JP2021080864A - 燃料ポンプの駆動制御装置および燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３Ｄマップを記憶する記憶容量やマップ演算のための高い処理能力を必要とせずに、簡易な構成で運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる燃料ポンプの駆動制御装置を提供すること。【解決手段】単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する開弁率算出部３３と、燃料タンク内の燃料を前記インジェクタに連通する燃料配管に供給する燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定する駆動制御部３４と、を備え、前記駆動制御部３４は、前記開弁率算出部で算出したインジェクタ開弁率に比例した値を、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定することを特徴とする燃料ポンプの駆動制御装置。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料ポンプの駆動制御装置に関し、詳細には、燃料ポンプ圧力を一定に調整するプレッシャレギュレータを持たずに、駆動制御により燃料圧力を制御する燃料ポンプの駆動制御装置に関する。

特許文献１には、燃料圧力センサを用いた燃料供給装置において、燃料センサが故障した場合にフェイルセーフ制御を実現する燃料ポンプの駆動制御装置が提案されている。この燃料ポンプの駆動制御装置は、通常運転時にキャリブレーションをして３Ｄマップを作成し、燃圧センサフェイル時には、３Ｄマップに基づいてマップ演算して燃料ポンプの駆動を制御している。

特開２０１１−６４１２７号公報

図９に燃料圧力センサを用いた燃料供給装置において用いられる３Ｄマップの一例を示す。３Ｄマップには、噴射時間と回転速度との変化に応じて燃料ポンプの最適なデューティー比がマッピングされている。３Ｄマップを用いた制御では、マッピングされた値に応じて燃料ポンプのデューティー比をきめ細かく制御することができるという点が、良い点でも悪い点でもある。すなわち、３Ｄマップにマッピングされた値は、その燃料供給装置における実際の運転に即した値が設定されているので、特異点があるような場合でも適切にフィードバック制御することができる。その一方で、こうした３Ｄマップは、必要な記憶容量が大きく、マップ演算のための演算処理も重いため、組み込まれる駆動制御装置の要件も高性能なものが必要となる。

しかしながら、フェイルセーフ制御時の燃料ポンプの駆動制御においては、必ずしもきめ細やかな制御を行う必要はないといえる。燃料ポンプの駆動制御が少しずれた場合、燃料圧力が所望の値とならないが、これは運転状態を持続する観点では問題とならない。燃料圧力が所望の値にならない場合は、燃料噴射圧や燃料噴射量が所望の制御からずれ、結果として、空燃比が所望の値からずれて燃費が落ちることとなるが、運転状態は持続可能である。

そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、３Ｄマップを記憶する記憶容量やマップ演算のための高い処理能力を必要とせずに、簡易な構成で運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる燃料ポンプの駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る燃料ポンプの駆動制御装置は、単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する開弁率算出部と、燃料タンク内の燃料を前記インジェクタに連通する燃料配管に供給する燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記開弁率算出部で算出したインジェクタ開弁率に比例した値を、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定することを特徴とする。

この態様によれば、燃料配管内の燃料量を一定に保つように燃料ポンプを駆動制御することによって、プレッシャレギュレータや燃料圧力センサを用いることなく燃料圧力を一定に制御することができる。このため、プレッシャレギュレータや燃料圧力センサを用いずに、運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる。

前記開弁率算出部は、１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間を取得する回転時間取得部と、１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を取得する噴射時間取得部とを有し、前記噴射時間取得部で取得した１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を、前記回転時間取得部で取得した１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間で割ることにより、前記インジェクタ開弁率を算出してもよい。

この態様によれば、１吸気ごとに開弁率を算出するので、エンジン回転数が大きく、またはエンジン回転数が頻繁に変動しても比較的高い精度で制御することができる。

１吸気あたりの前記インジェクタの噴射時間は、１吸気あたりに前記インジェクタに駆動電圧を印加したインジェクタ駆動時間としてもよい。なお、インジェクタを１吸気に複数回噴射する場合は、インジェクタ駆動時間は、１吸気あたりの噴射にかかるインジェクタの駆動時間の総計とすることができる。

この態様によれば、インジェクタを駆動するための駆動電圧を印加したインジェクタ駆動時間は制御装置であらかじめ把握可能であるので、簡易な構成で制御することができる。

１吸気あたりの前記インジェクタの噴射時間は、１吸気あたりに前記インジェクタに駆動電圧を印加したインジェクタ駆動時間から、１吸気において駆動電圧を印加しているにもかかわらず前記インジェクタから燃料が噴射されない無効噴射時間を差し引いた実開弁時間としてもよい。

この態様によれば、実際の燃料噴射量を考慮したより適切な制御ができる。
前記単位時間は、アイドリング時のエンジン回転数における１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間以上の固定値であってもよい。

この態様によれば、単位時間が一定であるので、簡易な構成で制御することができるとともに、エンジン回転数が高くなれば複数回の吸気における噴射時間の平均値により開弁率を算出するので、比較的高い精度で制御することができる。

前記駆動制御部は、前記燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力センサの検出結果を利用できるか否かを判定し、前記燃料圧力センサの検出結果を利用できるときは、該検出結果に応じて、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定し、前記燃料圧力センサの検出結果を利用できないときには、単位時間あたりの前記インジェクタ開弁率に比例した値を、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定する制御を実行してもよい。

この態様によれば、燃圧センサフェイル時でも運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができるし、燃料圧力センサを設けない簡易な構成の燃料供給装置においても運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる。

上記態様のいずれかに記載の燃料ポンプの駆動制御装置と、１吸気あたりの前記クランクシャフトの回転時間を検出する回転時間センサと、前記インジェクタと、前記燃料配管と、前記燃料ポンプと、を備えた燃料供給装置としてもよい。

プレッシャレギュレータや燃料圧力センサを用いずに、運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる燃料供給装置を提供できる。

第１の実施形態にかかる内燃機関および燃料供給装置の概略構成を示す図である。 燃料ポンプの駆動制御装置として機能するＥＣＵ３０の機能ブロック図である。 パルサー１８で検出される検出信号（Ｐｕｌｓｅｒ）とインジェクタの駆動時間との関係の一例を示す図である。 インジェクタ２２の燃料噴射弁近傍の概略構成例を示す図である。 インジェクタ駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態にかかる燃料供給装置における駆動制御処理のフローチャートである。 燃圧センサフェイルが検出された場合の燃料ポンプの駆動制御動作の処理フローである。 第２の実施形態にかかる内燃機関および燃料供給装置の概略構成を示す図である。 ３Ｄマップの一例を示す図である。 プレッシャレギュレータを用いた内燃機関および燃料供給装置の概略構成を示す図である。

ガソリン等の燃料を空気と混合させた後、点火して燃焼させる装置では、燃料を噴射するインジェクタにおける燃料噴射圧力および燃料噴射時間を制御することによって燃料と空気との混合比を制御することができる。燃料噴射圧力は、プレッシャレギュレータで調整することもできる。

図１０にプレッシャレギュレータを用いた燃料圧力制御手段を有する燃料供給装置２を内燃機関１とともに示す。図１０に示すプレッシャレギュレータ２５は、機械式のバネなどで構成されている。プレッシャレギュレータ２５は、インジェクタ２２につながる燃料配管２３から燃料タンク２０に戻る配管の途中に設けられており、バネが燃料配管２３内の圧力に抗して閉じることで燃料配管２３内に一定の圧力で燃料を閉じ込めている。この燃料配管２３の圧力である燃料圧力が所定の値を超えた場合には、バネが開いて所定の燃料圧力に低下するまで燃料タンク２０に燃料を戻すことによって燃料圧力を一定に調整している。

また、燃料圧力センサを用いて燃料噴射圧力を調整する手法も知られている。この手法では、燃料ポンプからインジェクタに連通する燃料配管内圧力を燃料圧力センサによって検出して、検出した値が目標の燃料圧力となるように燃料ポンプの駆動をフィードバック制御している。

燃料圧力センサを用いた手法においては、燃料圧力センサが故障した状態である、いわゆる燃圧センサフェイルに陥った場合はフィードバック制御が不可能となり、運転継続ができなくなる恐れがある。これを避けるためには、フェイルセーフ制御として最低限の運転状態を維持することが必要となる。

本明細書で説明する燃料ポンプの駆動制御装置として機能するＥＣＵ３０（図２参照）は、燃圧検出部３１と、回転時間取得部３２と、噴射時間取得部３３と、駆動制御部３４とを備えている。回転時間取得部３２は、１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間を取得する。噴射時間取得部３３は、１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を取得する。駆動制御部３４は、燃料タンク内の燃料を前記インジェクタに連通する燃料配管に供給する燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定する。

本実施形態においては、回転時間取得部３２と、噴射時間取得部３３と、駆動制御部３４とが開弁率算出部に相当する。一例として、単位時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間とした場合について、開弁率算出部について説明する。この例では、回転時間取得部３２と噴射時間取得部３３とにおいて、１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間と１吸気あたりのインジェクタの噴射時間とをそれぞれ取得する。さらに、駆動制御部３４において、取得した１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を、取得した１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間で割ることにより、単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する。

上記一例では、単位時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間としたが、単位時間は、アイドリング時のエンジン回転数における１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間以上の固定値としてもよい。

駆動制御部３４は、１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間で割った値である単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率に比例した値を、燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定する。

この燃料ポンプの駆動制御装置によれば、３Ｄマップを記憶する記憶容量やマップ演算のための高い処理能力を必要とせずに、簡易な構成で運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる。

上記燃料ポンプの駆動制御装置の実施形態について、以下詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる内燃機関１および燃料供給装置２の概略構成を示す図である。本実施形態では、４サイクルエンジンを例に挙げて説明するがこれに限定されない。内燃機関１は、図１に示すように、シリンダ１０と、ピストン１１と、クランクシャフト１２と、吸気管１３と、吸気バルブ１４と、排気管１５と、排気バルブ１６と、点火装置１７と、パルサー１８とを備える。燃料供給装置２は、図１に示すように、燃料タンク２０と、燃料ポンプ２１と、インジェクタ２２と、燃料配管２３と、燃料圧力センサ２４とを備えている。ＥＣＵ３０は、内燃機関１および燃料供給装置２を制御するとともに、燃料ポンプの駆動制御装置としても機能する。

ＥＣＵ３０は、燃料供給装置２の燃料ポンプ２１およびインジェクタ２２を駆動制御して所定の空燃比の混合気を吸気管１３内に供給するとともに、吸気バルブ１４および排気バルブ１６の開閉タイミングおよびシリンダ１０内の点火装置１７の点火タイミングを制御して内燃機関１の運転状態を制御する。

パルサー１８は、クランクシャフト１２の回転を検出することができる。パルサー１８は、検出結果をＥＣＵ３０に送る。ＥＣＵ３０は、クランクシャフト１２の回転が検出された時間から、１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間を算出することができる。４サイクルエンジンでは、１吸気あたりにクランクシャフト１２は２回転するので、クランクシャフト１２の回転が２回検出される時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間として取得することができる。また、エンジンを構成するシリンダの単位時間当たりのクランクシャフトの回転数から単位時間当たりのエンジンの回転数を把握することができる。内燃機関の運転状態は、単位時間あたりのエンジン回転数などによって把握することができる。

燃料ポンプ２１は、燃料タンク２０内の燃料を吸引して燃料配管２３に供給するためのポンプである。燃料ポンプ２１は、一定の動作周期でオンオフ動作する。燃料ポンプ２１は、ＥＣＵ３０から受け取るポンプ駆動信号に基づいて動作する。ポンプ駆動信号によって設定されるデューティー比に基づいて、一定の動作周期の中でオン状態とオフ状態との比率が所定のデューティー比となるようにポンプ駆動電圧が印加されてポンプ動作を繰り返す。したがって、オン状態が長いデューティー比が設定されている場合、燃料配管２３への燃料供給量が増加し、オン状態が短いデューティー比が設定されている場合、燃料配管２３への燃料供給量が減少する。燃料ポンプ２１がオン状態となると、燃料が燃料配管２３に導入されることによって燃料配管２３の管内圧力である燃料圧力が上昇する。

燃料圧力センサ２４は、燃料配管２３内の圧力である燃料圧力を検出するセンサである。燃料圧力センサ２４は、検出した燃料圧力をＥＣＵ３０に出力する。

インジェクタ２２は、燃料噴射弁が開弁することによって吸気管１３内に燃料を噴射する。燃料噴射弁としては例えば電磁弁を用いることができ、インジェクタ２２はＥＣＵ３０からの駆動信号で指定されるインジェクタ駆動時間にわたって駆動電圧が印加されることによって燃料噴射弁が開いて燃料噴射を行うことができる。インジェクタ２２が燃料を噴射するときの圧力である燃料噴射圧力は、燃料配管２３内の圧力である燃料圧力によって制御できる。通常、燃料配管２３内の圧力は高圧に調整されているため、インジェクタ２２は、吸気管１３に隣接した燃料噴射弁を開弁することによって燃料配管２３内の燃料を吸気管１３に噴射することができる。インジェクタ２２の燃料噴射圧力や燃料噴射する時間である噴射時間を制御することによって、吸気管１３内で形成される混合気の状態を制御することができる。

通常の運転状態では、内燃機関の運転状態に応じて目標燃料圧力値が決定され、燃料ポンプの駆動制御装置として機能するＥＣＵ３０によって、燃料圧力センサ２４で検出した燃料配管２３内の燃料圧力が目標燃料圧力値に収束するように、燃料ポンプ２１のデューティー比が制御される。燃料ポンプ２１の制御に際しては、インジェクタ２２の噴射時間なども考慮することができる。

このように、通常の運転状態では、燃料圧力センサ２４によって検出した燃料圧力に基づいて燃料ポンプ２１のデューティー比を制御することができるので、燃料噴射圧力を調整して、内燃機関の運転状態に応じた所望の空燃比の混合気を供給することができる。しかしながら、何らかの原因で燃料圧力センサ２４が故障した場合は、燃料圧力センサ２４で検出した値に基づいた制御が不可能となる。これがいわゆる燃圧センサフェイルと呼ばれる状態である。

本実施形態の燃料供給装置にかかる燃料ポンプの駆動制御装置は、いわゆる燃圧センサフェイル時に、内燃機関の運転状態に応じた目標燃料圧力値に収束するようにフィードバックする制御から燃料圧力を一定に保つ制御へと変更する。燃料配管２３内の燃料量を一定に保つように燃料ポンプを駆動制御することによって、燃料圧力センサ２４を用いることなく燃料圧力を一定に制御する。具体的には、インジェクタ２２の一吸気単位での噴射時間を一吸気単位でのクランクシャフトの回転時間、すなわち単位時間あたりのインジェクタ開弁率に比例するように燃料ポンプ２１のデューティー比を決定して制御することにより、燃料配管２３内の燃料量を一定に保つようにしている。単位時間あたりのインジェクタ２２の開弁率に比例するように燃料ポンプ２１のデューティー比を決定して制御することにより、インジェクタ２２における燃料噴射による燃料配管２３内の燃料の減少を燃料ポンプ２１で補うように制御できると考えられる。燃料配管２３内の燃料量を一定に保つことにより、概して燃料圧力を一定に保つようにしている。これにより、燃料圧力センサ２４が使用不能となった場合でも、燃料配管２３内の燃料圧力を一定に制御することができる。

図２は燃料ポンプの駆動制御装置として機能するＥＣＵ３０の機能ブロック図である。ＥＣＵ３０は、燃圧検出部３１と、回転時間取得部３２と、噴射時間取得部３３と、駆動制御部３４とを有している。

燃圧検出部３１は、燃料圧力センサ２４で検出した燃料配管２３内の燃料圧力に基づいて、燃圧センサフェイルの検出を行う。
回転時間取得部３２は、パルサー１８で検出したクランクシャフトの回転に基づいて１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間を決定して、決定した値を取得する。

図３はパルサー１８での検出信号（Ｐｕｌｓｅｒ）とインジェクタ駆動時間との関係の一例を示す図である。パルサー１８は、クランクシャフト１２に取り付けられた円盤状のフライホイールの円周に沿って極性が異なる態様で設けられたリラクタが通過する際の磁束変化によって発生する信号を検出することによってクランクシャフト１２の回転を検出する。クランクシャフト１２はピストン１１に接続され、その回転がピストン１１の動きに連動している。したがって、４サイクルエンジンの場合、クランクシャフト１２の回転を２回転分検出することによってシリンダ１０内への吸気が一回あったと判断することができる。

したがって、回転時間取得部３２では、パルサー１８でクランクシャフト１２が２回転したことを検出する検出信号を受け取るまでに要した時間を１吸気あたりのクランクシャフト１２の回転時間として取得する。本実施形態では、４サイクルエンジンでは１吸気する間にクランクシャフトが２回転するので、クランクシャフトが２回転するのに要する時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間として取得している。２サイクルエンジンでは、クランクシャフトが１回転するのに要する時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間とすればよい。

また、図３にインジェクタ駆動時間として示されているように、インジェクタ２２の弁を開弁するためのインジェクタ駆動電圧も、この実施形態の例においては、パルサー１８での検出信号に同期して立ち上がることがわかる。

図３に示す例では、Ｐｕｌｓｅｒの正のパルスと負のパルスが所定間隔で連続しており、ある正のパルスから次の正のパルスまでの所要時間が、クランクシャフト１２の１回転の所要時間であると考えられる。この回転が２回行われる間に１吸気が行われていると考える。したがって、この２回転の所要時間を１吸気あたりのクランクシャフトの回転所要時間であるとして取得する。

また、図３に示すこの実施形態の例においては、Ｐｕｌｓｅｒの負のパルスと一致したタイミングでインジェクタが駆動制御されていることも示されている。

噴射時間取得部３３は、１吸気する間に燃料を噴射する時間を１吸気あたりのインジェクタの噴射時間として取得する。噴射時間としては、インジェクタの弁を開弁するための電圧を印加する駆動電圧供給時間であるインジェクタ駆動時間をインジェクタの噴射時間として取得することができる。駆動電圧供給時間は、アクセル開度などに応じて変動するものであり、ＥＣＵ３０によって決定され、インジェクタ２２に出力される。ＥＣＵ３０は、このようにあらかじめ把握しているインジェクタ２２に出力する駆動電圧供給時間をインジェクタ駆動時間として取得することができる。

ここでインジェクタの噴射時間について説明する。図４はインジェクタ２２の燃料噴射弁近傍の概略構成例を示す図であり、図５はインジェクタ駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図４に示すように、インジェクタ２２のハウジング２２１の先端には燃料噴射口２２２が設けられており、この燃料噴射口２２２が弁２２３で閉塞されている。弁２２３には、コイル２２５が巻回されたコア２２４が固定接続されており、コイル２２５に駆動電圧が印加されることによって生じる電流によって磁束が変化してコア２２４が移動し、この移動に併なって弁２２３が開位置と閉位置の間を移動する。

図５には、インジェクタ２２への駆動信号として供給される駆動電圧と、この駆動電圧によってコイル２２５に生じる駆動電流とが示されている。さらに、図５には、駆動電圧および駆動電流に対応したインジェクタの燃料噴射弁の実際の開弁状態が実バルブ状態として示されている。

ＥＣＵ３０は、インジェクタ２２に対して、インジェクタ駆動信号として図５に示すような電圧パルスを供給する。この駆動信号の電圧パルスの長さ（駆動電圧供給時間）がインジェクタ駆動時間となる。この電圧パルスに伴い生じる駆動電流は、実際には、駆動電圧の電圧パルスの立ち上がりよりも少し遅れて生じ、立ち下がりも駆動電圧の立ち下がりよりもわずかだけ遅れて低下する。この遅れは主にコイル２２５のインダクタンスに起因するものである。

このようにコイル２２５に生じる電流は、駆動電圧の電圧パルスの立ち上がりよりも少し遅れて立ち上がり始めるため、図５の実バルブ状態として示すように、燃料噴射弁の状態も駆動電圧の電圧パルスの立ち上がりよりも少し遅れて開弁する。この遅れは、駆動電圧の印加開始時間と開弁時間との差Ａとなって現れる。同様に、閉弁時の燃料噴射弁の状態も、図５の実バルブ状態として示すように、駆動電圧の電圧パルスの立ち下がりよりも少し遅れて閉弁する。この遅れは、駆動電圧の印加終了時間と閉弁時間との差Ｃとなって現れる。本明細書では、これらの遅れによって生じた時間（Ａ−Ｃ）を無効噴射時間と定義する。

この無効噴射時間（Ａ−Ｃ）の間は、駆動電圧は印加されているが、燃料噴射弁が閉弁状態となっており燃料が噴射されていないため、実質的に燃料配管２３内の燃料が減少することはない。したがって、インジェクタ駆動時間から無効噴射時間を差し引いた時間Ｂを実開弁時間として１吸気単位のインジェクタ駆動時間を算出することにより、実際の燃料噴射量を考慮したより適切な制御ができる。なお、算出された１吸気単位のインジェクタ駆動時間は、燃料噴射によって１吸気当たりに燃料配管２３から減少する燃料量に比例すると考えられる。

駆動制御部３４は、取得した１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間と１吸気当たりのインジェクタの噴射時間とから所定の単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する。

駆動制御部３４は、さらに、燃料タンク内の燃料をインジェクタ２２に連通する燃料配管２３に供給する燃料ポンプを駆動するポンプ駆動信号の電圧デューティー比を、算出された単位時間あたりのインジェクタ開弁率に比例した値に設定する。具体的には、単位時間あたりのインジェクタ開弁率に所定の補正係数を乗算して得られた値にポンプ駆動信号の電圧デューティー比を設定することができる。補正係数は、燃料ポンプ２１の燃料供給能力やインジェクタ２２の燃料噴射能力などに応じてあらかじめ設定することができる。

図６は本実施形態の燃料供給装置における駆動制御処理のフローチャートであり、図７はフェイルセーフ運転制御において実行される燃料ポンプの駆動制御処理のフローチャートである。図１、２および図６、７を参照しながら、本実施形態の燃料供給装置における燃料ポンプの駆動制御処理について説明する。

図６に示すフローチャートにおける処理は、車両のイグニションスイッチがオンにされたときに開始し、イグニションスイッチがオフにされるまで所定時間ごとに繰り返し実行される。

図６に示すように、本実施形態の燃料供給装置では、ステップＳ１００において、燃圧検出部３１が燃圧センサフェイルの検出をしたか否かを判定する。燃圧センサフェイルを検出しないと判定した場合（Ｓ１００：Ｎｏ）は、ＥＣＵ３０は通常の運転制御を行う（ステップＳ１１０）。

また、燃圧検出部３１が燃圧センサフェイルの検出をしたと判定した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）は、ＥＣＵ３０は図７に示すフェイルセーフ運転制御に移行する（Ｓ１２０）。これらの処理は所定時間ごとに繰り返される。

図７に示すフェイルセーフ運転制御では、まず、ステップＳ１２１において、１吸気単位のクランクシャフトの回転時間および１吸気単位のインジェクタの噴射時間を取得する処理が実行される。

ステップＳ１２１では、回転時間取得部３２がパルサー１８からの検出信号によって１吸気あたりのクランクシャフト１２の回転所要時間を取得するとともに、噴射時間取得部３３が１吸気あたりのインジェクタ２２の噴射時間を取得する。１吸気あたりのクランクシャフト１２の回転所要時間は、４サイクルエンジンの場合、クランクシャフト１２が２回転するのに要した時間である。

ステップＳ１２２では、駆動制御部３４が、ステップＳ１２１で取得した値を用いて単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する。

ステップＳ１２３では、駆動制御部３４において、ステップＳ１２２で算出されたインジェクタ開弁率に補正係数を適用して、燃料ポンプ２１のデューティー比を算出する。

ステップＳ１２４では、駆動制御部３４において、ステップＳ１２３で算出されたデューティー比が１００を超えているか否かが判断される。デューティー比が１００を超える制御は現実的には不可能であるので、これを排除するための処理である。

ステップＳ１２４においてデューティー比が１００を超えたと判断された場合（Ｓ１２４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０５でデューティー比を１００とする（ステップＳ１２５）。

ステップＳ２０４でデューティー比が１００を超えていないと判断された場合（Ｓ１２４：Ｎｏ）は、駆動制御部３４は、ステップＳ１２３で算出されたデューティー比に設定するように燃料ポンプ２１を制御する（ステップＳ１２６）。

図７で説明した以上のステップを単位時間ごとに繰り返すことにより、インジェクタ２２で噴射した燃料を燃料ポンプ２１で補充するように制御することができるので、燃料配管２３内の燃料量は一定に保たれ、ひいては燃料配管２３内の燃料圧力は一定に保たれることとなる。

本実施形態の燃料ポンプの駆動制御装置によれば、簡易な構成にもかかわらず、燃圧センサフェイル時でも運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる。

（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態にかかる内燃機関１および燃料供給装置２の概略構成を示す図である。以下、第１の実施形態と同一の構成は同一の符号を付してその説明は省略する。

第１の実施形態の燃料供給装置２は、燃料圧力センサ２４（図１参照）を備えており、通常の運転状態では、燃料圧力センサ２４で検出した燃料圧力を用いて燃料ポンプ２１の駆動制御を行っていたが、本実施形態の燃料供給装置２は、燃料圧力センサ２４が設けずに、通常運転として、第１の実施形態で説明した燃圧センサフェイル時の運転を行うものである。すなわち、本実施形態の燃料供給装置２では、ＥＣＵ３０は、図６のように燃圧センサフェイルの検出を判定する処理（Ｓ１００）を行わずに、通常運転として図７で説明した燃料ポンプの駆動制御処理を行う。イグニションスイッチがオンになったタイミングで図７の処理を開始して所定時間ごとに繰り返す。

本実施形態の燃料供給装置によれば、プレッシャレギュレータや燃料圧力センサを用いずに、簡易な構成で運転状態が持続するように燃料ポンプを適正に制御することができる。

１０ シリンダ、１１ ピストン、１２ クランクシャフト、１３ 吸気管、１４ 吸気バルブ、１５ 排気管、１６ 排気バルブ、１７ 点火装置、１８ パルサー、２０ 燃料タンク、２１ 燃料ポンプ、２２ インジェクタ、２３ 燃料配管、２４ 燃料圧力センサ、３０ ＥＣＵ、３１ 燃圧検出部、３２ 回転時間取得部、３３ 噴射時間取得部、３４ 駆動制御部

Claims (7)

1. 単位時間あたりのインジェクタの噴射時間であるインジェクタ開弁率を算出する開弁率算出部と、
   燃料タンク内の燃料を前記インジェクタに連通する燃料配管に供給する燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定する駆動制御部と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記開弁率算出部で算出したインジェクタ開弁率に比例した値を、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定することを特徴とする、燃料ポンプの駆動制御装置。
2. 前記開弁率算出部は、１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間を取得する回転時間取得部と、１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を取得する噴射時間取得部とを有し、前記噴射時間取得部で取得した１吸気あたりのインジェクタの噴射時間を、前記回転時間取得部で取得した１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間で割ることにより、前記インジェクタ開弁率を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
3. １吸気あたりの前記インジェクタの噴射時間は、１吸気あたりに前記インジェクタに駆動電圧を印加したインジェクタ駆動時間であることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
4. １吸気あたりの前記インジェクタの噴射時間は、１吸気あたりに前記インジェクタに駆動電圧を印加したインジェクタ駆動時間から、１吸気において駆動電圧を印加しているにもかかわらず前記インジェクタから燃料が噴射されない無効噴射時間を差し引いた実開弁時間であることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
5. 前記単位時間は、アイドリング時のエンジン回転数における１吸気あたりのクランクシャフトの回転時間以上の固定値であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ駆動制御装置。
6. 前記駆動制御部は、前記燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力センサの検出結果を利用できるか否かを判定し、
   前記燃料圧力センサの検出結果を利用できるときは、該検出結果に応じて、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比を設定し、
   前記燃料圧力センサの検出結果を利用できないときには、単位時間あたりの前記インジェクタ開弁率に比例した値を、前記燃料ポンプへ印加すべき駆動電圧の電圧デューティー比として設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料ポンプの駆動制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料ポンプの駆動制御装置と、
   １吸気あたりの前記クランクシャフトの回転時間を検出する回転時間センサと、
   前記インジェクタと、
   前記燃料配管と、
   前記燃料ポンプと、を備えたことを特徴とする燃料供給装置。
   

Images