(57)【要約】【課題】プレッシャレギュレータからのリターン燃料量を一定に維持するように燃料ポンプを制御する燃料供給装置において、リターン燃料量をエンジン運転状態に応じて増減させることにより、エンジンで消費される燃料量が急増した場合に、燃料ポンプから供給される燃料量が不足する問題を抑制する。【解決手段】燃料タンク２０の燃料を燃料供給経路３３を介してエンジン１０に供給する燃料ポンプ３１と、燃料供給経路３３の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路３３の燃料をリターン燃料として燃料タンク２０に戻すプレッシャレギュレータ３５と、リターン燃料量を計測する流量計４１と、リターン燃料量を目標値に維持するように、燃料ポンプ３１を制御する燃料ポンプ制御手段Ｃと、エンジン１０の単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、燃料ポンプ制御手段Ｃにおける目標値を設定するリターン燃料量設定手段Ａとを備える。【選択図】図１
2017125473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給する燃料ポンプと、
燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、
燃料リターン経路を流れるリターン燃料量を計測する流量計と、
前記流量計によって計測されるリターン燃料量を目標値に維持するように、燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段と、
エンジンの単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、前記燃料ポンプ制御手段における目標値を設定するリターン燃料量設定手段とを備える燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記リターン燃料量設定手段は、
エンジンの運転状態が、単位時間当り燃料消費量の変動が大きい過渡状態にあるか、変動が小さい定常状態にあるかを判定する運転状態判定手段と、
前記運転状態判定手段により過渡状態と判定されると、前記目標値を第１目標値とし、過渡状態にないと判定されると、前記目標値を前記第１目標値より小さい第２目標値とする目標値変更手段とを備える燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記燃料ポンプは、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備え、
前記流量計は、
前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、
前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度を計測する第２温度センサと、
前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検出温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求め、この吐出流量からエンジンの燃料消費量を減じてリターン燃料量を求めるリターン燃料量算出手段とを備える燃料供給装置。
【請求項４】
燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給し、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備える燃料ポンプと、
燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、
前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、
前記第１温度センサによって検出される温度のうち、前記燃料ポンプの駆動開始前に検出された温度を前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの駆動後に検出された温度を前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度及び吐出側の燃料温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求める燃料ポンプ吐出流量算出手段と、
前記燃料ポンプ吐出流量算出手段により算出された前記燃料ポンプの吐出流量と前記燃料ポンプの印加電圧とから、予め設定された複数の燃料ポンプの特性データに基づいて、現実の燃料ポンプの作動特性を把握する燃料ポンプ特性把握手段と、
エンジンの単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、前記燃料ポンプ制御手段における目標値を設定するリターン燃料量設定手段と、
前記リターン燃料量設定手段により設定されたリターン燃料量の目標値を確保するために目標とされる燃料ポンプ吐出流量を求め、前記燃料ポンプ特性把握手段により把握された燃料ポンプの作動特性に基づき、目標の燃料ポンプ吐出流量を確保するために必要な燃料ポンプの目標印加電圧を算出する目標印加電圧算出手段と、
現実の燃料ポンプの印加電圧と前記目標印加電圧算出手段により算出された燃料ポンプの目標印加電圧との差を解消するように燃料ポンプの印加電圧を補正する印加電圧補正手段とを備える燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記流量計により計測されるリターン燃料量が判定値より多いか否かにより燃料ポンプの異常を判定する燃料ポンプ異常判定手段を備える燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃料供給装置は、燃料タンクの燃料を燃料ポンプによってエンジンに供給し、エンジンで消費されない余分な燃料はプレッシャレギュレータを介してリターン燃料として燃料タンクに戻す構成とされている。エンジンで消費される燃料と燃料タンクから供給される燃料とが等しく、リターン燃料はゼロとされるのが理想だが、燃料ポンプの性能にはバラツキがあるため、燃料ポンプからエンジンに供給される燃料が不足することがないようにするため、燃料ポンプからエンジンに供給される燃料は、想定される消費量より多めにせざるを得ない。
【０００３】
下記特許文献１には、プレッシャレギュレータからのリターン燃料の量を一定に維持するように燃料ポンプをフィードバック制御して、燃料ポンプからの燃料供給量を必要最小限に抑えるアイデアが開示されている。このアイデアは、少量のリターン燃料を確保することにより、燃料ポンプからエンジンに供給される燃料を、不足しない範囲で必要最小限とする考え方である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１９８５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のアイデアを採用した装置では、次の問題が生じる。即ち、エンジンの運転状態の変化によりエンジンで消費される燃料量が急増した場合に、燃料ポンプから供給される燃料量が不足してしまう可能性がある。
【０００６】
このような問題に鑑み本発明の課題は、プレッシャレギュレータからのリターン燃料の量を一定に維持するように燃料ポンプを制御するエンジンの燃料供給装置において、リターン燃料の量をエンジン運転状態に応じて増減させることにより、エンジンで消費される燃料量が急増した場合に、燃料ポンプから供給される燃料量が不足してしまう問題を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明は、燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給する燃料ポンプと、燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、燃料リターン経路を流れるリターン燃料量を計測する流量計と、前記流量計によって計測されるリターン燃料量を目標値に維持するように、燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段とを備える燃料供給装置である。その燃料供給装置は、エンジンの単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、前記燃料ポンプ制御手段における目標値を設定するリターン燃料量設定手段を備える。
【０００８】
第１発明において、流量計は各種計測の仕方を適用できる。また、リターン燃料量設定手段におけるエンジン運転状態の変化の検出は、単位時間当り燃料消費量の変化を直接計測して行ってもよいし、単位時間当り燃料消費量に影響を与える関連パラメータの変化によって単位時間当り燃料消費量の変化を間接的に計測して行ってもよい。
【０００９】
第１発明によれば、リターン燃料量設定手段によって、エンジンの運転状態に応じてリターン燃料量の目標値を設定するので、エンジンの燃料消費量が比較的大きく変化する状態では、リターン燃料量は比較的多くされる。そのため、エンジンの消費燃料が急増しても、燃料ポンプから供給される燃料が不足する問題は抑制することができる。一方、エンジンが定常運転状態にあって、エンジンの燃料消費量が安定しているときは、リターン燃料量は比較的少なくされる。そのため、燃料ポンプの出力は抑制され、燃料ポンプによるエネルギ消費を抑制することができる。そのときは、エンジンの燃料消費量が急増することはなく、エンジンに供給される燃料量が不足する事態は回避することができる。
【００１０】
第２発明は、上記第１発明において、前記リターン燃料量設定手段は、エンジンの運転状態が、単位時間当り燃料消費量の変動が大きい過渡状態にあるか、変動が小さい定常状態にあるかを判定する運転状態判定手段と、前記運転状態判定手段により過渡状態と判定されると、前記目標値を第１目標値とし、過渡状態にないと判定されると、前記目標値を前記第１目標値より小さい第２目標値とする目標値変更手段とを備える。
【００１１】
第２発明によれば、リターン燃料量設定手段における処理を単純化して処理速度を高速化することができる。
【００１２】
第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記燃料ポンプは、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備える。また、前記流量計は、前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度を計測する第２温度センサと、前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検出温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求め、この吐出流量からエンジンの燃料消費量を減じてリターン燃料量を求めるリターン燃料量算出手段とを備える。
【００１３】
第３発明によれば、２つの温度センサによってリターン燃料量を求めることができる。そのため、流量計としての構成を簡略化することができる。
【００１４】
第４発明の燃料供給装置は、燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給し、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備える燃料ポンプと、燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、前記第１温度センサによって検出される温度のうち、前記燃料ポンプの駆動開始前に検出された温度を前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの駆動後に検出された温度を前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度及び吐出側の燃料温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求める燃料ポンプ吐出流量算出手段と、前記燃料ポンプ吐出流量算出手段により算出された前記燃料ポンプの吐出流量及び前記燃料ポンプの印加電圧から、予め設定された複数の燃料ポンプの特性データに基づいて、現実の燃料ポンプの作動特性を把握する燃料ポンプ特性把握手段と、エンジンの単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、前記燃料ポンプ制御手段における目標値を設定するリターン燃料量設定手段と、前記リターン燃料量設定手段により設定されたリターン燃料量の目標値を確保するために目標とされる燃料ポンプ吐出流量を求め、前記燃料ポンプ特性把握手段により把握された燃料ポンプの作動特性に基づき、目標の燃料ポンプ吐出流量を確保するために必要な燃料ポンプの目標印加電圧を算出する目標印加電圧算出手段と、現実の燃料ポンプの印加電圧と前記目標印加電圧算出手段により算出された燃料ポンプの目標印加電圧との差を解消するように燃料ポンプの印加電圧を補正する印加電圧補正手段とを備える。
【００１５】
第３発明及び第４発明において、第１温度センサは、燃料ポンプの吐出側であれば、燃料供給経路中のどこに設けてもよい。また、第３発明において、第２温度センサは、燃料ポンプの汲上側であれば、燃料供給経路中のどこに設けてもよい。
【００１６】
第４発明によれば、１つの温度センサによって燃料ポンプの吐出流量を求め、この吐出流量と燃料ポンプへの印加電圧とから、予め設定された燃料ポンプのあり得る複数の作動特性から、使用中の燃料ポンプの特性を把握する。そして、把握された特性に基づいて、目標リターン燃料量を実現するように燃料ポンプの印加電圧を補正する。このように、１つの温度センサによってリターン燃料量が目標値となるように制御することができる。そのため、流量計としての構成を更に簡略化することができる。
【００１７】
第５発明は、上記第１〜第４発明のいずれかにおいて、前記流量計により計測されるリターン燃料量が判定値より多いか否かにより燃料ポンプの異常を判定する燃料ポンプ異常判定手段を備える。
【００１８】
第５発明によれば、リターン燃料量を目標値に制御するために用いられるリターン燃料量に基づいて燃料ポンプの異常の有無を判定することができる。
【００１９】
第６発明は、燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給する燃料ポンプと、燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、燃料リターン経路を流れるリターン燃料量を計測する流量計と、前記流量計によって計測されるリターン燃料量を目標値に維持するように、燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段とを備えるエンジンの燃料供給装置である。そして、前記燃料ポンプは、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備える。また、前記流量計は、前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度を計測する第２温度センサと、前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検出温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求め、この吐出流量からエンジンの燃料消費量を減じてリターン燃料量を求めるリターン燃料量算出手段とを備える。
【００２０】
第６発明によれば、２つの温度センサによってリターン燃料量を求めることができる。そのため、流量計としての構成を簡略化することができる。
【００２１】
第７発明の燃料供給装置は、燃料タンクの燃料を燃料供給経路を介してエンジンに供給し、自らが汲み上げてエンジンに向けて吐出する燃料により冷却される構造を備える燃料ポンプと、燃料供給経路の燃料圧力が所定圧力より高いとき、燃料供給経路の燃料を燃料リターン経路を介してリターン燃料として燃料タンクに戻すプレッシャレギュレータと、前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度を計測する第１温度センサと、前記第１温度センサによって検出される温度のうち、前記燃料ポンプの駆動開始前に検出された温度を前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの駆動後に検出された温度を前記燃料ポンプの吐出側の燃料温度とし、前記燃料ポンプの消費電力から算出される燃料ポンプの発熱量、並びに前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度及び吐出側の燃料温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、前記燃料ポンプによる燃料の吐出流量を求める燃料ポンプ吐出流量算出手段と、前記燃料ポンプ吐出流量算出手段により算出された前記燃料ポンプの吐出流量及び前記燃料ポンプの印加電圧から、予め設定された複数の燃料ポンプの特性データに基づいて、現実の燃料ポンプの作動特性を把握する燃料ポンプ特性把握手段と、リターン燃料量の目標値を確保するため、目標とされる燃料ポンプ吐出流量を求め、前記燃料ポンプ特性把握手段により把握された燃料ポンプの作動特性に基づき、目標の燃料ポンプ吐出流量を確保するために必要な燃料ポンプの目標印加電圧を算出する目標印加電圧算出手段と、現実の燃料ポンプの印加電圧と前記目標印加電圧算出手段により算出された燃料ポンプの目標印加電圧との差を解消するように燃料ポンプの印加電圧を補正する印加電圧補正手段とを備える。
【００２２】
第７発明によれば、１つの温度センサによって燃料ポンプの吐出流量を求め、この吐出流量と燃料ポンプへの印加電圧とから、予め設定された燃料ポンプのあり得る複数の作動特性から、使用中の燃料ポンプの特性を把握する。そして、把握された特性に基づいて、目標リターン燃料量を実現するように燃料ポンプの印加電圧をフィードバック制御する。このように、１つの温度センサによってリターン燃料量が目標値となるように制御することができる。そのため、流量計としての構成を更に簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】上記第１実施形態のシステム構成図である。
【図３】上記第１実施形態における制御回路の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】上記第１実施形態における制御回路の制御内容の変形例を示すフローチャートである。
【図５】図４の変形例における目標リターン燃料量を求めるマップの内容を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の特徴部分を示すブロック図である。
【図７】上記第２実施形態のシステム構成図である。
【図８】上記第２実施形態における制御回路の制御内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
【図１０】上記第３実施形態のシステム構成図である。
【図１１】上記第３実施形態における制御回路の制御内容を示すフローチャートであり、燃料ポンプ吐出流量算出手段Ｅ及び燃料ポンプ特性把握手段Ｆに相当する部分を示す。
【図１２】上記第３実施形態における制御回路の制御内容を示すフローチャートであり、目標印加電圧算出手段Ｇ及び印加電圧補正手段Ｈに相当する部分を示す。
【図１３】上記第３実施形態において燃料ポンプの作動特性を求めるマップの内容を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１、２は、本発明の第１実施形態を示す。第１実施形態は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等のエンジンに本発明を適用した例を示す。
【００２５】
図１の燃料供給装置は、燃料タンク２０の燃料を燃料供給経路３３を介して燃料ポンプ３１によってエンジン１０に供給している。燃料ポンプ３１としては、ブラシ付モータを使用したもの、ブラシレスモータを使用したものいずれでもよいが、どちらも印加電圧を上下することにより燃料の吐出流量を増減することができる。
【００２６】
燃料供給経路３３の燃料圧力が所定圧力より高いとき、プレッシャレギュレータ３５が開放されて、エンジン１０で消費されない余分な燃料が燃料リターン経路３４を介してリターン燃料として燃料タンク２０に戻されている。
【００２７】
燃料リターン経路３４中には、リターン燃料量を計測する流量計４１が設けられている。ここで、流量計４１は、燃料リターン経路３４内の燃料の流れで見て、プレッシャレギュレータ３５の上流側に設けたが、下流側に設けてもよい。そして、流量計４１によって計測されるリターン燃料量を目標値に維持するように、燃料ポンプ３１を制御する燃料ポンプ制御手段Ｃが設けられている。また、リターン燃料量設定手段Ａが設けられ、リターン燃料量設定手段Ａは、エンジン１０の単位時間当り燃料消費量が変動するエンジン運転状態の変化に応じて、燃料ポンプ制御手段Ｃにおける目標値を設定する。ここで、リターン燃料量設定手段Ａは、エンジンの運転状態が、単位時間当り燃料消費量の変動が大きい過渡状態にあるか、変動が小さい定常状態にあるかを判定する運転状態判定手段を備える。また、リターン燃料量設定手段Ａは、運転状態判定手段により過渡状態と判定されると、前記目標値を第１目標値とし、過渡状態にないと判定されると、前記目標値を前記第１目標値より小さい第２目標値とする目標値変更手段を備える。
【００２８】
流量計４１には、流量計４１により計測されるリターン燃料量を受けて、そのリターン燃料量が判定値より多いか否かにより燃料ポンプ３１の異常を判定する燃料ポンプ異常判定手段Ｄが設けられている。判定値は、燃料ポンプ３１から吐出されてエンジン１０で消費された後に余った燃料量により燃料ポンプ３１に異常があるか否かを判定するための値であるので、最低限の値でよく、例えば、時間当たり０．５リットル程度とされる。
【００２９】
図２は、第１実施形態の具体的なシステム構成を示す。ここでは、燃料ポンプ３１及びプレッシャレギュレータ３５は、燃料タンク２０の内部に設けられている。燃料ポンプ３１は、燃料タンク２０の底部に固定され、燃料タンク２０の燃料をフィルタ３２を介して汲み上げてエンジン１０に供給している。また、燃料ポンプ３１は、自らが汲み上げてエンジン１０に向けて吐出する燃料により冷却される構成とされている。一方、燃料リターン経路３４に接続された流量計４１は、公知の各種の流量計を採用することができる。例えば、オリフィス流量計、熱線流量計、コリオリ流量計、容量型流量計などである。
【００３０】
図１のリターン燃料量設定手段Ａ、燃料ポンプ制御手段Ｃ及び燃料ポンプ異常判定手段Ｄは、制御回路５０におけるマイクロコンピュータ（不図示）のプログラムの実行により実現されている。制御回路５０は、エンジン１０、燃料ポンプ３１及び流量計４１との間で電気信号を送受信するように接続されている。
【００３１】
図３は、上記プログラムの内容を示している。制御回路５０は、エンジン１０の燃料噴射量等を制御する制御回路と共通化されており、図３では、リターン燃料量設定手段Ａ、燃料ポンプ制御手段Ｃ及び燃料ポンプ異常判定手段Ｄを実現するプログラムのみを燃料ポンプ制御ルーチンとして示している。
【００３２】
燃料ポンプ制御ルーチンが実行されると、ステップＳ１０において、時間当り燃料消費量が算出される。この算出は、エンジン１０の燃料噴射量信号を積算演算することにより行われる。次のステップＳ１１では、算出された時間当り燃料消費量の変化量が所定値以上か否かによりエンジンの運転状態が過渡状態にあるか否かが判定される。ステップＳ１０、Ｓ１１の処理は、図１の運転状態判定手段に相当する。
【００３３】
ステップＳ１１において、エンジンの運転状態が過渡状態にあると判定されて、ステップＳ１１が肯定判断されると、ステップＳ１２において、リターン燃料量の目標値が大きな値（本発明における第１目標値に相当）に設定される。例えば、時間当り１０リットルに設定される。一方、エンジンの運転状態が過渡状態にないと判定されて、ステップＳ１１が否定判断されると、ステップＳ１３において、リターン燃料量の目標値が小さな値（本発明における第２目標値に相当）に設定される。例えば、時間当り５リットルに設定される。ステップＳ１２、Ｓ１３の処理は、図１の目標値変更手段に相当し、ステップＳ１０〜Ｓ１３の処理は、リターン燃料量設定手段Ａに相当する。
【００３４】
ステップＳ２０では、流量計４１により計測されたリターン燃料量が取り込まれる。次のステップＳ３１では、取り込まれたリターン燃料量が、上述のステップＳ１２、Ｓ１３にて設定された目標値以上か否かが判定される。リターン燃料量が目標値以上の場合は、ステップＳ３１は肯定判断されて、ステップＳ３２において、燃料ポンプ３１の印加電圧が所定電圧αだけ下げられる。燃料ポンプ３１の印加電圧が下げられると、燃料ポンプ３１の燃料吐出量が少なくされる。一方、リターン燃料量が目標値未満の場合は、ステップＳ３１は否定判断されて、ステップＳ３３において、燃料ポンプ３１の印加電圧が所定電圧αだけ上げられる。燃料ポンプ３１の印加電圧が上げられると、燃料ポンプ３１の燃料吐出量が多くされる。このようにリターン燃料量が目標値となるように燃料ポンプ３１の印加電圧がフィードバック制御されて、リターン燃料量が目標値とされる。ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理は、図１の燃料ポンプ制御手段Ｃに相当する。
【００３５】
ステップＳ４１では、ステップＳ２０で取り込まれたリターン燃料量が、燃料ポンプ異常判定手段Ｄにおける判定値以上か否かが判定される。リターン燃料量が判定値未満の場合は、ステップＳ４１は否定判断されて、ステップＳ４２において、燃料ポンプ３１に異常があると判定される。一方、リターン燃料量が判定値以上の場合は、ステップＳ４１は肯定判断されて、ステップＳ４２の処理はスキップされて、図３の燃料ポンプ制御ルーチンの処理を終了する。ステップＳ４１、Ｓ４２の処理は、図１の燃料ポンプ異常判定手段Ｄに相当する。
【００３６】
第１実施形態によれば、リターン燃料量設定手段Ａによって、エンジン１０の運転状態に応じてリターン燃料量の目標値を設定するので、エンジン１０の運転状態が過渡状態では、リターン燃料量は多くされる。そのため、エンジン１０の消費燃料が急増しても、燃料ポンプ３１から供給される燃料が不足する問題は抑制することができる。一方、エンジン１０が定常運転状態にあって、エンジン１０の燃料消費量が安定しているときは、リターン燃料量は少なくされる。そのため、燃料ポンプ３１の出力は抑制され、燃料ポンプ３１によるエネルギ消費を抑制することができる。そのときは、エンジン１０の燃料消費量が急増することはなく、エンジン１０に供給される燃料量が不足する事態は回避することができる。
【００３７】
また、リターン燃料量を目標値に制御するために用いられるリターン燃料量に基づいて燃料ポンプ３１の異常の有無を判定することができる。
【００３８】
図４は、第１実施形態の変形例を示す。この変形例では、燃料ポンプ制御ルーチンにおけるリターン燃料量設定手段Ａに相当する処理が、図４のステップＳ１０〜Ｓ１５により構成されている。ステップＳ１０は、図３のステップＳ１０と同一であり、時間当り燃料消費量を算出する。次のステップＳ１４では、算出された時間当り燃料消費量に基づいて燃料消費量の変化量の絶対値が算出される。ステップＳ１５では、図５に示すマップに基づいて、燃料消費量の変化量の絶対値から目標リターン燃料量が求められる。このマップでは、燃料消費量の変化量の絶対値に略比例して目標リターン燃料量が設定されている。
【００３９】
図４の変形例によれば、目標リターン燃料量を燃料消費量の変化量の絶対値に略比例して連続的に変化する値に設定することができる。
【００４０】
図６、７は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態においては流量計４１により計測されたリターン燃料量を、二つの温度センサ４２、４３により計測するようにした点である。その他の点は、両者同一であり、同一部分の再度の説明は省略する。
【００４１】
図７のように、第１温度センサ４２は、燃料ポンプ３１の吐出側の燃料温度を計測するように燃料リターン経路３４に設けられている。また、第２温度センサ４３は、燃料ポンプ３１の汲上側の燃料温度を計測するようにフィルタ３２の燃料の流れる経路上に設けられている。第１及び第２温度センサ４２、４３としては、サーミスタ等、公知の各種温度センサを採用することができる。
【００４２】
第１実施形態では、流量計４１によりハード的にリターン燃料量が計測されたが、第２実施形態では、第１及び第２温度センサ４２、４３からの検出信号に基づいて制御回路５０において計算により求められる。図６は、第１実施形態における流量計Ｂ（４１）に対応する構成を示している。第１及び第２温度センサ４２、４３からの検出信号は、リターン燃料量算出手段に送信され、そこでリターン燃料量が算出される。
【００４３】
図８は、リターン燃料量算出手段に相当する機能を実現するための制御回路５０内のコンピュータプログラムの処理内容を示している。なお、図８は、図３の燃料ポンプ制御ルーチンにおけるステップＳ２０に代えて置換される処理のみを示している。
【００４４】
ステップＳ２１１では、第１温度センサ４２の計測温度が取り込まれる。また、ステップＳ２１２では、第２温度センサ４３の計測温度が取り込まれる。ステップＳ２１３では、燃料ポンプ３１の消費電力が算出される。次のステップＳ２１４では、次の計算式（数１）により燃料ポンプ３１の吐出流量が算出され、ステップＳ２１５では、次の計算式（数２）によりリターン燃料量が算出される。
【００４５】
【数１】
2017125473.tif 000003
なお、燃料ポンプ３１の効率、係数、燃料の比熱及び燃料密度は、予め設定されている。
【００４６】
【数２】
2017125473.tif 000004
【００４７】
このようにしてリターン燃料量が算出されると、燃料ポンプ制御ルーチンでは、図３と同様に、リターン燃料量が目標値となるように制御される。従って、第２実施形態によれば、流量計４１を使わず、第１及び第２温度センサ４２、４３によってリターン燃料量を求めることができ、流量計としての構成を簡略化することができる。
【００４８】
図９、１０は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態が第２実施形態に対して特徴とする点は、第２実施形態においてはリターン燃料量を、第１及び第２温度センサ４２、４３により計測したが、第３実施形態では、第１温度センサ４２のみにより計測するようにした点である。但し、第３実施形態では、リターン燃料量に代えて燃料ポンプ吐出流量を制御因子として扱っている。その他の点は、両者同一であり、同一部分の再度の説明は省略する。
【００４９】
図１０のように、第１温度センサ４２は、第２実施形態の図７と同様、燃料リターン経路３４に設けられている。そして、図９のように、第１温度センサ４２は、その検出信号を燃料ポンプ吐出流量算出手段Ｅに送信し、そこでは燃料ポンプ吐出流量が算出される。ここでは、一つの温度センサ４２のみにより燃料ポンプ吐出流量を算出するため、次の処理を行っている。即ち、第１温度センサ４２によって検出される温度のうち、燃料ポンプ３１の駆動開始前に検出された温度を燃料ポンプ３１の汲上側の燃料温度とし、燃料ポンプ３１の駆動後に検出された温度を燃料ポンプ３１の吐出側の燃料温度とする。そして、燃料ポンプ３１の消費電力から算出される燃料ポンプ３１の発熱量、並びに前記燃料ポンプの汲上側の燃料温度及び吐出側の燃料温度の差である燃料の上昇温度に基づいて、燃料ポンプ３１による燃料の吐出流量を求めている。
【００５０】
次に、燃料ポンプ吐出流量算出手段Ｅにより算出された燃料ポンプ３１の吐出流量に基づいて、燃料ポンプ特性把握手段Ｆにより燃料ポンプ３１の作動特性が把握される。即ち、燃料ポンプ３１の吐出流量と燃料ポンプ３１の印加電圧とから、予め設定された複数の燃料ポンプ３１の特性データに基づいて、現実の燃料ポンプ３１の作動特性が把握される。
【００５１】
目標印加電圧算出手段Ｇでは、リターン燃料量設定手段Ａにより設定されたリターン燃料量の目標値を確保するために目標とされる燃料ポンプ吐出流量を求める。そのため、リターン燃料量の目標値に、現在のエンジン１０の燃料消費量が加算されて、目標の燃料ポンプ吐出流量が求められる。次に、燃料ポンプ特性把握手段Ｆにより把握された燃料ポンプ３１の作動特性に基づき、目標の燃料ポンプ吐出流量を確保するために必要な燃料ポンプの目標印加電圧が算出される。
【００５２】
印加電圧補正手段Ｈでは、現実の燃料ポンプ３１の印加電圧と目標印加電圧算出手段Ｇにより算出された燃料ポンプ３１の目標印加電圧との差を解消するように燃料ポンプ３１の印加電圧が補正される。このように、一つの温度センサ４２により燃料ポンプ３１の吐出流量を算出し、それに基づいてリターン燃料量が目標値となるように燃料ポンプ３１の印加電圧が制御される。
【００５３】
図１１、１２は、図９に基づいて説明した燃料ポンプ吐出流量算出手段Ｅ、燃料ポンプ特性把握手段Ｆ、目標印加電圧算出手段Ｇ及び印加電圧補正手段Ｈに相当する機能を実現するための制御回路５０内のコンピュータプログラムの処理内容を示している。なお、図１１、１２は、図３の燃料ポンプ制御ルーチンにおけるステップＳ２０〜Ｓ３３（流量計Ｂ及び燃料ポンプ制御手段Ｃに相当）に代えて置換される処理のみを示している。
【００５４】
ステップＳ２２１、Ｓ２２２では、後述のフラグＦＰ、ＦＴがセットされているか否かが判定される。最初の処理時は、これらのフラグＦＰ、ＦＴはクリアされセットされていない。そのため、ステップＳ２２１、Ｓ２２２は共に否定判断され、ステップＳ２２３において、第１温度センサ４２の計測温度が取り込まれる。そして、ステップＳ２２４では、燃料ポンプ３１が駆動を許可されて駆動開始される。また、ステップＳ２２５では、タイマＴが起動され、同時にタイマフラグＦＴがセット状態とされる。
【００５５】
ステップＳ２２６では、タイマＴが所定時間Ｔ０を経過したか否かが判定される。ステップＳ２２５によりタイマＴが起動された直後の場合は、ステップＳ２２６は否定判断される。しかし、所定時間Ｔ０が経過してステップＳ２２６が肯定判断されると、ステップＳ２２７において、再び第１温度センサ４２の計測温度が取り込まれる。ステップＳ２２３において取り込まれた第１温度センサ４２の温度は、燃料ポンプ３１の駆動開始前に検出された温度で、燃料ポンプ３１の汲上側でも吐出側でも変わりはなく、この場合は、燃料ポンプ３１の汲上側の燃料温度として扱われる。また、ステップＳ２２７において取り込まれた第１温度センサ４２の温度は、燃料ポンプ３１の駆動後に検出された温度で、燃料ポンプ３１の吐出側の燃料温度として扱われる。ステップＳ２２３において取り込まれた第１温度センサ４２の温度と、ステップＳ２２７において取り込まれた第１温度センサ４２の温度とは、計測時間に所定時間Ｔ０の時間差がある。そのため、燃料ポンプ３１が駆動に伴って発熱する前の温度と、駆動後で燃料ポンプ３１が発熱した後の温度を、一つの温度センサ４２によって区別して計測することができる。
【００５６】
そして、ステップＳ２２８では、燃料ポンプ３１の消費電力が算出され、ステップＳ２２９では、次の計算式（数３）により燃料ポンプ３１の吐出流量が算出される。
【００５７】
【数３】
2017125473.tif 000005
なお、燃料ポンプ３１の効率、係数、燃料の比熱及び燃料密度は、予め設定されている。
【００５８】
以上のステップＳ２２１〜Ｓ２２９の処理は、図９の燃料ポンプ吐出流量算出手段Ｅに相当する。
【００５９】
次のステップＳ３４１では、現時点の燃料ポンプ３１の印加電圧が取り込まれる。また、ステップＳ３４２では、燃料ポンプ３１の作動特性が把握される。具体的には、図１３に示すマップに基づいて、ステップＳ２２９にて算出された燃料ポンプ３１の吐出流量と、ステップＳ３４１にて取り込まれた燃料ポンプ３１の印加電圧とから、現在駆動中の燃料ポンプ３１の作動特性が把握される。例えば、燃料ポンプ３１の時間当り吐出流量が１０６リットルで、燃料ポンプ３１の印加電圧が１０ボルトの場合、燃料ポンプ３１はＣ３の特性であると把握される。
【００６０】
次のステップＳ３４３では、フラグＦＰがセット状態とされて、燃料ポンプ３１の特性把握が完了したことが記憶される。従って、フラグＦＰがセットされると、以降の処理では、ステップＳ２２１は肯定判断されるようになり、ステップＳ２２２〜ステップＳ３４３の処理はスキップされる。なお、各フラグＦＰ、ＦＴは、エンジン１０の始動時にリセットされて初期化される。以上のステップＳ３４１〜Ｓ３４３の処理は、図９の燃料ポンプ特性把握手段Ｆに相当する。
【００６１】
図１２に示すステップＳ３４４では、リターン燃料量設定手段Ａにて設定された目標リターン燃料量を確保するために必要となる目標燃料ポンプ吐出流量の算出が行われる。この算出は、目標リターン燃料量に、現時点におけるエンジン１０の燃料消費量を加算することにより、目標燃料ポンプ吐出流量が求められる。次のステップＳ３４５では、求められた目標燃料ポンプ吐出流量を、燃料ポンプ３１の作動により実現するための燃料ポンプ３１の印加電圧を算出する。この算出は、図１３のマップに基づき、ステップＳ３４２において把握された燃料ポンプ３１の作動特性により、目標燃料ポンプ吐出流量を読み出すことにより行われる。例えば、把握された燃料ポンプ３１の作動特性がＣ３とし、目標燃料ポンプ吐出流量が時間当り１５０リットルとすると、目標電圧値は１２ボルトとされる。以上のステップＳ３４４、Ｓ３４５の処理は、図９の目標印加電圧算出手段Ｇに相当する。
【００６２】
次のステップＳ３４６では、現時点における燃料ポンプ３１の印加電圧が取り込まれる。そして、ステップＳ３４７では、取り込まれた燃料ポンプ３１の印加電圧が、上述のステップＳ３４５において算出された目標電圧以上か否か判定される。印加電圧が目標電圧以上の場合は、ステップＳ３４７は肯定判断され、ステップＳ３４８において、燃料ポンプ３１の印加電圧を所定電圧だけ下げる処理が行われる。一方、印加電圧が目標電圧未満の場合は、ステップＳ３４７は否定判断され、ステップＳ３４９において、燃料ポンプ３１の印加電圧を所定電圧だけ上げる処理が行われる。以上のステップＳ３４６〜Ｓ３４９の処理を繰り返すことにより、燃料ポンプ３１の印加電圧は、目標燃料ポンプ吐出流量を実現する電圧に制御され、リターン燃料量はリターン燃料量設定手段Ａにより設定された目標値に制御される。ステップＳ３４６〜Ｓ３４９の処理は、図９の印加電圧補正手段Ｈに相当する。
【００６３】
第３実施形態によれば、一つの温度センサ４２によってリターン燃料量が目標値となるように制御することができる。そのため、流量計としての構成を更に簡略化することができる。
【００６４】
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    エンジン
２０    燃料タンク
３１    燃料ポンプ
３２    フィルタ
３３    燃料供給経路
３４    燃料リターン経路
３５    プレッシャレギュレータ
４１    流量計
４２    第１温度センサ
４３    第２温度センサ
【図１】
2017125473.tif 000006
【図２】
2017125473.tif 000007
【図３】
2017125473.tif 000008
【図４】
2017125473.tif 000009
【図５】
2017125473.tif 000010
【図６】
2017125473.tif 000011
【図７】
2017125473.tif 000012
【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】
2017125473.tif 000018