポンプモータには突入電流が流れないことがわかる。
しかしながら、高速応答が要求される時刻ｔ１２〜ｔ１３間における加速時においても、印加電圧を徐変処理しているため、ポンプモータの回転数がゆっくりと立ち上がるので、燃料ポンプから吐出される燃料量が要求燃料量を下回り燃料不足になっていることがわかる。このような燃料不足の発生を防止するためには、更なる燃料ポンプからの吐出量にマージンをとっておけばよいが、これでは燃費が悪くなってしまう。
【００５３】
これに対して、本実施の形態に係る燃料ポンプ制御を実施する場合、図９に示すように、時刻ｔ１０〜ｔ１１における要求燃料量の変化時には、アクセル変化量が所定値Ａｘよりも小さいので、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対して徐変処理を行う（図７のＳ１１：ＮＯ，Ｓ１３）。このため、ポンプモータ１９の回転数がゆっくりと立ち上がるため、ポンプモータ１９に突入電流が流れないことがわかる。これは、上記した比較例でも同じである。
【００５４】
次に、時刻ｔ１２〜ｔ１３における要求燃料量の変化時には、アクセル変化量が所定値Ａｘよりも大きいので、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行わずに印加電圧を急変させる（図７のＳ１１：ＹＥＳ，Ｓ１２）。このため、ポンプモータ１９の回転数が急速に立ち上がるため、応答性の悪化が防止されて燃料ポンプ１６から吐出される燃料量が要求燃料量を下回ることがないことがわかる。従って、燃料ポンプ１６から吐出される燃料量と要求燃料量とのマージンを小さくすることができ、燃費を向上させることができる。
【００５５】
ここで、この場合にはポンプモータ１９に突入電流が流れるが、要求燃料量の変化時において常にアクセル変化量が所定値Ａｘよりも大きくなることはない。従って、本実施の形態に係る燃料ポンプ制御を実施することにより、ポンプモータ１９に突入電流が流れる回数を減少させることができるので、ポンプモータ１９の寿命を向上させることができる。
【００５６】
続いて、ポンプコントローラ２０によるエンジン再始動時における燃料ポンプ１６（ポンプモータ１９）の駆動制御の変形例について簡単に説明する。上記したように、エンジン再始動時においては、燃料パイプ中に気化燃料に存在するか否かによって、ポンプモータに印加する印加電圧に対する徐変処理を行うか禁止するかを決定している。そして、上記した実施の形態では、エンジン１の停止時間とエンジン水温および吸気温度によって、燃料パイプ１７中の気化燃料の有無を推定している。ところが、この方法では、エンジン１の停止時間が所定時間Ｔｘよりも短いときでも、希ではあるが気化燃料が存在する場合があり得る。もし、このよう状況が発生すると始動性が悪化してしまう。
【００５７】
そこで、変形例では、燃料タンク内の燃料温度と燃料圧力から燃料組成を特定し、その特定した燃料組成と燃料パイプ中の燃料温度から燃料パイプ内の燃料状態（気化燃料の有無）を判定する（特開２００２−３４９３５４号参照）。こうすることにより、燃料パイプ中の気化燃料の有無をより確実に判定することができる。その結果、始動性が悪化するようなことがない。
【００５８】
このような変形例に係る燃料ポンプ制御は、ＬＰＧ燃料を使用するエンジンシステムにおいて適用が容易である。なぜなら、ＬＰＧエンジンシステムには燃料温度センサおよび燃圧センサが設けられているものもあるからである。なお、ガソリンエンジンシステムでも、燃料温度センサおよび燃圧センサを設けることにより、この燃料ポンプ制御を実施することができる。
【００５９】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るエンジンシステムでは、コントローラ４０によって燃料パイプ１７中の気化燃料の有無を判定し、コントローラ２０が気化燃料有りと判定した場合には、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行わずに印加電圧を急速に立ち上げる一方、コントローラ２０が気化燃料無しと判定した場合には、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行ってポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げる。これにより、エンジン１の始動性の悪化を防止することができるとともに、ポンプモータ１９に突入電流が流れる回数を減少させることができる。
【００６０】
また、ポンプコントローラ２０は、アクセル開度の変化量が所定量Ａｘよりも多い場合には、ポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を禁止して印加電圧を急変させてポンプモータ１９の回転数を急速に立ち上げる。一方、アクセル開度の変化量が所定量Ａｘよりも少ない場合には、ポンプモータ１９にポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行ってポンプモータ１９の回転数をゆっくりと立ち上げる。このため、高速応答が要求される場合には応答性が悪化しないようにして燃料不足の発生を防止して、それ以外の場合にはポンプモータ１９に突入電流が流れないようにすることができる。
【００６１】
このように、本実施の形態に係るエンジンシステムでは、ポンプコントローラ２０がエンジンシステムの運転状況に応じてポンプモータ１９に印加する印加電圧を徐変または急変させることにより、応答性（始動性も含む）を悪化させることなく、ポンプモータ１９の寿命を向上させることができる。
【００６２】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、例えば時刻ｔ１２〜ｔ１３においてアクセル変化量（要求燃料量に比例する）が急変したときには、ポンプコントローラ２０はポンプモータ１９に印加する印加電圧に対する徐変処理を行わず、印加すべき本来の電圧値（要求燃料量に対応した印加電圧）にＰＷＭ制御している。
【００６３】
しかしながら、燃料ポンプ１６に対してより高速応答が要求される場合には、図１０に示すように、ポンプコントローラ２０は、一定時間だけポンプモータ１９を最大出力（ＰＷＭ制御せずに最大印加電圧を印加する）、または本来の印加電圧よりも高い電圧値にＰＷＭ制御することもできる。このようにポンプモータ１９を制御することにより、アクセル変化量の急変に十分に追従することができる応答性に優れた燃料供給装置を提供することができる。
【００６４】
また、上記した実施の形態では、エンジン１の停止時間をエンジンスタート・ストップ信号から算出しているが、エンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン１の停止時間を算出するようにしてもよい。つまり、エンジン回転数がＮＥ＝０になったときからＩＧオンになるまでの時間をエンジン１の停止時間として算出すればよい。これにより、アイドリングストップシステムが採用されていないエンジンシステムに対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の燃料供給装置を適用したエンジンシステムの概略構成を示す図である。
【図２】燃料ポンプの駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】エンジンの停止時間が短い場合における吸気温度とエンジン水温による燃料パイプ中の燃料の状態変化を示す図である。
【図４】エンジンの停止時間が長い場合における吸気温度とエンジン水温による燃料パイプ中の燃料の状態変化を示す図である。
【図５】エンジン停止時間が長い場合における再始動時の各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、エンジン停止時間が短い場合における再始動時の各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図７】燃料ポンプの駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図８】常に印加電圧に対す徐変処理を行った場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図９】本実施の形態に係る燃料ポンプ制御を実施した場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図１０】変形例に係る燃料ポンプ制御を実施した場合における各種パラメータ及びポンプモータの挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図１１】従来の燃料供給装置においてポンプモータに突入電流が流れるの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    エンジン
１３  アクセルペダル
１４  インジェクタ
１５  燃料タンク
１６  燃料ポンプ
１７  燃料パイプ
１９  ポンプモータ
２０  ポンプコントローラ
３３  温度センサ
３４  吸気温度センサ
４０  コントローラ
【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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