(57)【要約】【課題】電動式燃料ポンプの耐久性を向上させることのできる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置を提供する。【解決手段】燃料ポンプ８は車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関２に適用されて電動モータ８０により駆動される。燃料ポンプ８を制御する電子制御装置２０は、車両走行中には内燃機関２の運転状態にかかわらず電動モータ８０への通電を継続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関に適用されて電動モータにより駆動される燃料ポンプの制御装置において、
車両走行中には前記内燃機関の運転状態にかかわらず前記電動モータへの通電を継続する
ことを特徴とする車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置において、
前記内燃機関が車両走行中に停止されたときには前記電動モータへの通電量を前記内燃機関が運転されているときに比べて小さくする
ことを特徴とする車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
【請求項３】
前記車両は内燃機関および電動機により駆動されるハイブリッド車両である請求項１又は２に記載の車載内燃機関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、車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車速が所定速度未満のときには発電電動機により駆動されるとともに、車速が所定速度以上のときには発電電動機に代えて内燃機関により駆動されるハイブリッド車両がある（例えば特許文献１参照）。こうした車両では、内燃機関の停止を条件に電動式の燃料ポンプへの通電が遮断されるとともに、内燃機関の始動を条件に同燃料ポンプへの通電が開始されるように制御されている。こうした制御により、内燃機関の停止時、すなわち内燃機関への燃料供給を行う必要のないときに、燃料ポンプにおける不要な電力消費を抑制することができる。なお、内燃機関の回転によって駆動される燃料ポンプにあっては、内燃機関の停止とともに必然的に燃料ポンプは停止することとなる。
【特許文献１】特開２００４―３６４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記電動式の燃料ポンプの起動時には、燃料ポンプを駆動する電動モータに対して瞬間的に通常よりも大きな電流、いわゆる突入電流が流れる。このため、電動モータの整流子には火花摩耗が生じることとなる。ここで、ハイブリッド車両にあっては、車両走行中に内燃機関の始動及び停止が繰り返し行われるため、内燃機関の始動の度に燃料ポンプの電動モータに突入電流が流れることとなる。その結果、電動モータの整流子の摩耗が増大して燃料ポンプの耐久性が低下するおそれがある。また、内燃機関の排気量が大きくなればなるほど、すなわち、より多くの燃料を供給する必要性から燃料ポンプの定格電流が大きくなればなるほど電動モータに流れる突入電流が大きくなるため、上記火花摩耗の問題は一層顕著なものとなる。
【０００４】
なお、こうした問題は、ハイブリッド車両に限られるものではなく、例えば車両が下り坂を走行するときに内燃機関を停止させるエコラン車両等、車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関を備える車両においては概ね共通したものとなっている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動式燃料ポンプの耐久性を向上させることのできる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関に適用されて電動モータにより駆動される燃料ポンプの制御装置において、車両走行中には前記内燃機関の運転状態にかかわらず前記電動モータへの通電を継続することをその要旨とする。
【０００７】
車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関にあっては、内燃機関が停止されたとしても車両の走行が継続されれば内燃機関が再始動される可能性が高い。そして、内燃機関が再始動された場合には、燃料ポンプを駆動する電動モータに通電を開始する必要がある。
【０００８】
上記構成によれば、電動モータに通電が開始される可能性の高い車両走行中には、内燃機関の運転状態にかかわらず電動モータへの通電が継続されるため、電動モータへの通電開始の頻度が低減されることとなる。その結果、電動モータに流れる突入電流の発生頻度が低減されて、燃料ポンプの耐久性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置において、前記内燃機関が車両走行中に停止されたときには前記電動モータへの通電量を前記内燃機関が運転されているときに比べて小さくすることをその要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、内燃機関が車両走行中に停止されたときには、電動モータへの通電量が内燃機関の運転されているときに比べて小さくされる。これにより、突入電流の発生を抑制しつつ、電動モータへの通電を継続することによる電力消費を抑制することができる。
【００１１】
具体的には、請求項３に記載の発明によるように、車両は内燃機関および電動機により駆動されるハイブリッド車両であるといった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
本発明にかかる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態の車両としては、車速が所定速度未満のときには発電電動機により駆動されるとともに、車速が所定速度以上のときには発電電動機に代えて内燃機関により駆動されるハイブリット車両が採用されている。
【００１３】
図１は、燃料ポンプ制御装置としての電子制御装置２０及びその周辺装置についての電気的構成を示したブロック図である。
図１に示されるように、本実施形態における上記各種装置は、内燃機関２、車速センサ４、バッテリ６、燃料ポンプ８、電力調整器１０、及び電子制御装置２０を備えて構成されている。バッテリ６としては、最大電圧が１２Ｖの鉛蓄電池式のものが採用されている。
【００１４】
内燃機関２はポート噴射式のものであり、吸気ポートには、吸気ポート内に燃料を噴射するための図示しない燃料噴射弁が備えられている。なお、本実施形態ではポート噴射式の内燃機関が採用されているが、各気筒内に燃料噴射弁がそれぞれ備えられた筒内噴射式の内燃機関であってもよい。
【００１５】
車速センサ４は車両の走行速度Ｖ（以下、車速Ｖという。）を検出するとともに、検出された車速Ｖを電子制御装置に出力する。
燃料ポンプ８は電動モータ８０を備えており、バッテリ６から供給される電力により電動モータ８０が駆動されることで図示しない燃料タンク内の燃料を内燃機関２の燃料噴射弁へ圧送する。
【００１６】
電力調整器１０は、バッテリ６と電動モータ８０との間に設けられており、電子制御装置２０から出力される指令信号に基づいてバッテリ６から電動モータ８０に供給される電力を調整する。
【００１７】
電子制御装置２０は、バッテリ６から供給される電力により作動され、車速センサ４等の各種センサから出力される車両の走行状態及び内燃機関２の運転状態を示す各種信号に基づいて燃料ポンプ８等の各種装置を制御する。電子制御装置２０は車速判定部２２を備えており、車速判定部２２は、車速センサ４からの出力される車速Ｖに基づいて車両が走行中であるか否かを判定する。電子制御装置２０は、車速判定部２２の判定結果に応じて、電力調整器１０に対して指令信号を出力する。
【００１８】
以下、バッテリ６から燃料ポンプ８（電動モータ８０）へ供給される電力を調節するための手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示される一連の処置は、電子制御装置２０によって、自身に電力が供給される期間中において所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００１９】
図２に示されるように、この一連の処理ではまず、車速Ｖがゼロであるか否かに基づいて車両が走行中であるか否かを判定する（ステップ１００）。
こうした判定処理を通じて、車速Ｖがゼロであると判定された場合には（ステップ１００：ＹＥＳ）、次に、内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであるか否かに基づいて内燃機関２が運転中であるか否かを判定する（ステップ１０２）。
【００２０】
この判定処理を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであると判定された場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）、電動モータ８０への供給電力Ｗがゼロに設定されて（ステップ１０４）、電動モータ８０への通電が遮断される（ステップ１０６）。具体的には、電子制御装置２０から電力調整器１０に対して供給電力Ｗをゼロにする旨の指令信号が出力されることによりバッテリ６から電動モータ８０への通電が遮断される。このようにして車両が停止中であり、かつ内燃機関２の運転が停止されていることに基づいて上記電動モータ８０への通電が遮断された後、この一連の処理は一旦終了される。
【００２１】
一方、上記判定処理（ステップ１０２）を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロでないと判定された場合には（ステップ１０２：ＮＯ）、電動モータ８０への供給電力Ｗが電力Ｗ１に設定される（ステップ１０８）。これにより、電動モータ８０への通電が遮断されていた場合には通電が開始され、電動モータ８０への通電が行われていた場合には通電が継続されることとなる（ステップ１１０）。具体的には、電子制御装置２０から電力調整器１０に対して供給電力ＷをＷ１にする旨の指令信号が出力されることによりバッテリ６から電動モータ８０へ電力Ｗ１が供給される。このようにして車両が停止中であり、かつ内燃機関２の運転が行われていることに基づいて上記電動モータ８０への供給電力Ｗが電力Ｗ１に設定され、電動モータ８０への通電が継続されることとなった後、この一連の処理は一旦終了される。
【００２２】
また、上記判定処理（ステップ１００）を通じて車速Ｖがゼロでないと判定された場合には（ステップ１００：ＮＯ）、内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであるか否かに基づいて内燃機関２が運転中であるか否かを判定する（ステップ１１２）。
【００２３】
この判定処理を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであると判定された場合には（ステップ１１２：ＹＥＳ）、電動モータ８０への供給電力Ｗが電力Ｗ１よりも小さい許容最小電力Ｗｍｉｎに設定される（ステップ１１４）。これにより、電動モータ８０への通電が遮断されていた場合には通電が開始され、電動モータ８０への通電が行われていた場合には通電が継続されることとなる（ステップ１１６）。具体的には、電子制御装置２０から電力調整器１０に対して供給電力Ｗを許容最小電力Ｗｍｉｎにする旨の指令信号が出力されることによりバッテリ６から電動モータ８０へ許容最小電力Ｗｍｉｎが供給される。ここで、許容最小電力Ｗｍｉｎは、供給電力Ｗが電力Ｗ１に増大したとしても突入電流Ｉｒの発生を抑制することのできる大きさに設定されている。このようにして車両が走行中であり、かつ内燃機関２の運転が行われていないことに基づいて上記電動モータ８０への通電が継続されることとなった後、この一連の処理は一旦終了される。
【００２４】
一方、上記判定処理（ステップ１１２）を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロでないと判定された場合には（ステップ１１８）、電動モータ８０への供給電力Ｗが電力Ｗ１に設定される（ステップ１１８）。これにより、電動モータ８０への通電が遮断されていた場合には通電が開始され、電動モータ８０への通電が行われていた場合には通電が継続されることとなる（ステップ１２０）。具体的には、電子制御装置２０から電力調整器１０に対して供給電力Ｗを電力Ｗ１にする旨の指令信号が出力されることによりバッテリ６から電動モータ８０へ電力Ｗ１が供給される。このようにして車両が走行中であり、かつ内燃機関２の運転が行われていることに基づいて上記電動モータ８０への通電が継続された後、この一連の処理は一旦終了される。
【００２５】
以上説明した燃料ポンプ８（電動モータ８０）の制御が行われた場合の電動モータ８０における突入電流の発生態様について、図３を参照して従来技術と比較の上説明する。
図３は、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、電動モータ８０へ供給される電力Ｗの変化態様、及び突入電流Ｉｒの発生の関係を同時に示すタイミングチャートである。なお、図３（ａ）には、車両の走行状態、すなわち車両走行中であるか、それとも車両停止中であるかが示されている。また図３（ｂ）には、内燃機関の運転状態、すなわち機関運転中であるか、それとも機関停止中であるかが示されている。また図３（ｃ）には、従来の電動モータ８０の制御に基づいてバッテリ６から電動モータ８０へ供給される電力Ｗの時間変化態様が示されている。また図３（ｄ）には、従来の電動モータ８０の制御が行われた場合の電動モータ８０における突入電流Iｒの発生態様が示されている。また図３（ｅ）には、本実施形態の電動モータ８０の制御に基づいてバッテリ６から電動モータ８０へ供給される電力Ｗの時間変化態様が示されている。また図３（ｆ）には、本実施形態の電動モータ８０の制御が行われた場合の電動モータ８０における突入電流Iｒの発生態様が示されている。
【００２６】
本実施形態の内燃機関２では、図３（ａ）に示されるように、車両走行中の期間、すなわち車両が走行を開始する時刻ｔ１から車両が走行を停止する時刻ｔ１０までの期間において、図３（ｂ）に示されるように、内燃機関２は時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８において始動され、時刻ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９において停止される。
【００２７】
従来の電動モータ８０の制御においては、内燃機関２の停止を条件に電動モータ８０への通電が遮断されるとともに、内燃機関２の始動を条件に電動モータ８０への通電が開始される。このため、図３（ｃ）に示されるように、内燃機関２が運転中の期間、すなわち機関始動されてから機関停止するまでの期間、具体的には時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間、及び時刻ｔ８から時刻ｔ９までの期間に、バッテリ６から電動モータ８０へ電力W１が供給されることとなる。
【００２８】
ここで、電動モータ８０の起動時には、電動モータ８０に対して瞬間的に通常よりも大きな電流、いわゆる突入電流Ｉｒが流れることは上述したとおりである。このため、図３（ｄ）に示されるように、電動モータ８０への電力供給が開始される時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８には、電動モータ８０に対して突入電流Ｉｒが発生することとなる。
【００２９】
これに対して、本実施形態の電動モータ８０の制御においては、車両走行中には内燃機関２の運転状態にかかわらず電動モータ８０への通電が継続される。このため、図３（ｅ）に示されるように、車両走行中の期間、すなわち車両が走行開始する時刻ｔ１から車両が走行停止する時刻ｔ１０までの期間に、バッテリ６から電動モータ８０への通電が継続されることとなる。具体的には、車両走行中に内燃機関２の運転が停止されている期間にはバッテリ６から電動モータ８０へ供給される電力Ｗが許容最小電力Ｗｍｉｎに設定されるとともに、車両走行中に内燃機関２の運転が停止されている期間にはバッテリ６から電動モータ８０へ供給される電力Ｗが電力Ｗ１に設定される。
【００３０】
その結果、図３（ｆ）に示されるように、車両走行中には、車両走行が開始されるとき、すなわち電動モータ８０への電力供給が開始される時刻ｔ１においてのみ、電動モータ８０に対して比較的小さな突入電流Ｉｒが発生することとなる。
＜実施形態の効果＞
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００３１】
（１）車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関２にあっては、内燃機関２が停止されたとしても車両の走行が継続されれば内燃機関２が再始動される可能性が高い。そして、内燃機関２が再始動された場合には、燃料ポンプ８を駆動する電動モータ８０に通電を開始する必要がある。
【００３２】
本実施形態によれば、電動モータ８０に通電が開始される可能性の高い車両走行中には、内燃機関２の運転状態にかかわらず電動モータ８０への通電が継続されるため、電動モータ８０への通電開始の頻度が低減されることとなる。その結果、電動モータ８０に流れる突入電流の発生頻度が低減されて、燃料ポンプ８の耐久性を向上させることができる。
【００３３】
（２）内燃機関２が車両走行中に停止されたときには、電動モータ８０への供給電力Ｗが内燃機関の運転されているときの電力Ｗ１に比べて小さな許容最小電力Ｗｍｉｎに設定される。これにより、突入電流の発生を抑制しつつ、電動モータ８０への通電を継続することによる電力消費を抑制することができる。
＜第２実施形態＞
本発明にかかる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置の第２実施形態について、図４，５を参照して説明する。なお、本実施形態ではバッテリ６から電動モータ８０へ供給する電力を調整する電力調整器１０に代えて、バッテリ６から電動モータ８０へ電力を供給するか否かを切り替えるリレーが備えられている点が上記第１実施形態の構成と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００３４】
図４に示されるように、バッテリ６と電動モータ８０との間にはリレー１２が設けられており、リレー１２は電子制御装置２０から出力される指令信号に基づいてバッテリ６から電動モータ８０に電力を供給するか否かを切り替える。
【００３５】
以下、バッテリ６から燃料ポンプ８（電動モータ８０）へ電力を供給するか否かをリレー１２にて切り替えるための手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示される一連の処置は、電子制御装置２０によって、自身に電力が供給される期間中において所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００３６】
図５に示されるように、この一連の処理ではまず、車速Ｖがゼロであるか否かに基づいて車両が走行中であるか否かを判定する（ステップ２００）。
こうした判定処理を通じて、車速Ｖがゼロであると判定された場合には（ステップ２００：ＹＥＳ）、次に、内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであるか否かに基づいて内燃機関２が運転中であるか否かを判定する（ステップ２０２）。
【００３７】
この判定処理を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロであると判定された場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、リレー１２がオフ状態にされて（ステップ２０４）、電動モータ８０への通電が遮断される（ステップ２０６）。このようにして車両が停止中であり、かつ内燃機関２の運転が停止されていることに基づいて上記電動モータ８０への通電が遮断された後、この一連の処理は一旦終了される。
【００３８】
一方、上記判定処理（ステップ２００）を通じて車速Ｖがゼロでないと判定された場合（ステップ２００：ＮＯ）、または、上記判定処理（ステップ２０２）を通じて内燃機関２の回転速度ＮＥがゼロでないと判定された場合（ステップ２０２：ＮＯ）には、リレー１２がオン状態にされる（ステップ２０８）。これにより、電動モータ８０への通電が遮断されていた場合には通電が開始され、電動モータ８０への通電が行われていた場合には通電が継続されることとなる（ステップ２１０）。具体的には、バッテリ６から電動モータ８０へ電力Ｗ１が供給されることとなる。このようにして車両が停止中であり、かつ内燃機関２の運転が行われていることに基づいて上記電動モータ８０への通電が継続されることとなった後、この一連の処理は一旦終了される。
【００３９】
以上説明した燃料ポンプ８（電動モータ８０）の制御が行われた場合の電動モータ８０における突入電流の発生態様について、図６を参照して説明する。なお、図６は第１実施形態にて説明した図３に対応するものであり、図３と共通する部分（図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ））があるため、これら共通する部分については図面の説明を省略する。
【００４０】
本実施形態の燃料ポンプ８（電動モータ８０）の制御においては、車両走行中には内燃機関２の運転状態にかかわらず電動モータ８０への通電が継続される。このため、図６（ｅ）に示されるように、車両走行中の期間、すなわち車両が走行開始する時刻ｔ１から車両が走行停止する時刻ｔ１０までの期間に、バッテリ６から電動モータ８０への通電が継続されることとなる。具体的には、車両走行中には、バッテリ６から電動モータ８０へ電力Ｗ１が供給される。
【００４１】
その結果、図３（ｆ）に示されるように、車両走行中には、車両走行が開始されるとき、すなわち電動モータ８０への電力供給が開始される時刻ｔ１にのみ、電動モータ８０に対して突入電流Ｉｒが発生することとなる。
＜実施形態の効果＞
（１）本実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、内燃機関及び発電電動機により駆動されるハイブリット車両が採用されているが、電動機はこれに限られるものではなく、例えば発電電動機に代えて発電を行わない電動機を採用することもできる。
【００４３】
・上記第１実施形態では、車両走行中に内燃機関２の運転が停止されている期間にはバッテリ６から電動モータ８０へ供給される電力Ｗが許容最小電力Ｗｍｉｎに設定される構成となっているが、このときの電力Ｗの大きさは許容最小電力Ｗｍｉｎに限られるものではない。すなわち、車両走行中に内燃機関２の運転が停止されている期間の電力Ｗは、内燃機関２が運転されているときの電力Ｗ１に比べて小さい電力Ｗであればよい。
【００４４】
・上記実施形態では、ハイブリッド車両が採用されているが、車両としてはこれに限られるものではなく、車両駆動用の電動機を備えていない車両であってもよい。例えば下り坂を走行中する際に、内燃機関の運転を一時的に停止させる、いわゆるエコノミーランニングを行う車両であってもよい。この場合、下り坂を走行する際に、内燃機関の運転が停止される度に燃料ポンプへの通電が遮断され、内燃機関の始動が行われる度に燃料ポンプへの通電が行われることがなくなるため、電動モータへの通電開始の頻度が低減されることとなる。その結果、電動モータに流れる突入電流の発生頻度が低減されて、燃料ポンプの耐久性を向上させることができる。要するに、車両走行中に始動及び停止が行われる内燃機関により駆動される車両であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置及びその周辺装置についての電気的構成を示すブロック図。
【図２】上記燃料ポンプ制御装置における制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】車両の走行状態、内燃機関の運転状態、電動モータへ供給される電力の変化態様、及び突入電流の発生の関係を同時に示すタイミングチャート。
【図４】本発明にかかる車載内燃機関の燃料ポンプ制御装置及びその周辺装置についての電気的構成の変更例を示すブロック図。
【図５】上記燃料ポンプ制御装置における制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】車両の走行状態、内燃機関の運転状態、電動モータへ供給される電力の変化態様、及び突入電流の発生の関係を同時に示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４６】
２…内燃機関、４…車速センサ、６…バッテリ、８…燃料ポンプ、８０…電動モータ、１０…電力調整器、１２…リレー、２０…電子制御装置、２２…車速判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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