JP2013108358A - Fuel injection control system for internal combustion engine - Google Patents

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進 小島
Tomojiro Sugimoto
知士郎 杉本
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a fuel pressure sucked by a high-pressure fuel pump at desired pressure in a fuel injection control system for an internal combustion engine system including an electric low-pressure fuel pump for sucking fuel from a fuel tank and a high-pressure fuel pump for boosting the pressure of fuel ejected from the low-pressure fuel pump.SOLUTION: The fuel injection control system for the internal combustion engine includes: the electric low-pressure pump which sucks the fuel from the fuel tank; the high-pressure fuel pump which boosts the pressure of the fuel ejected from the low-pressure fuel pump; a drive circuit which drives the low-pressure pump; and a control means which controls the drive circuit where a current value is used as a control parameter inputted from the control means to the drive circuit, and the drive circuit drives the low-pressure fuel pump so that the actual power consumption of the low-pressure fuel pump coincide with the current value inputted from the control means.

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。   The present invention relates to a fuel injection control system for an internal combustion engine.

内燃機関により駆動される高圧燃料ポンプに対して、電動式の低圧燃料ポンプを利用して燃料を送り、高圧燃料ポンプにより加圧された燃料を内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに至る燃料経路における燃料圧力（フィード圧）の不足を要因としたベーパの発生を回避できるように、低圧燃料ポンプを制御する技術が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。   In a fuel supply device for an internal combustion engine that supplies fuel using an electric low pressure fuel pump to a high pressure fuel pump driven by the internal combustion engine, and supplies the fuel pressurized by the high pressure fuel pump to the internal combustion engine. A technique for controlling a low-pressure fuel pump is known so as to avoid the occurrence of vapor due to a shortage of fuel pressure (feed pressure) in a fuel path from the low-pressure fuel pump to the high-pressure fuel pump (for example, Patent Documents). 1).

特開２０１０−０７１２２４号公報JP 2010-071224 A 特開平０９−１８４４６０号公報JP 09-184460 A 特開２００５−０７６５６８号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-076568

ところで、上記した従来の技術は、低圧燃料ポンプの制御パラメータとして電圧を用いているため、ベーパの発生を回避しつつフィード圧を可及的に低くすることができない可能性がある。すなわち、低圧燃料ポンプの印加電圧は、該低圧燃料ポンプの回転数（単位時間あたりの吐出流量）に相関するが、低圧燃料ポンプの吐出圧力との相関が低い。そのため、低圧燃料ポンプの制御パラメータとして電圧が用いられると、機関負荷の増減によって高圧燃料ポンプの負荷（吸引量）が変化した場合に、フィード圧が所望の圧力から乖離する可能性がある。   By the way, since the conventional technique described above uses voltage as a control parameter of the low-pressure fuel pump, there is a possibility that the feed pressure cannot be made as low as possible while avoiding the generation of vapor. That is, the applied voltage of the low-pressure fuel pump correlates with the rotation speed (discharge flow rate per unit time) of the low-pressure fuel pump, but has a low correlation with the discharge pressure of the low-pressure fuel pump. Therefore, when voltage is used as a control parameter for the low-pressure fuel pump, the feed pressure may deviate from a desired pressure when the load (suction amount) of the high-pressure fuel pump changes due to increase or decrease in engine load.

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料タンクから燃料を汲み上げるための電動式の低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧させるための高圧燃料ポンプと、を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、フィード圧を所望の圧力で安定させることができる技術の提供にある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to increase the pressure of an electric low-pressure fuel pump for pumping fuel from a fuel tank and fuel discharged from the low-pressure fuel pump. In a fuel injection control system for an internal combustion engine equipped with a high-pressure fuel pump, a technique is provided that can stabilize the feed pressure at a desired pressure.

本発明は、上記した課題を解決するために、燃料タンクから燃料を汲み上げるための電動式の低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧させるための高圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプを駆動するための駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、制御手段から駆動回路へ入力される制御パラメータとして電力値を用いるようにした。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electric low-pressure fuel pump for pumping fuel from a fuel tank, a high-pressure fuel pump for boosting fuel discharged from the low-pressure fuel pump, and the low-pressure fuel pump. In a fuel injection control system for an internal combustion engine comprising a drive circuit for driving a fuel pump and a control means for controlling the drive circuit, an electric power value is used as a control parameter input from the control means to the drive circuit. I made it.

詳細には、本発明は、燃料タンクから燃料を汲み上げるための電動式の低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧させるための高圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプを駆動するための駆動回路と、
前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力に基づいて前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
前記制御手段は、前記目標吐出圧力に対応した目標電力を前記駆動回路に入力させ、
前記駆動回路は、前記低圧燃料ポンプの消費電力が前記目標電力に一致するように前記低圧燃料ポンプを駆動させるようにした。 Specifically, the present invention includes an electric low pressure fuel pump for pumping fuel from a fuel tank;
A high-pressure fuel pump for boosting the fuel discharged from the low-pressure fuel pump;
A drive circuit for driving the low-pressure fuel pump;
Control means for controlling the drive circuit based on a target discharge pressure of the low-pressure fuel pump;
An internal combustion engine fuel injection control system comprising:
The control means causes a target power corresponding to the target discharge pressure to be input to the drive circuit,
The drive circuit drives the low-pressure fuel pump so that power consumption of the low-pressure fuel pump matches the target power.

低圧燃料ポンプに流れる電流（消費電流）は、該低圧燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に比例する。また、低圧燃料ポンプに印加される電圧（印加電圧）は、該低圧燃料ポンプの回転数、すなわち、該低圧燃料ポンプから吐出される燃料量に比例する。よって、電流値と電圧値との合成値である電力値が低圧燃料ポンプの制御パラメータとして用いられると、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに至る経路における燃料圧力（フィード圧）を所望の圧力に収束させ易くなるとともに、機関負荷が変化した場合であってもフィード圧が所望の圧力から乖離し難くなる。したがって、本発明の内燃機関の燃料噴射制御システムによれば、フィード圧を所望の圧力で安定させることが可能になる。   The current (consumption current) flowing through the low pressure fuel pump is proportional to the pressure of the fuel discharged from the low pressure fuel pump. The voltage (applied voltage) applied to the low-pressure fuel pump is proportional to the number of revolutions of the low-pressure fuel pump, that is, the amount of fuel discharged from the low-pressure fuel pump. Therefore, when a power value, which is a combined value of a current value and a voltage value, is used as a control parameter for the low-pressure fuel pump, the fuel pressure (feed pressure) in the path from the low-pressure fuel pump to the high-pressure fuel pump is converged to a desired pressure. The feed pressure is less likely to deviate from the desired pressure even when the engine load changes. Therefore, according to the fuel injection control system for an internal combustion engine of the present invention, the feed pressure can be stabilized at a desired pressure.

本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、駆動回路は、前記低圧燃料ポンプに流れている電流を検知する電流検知部と、
前記低圧燃料ポンプに印加されている電圧を検知する電圧検知部と、
前記電流検知部及び前記電圧検知部により検知された電流値及び電圧値から前記低圧燃料ポンプの消費電力を演算する第１演算部と、
前記演算部により算出された消費電力と前記制御手段から入力される目標電力の差をパラメータにして、前記低圧燃料ポンプに電圧を印加する時間と電圧を印加しない時間との比であるデューティ比を演算する第２演算部と、
前記第２演算部により算出されたデューティ比に従って前記低圧燃料ポンプを駆動させる駆動部と、
を備えるようにしてもよい。 In the fuel injection control system for an internal combustion engine according to the present invention, the drive circuit includes a current detection unit that detects a current flowing through the low-pressure fuel pump;
A voltage detector for detecting a voltage applied to the low-pressure fuel pump;
A first calculation unit that calculates the power consumption of the low-pressure fuel pump from the current value and the voltage value detected by the current detection unit and the voltage detection unit;
Using a difference between the power consumption calculated by the calculation unit and the target power input from the control means as a parameter, a duty ratio that is a ratio of a time during which voltage is applied to the low-pressure fuel pump and a time during which no voltage is applied is set A second computing unit for computing;
A drive unit that drives the low-pressure fuel pump according to the duty ratio calculated by the second calculation unit;
You may make it provide.

このように駆動回路が構成されると、低圧燃料ポンプの消費電力を目標電力に収束させることが可能になる。   When the drive circuit is configured in this way, it is possible to converge the power consumption of the low-pressure fuel pump to the target power.

また、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムは、前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を測定する圧力センサと、
前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記圧力センサの測定値の偏差をパラメータとして演算される比例項及び積分項を用いて前記高圧燃料ポンプの駆動信号を演算する演算手段と、
前記積分項の変化傾向に応じて前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を低下させる低下処理手段と、
を更に備えるようにしてもよい。 A fuel injection control system for an internal combustion engine according to the present invention includes a pressure sensor for measuring a discharge pressure of the high-pressure fuel pump,
Calculation means for calculating a drive signal of the high-pressure fuel pump using a proportional term and an integral term calculated using a deviation between a target discharge pressure of the high-pressure fuel pump and a measurement value of the pressure sensor as a parameter;
Reduction processing means for reducing the target discharge pressure of the low-pressure fuel pump in accordance with the change tendency of the integral term;
May be further provided.

このように構成された内燃機関の燃料噴射制御システムによれば、燃料のベーパを抑制しつつ、フィード圧を最低の圧力に安定させることができる。その結果、低圧燃料ポンプの消費電力を可及的に少なくすることができる。   According to the fuel injection control system for an internal combustion engine configured as described above, the feed pressure can be stabilized at the lowest pressure while suppressing fuel vapor. As a result, the power consumption of the low-pressure fuel pump can be reduced as much as possible.

本発明によれば、燃料タンクから燃料を汲み上げるための電動式の低圧燃料ポンプと、該低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧させるための高圧燃料ポンプと、を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、フィード圧を所望の圧力で安定させることができる。   According to the present invention, fuel injection control for an internal combustion engine comprising: an electric low-pressure fuel pump for pumping fuel from a fuel tank; and a high-pressure fuel pump for boosting fuel discharged from the low-pressure fuel pump. In the system, the feed pressure can be stabilized at the desired pressure.

本発明を適用する内燃機関の燃料噴射系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel-injection system of the internal combustion engine to which this invention is applied. 低圧燃料ポンプの吐出圧力を低下させたときの積分項の挙動及び高圧燃料通路内の燃料圧力の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the integral term when the discharge pressure of a low pressure fuel pump is reduced, and the behavior of the fuel pressure in a high pressure fuel passage. 駆動回路の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a drive circuit. 低圧燃料ポンプの印加電圧と回転数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the applied voltage of a low pressure fuel pump, and rotation speed. 低圧燃料ポンプの消費電流とトルクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the consumption current of a low pressure fuel pump, and a torque.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図１は、本発明に係わる内燃機関の燃料噴射制御システムの概略構成を示す図である。図１に示す燃料噴射制御システムは、直列４気筒の内燃機関に適用される燃料噴射制御システムであり、低圧燃料ポンプ１と、高圧燃料ポンプ２とを備えている。なお、内燃機関の気筒数は、４つに限られず、５つ以上であってもよく、あるいは３つ以下であってもよい。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel injection control system for an internal combustion engine according to the present invention. The fuel injection control system shown in FIG. 1 is a fuel injection control system applied to an in-line four-cylinder internal combustion engine, and includes a low-pressure fuel pump 1 and a high-pressure fuel pump 2. The number of cylinders of the internal combustion engine is not limited to four, but may be five or more, or may be three or less.

低圧燃料ポンプ１は、燃料タンク３に貯留されている燃料を汲み上げるためのポンプである。低圧燃料ポンプ１は、直流式の電動モータにより駆動されるタービン式ポンプ（ウェスコ式ポンプ）である。低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料は、低圧燃料通路４によって高圧燃料ポンプ２の吸入口へ導かれるようになっている。   The low pressure fuel pump 1 is a pump for pumping up fuel stored in the fuel tank 3. The low-pressure fuel pump 1 is a turbine pump (Wesco pump) driven by a DC electric motor. The fuel discharged from the low pressure fuel pump 1 is guided to the suction port of the high pressure fuel pump 2 by the low pressure fuel passage 4.

高圧燃料ポンプ２は、低圧燃料ポンプ１から吐出された燃料を昇圧するためのポンプである。高圧燃料ポンプ２は、内燃機関の動力（たとえば、カムシャフトの回転力）により駆動される往復式のポンプ（プランジャー式ポンプ）である。高圧燃料ポンプ２の吸入口には、該吸入口の導通と閉塞とを切り換える吸入弁２ａが設けられている。吸入弁２ａは、電磁駆動式の弁機構であり、プランジャの位置に対する開閉タイミングを変更することによって高圧燃料ポンプ２の吐出量を変更する。また、高圧燃料ポンプ２の吐出口には、高圧燃料通路５の基端が接続されている。高圧燃料通路５の終端は、デリバリパイプ６に接続されている。   The high-pressure fuel pump 2 is a pump for boosting the fuel discharged from the low-pressure fuel pump 1. The high-pressure fuel pump 2 is a reciprocating pump (plunger pump) driven by the power of the internal combustion engine (for example, the rotational force of the camshaft). A suction valve 2 a for switching between conduction and blockage of the suction port is provided at the suction port of the high-pressure fuel pump 2. The suction valve 2a is an electromagnetically driven valve mechanism, and changes the discharge amount of the high-pressure fuel pump 2 by changing the opening / closing timing with respect to the position of the plunger. The base end of the high-pressure fuel passage 5 is connected to the discharge port of the high-pressure fuel pump 2. The end of the high pressure fuel passage 5 is connected to a delivery pipe 6.

デリバリパイプ６には、４つの燃料噴射弁７が接続されており、高圧燃料ポンプ２からデリバリパイプ６へ圧送された高圧の燃料が各燃料噴射弁７へ分配されるようになっている。燃料噴射弁７は、内燃機関の気筒内へ直接燃料を噴射する弁機構である。   Four fuel injection valves 7 are connected to the delivery pipe 6, and high-pressure fuel pumped from the high-pressure fuel pump 2 to the delivery pipe 6 is distributed to each fuel injection valve 7. The fuel injection valve 7 is a valve mechanism that injects fuel directly into the cylinder of the internal combustion engine.

なお、上記した燃料噴射弁７のような筒内噴射用の燃料噴射弁に加え、吸気通路（吸気ポート）内へ燃料を噴射するためのポート噴射用の燃料噴射弁が内燃機関に取り付けられている場合は、低圧燃料通路４の途中から分岐してポート噴射用のデリバリパイプへ低圧の燃料が供給されるように構成されてもよい。   In addition to the in-cylinder fuel injection valve such as the fuel injection valve 7 described above, a port injection fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage (intake port) is attached to the internal combustion engine. If so, the low pressure fuel passage 4 may be branched from the middle to supply the low pressure fuel to the port injection delivery pipe.

上記した低圧燃料通路４の途中には、パルセーションダンパ１１が配置されている。パルセーションダンパ１１は、前記高圧燃料ポンプ２の動作（吸引動作と吐出動作）に起因する燃料の脈動を減衰するものである。また、上記した低圧燃料通路４の途中には、分岐通路８の基端が接続されている。分岐通路８の終端は、燃料タンク３に接続されている。分岐通路８の途中には、プレッシャーレギュレータ９が設けられている。プレッシャーレギュレータ９は、低圧燃料通路４内の圧力（燃料圧力）が所定値を超えたときに開弁することにより、低圧燃料通路４内の余剰の燃料が分岐通路８を介して燃料タンク３へ戻るように構成される。   A pulsation damper 11 is disposed in the middle of the low-pressure fuel passage 4 described above. The pulsation damper 11 attenuates fuel pulsation caused by the operation (suction operation and discharge operation) of the high-pressure fuel pump 2. A base end of the branch passage 8 is connected to the low pressure fuel passage 4 in the middle. The end of the branch passage 8 is connected to the fuel tank 3. A pressure regulator 9 is provided in the middle of the branch passage 8. The pressure regulator 9 opens when the pressure (fuel pressure) in the low-pressure fuel passage 4 exceeds a predetermined value, so that excess fuel in the low-pressure fuel passage 4 passes to the fuel tank 3 via the branch passage 8. Configured to return.

上記した高圧燃料通路５の途中には、チェック弁１０が配置されている。チェック弁１０は、前記高圧燃料ポンプ２の吐出口から前記デリバリパイプ６へ向かう流れを許容し、前記デリバリパイプ６から前記高圧燃料ポンプ２の吐出口へ向かう流れを規制するワンウェイバルブである。   A check valve 10 is disposed in the middle of the high-pressure fuel passage 5 described above. The check valve 10 is a one-way valve that allows a flow from the discharge port of the high-pressure fuel pump 2 to the delivery pipe 6 and restricts a flow from the delivery pipe 6 to the discharge port of the high-pressure fuel pump 2.

上記したデリバリパイプ６には、該デリバリパイプ６内の余剰の燃料を前記燃料タンク３へ戻すためのリターン通路１２が接続されている。リターン通路１２の途中には、該リターン通路１２の導通と遮断とを切り換えるリリーフ弁１３弁が配置されている。リリーフ弁１３は、電動式又は電磁駆動式の弁機構であり、デリバリパイプ６内の燃料圧力が目標値を超えたときに開弁される。   Connected to the delivery pipe 6 is a return passage 12 for returning surplus fuel in the delivery pipe 6 to the fuel tank 3. In the middle of the return passage 12, a relief valve 13 that switches between return and passage of the return passage 12 is disposed. The relief valve 13 is an electric or electromagnetically driven valve mechanism, and is opened when the fuel pressure in the delivery pipe 6 exceeds a target value.

前記リターン通路１２の途中には、連通路１４の終端が接続されている。前記連通路１４の基端は、前記高圧燃料ポンプ２に接続されている。この連通路１４は、前記高圧燃料ポンプ２から排出される余剰燃料を前記リターン通路１２へ導くための通路である。   In the middle of the return passage 12, the end of the communication passage 14 is connected. A base end of the communication path 14 is connected to the high-pressure fuel pump 2. The communication passage 14 is a passage for guiding excess fuel discharged from the high-pressure fuel pump 2 to the return passage 12.

ここで、本実施例における燃料供給システムは、上記した各機器を電気的に制御するためのＥＣＵ１５を備えている。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどを備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６、吸気温度センサ１７、アクセルポジションセンサ１８、クランクポジションセンサ１９などの各種センサと電気的に接続されている。   Here, the fuel supply system in the present embodiment includes an ECU 15 for electrically controlling the above-described devices. The ECU 15 is an electronic control unit that includes a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like. The ECU 15 is electrically connected to various sensors such as a fuel pressure sensor 16, an intake air temperature sensor 17, an accelerator position sensor 18, and a crank position sensor 19.

燃圧センサ１６は、デリバリパイプ６内の燃料圧力（高圧燃料ポンプ２の吐出圧力）Ｐｈに相関した電気信号を出力するセンサである。吸気温度センサ１７は、内燃機関に吸入される空気の温度に相関した電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ１８は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力する。クランクポジションセンサ１９は、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関した電気信号を出力するセンサである。   The fuel pressure sensor 16 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the fuel pressure in the delivery pipe 6 (discharge pressure of the high-pressure fuel pump 2) Ph. The intake air temperature sensor 17 outputs an electrical signal correlated with the temperature of air taken into the internal combustion engine. The accelerator position sensor 18 outputs an electrical signal correlated with the operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal. The crank position sensor 19 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the rotational position of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine.

ＥＣＵ１５は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、低圧燃料ポンプ１や吸入弁２ａを制御する。たとえば、ＥＣＵ１５は、燃圧センサ１６の出力信号（実吐出圧力）Ｐｈが目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇに収束するように、吸入弁２ａの開閉タイミングを調整する。その際、ＥＣＵ１５は、実吐出圧力Ｐｈと目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇとの差ΔＰｈ（＝Ｐｈｔｒｇ−Ｐｈ）に基づいて、吸入弁２ａの制御量である駆動デューティ（ソレノイドの通電時間と非通電時間との比）Ｄｈをフィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ１５は、吸入弁２ａの駆動デューティＤｈに対し、前記差ΔＰｈに基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。なお、前記目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇは、燃料噴射弁７の目標燃料噴射量に応じて定められる値である。   The ECU 15 controls the low-pressure fuel pump 1 and the intake valve 2a based on the output signals of the various sensors described above. For example, the ECU 15 adjusts the opening / closing timing of the intake valve 2a so that the output signal (actual discharge pressure) Ph of the fuel pressure sensor 16 converges to the target discharge pressure Phtrg. At that time, the ECU 15 determines the drive duty (the solenoid energization time and the non-energization time) which is the control amount of the suction valve 2a based on the difference ΔPh (= Phtrg−Ph) between the actual discharge pressure Ph and the target discharge pressure Phtrg. Ratio) Dh is feedback-controlled. Specifically, the ECU 15 performs proportional-integral control (PI control) based on the difference ΔPh with respect to the drive duty Dh of the intake valve 2a. The target discharge pressure Phtrg is a value determined according to the target fuel injection amount of the fuel injection valve 7.

上記した比例積分制御において、ＥＣＵ１５は、目標燃料噴射量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）Ｔｆｆと、実吐出圧力Ｐｈと目標吐出圧力Ｐｈｔｒｇとの差ΔＰｈの大きさに応じて定める制御量（比例項）Ｔｐと、前記差ΔＰｈの一部（たとえば、比例制御の残留偏差）を積算した制御量（積分項）Ｔｉと、を加算することにより、駆動デューティＤｈを算出する。   In the proportional integral control described above, the ECU 15 determines the control amount determined according to the control amount (feed forward term) Tff determined according to the target fuel injection amount and the difference ΔPh between the actual discharge pressure Ph and the target discharge pressure Phtrg. The drive duty Dh is calculated by adding (proportional term) Tp and a control amount (integral term) Ti obtained by integrating a part of the difference ΔPh (for example, residual deviation of proportional control).

なお、前記目標燃料噴射量とフィードフォワード項Ｔｆｆとの関係、及び、前記差ΔＰｈと比例項Ｔｐとの関係は、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。また、前記差ΔＰｈのうち、積分項Ｔｉに加算される量の割合についても、予め実験などを利用した適合作業によって定められるものとする。   It should be noted that the relationship between the target fuel injection amount and the feedforward term Tff and the relationship between the difference ΔPh and the proportional term Tp are determined in advance by adaptation work using experiments or the like. In the difference ΔPh, the proportion of the amount added to the integral term Ti is also determined in advance by an adaptation operation using an experiment or the like.

また、ＥＣＵ１５は、低圧燃料ポンプ１の消費電力を可及的に低減するために、フィード圧Ｐｌを低下させる処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１５は、以下の式（１）に従って、低圧燃料ポンプ１の駆動信号Ｄｌを演算する。ここで、駆動信号Ｄｌは、電流値と電力値を合成（乗算）した電力値である。
Ｄｌ＝Ｄ１ｏｌｄ＋ΔＴｉ＊Ｆ−Ｃｄｗｎ・・・（１）
式（１）中のＤ１ｏｌｄは、駆動信号（電力値）Ｄｌの前回の計算値である。式（１）
中のΔＴｉは、前記比例積分制御に用いられる積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉ（たとえば、駆動デューティＤｈの前回の演算に用いられた積分項Ｔｉｏｌｄと今回の演算に用いられた積分項Ｔｉとの差（Ｔｉ−Ｔｉｏｌｄ））である。式（１）中のＦは、補正係数である。なお、補正係数Ｆとしては、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが正値であるときは１以上の増加係数Ｆｉが使用され、積分項Ｔｉの変化量ΔＴｉが負値であるときは１未満の減少係数Ｆｄが使用される。また、式（１）中のＣｄｗｎは、低下定数である。 Further, the ECU 15 executes a process for reducing the feed pressure Pl in order to reduce the power consumption of the low-pressure fuel pump 1 as much as possible. Specifically, the ECU 15 calculates the drive signal Dl of the low-pressure fuel pump 1 according to the following equation (1). Here, the drive signal Dl is a power value obtained by combining (multiplying) the current value and the power value.
Dl = D1old + ΔTi * F−Cdwn (1)
D1old in the equation (1) is the previous calculated value of the drive signal (power value) Dl. Formula (1)
ΔTi in the graph indicates the amount of change ΔTi in the integral term Ti used in the proportional integral control (for example, the difference between the integral term Tiold used in the previous computation of the drive duty Dh and the integral term Ti used in the current computation). (Ti-Tiold)). F in the equation (1) is a correction coefficient. As the correction coefficient F, an increase coefficient Fi of 1 or more is used when the change amount ΔTi of the integral term Ti is a positive value, and a decrease of less than 1 when the change amount ΔTi of the integral term Ti is a negative value. A factor Fd is used. Moreover, Cdwn in Formula (1) is a decreasing constant.

上記した式（１）に従って低圧燃料ポンプ１の駆動信号（電力値）Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号（電力値）Ｄｌが増加し、前記積分項Ｔｉが減少傾向又は一定値を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１の駆動信号（電力値）Ｄｌが減少することになる。   When the drive signal (power value) Dl of the low-pressure fuel pump 1 is determined according to the above equation (1), the drive signal (power) of the low-pressure fuel pump 1 when the integral term Ti shows an increasing tendency (ΔTi> 0). When the value) Dl increases and the integral term Ti shows a decreasing tendency or a constant value (ΔTi ≦ 0), the drive signal (power value) Dl of the low-pressure fuel pump 1 decreases.

ここで、前記積分項Ｔｉは、低圧燃料通路４にベーパが発生したとき、言い換えると、低圧燃料通路４内の燃料圧力が燃料の飽和蒸気圧を下回ったときに、増加傾向を示す。ここで、フィード圧Ｐｌを連続的に低下させた場合における積分項Ｔｉと高圧燃料通路５内の燃料圧力（高圧燃料ポンプ２の実吐出圧力）Ｐｈの挙動を図２に示す。   Here, the integral term Ti shows an increasing tendency when vapor is generated in the low-pressure fuel passage 4, in other words, when the fuel pressure in the low-pressure fuel passage 4 is lower than the saturated vapor pressure of the fuel. Here, FIG. 2 shows the behavior of the integral term Ti and the fuel pressure (actual discharge pressure of the high-pressure fuel pump 2) Ph in the high-pressure fuel passage 5 when the feed pressure Pl is continuously reduced.

図２において、フィード圧Ｐｌが飽和蒸気圧を下回ると（図２中のｔ１）、積分項Ｔｉが穏やかな増加傾向を示す。その後、フィード圧Ｐｌが更に低下されると、高圧燃料ポンプ２の吸引不良又は吐出不良が発生する（図２中のｔ２）。高圧燃料ポンプ２の吸引不良又は吐出量が発生すると、積分項Ｔｉの増加速度が大きくなるとともに、高圧燃料通路５内の燃料圧力Ｐｈが低下する。   In FIG. 2, when the feed pressure Pl falls below the saturated vapor pressure (t1 in FIG. 2), the integral term Ti shows a gentle increasing tendency. Thereafter, when the feed pressure Pl is further reduced, a suction failure or discharge failure of the high-pressure fuel pump 2 occurs (t2 in FIG. 2). When the suction failure or the discharge amount of the high-pressure fuel pump 2 occurs, the rate of increase of the integral term Ti increases and the fuel pressure Ph in the high-pressure fuel passage 5 decreases.

よって、上記した式（１）により低圧燃料ポンプ１の駆動信号（電力値）Ｄｌが決定されると、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）は低圧燃料ポンプ１の吐出圧力が上昇し、前記積分項Ｔｉが一定又は減少傾向を示すとき（ΔＴｉ≦０）は低圧燃料ポンプ１の吐出圧力が低下する。すなわち、前記積分項Ｔｉが増加傾向を示すとき（ΔＴｉ＞０）はフィード圧Ｐｌが上昇し、前記積分項Ｔｉが一定又は減少傾向を示すとき（ΔＴｉ≦０）はフィード圧Ｐｌが低下する。その結果、低圧燃料ポンプ１から高圧燃料ポンプ２に至る経路におけるベーパの発生を回避しつつ、フィード圧Ｐｌを低下させることができる。その結果、低圧燃料ポンプ１の消費電力を可及的に少なくすることができる。   Therefore, when the drive signal (power value) Dl of the low-pressure fuel pump 1 is determined by the above equation (1), the discharge pressure of the low-pressure fuel pump 1 when the integral term Ti shows an increasing tendency (ΔTi> 0). When the integral term Ti shows a constant or decreasing tendency (ΔTi ≦ 0), the discharge pressure of the low-pressure fuel pump 1 decreases. That is, when the integral term Ti shows an increasing tendency (ΔTi> 0), the feed pressure Pl increases, and when the integral term Ti shows a constant or decreasing tendency (ΔTi ≦ 0), the feed pressure Pl decreases. As a result, the feed pressure Pl can be reduced while avoiding the generation of vapor in the path from the low pressure fuel pump 1 to the high pressure fuel pump 2. As a result, the power consumption of the low-pressure fuel pump 1 can be reduced as much as possible.

ここで、本実施例の低圧燃料ポンプ１は、ＥＣＵ１４から出力される駆動信号（電力値）Ｄｌに従って該低圧燃料ポンプ１を駆動するための駆動回路１００を備えている。駆動回路１００は、図３に示すように、２つのオペアンプ１０１，１０２と、トランジスタ１０３と、２つの抵抗１０４，１０５を備えている。   Here, the low-pressure fuel pump 1 of this embodiment includes a drive circuit 100 for driving the low-pressure fuel pump 1 in accordance with a drive signal (power value) Dl output from the ECU 14. As shown in FIG. 3, the drive circuit 100 includes two operational amplifiers 101 and 102, a transistor 103, and two resistors 104 and 105.

オペアンプ１０１は、低圧燃料ポンプ１に印加される電圧値と低圧燃料ポンプ１を流れる電流値とを入力し、それら電圧値と電流値から低圧燃料ポンプ１の消費電力を演算する。オペアンプ１０１により算出された消費電力は、オペアンプ１０２に入力される。なお、オペアンプ１０１は、本発明に係わる第１演算部に相当する。   The operational amplifier 101 inputs a voltage value applied to the low-pressure fuel pump 1 and a current value flowing through the low-pressure fuel pump 1, and calculates the power consumption of the low-pressure fuel pump 1 from these voltage value and current value. The power consumption calculated by the operational amplifier 101 is input to the operational amplifier 102. The operational amplifier 101 corresponds to the first calculation unit according to the present invention.

オペアンプ１０２は、ＥＣＵ１５から出力される駆動信号（目標電力）Ｄｌとオペアンプ１０１から出力される消費電力との差分に基づいて、低圧燃料ポンプ１にバッテリ電圧Ｂが印加される時間と印加されない時間との比であるデューティ比を演算する。オペアンプ１０２の演算結果（デューティ比）は、トランジスタ１０３に入力される。なお、オペアンプ１０２は、本発明に係わる第２演算部に相当する。   The operational amplifier 102 includes a time during which the battery voltage B is applied to the low-pressure fuel pump 1 and a time during which the battery voltage B is not applied based on the difference between the drive signal (target power) Dl output from the ECU 15 and the power consumption output from the operational amplifier 101. The duty ratio, which is the ratio of. The calculation result (duty ratio) of the operational amplifier 102 is input to the transistor 103. The operational amplifier 102 corresponds to a second arithmetic unit according to the present invention.

トランジスタ１０３は、オペアンプ１０２から出力されるデューティ比に従って、低圧燃料ポンプ１に対するバッテリ電圧Ｂの印加と非印加とを切り換える。トランジスタ１０
３は、本発明に係わる駆動部に相当する。 The transistor 103 switches between application and non-application of the battery voltage B to the low-pressure fuel pump 1 in accordance with the duty ratio output from the operational amplifier 102. Transistor 10
3 corresponds to a drive unit according to the present invention.

抵抗１０４は、低圧燃料ポンプ１に印加される電圧を検知するための抵抗であり、本発明に係わる電圧検知部に相当する。また、抵抗１０５は、低圧燃料ポンプ１に流れる電流値を検知するための抵抗であり、本発明に係わる電流検知部に相当する。   The resistor 104 is a resistor for detecting a voltage applied to the low-pressure fuel pump 1, and corresponds to a voltage detector according to the present invention. The resistor 105 is a resistor for detecting the current value flowing through the low-pressure fuel pump 1, and corresponds to a current detector according to the present invention.

このように構成された駆動回路１００によれば、低圧燃料ポンプ１に印加されるバッテリ電圧Ｂは、低圧燃料ポンプ１が実際に消費する電力が駆動信号（目標電力）Ｄｌに一致するようにデューティ制御されることになる。   According to the drive circuit 100 configured as described above, the battery voltage B applied to the low-pressure fuel pump 1 has a duty so that the power actually consumed by the low-pressure fuel pump 1 matches the drive signal (target power) Dl. Will be controlled.

ここで、低圧燃料ポンプ１の印加電圧は、図４に示すように、該低圧燃料ポンプ１の回転数に比例する。すなわち、低圧燃料ポンプ１の印加電圧が高くなるほど、該低圧燃料ポンプ１の回転数が高くなる。その結果、低圧燃料ポンプ１の印加電圧が高くなるほど、該低圧燃料ポンプ１から吐出される燃料量（流量）が多くなる。一方、低圧燃料ポンプ１の消費電流は、図５に示すように、該低圧燃料ポンプ１のトルクに比例する。すなわち、低圧燃料ポンプ１の消費電流が多くなるほど、該低圧燃料ポンプ１のトルクが大きくなる。その結果、低圧燃料ポンプ１の消費電流が多くなるほど、該低圧燃料ポンプ１から吐出される燃料の圧力が高くなる。   Here, the applied voltage of the low-pressure fuel pump 1 is proportional to the rotational speed of the low-pressure fuel pump 1 as shown in FIG. That is, the higher the applied voltage of the low-pressure fuel pump 1, the higher the rotational speed of the low-pressure fuel pump 1. As a result, the higher the applied voltage of the low-pressure fuel pump 1, the greater the amount of fuel (flow rate) discharged from the low-pressure fuel pump 1. On the other hand, the consumption current of the low-pressure fuel pump 1 is proportional to the torque of the low-pressure fuel pump 1 as shown in FIG. That is, as the current consumption of the low pressure fuel pump 1 increases, the torque of the low pressure fuel pump 1 increases. As a result, as the current consumption of the low pressure fuel pump 1 increases, the pressure of the fuel discharged from the low pressure fuel pump 1 increases.

したがって、電圧と電流の合成値（乗算値）である電力を制御パラメータにして低圧燃料ポンプ１が制御されると、該低圧燃料ポンプ１から吐出される燃料の量及び圧力を所望の量及び圧力にすることが可能になる。その結果、機関負荷の変化による要求燃料量の変化が発生した場合であっても、フィード圧を所望の圧力に安定させることが可能になる。すなわち、燃料のベーパを抑制しつつフィード圧を最低の圧力に収束及び安定させることが可能になる。   Therefore, when the low-pressure fuel pump 1 is controlled using electric power, which is a combined value (multiplication value) of voltage and current, as a control parameter, the amount and pressure of fuel discharged from the low-pressure fuel pump 1 are set to a desired amount and pressure. It becomes possible to. As a result, the feed pressure can be stabilized at a desired pressure even when the required fuel amount changes due to a change in engine load. That is, it is possible to converge and stabilize the feed pressure to the lowest pressure while suppressing fuel vapor.

１ 低圧燃料ポンプ
２ 高圧燃料ポンプ
２ａ 吸入弁
３ 燃料タンク
４ 低圧燃料通路
５ 高圧燃料通路
６ デリバリパイプ
７ 燃料噴射弁
８ 分岐通路
９ プレッシャーレギュレータ
１０ チェック弁
１１ パルセーションダンパ
１２ リターン通路
１３ リリーフ弁
１４ 連通路
１５ ＥＣＵ
１６ 燃圧センサ
１００ 駆動回路
１０１ オペアンプ
１０２ オペアンプ
１０３ トランジスタ
１０４ 抵抗
１０５ 抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low pressure fuel pump 2 High pressure fuel pump 2a Suction valve 3 Fuel tank 4 Low pressure fuel passage 5 High pressure fuel passage 6 Delivery pipe 7 Fuel injection valve 8 Branch passage 9 Pressure regulator 10 Check valve 11 Pulsation damper 12 Return passage 13 Relief valve 14 Passage 15 ECU
16 Fuel Pressure Sensor 100 Drive Circuit 101 Op Amp 102 Op Amp 103 Transistor 104 Resistor 105 Resistor

Claims (3)

燃料タンクから燃料を汲み上げるための電動式の低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を昇圧させるための高圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプを駆動するための駆動回路と、
前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力に基づいて前記駆動回路を制御する制御手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
前記制御手段は、前記目標吐出圧力に対応した目標電力を前記駆動回路に入力させ、
前記駆動回路は、前記低圧燃料ポンプの消費電力が前記目標電力に一致するように前記低圧燃料ポンプを駆動させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。 An electric low pressure fuel pump for pumping fuel from the fuel tank;
A high-pressure fuel pump for boosting the fuel discharged from the low-pressure fuel pump;
A drive circuit for driving the low-pressure fuel pump;
Control means for controlling the drive circuit based on a target discharge pressure of the low-pressure fuel pump;
An internal combustion engine fuel injection control system comprising:
The control means causes a target power corresponding to the target discharge pressure to be input to the drive circuit,
The fuel injection control system for an internal combustion engine, wherein the drive circuit drives the low-pressure fuel pump so that power consumption of the low-pressure fuel pump matches the target power. 請求項１において、前記駆動回路は、前記低圧燃料ポンプに流れている電流を検知する電流検知部と、
前記低圧燃料ポンプに印加されている電圧を検知する電圧検知部と、
前記電流検知部及び前記電圧検知部により検知された電流値及び電圧値から前記低圧燃料ポンプの消費電力を演算する第１演算部と、
前記演算部により算出された消費電力と前記制御手段から入力される目標電力の差をパラメータにして、前記低圧燃料ポンプに電圧を印加する時間と電圧を印加しない時間との比であるデューティ比を演算する第２演算部と、
前記第２演算部により算出されたデューティ比に従って前記低圧燃料ポンプを駆動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。 The drive circuit according to claim 1, wherein the drive circuit detects a current flowing through the low-pressure fuel pump;
A voltage detector for detecting a voltage applied to the low-pressure fuel pump;
A first calculation unit that calculates the power consumption of the low-pressure fuel pump from the current value and the voltage value detected by the current detection unit and the voltage detection unit;
Using a difference between the power consumption calculated by the calculation unit and the target power input from the control means as a parameter, a duty ratio that is a ratio of a time during which voltage is applied to the low-pressure fuel pump and a time during which no voltage is applied is set A second computing unit for computing;
A drive unit that drives the low-pressure fuel pump according to the duty ratio calculated by the second calculation unit;
A fuel injection control system for an internal combustion engine. 請求項１又は２において、前記高圧燃料ポンプの吐出圧力を測定する圧力センサと、
前記高圧燃料ポンプの目標吐出圧力と前記圧力センサの測定値の偏差をパラメータとして演算される比例項及び積分項を用いて前記高圧燃料ポンプの駆動信号を演算する演算手段と、
前記積分項の変化傾向に応じて前記低圧燃料ポンプの目標吐出圧力を低下させる低下処理手段と、
を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。 In Claim 1 or 2, the pressure sensor for measuring the discharge pressure of the high-pressure fuel pump;
Calculation means for calculating a drive signal of the high-pressure fuel pump using a proportional term and an integral term calculated using a deviation between a target discharge pressure of the high-pressure fuel pump and a measurement value of the pressure sensor as a parameter;
Reduction processing means for reducing the target discharge pressure of the low-pressure fuel pump in accordance with the change tendency of the integral term;
A fuel injection control system for an internal combustion engine, further comprising:
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