JPH0637556U - 内燃機関の燃料供給装置の自己診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料リターン量低減型の燃料供給装置の異常
を検出する。 【構成】 燃料圧力調整器９にダイアフラム偏位センサ
17を取付けて、リターン量に対応するダイアフラム偏位
Ｖ_PRを検出する。そして、リターン量（ダイアフラム偏
位）Ｖ_PRが一定となるように、コントロールユニット４
からのデューティパルス信号により、燃料ポンプ駆動回
路18を介し、燃料ポンプ６の平均駆動電圧を制御して、
吐出量を制御する。ここにおいて、燃料ポンプ６の吐出
量が所定値以上で、かつ燃料噴射弁３の噴射量が所定値
以下の条件にて、ダイアフラム偏位センサ17により検出
されるリターン量（ダイアフラム偏位）Ｖ_PRが所定値以
下のときに、異常と判定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の燃料リターン量低減型の燃料供給装置における自己診断 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、内燃機関の燃料供給装置として、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ により圧送して機関吸気系に設けられた燃料噴射弁に供給する一方、燃料ポンプ と燃料噴射弁との間の燃料供給通路に該通路内の燃料圧力が設定値以上のときに 開弁して余剰燃料を燃料タンクに戻す燃料圧力調整器（プレッシャレギュレータ ）を備えるものがある。

【０００３】 また、燃料タンクから発生する蒸発燃料の排出量を規制する対策として、該蒸 発燃料を一時的にキャニスタに吸着させ、該吸着燃料を所定の機関運転条件でパ ージ用空気と共に吸気通路のスロットル弁下流の吸入負圧により機関に吸入させ て燃焼させる蒸発燃料処理装置が既に採用されている。 しかし、燃料タンク内で発生する蒸発燃料の量が多くなると、この蒸発燃料を 機関に吸入させることにより、空燃比のズレが大きくなり、空燃比を精度良く制 御するためには、蒸発燃料の吸入量を検出して燃料噴射量を補正するなどの必要 があり、各種のセンサ等が必要となってしまう。

【０００４】 そこで、蒸発燃料そのものの発生を抑えることが考えられた。すなわち、燃料 タンクから燃料ポンプにより圧送された後、燃料圧力調整器から燃料タンクへ戻 る燃料の循環により、機関の熱で燃料が暖められて燃料タンクに戻ることになり 、全く循環しない場合に対し、約５〜10℃のタンク内燃料温度の上昇を招いて、 これが蒸発燃料の主要な発生原因となっていることから、燃料のリターン量を低 減することが考えられた。

【０００５】 燃料リターン量低減型の燃料供給装置としては、実開昭６１−１９８５６９号 公報に示されているように、燃料圧力調整器から燃料タンクに戻される燃料のリ ターン量を検出するリターン量検出手段と、該検出手段からの信号に基づいてリ ターン量が一定となるように燃料ポンプの吐出量を制御する燃料ポンプ吐出量制 御手段とを設けて、リターン量を必要最小限に抑えるものがある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような燃料リターン量低減型の燃料供給装置にあっては、 リターン量を必要最小限すべく、燃料ポンプの吐出量も少なめにしているため、 リターン量検出手段等が故障すると、吐出量が完全に不足して、燃料の供給がな されなくなるなどの不都合を生じるため、故障をいち早く検出して対処す必要が ある。

【０００７】 本考案は、このような実情に鑑み、リターン量低減型の燃料供給装置の異常を 速やかに検出するための自己診断装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより圧送して機関吸 気系に設けられた燃料噴射弁に供給する一方、燃料ポンプと燃料噴射弁との間の 燃料供給通路に該通路内の燃料圧力が設定値以上のときに開弁して余剰燃料を燃 料タンクに戻す燃料圧力調整器を備える内燃機関の燃料供給装置であって、図１ に示すように、燃料圧力調整器から燃料タンクに戻される燃料のリターン量を検 出するリターン量検出手段と、該検出手段からの信号に基づいてリターン量が一 定となるように燃料ポンプの吐出量を制御する燃料ポンプ吐出量制御手段とを設 けてなるものにおいて、燃料ポンプの吐出量が所定値以上で、かつ燃料噴射弁の 噴射量が所定値以下の条件にて、前記リターン量検出手段により検出されるリタ ーン量が所定値以下のときに、異常と判定する異常判定手段を設けて、内燃機関 の燃料供給装置の自己診断装置を構成したものである。

【０００９】

【作用】

すなわち、燃料ポンプの吐出量が所定値以上のときに、燃料噴射弁の噴射量が 所定値以下であれば、余剰燃料が多く、燃料タンクへのリターン量が所定値を超 えるはずである。従って、かかる条件において、リターン量検出手段により検出 されるリターン量が所定値以下のときは、自己診断により、異常と判定するので ある。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を説明する。 図２はシステム構成を示している。 スロットル弁１下流の吸気管２のマニホールド部分に気筒毎に電磁式の燃料噴 射弁３が設けられている。この燃料噴射弁３はマイクロコンピュータ内蔵のコン トロールユニット４から機関回転に同期して所定のタイミングで出力される噴射 パルス信号によりそのパルス幅に対応した時間開弁して、燃料を噴射供給する。 燃料噴射量の制御は、コントロールユニット４により、吸入空気流量、機関回転 数等の機関運転条件に応じて噴射パルス信号のパルス幅を制御することにより行 われる。

【００１１】 燃料噴射弁３への燃料供給系について説明すると、燃料タンク５内の燃料を電 動式の燃料ポンプ６により吸入・吐出し、燃料供給通路７を通じて燃料噴射弁３ に供給する。そして、燃料噴射弁３近傍の燃料供給通路７に、該通路７内の燃料 圧力（詳しくは燃料圧力と基準圧力との差圧）が設定値以上のときに開弁して余 剰燃料をリターン通路８により燃料タンク４に戻す燃料圧力調整器（プレッシャ レギュレータ）９が設けられている。

【００１２】 燃料圧力調整器９について詳しく説明すると、ダイアフラム10により画成され る一方の室（燃料圧力室）11を連通路12により燃料噴射弁３近傍の燃料供給通路 ７と連通させ、他方の室（基準圧力室）13を連通路14により基準圧力として燃料 噴射弁３により噴射がなされる吸気管２内の圧力を導くため吸気管２と連通させ ている。

【００１３】 そして、燃料圧力室11内にリターン通路８の開口端８ａを配置して、ダイアフ ラム10に固定した弁体15により開閉されるようにしてある。一方、基準圧力室13 内にはダイアフラム10に作用して弁体15をリターン通路８閉止方向に付勢するス プリング16を収納してある。 従って、燃料圧力室11に導かれる燃料圧力と基準圧力室13に導かれる基準圧力 との差圧が設定値（スプリング16により定まる値）未満のときは、スプリング16 の作用力によってダイアフラム10及び弁体15が押されてリターン通路８の開口端 ８ａを閉止し、燃料圧力と基準圧力との差圧が設定値以上になると、ダイアフラ ム10と共に弁体15が浮上してリターン通路８の開口端８ａを開放することにより 、燃料圧力室11から余剰燃料がリターン通路８により燃料タンク５に戻される。 これにより、燃料圧力と基準圧力との差圧が設定値に調整されて、噴射圧力が一 定となる。

【００１４】 ここにおいて、リターン量検出手段として、燃料圧力調整器９のダイアフラム 10の偏位を検出するダイアフラム偏位センサ17が設けられていて、その信号Ｖ_PR がコントロールユニット４に入力されている。尚、ダイアフラム偏位センサ17と しては、圧電式、ポテンショメータ式等のいずれでもよい。 また、燃料ポンプ６は、内蔵の電動モータにより駆動されるものであるが、コ ントロールユニット４からの信号により燃料ポンプ駆動回路18を介しポンプ駆動 電圧（モータ駆動電圧）が制御されて、吐出量が制御される。

【００１５】 すなわち、燃料ポンプ６への電源電圧Ｖ_B による通電回路のアース側にスイッ チング用トランジスタ19が介装されていて、そのベース端子にＨレベルの信号を 送ることにより、トランジスタ19が導通して、燃料ポンプ６に通電されるのであ るが、コントロールユニット４からトランジスタ19のベース端子にデューティパ ルス信号（例えば20kHz の一定周期Ｔで出力され、パルス幅（Ｈレベル時間）Ｔ _FP が可変のパルス信号）を送り、その際のパルス幅Ｔ_FPを変化させる。パルス幅 Ｔ_FPを例えば減少させれば、トランジスタ19のＯＮ時間割合が減少し、燃料ポン プ６の平均駆動電圧が低下して、吐出量が減少する。逆にパルス幅Ｔ_FPを増大さ せれば、吐出量が増大する コントロールユニット４による燃料ポンプ６の吐出量制御は図３のフローチャ ートに示す燃料ポンプ制御ルーチンに従って行われる。本ルーチンが燃料ポンプ 吐出量制御手段に相当する。

【００１６】 ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、燃料タンク５へのリ ターン量の検出のため、燃料圧力調整器９に取付けたダイアフラム偏位センサ17 からの信号（ダイアフラム偏位量）Ｖ_PRを読込む。 ステップ２では、検出されたダイアフラム偏位量Ｖ_PRを所定値と比較する。 Ｖ_PR＜所定値の場合は、リターン量小であり、ステップ３へ進んで、燃料ポン プ駆動用のデューティパルス信号のパルス幅Ｔ_FPを前回値に対し微小量ΔＩ増大 させる。

【００１７】 Ｖ_PR＞所定値の場合は、リターン量大であり、ステップ４へ進んで、燃料ポン プ駆動用のデューティパルス信号のパルス幅Ｔ_FPを前回値に対し微小量ΔＩ減少 させる。 最後のステップ５では、設定されたパルス幅Ｔ_FPのデューティパルス信号を出 力する（ＰＷＭ出力）。

【００１８】 これにより、燃料タンク５へのリターン量が一定となるように、トランジスタ 19のＯＮ時間割合が制御されて、燃料ポンプ６の平均駆動電圧が制御されること により、燃料ポンプ６の吐出量が制御される。 このようにして、燃料タンク５へのリターン量が一定の小さな値に抑えられ、 燃料タンク５内での燃料温度の上昇を抑えて、蒸発燃料の発生を抑えることがで きる。

【００１９】 コントロールユニット４による自己診断は図４のフローチャートに示す自己診 断ルーチンに従って行われる。本ルーチンが異常判定手段に相当する。 ステップ11では、燃料ポンプ６の吐出量が所定値以上であるか否か、すなわち 、燃料ポンプ駆動用のデューティパルス信号のパルス幅Ｔ_FPが所定値以上である か否かを判定し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ12へ進む。

【００２０】 ステップ12では、燃料噴射弁３の噴射量が所定値以下であるか否か、すなわち 、噴射パルス信号のパルス幅Ｔｉが所定値以下か否かを判定し、ＹＥＳの場合の み次のステップ13へ進む。 ステップ13では、リターン量検出手段により検出されるリターン量が所定値以 下か否か、すなわち、ダイアフラム偏位センサ17からの信号（ダイアフラム偏位 量）Ｖ_PRが所定値以下か否かを判定し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ14へ進む 。

【００２１】 ステップ14では、ステップ11〜13の判定結果が全てＹＥＳの状態で所定時間経 過したか否かを判定し、ＹＥＳの場合のみ次のステップ15へ進む。 ステップ15では、Ｔ_FPが所定値以上で、かつＴｉが所定値以下の条件で、Ｖ_PR が所定値以下の状態が所定時間続いたため、異常検出フラグをセットする。 すなわち、燃料ポンプ６の吐出量が所定値以上のときに、燃料噴射弁３の噴射 量が所定値以下であれば、余剰燃料が多く、燃料タンク５へのリターン量が所定 値を超えるはずである。従って、かかる条件において、リターン量が所定値以下 のときは、自己診断により、異常と判定するのである。

【００２２】 尚、本実施例においては、リターン量検出手段として、燃料圧力調整器９に取 付けたダイアフラム偏位センサ17を用いたが、リターン通路８に流量計を設ける などしてリターン量を直接検出するようにしてもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、燃料リターン量低減型の燃料供給装置に おいて、リターン量検出手段等の故障を自己診断して、安全性を向上することが できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の構成を示す機能ブロック図

【図２】 本考案の一実施例を示すシステム図

【図３】 燃料ポンプ制御のフローチャート

【図４】 自己診断のフローチャート

【符号の説明】

２ 吸気管 ３ 燃料噴射弁 ４ コントロールユニット ５ 燃料タンク ６ 燃料ポンプ ７ 燃料供給通路 ８ リターン通路 ９ 燃料圧力調整器（プレッシャレギュレータ） 10 ダイアフラム 11 燃料圧力室 13 基準圧力室 15 弁体 16 スプリング 17 ダイアフラム偏位センサ 18 燃料ポンプ駆動回路 19 トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより圧
   送して機関吸気系に設けられた燃料噴射弁に供給する一
   方、燃料ポンプと燃料噴射弁との間の燃料供給通路に該
   通路内の燃料圧力が設定値以上のときに開弁して余剰燃
   料を燃料タンクに戻す燃料圧力調整器を備える内燃機関
   の燃料供給装置であって、 燃料圧力調整器から燃料タンクに戻される燃料のリター
   ン量を検出するリターン量検出手段と、該検出手段から
   の信号に基づいてリターン量が一定となるように燃料ポ
   ンプの吐出量を制御する燃料ポンプ吐出量制御手段とを
   設けてなるものにおいて、 燃料ポンプの吐出量が所定値以上で、かつ燃料噴射弁の
   噴射量が所定値以下の条件にて、前記リターン量検出手
   段により検出されるリターン量が所定値以下のときに、
   異常と判定する異常判定手段を設けたことを特徴とする
   内燃機関の燃料供給装置の自己診断装置。