(57)【要約】【課題】エンジンの燃料供給装置において、比較的小さな燃料ポンプでエンジンの最大燃料要求流量に対応可能として、低コストで無題の少ないものとする。【解決手段】電子制御ユニット１０が燃料供給配管２の燃料ポンプ３下流に設けた圧力センサ１１で燃料圧力を検知して予め定めた通常運転用の燃料圧力Ｐ１に維持するように燃料ポンプ３の駆動をフィードバック制御しながら、エンジン要求燃料流量に応じた燃料噴射量を確保するものとしたエンジンの燃料供給装置において、エンジンが所定以上の高出力運転となっている間は電子制御ユニット１０が燃料圧力を通常運転用から所定レベル低下させた高出力運転用の圧力Ｐ１’を維持するように燃料ポンプ３の駆動を制御して、その燃料吐出流量を所定範囲内に抑える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃料噴射システムに配設され、燃料タンクと、該燃料タンクから延出された燃料供給配管と、該燃料供給配管に付設された電動式の燃料ポンプと、前記燃料供給配管末端側に配設されたインジェクタと、前記燃料ポンプの回転速度を制御するとともに前記インジェクタを開閉制御する電子制御ユニットとを備え、該電子制御ユニットが前記燃料供給配管の前記燃料ポンプ下流に設けた圧力センサで燃料圧力を検知して予め定めた通常運転用の燃料圧力値を維持するように前記燃料ポンプの駆動をフィードバック制御しながら、エンジン要求燃料流量に応じた燃料噴射量を確保するものとした燃料供給装置において、
前記エンジンが所定以上の高出力運転となっている間は、電子制御ユニットが前記燃料圧力値を前記通常運転用から所定レベル低下させた高出力運転用の燃料圧力値を維持するように前記前記燃料ポンプの駆動を制御することにより、該燃料ポンプの燃料吐出量を所定範囲内に抑えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料供給配管の前記インジェクタ近傍に燃料温度を検出する温度センサが配設され、前記電子制御ユニットが、検知した燃料温度を基に所定の方法で算出した数値が所定のしきい値を超えていると判定している間は、前記燃料圧力の制御を前記高出力運転用の燃料圧力値を基準として実行することを特徴とする請求項１に記載したエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記数値はエンジン要求燃料流量を加味して算出したものであることを特徴とする請求項２に記載したエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、殊に、エンジンの燃料噴射システムに配設され、電動式の燃料ポンプで圧送して液体燃料をエンジンに供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料タンクに貯留した液体燃料を電動モータで駆動する燃料ポンプで加圧し、燃料供給配管の末端に配設したインジェクタで噴射してエンジンに供給する燃料供給装置が汎用されている。このような装置の場合、燃料ポンプの燃料吐出流量は、ポンプの回転速度に比例して回転速度が増せば流量が増え、低回転になれば流量が減るようになっており、例えば特開平１１―２２９９２４号公報に記載されている装置のように、エンジンの運転状態を検知している電子制御ユニットがエンジン要求燃料流量に応じた指示値を燃料ポンプのモータドライバに出力して、指示された回転速度で回転させながら最適な燃料流量（噴射量）を実現することが知られている。
【０００３】
ところで、このような燃料供給装置を用いてより高出力のエンジンに対応しようとする場合、燃料ポンプのサイズを大きくするか、或いは特開２００６−３７９２０号公報に記載の装置のように、複数の燃料ポンプの配設が必要となる。そのため、燃料ポンプ配設に要するコストの高騰を招きやすかった。
【０００４】
しかしながら、図５に示す自動車（普通乗用車）の一般的な使用状態におけるエンジン要求燃料流量の分布を表すグラフに見られるように、エンジン要求燃料流量の殆どが「比較的少流量」帯に集中しており、「最大要求流量」帯の割合は極めて少ないことが分かる。このことから、図４の燃料圧力Ｐと流量Ｑの関係を示すグラフ（Ｐ−Ｑ線図）に示すように、エンジンの最大要求燃料流量を見越して設計された燃料ポンプは、その運転の大半を少流量の燃料供給で使用されることになり、極めて効率が悪く、消費電力の無駄や車両の燃費悪化を招いていた。
【特許文献１】特開平１１―２２９９２４号公報
【特許文献２】特開２００６−３７９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジンの燃料供給装置において、吐出能力の比較的小さな燃料ポンプでエンジンの最大燃料要求流量に対応可能として、低コストで無題の少ないものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンの燃料噴射システムに配設され、燃料タンクと、燃料タンクから延出された燃料供給配管と、燃料供給配管に付設された電動式の燃料ポンプと、燃料供給配管末端側に配設されたインジェクタと、燃料ポンプの回転速度を制御するとともにインジェクタを開閉制御する電子制御ユニットとを備え、この電子制御ユニットが燃料供給配管の燃料ポンプ下流に設けた圧力センサで燃料圧力を検知して予め定めた通常運転用の燃料圧力値を維持するように燃料ポンプの駆動をフィードバック制御しながら、エンジン要求燃料流量に応じた燃料噴射量を確保するものとしたエンジンの燃料供給装置において、エンジンが所定以上の高出力運転となっている間は、電子制御ユニットが燃料圧力を通常運転用から所定レベル低下させた高出力運転用の燃料圧力値を維持するように燃料ポンプの駆動を制御して、その吐出流量を所定範囲内に抑えることにした。
【０００７】
このように、エンジンの最大出力運転に近くなった段階で基準となる燃料圧力値（噴射圧）を通常運転用から高出力運転用に切換えて低下させるようにしたことで、従来は比較的低頻度で短時間であるエンジンの最大出力運転時に対応できる吐出能力（最大燃料吐出流量）が燃料ポンプに必要とされて無駄が多かったのに対し、これよりも低い吐出能力でも対応できるようになり、コストが低廉で無駄の少ないものとなる。
【０００８】
また、このエンジンの燃料供給装置において、燃料供給配管のインジェクタ近傍に燃料温度を検出する温度センサが配設され、電子制御ユニットが、検知した燃料温度を基に所定の方法で算出した数値が所定のしきい値を超えていると判定している間は、燃料圧力の制御を高出力運転用の圧力値を基準として実行するものとすれば、噴射直前の燃料温度変化で燃料流量の増減が容易に判断できるとともに、燃料温度と燃料圧力のバランスをとることで燃料の配管内気化を回避しながら燃料ポンプの駆動を最小限にコントロールしやすいものとなる。
【０００９】
さらに、この場合において検知した燃料温度を基に算出する数値は、エンジン要求燃料流量を加味して算出したものとすれば、さらに適切な制御が容易に実現可能である。
【発明の効果】
【００１０】
エンジンの最大出力運転時付近で燃料圧力を低下させるように制御するものとした本発明によると、比較的吐出能力の小さな小型の燃料ポンプでもエンジンの最大燃料要求流量に対応可能として、低コストで無題の少ないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態のエンジンの燃料供給装置の配置図を示しており、燃料タンク１には液体燃料が充填され、燃料タンク１内部に配設された燃料ポンプ３からはタンク外に燃料供給配管２が延出され、その先端にはインジェクタ５が配設されて、図示しないエンジンに液体燃料を供給するようになっている。
【００１３】
燃料ポンプ３は、電動モータ駆動式であり電子制御ユニット１０によりその駆動を制御されている。また、燃料供給配管２のインジェクタ５近傍には噴射直前の燃料の圧力を検出する圧力センサ１１および温度を検出する温度センサ１２が配設されており、これらからの出力信号を電子制御ユニット１０が連続的に検知するようになっている。さらに、インジェクタ５は電子制御ユニット１０により所定のデューティサイクルで開閉制御されてエンジン要求燃料流量に対応した燃料噴射量を実現するようになっている。
【００１４】
このエンジンの燃料供給装置において、燃料ポンプ３の燃料吐出流量はポンプ回転速度に比例し、回転速度が増すことで流量は増し、回転速度が低下することで流量は低下するようになっており、エンジン要求燃料流量に対応した燃料噴射量を確保するための指示値が電子制御ユニット１０から燃料ポンプ３に出力されて燃料を吐出するものである。そして、エンジンの通常出力運転中は、圧力センサ１１で噴射直前の燃料圧力を検知して通常運転用の燃料圧力値を維持することで燃料の配管内気化を回避しながら所定の燃料圧力（噴射圧力）を確保するようにフィードバック制御している。
【００１５】
また、燃料供給配管２に配設された温度センサ１２で検出した燃料温度を、電子制御ユニット１０が連続的に検知するようになっている。そして、この検知した燃料温度データと検知したスロットル開度等のエンジン要求燃料流量データとを用いて、所定の算出方法で圧力切換え判定用の数値を連続的に算出し、予め設定して記憶しておいた「しきい値」をこの数値が超えていると判定している間は、燃料圧力が以下に詳述する高出力運転用の燃料圧力値を維持するように燃料ポンプ３を駆動制御するようになっている点が、本発明の特徴部分となっている。
【００１６】
この「しきい値」は、燃料流量が増加することでインジェクタ５近傍の燃料温度が低下することを利用して、燃料圧力を所定レベル低下させても液体燃料が気化しない燃料温度との関係から予め適切な値を設定して電子制御ユニット１０に予め記憶させておいた数値であり、検知した燃料温度データを用いて算出した圧力切換え判定用の数値がこれを超えているか否かにより、基準となる燃料圧力値を低下させる必要があるエンジン高出力運転となっているか否かの判定に用いるものである。尚、スロットル開度等のエンジン要求燃料流量のデータを加味するようにしたことで、燃料ポンプ３による燃料吐出圧のより的確な制御が可能となっている。また、圧力切換え判定用数値の算出方法は、複数の実験データから最小自乗法等を用いて適切な算出方法を決定すればよい。
【００１７】
以下に、図２，図３のグラフを用いながら、本実施の形態による作用および効果について説明する。
【００１８】
図３は、本実施の形態のエンジンの燃料供給装置において、エンジン要求燃料流量と、そのときの温度センサ１２による燃料温度および圧力センサ１１による燃料圧力、燃料ポンプ３による燃料吐出流量の関係を時系列的に示したグラフである。
【００１９】
エンジンの通常運転時において、電子制御ユニット１０が燃料ポンプ３を駆動制御して維持する燃料圧力値は、通常運転用の圧力Ｐ１として記憶されたものであり、このときの燃料流量は比較的少なくエンジン近傍の燃料供給配管２内でエンジンの熱により燃料温度が燃料タンク１内の燃料温度よりも所定温度分高くなっている。そして、エンジン要求燃料流量がａ１まで増加すると、温度の低い燃料タンク１からの燃料が多量に流入し、そのときの燃料温度がｂ１まで下降する。
【００２０】
この燃料温度ｂ１を基に、電子制御ユニット１０がエンジン要求燃料流量ａ１を加味して所定の計算方法を用いて算出した圧力切換え判定用の数値が、予め記憶した「しきい値」を超えたことにより、高出力運転用の燃料圧力値として記憶され通常運転用の圧力Ｐ１よりも所定レベル低い圧力Ｐ１’を維持するように切換えられる。そして、エンジン要求燃料流量ａ２まで減少し燃料温度がｂ２となって圧力切換え判定用の数値が「しきい値」を下回るまで、この圧力Ｐ１’を維持するように燃料ポンプ３の燃料吐出流量を制御する。
【００２１】
すると、従来の燃料供給装置では図３最上段に示すエンジン要求燃料流量に対応する燃料噴射量を確保するために、図３最下段に破線で示す燃料吐出流量が必要となっていたのに対し、本実施の形態では、これよりも低い実線で示す燃料吐出流量で済むことになる。即ち、図２のグラフ（Ｐ−Ｑ線図）に示すように、燃料圧力をＰ１からＰ１’に下げることで、インジェクタ５からの燃料噴射量を増加させることが可能となり、エンジンの最大要求流量に対応する燃料噴射量を確保するのに、従来の燃料供給装置よりも最大燃料吐出能力の小さな小型の燃料ポンプでも対応できることになる。
【００２２】
これは、図５に示す普通乗用車の一般的な使用におけるエンジン要求燃料流量とその頻度との関係を示すグラフから分かるように、エンジンの最大要求燃料流量付近の部分が極めて低頻度でしかも短時間であることから、制御の基準となる燃料圧力値を圧力Ｐ１から所定レベル下げたＰ１’の圧力とした場合に、インジェクタ５のデューティサイクルを変化させて燃料噴射量を増加させても所定時間は維持可能であるため、燃料ポンプ３の吐出流量を増加させることなくエンジン要求燃料流量に充分に対応できることによるものである。
【００２３】
また、燃料の流量に比例する燃料温度の変化を基準として制御の基準となる燃料圧力値を切換えるようにしたことで、エンジン要求燃料流量の増加に的確に対応しやすいとともに、燃料温度の低下により燃料圧力を低下させても燃料が気化しにくくなるため、的確な燃料噴射制御の実現が容易なものとなる。
【００２４】
従って、本実施の形態の燃料供給装置においては、従来の燃料供給装置における燃料ポンプよりもポンプ吐出能力の低い小型のもので済むことから、製造コストが低廉なものとなる。また、これにより電力消費量も少ないものとなるため、結果的に車両の燃費も改善されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１の燃料供給装置による圧力Ｐと流量Ｑの関係を示すグラフ。
【図３】図１の燃料供給装置による作用を説明するためのグラフ。
【図４】従来例による圧力Ｐと流量Ｑの関係を示すグラフ。
【図５】一般的な使用による自動車（普通乗用車）のエンジン要求燃料流量帯を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
１  燃料タンク、２  燃料供給配管、３  燃料ポンプ、５  インジェクタ、１０  電子制御ユニット、１１  圧力センサ、１２  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007309199.tif 000006
【図５】
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