本發(fā)明涉及一種燃料泵的控制裝置,特別涉及一種柱塞式燃料泵的控制裝置,所述柱塞式燃料泵以馬達作為驅動源使柱塞往復運動,將加壓到規(guī)定壓力的燃料供應到發(fā)動機的噴射器。
背景技術:
過去以改善排氣特性、降低油耗等為目的,對發(fā)動機的燃料供應實現(xiàn)電子控制化的燃料噴射裝置得到普及,其對象不僅涉及四輪車,還涉及各種兩輪車及發(fā)電機等。這種燃料噴射裝置的結構如下,利用燃料泵抽取燃料箱內(nèi)的燃料并將其加壓到規(guī)定壓力,將加壓后的燃料供應到發(fā)動機進氣管上所設置的噴射器,以與發(fā)動機的燃燒循環(huán)同步的方式對噴射器進行開閉控制,向進氣管內(nèi)噴射燃料。
作為這種燃料泵,一種摩擦式燃料泵得到普及,所述摩擦式燃料泵通過在外殼內(nèi)使葉輪旋轉而使外周所設置的葉片槽前后產(chǎn)生的壓力差連續(xù)增加,從而對燃料進行加壓。然而,用于例如兩輪車及發(fā)電機等的排氣量相對較小的發(fā)動機中,要求燃料泵本身也實現(xiàn)小型化,并且還要求減少泵驅動所需的消耗功率,因此可能采用具有適用于這些條件的特性的柱塞式燃料泵。
這種柱塞式燃料泵的結構如下,在缸內(nèi)以可滑動方式配設柱塞,用復位彈簧向一個方向施加作用力后,利用電磁線圈向相反方向驅動柱塞。柱塞根據(jù)電磁線圈的周期性勵磁而進行往復運動,隨之燃料在缸內(nèi)被加壓而間斷吐出。然而,柱塞式燃料泵產(chǎn)生的運行聲音是因其結構上柱塞往復運動而產(chǎn)生的間斷聲音,而且在兩輪車等很多情況下燃料泵作為外置型而設置在燃料箱外,因而運行聲音會擴散到周圍而不被遮蔽。因此,過去的柱塞式燃料泵在噪音方面有改善的余地。
因此,例如專利文獻1所示的柱塞式燃料泵中,在電磁線圈勵磁中止導致柱塞因復位彈簧的作用力向一個方向復原的期間中,通過緩沖電路使電磁線圈的激振力衰減,如此使柱塞向一個方向復原時的移動速度降低,從而實現(xiàn)降噪。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2004-162573號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術問題
然而,專利文獻1的技術所產(chǎn)生的降噪效果通過使電磁線圈的激振力衰減而獲得,必然不是可應用于馬達等其他驅動源的對策。因此,以馬達作為驅動源的柱塞式燃料泵中依然存在噪音問題,特別是在發(fā)動機聲音降低的怠速運轉時燃料泵的運行聲音明顯。
例如,將這種燃料泵運用于兩輪車時,在發(fā)動機聲音升高的車輛行駛過程中燃料泵的運行聲音混入發(fā)動機聲音中,因此駕駛員不會注意到該運行聲音,在因等待信號燈等原因而停車的過程中怠速運轉使發(fā)動機聲音降低,駕駛員會認為燃料泵的運行聲音是噪音。因此,從過去開始便要求對將馬達作為驅動源的柱塞式燃料泵采取噪音對策。
本發(fā)明為解決這些問題開發(fā)而成,其目的在于提供一種燃料泵的控制裝置,所述燃料泵的控制裝置能夠降低以馬達作為驅動源的柱塞式燃料泵所產(chǎn)生的運行聲音。
解決技術問題所采用的技術方案
為達成所述目的,本發(fā)明的燃料泵的控制裝置的特征在于,具備:柱塞式燃料泵,所述柱塞式燃料泵作為設置在燃料箱外的外置型而構成,通過驅動馬達使柱塞往復運動而將加壓到規(guī)定壓力的燃料供應到發(fā)動機的噴射器;運轉區(qū)域檢測單元,所述運轉區(qū)域檢測單元檢測發(fā)動機的運轉區(qū)域;存儲單元,所述存儲單元存儲在發(fā)動機的每個運轉區(qū)域應供應到燃料泵的馬達的驅動電流的目標值,并針對怠速區(qū)域存儲與其他運轉區(qū)域相比被設定在低電流側的第一噪音對策目標值;以及泵控制單元,所述泵控制單元根據(jù)存儲單元所存儲的驅動電流的目標值對供應到燃料泵的馬達的驅動電流進行控制而使燃料泵運行,通過運轉區(qū)域檢測單元檢測到發(fā)動機的怠速區(qū)域時,根據(jù)第一噪音對策目標值對驅動電流進行控制而抑制燃料泵的運行速度。
根據(jù)如此構成的燃料泵的控制裝置,在發(fā)動機運轉過程中根據(jù)存儲單元所存儲的驅動電流的目標值,與運轉區(qū)域對應地對供應到燃料泵的馬達的驅動電流進行控制,特別是在怠速區(qū)域中通過基于第一噪音對策目標值的控制對燃料泵的運行速度進行抑制。結果只在燃料泵的運行聲音明顯的怠速運轉時使驅動電流的目標值降低而對燃料泵的運行聲音進行抑制,因此可有效采取噪音對策而完全不會對發(fā)動機運轉造成影響,并且可避免驅動電流供應過剩而導致產(chǎn)生無用的馬達驅動,從而可減少功率消耗。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,存儲單元存儲為進行在發(fā)動機的啟動操作前使供應到噴射器的燃壓恢復到規(guī)定壓力的預備燃壓控制而被設定在低電流側的第二噪音對策目標值,泵控制單元在發(fā)動機的點火開關進行導通(ON)操作時,作為預備燃壓控制,根據(jù)第二噪音對策目標值對供應到馬達的驅動電流進行控制,使燃料泵在預先設定的升壓時間中持續(xù)運行。
如此構成時,在發(fā)動機的啟動操作前通過預備燃壓控制使燃料泵運行而使供應到噴射器的燃壓恢復,此時通過基于第二噪音對策目標值的驅動電流的控制對燃料泵的運行速度進行抑制。由于處于曲柄轉動開始前,因而燃料泵的運行聲音最明顯,但是對燃料泵的運行速度及運行聲音進行抑制,因此可防患未然駕駛員注意到噪音的情況。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,泵控制單元在預備燃壓控制后作為發(fā)動機的啟動操作而執(zhí)行的曲柄轉動過程中,根據(jù)第二噪音對策目標值對供應到馬達的驅動電流進行控制。
如此構成時,在預備燃壓控制后的曲柄轉動過程中,通過基于第二噪音對策目標值的驅動電流的控制對燃料泵的運行速度進行抑制,隨之對燃料泵的運行聲音進行抑制。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,存儲單元存儲占空比作為應供應到馬達的驅動電流的目標值,泵控制單元根據(jù)存儲單元所存儲的占空比對供應到馬達的驅動電流進行控制。
如此構成時,根據(jù)占空比向馬達供應驅動電流并進行驅動,因而可輕易地對馬達旋轉進行控制,并且驅動馬達時的功率損耗較少,因而可進一步減少功率消耗。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,還具有:溫度檢測單元,所述溫度檢測單元檢測燃料泵的溫度;以及補正單元,所述補正單元在通過溫度檢測單元檢測的燃料泵的溫度處于低溫側時,將存儲單元所存儲的第一噪音對策目標值補正到高電流側,燃料泵通過驅動馬達以與柱塞往復運動同步的方式使隔膜振動,用柱塞對由隔膜送出的燃料進行加壓并將其供應到噴射器,泵控制單元在發(fā)動機處于怠速區(qū)域時根據(jù)補正單元進行補正后的第一噪音對策目標值對供應到馬達的驅動電流進行控制。
如此構成時,雖然燃料泵的溫度處于低溫側時隔膜硬化而妨礙柱塞的往復運動,但此時第一噪音對策目標值被補正到高電流側,因此可對怠速運轉時隔膜硬化所引起的燃料泵吐出量的降低進行補償。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,補正單元在燃料泵的溫度處于低溫側時將第二噪音對策目標值與第一噪音對策目標值一起補正到高電流側,泵控制單元根據(jù)進行預備燃壓控制時補正單元進行補正后的第二噪音對策目標值對供應到馬達的驅動電流進行控制。
如此構成時,除第一噪音對策目標值外,第二噪音對策目標值也被補正到高電流側,因此可對進行預備燃壓控制時隔膜硬化所引起的燃料泵吐出量的降低進行補償。
作為其他方式,優(yōu)選為采用如下結構,補正單元在通過溫度檢測單元檢測到的燃料泵的溫度處于低溫側時將預備燃壓控制的升壓時間補正到增加側,泵控制單元根據(jù)補正單元進行補正后的升壓時間執(zhí)行預備燃壓控制。
如此構成時,雖然燃料溫度越低且粘性越高時,即便使燃料泵運行,燃壓也越難以上升,但此時升壓時間被補正到增加側,因此在預備燃料控制結束的時間點,燃壓可靠恢復。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠降低以馬達作為驅動源的柱塞式燃料泵所產(chǎn)生的運行聲音。
附圖說明
圖1是示出實施方式的燃料泵的控制裝置的系統(tǒng)結構圖。
圖2是示出燃料泵的詳細結構的剖面圖。
圖3是示出ECU執(zhí)行的燃料泵控制例程的流程圖。
圖4是示出從發(fā)動機啟動到跳轉至正常運轉的控制狀況的時序圖。
圖5是示出根據(jù)冷卻水溫設定補正系數(shù)的控制映射的說明圖。
具體實施方式
以下對將本發(fā)明具體化為兩輪車所搭載的發(fā)動機用燃料泵的控制裝置的一實施方式進行說明。
圖1是示出本實施方式的燃料泵的控制裝置的系統(tǒng)結構圖。
本實施方式的發(fā)動機1作為排氣量50cc的四沖程單缸汽油發(fā)動機構成,作為行駛用動力源被搭載到兩輪車上。但是,關于發(fā)動機1的規(guī)格,并不限定于此,可任意更改。但是,關于發(fā)動機1的規(guī)格,并不限定于此,可任意更改。
發(fā)動機1的缸體2上所形成的缸3內(nèi)以可滑動方式配設活塞4,活塞4經(jīng)由連桿5與曲柄軸6連接,曲柄軸6與活塞4的往復運動聯(lián)動而旋轉。曲柄軸6的后端(圖中未顯示的變速機側)安裝有飛輪7,飛輪7的外周上的規(guī)定位置形成有用于檢測曲柄角的磁阻轉子7a。
缸體2上固定的缸頭9形成有進氣口9a及排氣口9b,并且以使前端靠近缸內(nèi)的姿態(tài)配設有火花塞10。與進氣口9a連接的進氣通路11自上游側起設有:空氣濾清器12;節(jié)流閥13,所述節(jié)流閥13根據(jù)駕駛員的節(jié)流閥操作而開閉;旁通通路15,所述旁通通路15具有ISCV(怠速控制閥)14;以及噴射器16,噴射器16向進氣口9a噴射燃料。此外與排氣口9b連接的排氣通路17設有:三效催化劑18,所述三效催化劑18用于凈化排氣;以及消音器,所述消音器未顯示在圖中。
進氣口9a配設有進氣門20,排氣口9b配設有排氣門21。這些進排氣門20、21利用氣門彈簧22向閉閥側施加作用力,并且利用缸頭9上與曲柄軸6同步地被旋轉驅動的進氣凸輪軸23及排氣凸輪軸24而被開閥。如此在與活塞4的往復運動同步的規(guī)定時刻,進氣門20及排氣門21進行開閉,由進氣、壓縮、膨脹、排氣的4個沖程組成的發(fā)動機1的燃燒循環(huán)每隔曲柄角720℃A而反復執(zhí)行。
所述噴射器16由燃料泵26供應燃料箱25內(nèi)所儲存的燃料(汽油)。本實施方式的燃料泵26為柱塞式燃料泵的一種,其結構及運行狀態(tài)將在后面進行介紹,通過將隔膜與柱塞一起使用可以對噴射器16運行所需的規(guī)定壓力(例如300MPa左右)的燃料加壓并進行供應。燃料泵26與噴射器16形成一體,經(jīng)由供油軟管27及回油軟管28分別與燃料箱25連接。
燃料泵26運行后,燃料箱25內(nèi)的燃料經(jīng)由供油軟管27被引導至燃料泵26內(nèi)并被加壓到規(guī)定壓力,加壓后的燃料被供應到噴射器16,剩余燃料經(jīng)由回油軟管28被回收到燃料箱25。如此噴射器16始終有規(guī)定壓力的燃料供應,根據(jù)噴射器16的開閥以規(guī)定的噴射時期及噴射量向進氣口9a噴射燃料。
發(fā)動機1的運轉過程中,進氣沖程中利用伴隨活塞4的下降而產(chǎn)生的負壓經(jīng)由空氣濾清器12向進氣通路11內(nèi)吸入外部氣體,吸入空氣根據(jù)節(jié)流閥13的開度進行流量調(diào)節(jié)后,一邊與來自噴射器16的噴射燃料混合,一邊在進氣門20的開閥過程中流入發(fā)動機1的缸內(nèi)。經(jīng)過后續(xù)壓縮沖程的壓縮,混合氣在壓縮上死點的附近利用火花塞10點火,在膨脹沖程中燃燒而經(jīng)由活塞4向曲柄軸6賦予旋轉力。后續(xù)排氣沖程中,燃燒后的排氣在排氣門21的開閥過程中由缸內(nèi)排出,一邊在排氣通路17中流通,一邊經(jīng)過三效催化劑18及消音器向外部排出。
以上發(fā)動機1的燃燒循環(huán)根據(jù)ECU31(發(fā)動機控制單元)的控制而執(zhí)行。因此,ECU31的輸入側連接有如下各種傳感器類:電磁拾音器32,所述電磁拾音器32與所述飛輪7相對配置而輸出與磁阻轉子7a同步的信號;節(jié)流閥傳感器33,所述節(jié)流閥傳感器33檢測節(jié)流閥13的開度;氧傳感器34,所述氧傳感器34配設在排氣通路17上,根據(jù)以理想配比值(理論空燃比)為中心的排氣空燃比的變動使輸出呈階梯狀變動;以及水溫傳感器35(溫度檢測單元)等,所述水溫傳感器35檢測發(fā)動機1的冷卻水溫Tw。此外,ECU31的輸出側連接有如下各種器件類:所述ISCV14;噴射器16;燃料泵26;以及點火器36等,所述點火器36驅動火花塞10。
ECU31根據(jù)這些傳感器信息,執(zhí)行如下各種控制來運轉發(fā)動機1:燃料噴射控制,所述燃料噴射控制用于驅動噴射器16;點火時期控制,所述點火時期控制用于驅動火花塞10;以及泵控制等,所述泵控制用于驅動燃料泵26。
例如ECU31作為燃料噴射控制,根據(jù)由電磁拾音器32的信號算出的發(fā)動機旋轉速度Ne及由節(jié)流閥傳感器33檢測出的節(jié)流閥開度θth等決定目標燃料噴射量,在進氣沖程的規(guī)定時刻驅動噴射器16來執(zhí)行燃料噴射。
此外ECU31作為點火時期控制,根據(jù)發(fā)動機旋轉速度Ne及節(jié)流閥開度θth等決定目標點火時期,而另一方面,對電磁拾音器32的信號進行波形整形來生成與磁阻轉子7a(換言之即曲柄角)同步的矩形波狀的曲柄角信號。而且,根據(jù)曲柄角信號確定與目標點火時期對應的時刻,驅動點火器36而使火花塞10點火。
此外ECU31作為泵控制,在發(fā)動機1的運轉過程中驅動燃料泵26而將加壓到規(guī)定壓力的燃料供應到噴射器16。
然而,本實施方式的燃料泵26具有柱塞式燃料泵的結構,因此與[發(fā)明要解決的技術問題]所介紹的過去的柱塞式燃料泵同樣需要采取噪音對策。因此本實施方式中,通過根據(jù)發(fā)動機1的運轉狀態(tài)等諸條件對燃料泵26的驅動源即DC馬達42(如圖2所示)的旋轉速度進行可變控制,而實現(xiàn)燃料泵26的降噪。運用占空比作為DC馬達42的驅動電流的目標值,根據(jù)該目標占空比驅動DC馬達42。其詳細內(nèi)容將在后面進行介紹,但在此之前首先對燃料泵26的結構進行說明。
圖2是示出燃料泵26的詳細結構的剖面圖。
燃料泵26的殼體由馬達殼體41a、泵殼體41b及調(diào)節(jié)器殼體41c構成,用圖中未顯示的螺栓相互結合。馬達殼體41a內(nèi)作為燃料泵26的驅動源收納有DC馬達42(虛線所示),DC馬達42的輸出軸42a上固定有凸輪43,在框狀的凸輪支撐構件44中凸輪43與輸出軸42a一起旋轉。凸輪支撐構件44的前端部(圖中的左側)從泵殼體41b側嵌合固定有固定構件45,凸輪支撐構件44與固定構件45之間夾持有隔膜46的中心部。隔膜46的外周部被夾持在馬達殼體41a與泵殼體41b之間,在隔膜46的泵殼體41b側劃定出隔膜室47。
調(diào)節(jié)器殼體41c形成有一對連接部48、49,這些連接部48、49分別連接有來自所述燃料箱25的供油軟管27及回油軟管28。供油軟管27側的連接部48經(jīng)由泵殼體41b所形成的供油通路50與隔膜室47內(nèi)連通,供油通路50設有限制燃料從隔膜室47內(nèi)流出的逆止閥51。此外,回油軟管28側的連接部49經(jīng)由泵殼體41b所形成的回油通路52與隔膜室47內(nèi)連通,回油通路52設有限制燃料流入隔膜室47內(nèi)的逆止閥53。
因此,凸輪43與DC馬達42的輸出軸42a一起旋轉后,該旋轉運動通過凸輪支撐構件44被轉換為向圖中左右方向的直線運動(以下將該方向稱為軸線L方向)。該直線運動被傳遞到隔膜46,結果隔膜46沿軸線L方向在圖中的右方(以下稱為吸入側)與左方(以下稱為吐出側)之間交替振動。而且,隔膜46向吸入側振動時,來自燃料箱25的燃料經(jīng)過供油軟管27及供油通路50流入隔膜室47內(nèi)。此外隔膜46向吐出側振動時,隔膜室47內(nèi)的燃料經(jīng)過回油通路52及回油軟管28被回收到燃料箱25側,這種燃料輸送在隔膜46的每次振動中反復執(zhí)行。
泵殼體41b以與隔膜室47相連的方式沿軸線L嵌合固定有套筒55,套筒55內(nèi)沿軸線L以可滑動的方式配設有柱塞56,而劃定出加壓室57。柱塞56連接有固定構件45的一端,柱塞56與固定構件45一起在吸入側與吐出側之間往復運動。結果柱塞56的往復運動與隔膜46的振動同步。
柱塞56的隔膜室47側以連通內(nèi)外的方式形成有吸入口56a,柱塞56的加壓室57側設有限制燃料向柱塞56內(nèi)逆流的逆止閥58。在柱塞56向吸入側移動而到達沖程端的位置,吸入口56a向隔膜室47內(nèi)露出,隔膜室47內(nèi)的部分燃料經(jīng)過吸入口56a流入柱塞56內(nèi),進而一邊使逆止閥58開閥,一邊流入加壓室57內(nèi)。流入加壓室57內(nèi)的該燃料隨著其后柱塞56向吐出側移動而被加壓,這種燃料的加壓在柱塞56的每次往復運動中反復執(zhí)行。
泵殼體41b以與加壓室57連通的方式形成有吐出室59,加壓室57與吐出室59之間設有限制燃料向加壓室57側逆流的逆止閥60。吐出室59與調(diào)節(jié)器殼體41c所形成的調(diào)節(jié)器室62連通,調(diào)節(jié)器室62內(nèi)配設有閥體63。閥體63呈沿軸線L的筒狀,在泵殼體41b側形成有凸緣部63a,閥體63從調(diào)節(jié)器殼體41c側嵌入環(huán)狀的護圈64。
閥體63的凸緣部63a與護圈64之間夾持有隔膜65的中心部,隔膜65的外周部被夾持在泵殼體41b與調(diào)節(jié)器殼體41c之間。如此隔膜65的泵殼體41b側劃定出壓力調(diào)節(jié)室66,調(diào)節(jié)器殼體41c側劃定出減壓室67。壓力調(diào)節(jié)室66經(jīng)由噴射器通路68與所述噴射器16(如圖1所示)連接,另一方面,減壓室67經(jīng)由減壓通路69與所述回油軟管28側的連接部49連接。
護圈64及閥體63通過調(diào)節(jié)器室62內(nèi)所配設的減壓彈簧70向泵殼體41b側施加作用力,閥體63的凸緣部63a與泵殼體41b側抵接而劃分出壓力調(diào)節(jié)室66與吐出室59。閥體63沿軸線L貫穿設有減壓孔63b,該減壓孔63b內(nèi)設有限制燃料從壓力調(diào)節(jié)室66側向減壓室67側流出的逆止閥71。調(diào)節(jié)器殼體41c沿軸線L從外部螺合有調(diào)節(jié)螺栓72,調(diào)節(jié)螺栓72的前端被插入閥體63的減壓孔63b內(nèi)而與逆止閥71相對。雖然圖中并未顯示,但減壓孔63b的內(nèi)周與調(diào)節(jié)螺栓72的前端的外周之間形成有間隙,逆止閥71開閥時燃料從壓力調(diào)節(jié)室66側向減壓室67側排出。
接著,對如上構成的燃料泵26的運行狀態(tài)進行說明。
隨著通過驅動DC馬達42而使凸輪43旋轉,隔膜46的振動與柱塞56的往復運動同步進行。隔膜46向吸入側振動后,來自燃料箱25的燃料經(jīng)過供油軟管27及供油通路50流入隔膜室47內(nèi)。此時柱塞56的吸入口56a向隔膜室47內(nèi)露出,因此隔膜室47內(nèi)的部分燃料經(jīng)過吸入口56a流入柱塞56內(nèi),進而一邊使逆止閥58開閥,一邊流入加壓室57內(nèi)。即,通過隔膜46向吸入側振動,實質上燃料從隔膜室47側向加壓室57側送出。
其后柱塞56向吐出側移動后,加壓室57內(nèi)的燃料被加壓,并且隨著隔膜46向吐出側振動,隔膜室47內(nèi)的剩余燃料經(jīng)過回油通路52及回油軟管28被回收到燃料箱25側。通過加壓室57內(nèi)的燃料加壓,逆止閥60被開閥,加壓后的燃料被輸送到吐出室59,通過吐出室59內(nèi)的燃料壓力(以下稱為燃壓)上升,一邊使減壓彈簧70彎曲,一邊閥體63向調(diào)節(jié)器殼體41c側移動,吐出室59的燃料被輸送到壓力調(diào)節(jié)室66內(nèi)。
而且,通過閥體63向調(diào)節(jié)器殼體41c側移動,內(nèi)部的逆止閥71被按壓到調(diào)節(jié)螺栓72的前端而開閥。因此,壓力調(diào)節(jié)室66內(nèi)的燃料經(jīng)過閥體63的減壓孔63b向減壓室67側排出,進而經(jīng)過減壓通路69與來自隔膜室47的剩余燃料一起被回收到燃料箱25側。結果壓力調(diào)節(jié)室66內(nèi)的燃壓與減壓彈簧70的作用力對應地被保持在規(guī)定的設定壓力。而且,如此被調(diào)節(jié)為設定壓力的燃料經(jīng)過噴射器通路68被供應到噴射器16,隨著噴射器16的開閥,向發(fā)動機1的進氣口9a噴射燃料。
根據(jù)關于燃料泵26的運行狀態(tài)的上述說明可明確得知,在使柱塞56往復運動而對燃料進行加壓的方面,與過去的柱塞式燃料泵并無不同,故此需要采取噪音對策。
然后,對為了采取這種噪音對策、ECU31作為泵控制所執(zhí)行的處理進行介紹。
圖3是示出ECU31執(zhí)行的燃料泵控制例程的流程圖,圖4是示出從發(fā)動機啟動到跳轉至正常運轉的控制狀況的時序圖。
在對ECU31的處理進行具體說明前,根據(jù)圖4的時序圖,對從發(fā)動機1啟動操作到跳轉至發(fā)動機1正常運轉的利用ECU31執(zhí)行的泵控制的概要進行說明。
利用ECU31執(zhí)行的燃料泵26的控制模式可大致分為以下模式:啟動模式,所述啟動模式用于啟動發(fā)動機1;以及運轉模式,所述運轉模式在啟動完成后用于使發(fā)動機1繼續(xù)運轉。啟動模式作為使發(fā)動機1停止過程中降低的燃壓恢復的預備燃壓控制,按以下步驟執(zhí)行:使燃料泵26運行后,為根據(jù)曲柄轉動來啟動發(fā)動機1,而再次使燃料泵26運行。如后述所示,該啟動模式中的燃料泵26通過使供應到DC馬達42的驅動電流的占空比降低,從而盡可能地抑制運行速度,如此可降低燃料泵26的運行聲音。
發(fā)動機1啟動完成后,從啟動模式跳轉至運轉模式,繼續(xù)燃料泵26的運行。如后述所示,該運轉模式下,在燃料泵26的運行聲音明顯的發(fā)動機1的怠速運轉過程中,占空比降低導致燃料泵26的運行速度被抑制,從而可降低運行聲音。
對車輛的點火開關進行導通(ON)操作而接通ECU31的電源后,ECU31以規(guī)定的控制間隔開始執(zhí)行圖3的例程。首先,步驟S2執(zhí)行燃料泵26的失敗判定,接著步驟S4算出啟動模式用的DC馬達42的目標占空比。為進行該算出處理,ECU31事先存儲用于算出啟動模式用及運轉模式用的目標占空比的控制映射(存儲單元)。
啟動模式用的目標占空比通過根據(jù)與從控制映射中讀取的冷卻水溫Tw及電池電壓Vbtt對應的補正系數(shù)對預先設定的啟動用的基礎值(第二噪音對策目標值)進行補正而被算出(補正單元)。目標占空比的基礎值在確保發(fā)動機啟動所要求的燃料泵26的吐出量的前提下,盡可能地被設定為低值。具體而言,對發(fā)動機啟動過程中噴射器16的燃料噴射量加上規(guī)定的富余量而得到的值被設定為基礎值,將該基礎值乘以冷卻水溫Tw及電池電壓Vbtt的補正系數(shù)來求出目標占空比。
電池電壓Vbtt的補正系數(shù)眾所周知用于對電壓變動進行補償,而冷卻水溫Tw的補正系數(shù)則為具有隔膜46的本實施方式的燃料泵所特有。
圖5是示出根據(jù)冷卻水溫Tw設定補正系數(shù)的控制映射的說明圖。如該圖所示,在冷卻水溫Tw不足規(guī)定值Tws的溫度區(qū)域,冷卻水溫Tw越低,補正系數(shù)越被朝著增加方向設定,通過將基礎值乘以該補正系數(shù),冷卻水溫Tw越低,目標占空比越被朝著增加方向補正。
這種目標占空比的設定特性已考慮到低溫時的隔膜46的特性變化。即,橡膠制的隔膜46具有低溫時硬化的特性,即便以相同占空比驅動DC馬達42,隔膜46硬化程度越高,越妨礙柱塞56的往復運動,從而燃料泵26的吐出量降低。為了對這種低溫時隔膜46硬化所引起的燃料泵26吐出量降低進行補償,而設定基于冷卻水溫Tw的補正系數(shù)。
兩輪車中在發(fā)動機1的靠近位置配設有燃料泵26,燃料泵26的溫度以與發(fā)動機1的冷卻水溫Tw相關聯(lián)的方式變化。因此本實施方式中,將通過現(xiàn)有水溫傳感器35檢測到的冷卻水溫Tw視為燃料泵26的溫度,而設定有補正系數(shù)。但是,原本優(yōu)選為使用內(nèi)置隔膜46的燃料泵26本身的溫度,因此也可以在燃料泵26上設置溫度傳感器,根據(jù)其檢測值設定補正系數(shù)(溫度檢測單元)。
如上算出啟動模式用的目標占空比后,ECU31跳轉至步驟S6,算出預備燃料控制的持續(xù)時間即升壓時間Tup。升壓時間Tup通過將預先設定的基礎值乘以補正系數(shù)而被算出。根據(jù)圖中未顯示的控制映射,冷卻水溫Tw越低,補正系數(shù)越被朝著增加方向設定,通過將基礎值乘以該補正系數(shù),冷卻水溫Tw越低,升壓時間Tup越被朝著增加方向設定(補正單元)。這種升壓時間Tup的設定基于如下見解,即燃料溫度越低且粘性越高時,即便使燃料泵26運行,燃壓也越難以上升,恢復燃壓需要時間,如此在預備燃料控制結束的時間點便可使燃壓可靠恢復。
其后,ECU31在步驟S8中根據(jù)所述步驟S4設定的啟動模式用的目標占空比驅動DC馬達42而使燃料泵26運行(泵控制單元),后續(xù)步驟S10中判定燃料泵26運行開始后是否已經(jīng)過升壓時間Tup。在步驟S10做出No(否定)判定的期間,步驟S8繼續(xù)燃料泵26的運行,步驟S10的判定為Yes(肯定)時跳轉至步驟S12,在該時間點預備燃料控制結束,燃料泵26的運行暫時中止。
后續(xù)步驟S12中,判定發(fā)動機1是否處于曲柄轉動中,判定為No的期間,反復執(zhí)行步驟S12的處理。點火開關的ON操作后,點火開關可能會進行斷開(OFF)操作,而不進行發(fā)動機1的發(fā)動機啟動操作,此時ECU31的電源被切斷,因此本例程結束,而不會執(zhí)行其后的處理。
通常情況下,點火開關的ON操作后,由駕駛員進行發(fā)動機啟動操作而開始發(fā)動機1的曲柄轉動,因此ECU31在步驟S12中做出Yes的判定而跳轉至步驟S14。步驟S14中根據(jù)啟動模式用的目標占空比驅動DC馬達42而使燃料泵26運行,在后續(xù)步驟S16中判定是否啟動完成。曲柄轉動中的發(fā)動機旋轉速度Ne超過預先設定的完爆判定值前被視作發(fā)動機1的啟動尚未完成,在步驟S16中做出No的判定而返回步驟S14,反復執(zhí)行步驟S14、16的處理。
而且,發(fā)動機旋轉速度Ne超過完爆判定值時,視作發(fā)動機1的啟動完成而從步驟S16跳轉至步驟S18。ECU31在該時間點從啟動模式跳轉至運轉模式,步驟S18中算出運轉模式用的DC馬達42的目標占空比。運轉模式用的目標占空比通過根據(jù)ECU31所存儲的控制映射由發(fā)動機旋轉速度Ne及節(jié)流閥開度θth(處于發(fā)動機1的運轉區(qū)域,對這些進行判定時的ECU31作為運轉區(qū)域檢測單元發(fā)揮作用)算出基礎值(第一噪音對策目標值),然后再根據(jù)與從控制映射中讀取的冷卻水溫Tw及電池電壓Vbtt對應的補正系數(shù)對該基礎值進行補正而被算出(補正單元)。
根據(jù)發(fā)動機1的運轉區(qū)域(旋轉速度Ne及節(jié)流閥開度θth),燃料泵26的要求吐出量(換言之即噴射器16的噴射量)大幅變化,因此以較大程度依賴于發(fā)動機旋轉速度Ne及節(jié)流閥開度θth的方式設定基礎值,進而設定目標占空比,同時還進行與冷卻水溫Tw及電池電壓Vbtt相應的補償。
基本上發(fā)動機旋轉速度Ne越低,目標占空比的基礎值越被朝著降低方向設定,并且節(jié)流閥開度θth越低,目標占空比的基礎值越被朝著降低方向設定。因此,例如無論是否處于發(fā)動機1的運轉區(qū)域,若與以固定占空比驅動DC馬達42的情況相比,在低旋轉區(qū)域及低負載區(qū)域中有以下趨勢,即燃料泵26的運行速度隨著DC馬達42旋轉變慢而降低,該運行聲音被抑制。而且,在怠速區(qū)域以外的運轉區(qū)域中,根據(jù)控制映射設定對燃料泵26的要求吐出量估算一定程度較大富余量的基礎值,相對于此,在怠速區(qū)域中,根據(jù)控制映射減少富余量設定盡可能低值的基礎值。
該控制映射的設定特性是考慮到尤其希望在怠速區(qū)域降低燃料泵26的運行聲音的要求的結果。同時也是基于以下情況的結果,即在怠速區(qū)域以外的運轉區(qū)域中,需要將可靠維持隨時發(fā)生驟變的噴射器16的噴射量的富余量作為燃料泵26的吐出量進行確保,相對于此,在噴射器16的噴射量基本不發(fā)生變化的怠速區(qū)域中,根據(jù)尚有進一步減少吐出量的富余量的余地的見解,優(yōu)先抑制燃料泵26的運行聲音。
另一方面,關于冷卻水溫Tw的補正系數(shù),根據(jù)假設低溫時隔膜46硬化的圖5的控制映射進行設定。因此,在冷卻水溫Tw不足規(guī)定值Tws的溫度區(qū)域,冷卻水溫Tw越低,補正系數(shù)越被朝著增加方向設定。
其后,ECU31跳轉至步驟S20,根據(jù)步驟S18設定的運轉模式用的目標占空比驅動DC馬達42而使燃料泵26運行(泵控制單元)。后續(xù)步驟S22中,根據(jù)駕駛員的發(fā)動機停止操作判定發(fā)動機1是否停止,判定為No時返回步驟S18,反復執(zhí)行步驟S18~22的處理。根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)及駕駛員的節(jié)流閥操作,發(fā)動機1的運轉區(qū)域始終發(fā)生變化,但是與此相應的目標占空比通過步驟S18算出,反映出該算出結果,在步驟S22中驅動DC馬達42,始終向噴射器16供應適量的燃料。
而且,發(fā)動機停止后在步驟S22做出Yes的判定時,跳轉至步驟S24,判定發(fā)動機停止后是否已經(jīng)過預先設定的運轉持續(xù)時間Tdv。步驟S24的判定為No的期間,反復執(zhí)行步驟S18~24的處理,步驟S24的判定為Yes時,在步驟S26中執(zhí)行了燃料泵26的失敗判定后結束例程。
接著,根據(jù)圖4的時序圖,對基于以上ECU31處理的燃料泵26的控制狀況進行說明。
首先,對暖機完成后重新啟動發(fā)動機(Tw≥Tws)的情況進行介紹。此時,圖3的步驟S4、8中不實施基于與冷卻水溫Tw相應的補正系數(shù)的目標占空比的增加補正。
車輛的點火開關進行ON操作后,通過ECU31開始啟動模式,利用預備燃壓控制在升壓時間Tup中持續(xù)燃料泵26的運行而使燃壓恢復。此時DC馬達42的驅動所運用的啟動模式用的目標占空比根據(jù)在確保吐出量的前提下盡可能低地設定的基礎值而算出,因此DC馬達42的旋轉速度被抑制,進而燃料泵26的運行速度被抑制。由于處于曲柄轉動開始前,因而燃料泵26的運行聲音最明顯,但是如上所述那樣對燃料泵26的運行速度及運行聲音進行抑制,因此可防患未然駕駛員注意到噪音的情況。
其后,通過駕駛員的發(fā)動機啟動操作開始發(fā)動機1的曲柄轉動后,燃料泵26再次開始運行。此時啟動模式用的目標占空比被運用于DC馬達42的驅動,因此對燃料泵26的運行速度及運行聲音進行抑制。進而,此時發(fā)動機1產(chǎn)生的曲柄轉動聲音中混入燃料泵26的運行聲音,這在噪音方面有利。
通過曲柄轉動完成發(fā)動機1的啟動時,DC馬達42的驅動運用運轉模式用的目標占空比,然后繼續(xù)進行燃料泵26的運行。根據(jù)發(fā)動機1的運轉區(qū)域目標占空比增減,進而燃料泵26的運行聲音增減,但是在因等待信號燈等原因而停車的過程中怠速運轉使發(fā)動機聲音降低時,目標占空比與怠速區(qū)域對應地出現(xiàn)降低,從而對燃料泵26的運行聲音進行抑制,因此駕駛員不會認為該運行聲音是噪音。
如此僅限于燃料泵26的運行聲音明顯的狀況下(啟動模式的發(fā)動機啟動時、運轉模式的怠速運轉時),使目標占空比降低而抑制燃料泵26的運行聲音。因此,可實現(xiàn)有效的噪音對策,而不會對發(fā)動機1的啟動及運轉造成任何影響,并且可避免過剩的目標占空比導致產(chǎn)生無用的DC馬達42驅動,從而可減少功率消耗。
接著,對冷態(tài)時啟動發(fā)動機(Tw<Tws)的情況進行介紹。此時,圖3的步驟S4、8中根據(jù)與冷卻水溫Tw相應的補正系數(shù),目標占空比被朝著增加方向補正。
啟動模式開始后,通過預備燃壓控制來運行燃料泵26。此時,與所述暖機完成后的重新啟動相比,根據(jù)向增加側補正的目標占空比來驅動DC馬達42。DC馬達42的旋轉速度升高,因此燃料泵26的吐出量增加(增加到暖機完成后的吐出量水平),結果對伴隨低溫時隔膜46硬化而發(fā)生的吐出量降低進行補償,在該預備燃壓控制中可快速恢復燃壓。
在后續(xù)發(fā)動機1的曲柄轉動時,通過目標占空比的增加補正對吐出量降低進行補償。燃料泵26的吐出量的降低是來自噴射器16的燃料噴射量降低的原因,進而是發(fā)動機啟動性惡化的原因,但是可防止這種事態(tài)發(fā)生,實現(xiàn)良好的發(fā)動機啟動性。
進而通過發(fā)動機1的啟動完成而跳轉至運轉模式后,通過目標占空比的增加補正對燃料泵26的吐出量降低進行補償。通過確保所期待的吐出量可高精度地控制噴射器16的噴射量,因此可提高兩輪車的駕駛性能。而且,隨著冷卻水溫Tw上升,目標占空比的增加補正階段性減小,在冷卻水溫Tw到達規(guī)定值Tws的時間點,通過中止增加補正,DC馬達42的旋轉速度成為與暖機完成時相同的控制狀態(tài)。
如上所示,在啟動模式(預備燃壓控制及曲柄轉動時)與運轉模式的任意一種模式中,冷卻水溫Tw不足規(guī)定值Tws的低溫時,冷卻水溫Tw越低,將對于基礎值的補正系數(shù)越朝著增加方向設定,而對目標占空比進行增加補正。因此,對隨著低溫時隔膜46硬化而發(fā)生的燃料泵26的吐出量降低進行補償,無論溫度多少均可實現(xiàn)所期待的適量的燃料泵26的吐出量,可獲得與各種狀況相對應的優(yōu)點。
以上實施方式的說明結束,但是本發(fā)明的方式并不限定于本實施方式。例如所述實施方式中,具體化為兩輪車所搭載的發(fā)動機1用燃料泵26的控制裝置,但是發(fā)動機1的搭載對象并不限定于此。例如可以具體化為三輪車及發(fā)電機所搭載的發(fā)動機用燃料泵的控制裝置。
此外所述實施方式中,運用于同時使用隔膜46與柱塞56的燃料泵26,但是燃料泵26的形式并不限定于此。例如可運用于不具有隔膜46,僅通過柱塞56對燃料進行加壓和供應的柱塞式燃料泵。當然,此時無需作為低溫時隔膜46硬化的對策的與冷卻水溫Tw相應的目標占空比的補正處理。
此外所述實施方式中,除了在運轉模式的發(fā)動機1的怠速運轉時外,在啟動模式的預備燃壓控制及曲柄轉動時,也將燃料泵26的目標占空比朝向降低方向設定,而對運行聲音進行抑制,但是也可以在啟動模式中如通常那樣設定目標占空比,而僅在怠速運轉時將目標占空比朝著降低方向設定。
此外所述實施方式中,作為燃料泵26的驅動源使用DC馬達42進行占空比控制,但是并不限定于此,可適當更改馬達的形式及控制方法等。
符號說明
1 發(fā)動機
16 噴射器
25 燃料箱
26 燃料泵
31 ECU(運轉區(qū)域檢測單元、存儲單元、泵控制單元、補正單元)
35 水溫傳感器(溫度檢測單元)
42 DC馬達
46 隔膜
56 柱塞