JP6313551B2 - Fuel pump drive control device - Google Patents
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Description
本発明は、実燃圧が燃料圧力の目標値（目標燃圧）に近づくように制御を行う可変燃圧制御に係り、例えばマルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）における燃料噴射制御に用いられる燃料ポンプの駆動制御装置に関する。 The present invention relates to variable fuel pressure control that performs control so that an actual fuel pressure approaches a target value (target fuel pressure) of a fuel pressure. For example, the present invention relates to a drive control device for a fuel pump used for fuel injection control in multipoint injection (MPI). .
特許文献１には、燃料ポンプから燃料供給配管を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が、機関運転状態に応じた目標燃圧となるように、燃料ポンプの駆動を制御する燃料圧力制御装置が開示されている。この燃料圧力制御装置では、エンジンの負荷、回転速度及び冷却水の水温に応じた目標燃圧を演算すると共に、燃料供給配管における燃圧を目標燃圧とするためのフィードフォワード操作量を演算している。また、目標燃圧に対して燃料ポンプを所定の特性で応答させるための規範燃圧（規範モデル）を演算し、規範燃圧と検出燃圧との偏差を無くすフィードバック操作量を演算している。 In Patent Document 1, the drive of the fuel pump is controlled so that the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied from the fuel pump to the fuel injection valve via the fuel supply pipe becomes the target fuel pressure according to the engine operating state. A fuel pressure control device is disclosed. In this fuel pressure control device, the target fuel pressure corresponding to the engine load, the rotation speed, and the coolant temperature is calculated, and the feedforward operation amount for setting the fuel pressure in the fuel supply pipe to the target fuel pressure is calculated. Further, a reference fuel pressure (reference model) for causing the fuel pump to respond with a predetermined characteristic to the target fuel pressure is calculated, and a feedback manipulated variable that eliminates a deviation between the reference fuel pressure and the detected fuel pressure is calculated.
しかしながら、イグニッションオン時及びエンジン始動時の燃圧は、プレッシャレギュレータ（Ｐ／Ｒｅｇ）圧を保持しているが、時間が経過して燃圧が低下しているため、特許文献１に記載されているように目標燃圧を元に規範燃圧を算出すると、燃圧の初期値が実燃圧と異なり、予測燃料圧力が実際の圧力とずれてしまう。 However, the fuel pressure when the ignition is turned on and when the engine is started maintains the pressure regulator (P / Reg) pressure. However, since the fuel pressure decreases with time, it is described in Patent Document 1. If the reference fuel pressure is calculated based on the target fuel pressure, the initial value of the fuel pressure is different from the actual fuel pressure, and the predicted fuel pressure deviates from the actual pressure.
これにより、エンジン始動時の燃圧の収束性が悪くなったり応答時間が遅れたりして、排気性能が悪化する可能性がある。また、燃圧センサが故障したときにも、実際の燃圧からずれてしまうため、空燃比（Ａ／Ｆ）が悪化し、エンジン始動時にエンストする可能性がある。 As a result, the convergence of the fuel pressure at the time of starting the engine is deteriorated or the response time is delayed, and the exhaust performance may be deteriorated. Further, even when the fuel pressure sensor fails, it deviates from the actual fuel pressure, so that the air-fuel ratio (A / F) is deteriorated, and there is a possibility that the engine is stalled when the engine is started.
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コストの上昇を招くことなく、内燃機関の始動時の燃圧の収束性及び応答速度を向上できる燃料ポンプの駆動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a fuel pump that can improve the convergence of the fuel pressure and the response speed at the start of the internal combustion engine without causing an increase in cost. To provide a drive control device.
本発明の燃料ポンプの駆動制御装置は、内燃機関の燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプを、燃圧の規範応答モデルに応じて制御する駆動制御装置において、前記内燃機関の運転状態に応じて目標燃圧を演算する目標燃圧演算部と、前記燃料ポンプを所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する規範モデル演算部と、前記燃料ポンプの駆動を開始するときに実燃圧を選択し、前記燃料ポンプの駆動開始後は前記目標燃圧を選択して前記規範モデル演算部へ入力する入力切替部とを備え、前記規範モデル演算部は、前記燃料ポンプの駆動を開始するときは、前記入力切替部から入力された実燃圧と、その後に入力される目標燃圧とに基づいて規範燃圧を演算し、前記燃料ポンプの駆動開始後は、前記入力切替部から入力された目標燃圧と、その後に入力される目標燃圧とに基づいて規範燃圧を演算し、前記規範モデル演算部で演算された前記規範燃圧から、前記燃料ポンプを駆動する操作量を算出することを特徴とする。 A drive control device for a fuel pump according to the present invention is a drive control device that controls a fuel pump that pumps fuel to a fuel injection device of an internal combustion engine according to a reference response model of fuel pressure , according to the operating state of the internal combustion engine. A target fuel pressure calculating unit for calculating a target fuel pressure, a reference model calculating unit for calculating a reference fuel pressure for causing the fuel pump to respond with a predetermined characteristic, and selecting an actual fuel pressure when driving the fuel pump; An input switching unit that selects and inputs the target fuel pressure to the reference model calculation unit after starting the driving of the fuel pump, and the reference model calculation unit inputs the input when starting to drive the fuel pump A reference fuel pressure is calculated based on the actual fuel pressure input from the switching unit and the target fuel pressure input thereafter, and after the fuel pump starts driving, the target fuel input from the input switching unit is calculated. If, it calculates the norm fuel pressure based on the target fuel pressure to be inputted subsequently, from said norm fuel pressure calculated by the reference model calculation unit, and calculates the operation amount for driving the fuel pump.
本発明では、燃料ポンプの駆動を開始するときに、実燃圧を初期値にした規範応答モデル値に基づいて駆動するので、予測燃料圧力と実際の圧力とを実質的に一致させることができ、内燃機関を始動するときの燃圧の収束性及び応答速度を向上できる。この燃料ポンプの制御は、制御装置のプログラムの変更によって実現できるので、付加部品などによるコストの上昇を招くことはない。
従って、本発明によれば、コストの上昇を招くことなく、内燃機関の始動時の燃圧の収束性及び応答速度を向上できる燃料ポンプの駆動制御装置を提供できる。
In the present invention, when the drive of the fuel pump is started, the actual fuel pressure is driven based on the standard response model value with the initial value, so the predicted fuel pressure and the actual pressure can be substantially matched, The convergence and response speed of the fuel pressure when starting the internal combustion engine can be improved. Since the control of the fuel pump can be realized by changing the program of the control device, there is no increase in cost due to additional parts.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a drive control device for a fuel pump that can improve the convergence and response speed of the fuel pressure when starting the internal combustion engine without causing an increase in cost.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料ポンプの駆動制御装置について説明するためのもので、ＭＰＩにより燃料噴射を行う車両用内燃機関における燃料噴射装置の要部を示す概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a fuel injection device in a vehicle internal combustion engine that performs fuel injection by MPI, for explaining a drive control device for a fuel pump according to an embodiment of the present invention.
図１において、エンジン（内燃機関、本例では４気筒）１は、その吸気通路（吸気ポート）に燃料噴射弁２を備え、この燃料噴射弁２が開弁することでエンジン１に対する燃料噴射がなされる。燃料噴射弁２は、例えば電磁コイルへの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトして開弁し、燃料を噴射する電磁式の噴射弁である。 In FIG. 1, an engine (internal combustion engine, four cylinders in this example) 1 includes a fuel injection valve 2 in an intake passage (intake port), and the fuel injection valve 2 is opened so that fuel injection to the engine 1 is performed. Made. For example, when a magnetic attraction force is generated by energization of an electromagnetic coil, the fuel injection valve 2 is an electromagnetic injection valve that lifts and opens a valve body biased in a valve closing direction by a spring to inject fuel. It is.
上記燃料噴射弁２は、エンジン１の各気筒の吸気ポートに対応して設置され、各吸気ポート内に燃料をそれぞれ噴射供給する。燃料噴射弁２から噴射された燃料は、空気と共に吸気バルブを介して燃焼室内に吸引され、点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。そして、燃焼室内の燃焼ガスは排気バルブを介して排気通路に排出される。 The fuel injection valve 2 is installed corresponding to the intake port of each cylinder of the engine 1, and injects fuel into each intake port. The fuel injected from the fuel injection valve 2 is sucked into the combustion chamber together with air through the intake valve, and ignited and burned by spark ignition by the spark plug. The combustion gas in the combustion chamber is discharged to the exhaust passage through the exhaust valve.
上記エンジン１には、燃料供給装置３から燃料が供給される。この燃料供給装置３は、燃料タンク４、燃料ポンプ（ＦＰ）５、プレッシャレギュレータ（圧力調整弁）６、オリフィス７、燃料供給配管８、燃料ギャラリー配管９、燃料戻し配管１０、ジェットポンプ１１、燃料移送管１２及び逆止弁１３などを含んで構成されている。
上記燃料タンク４には、給油キャップで閉塞される給油口が開口されており、この給油キャップを外して給油口から燃料が補給される（図示せず）。
Fuel is supplied to the engine 1 from a fuel supply device 3. This fuel supply device 3 includes a fuel tank 4, a fuel pump (FP) 5, a pressure regulator (pressure regulating valve) 6, an orifice 7, a fuel supply pipe 8, a fuel gallery pipe 9, a fuel return pipe 10, a jet pump 11, a fuel The transfer pipe 12 and the check valve 13 are included.
The fuel tank 4 has a fuel filler opening that is closed by a fuel filler cap. The fuel filler cap is removed and fuel is supplied from the fuel filler cap (not shown).
上記燃料ポンプ５は、例えばモータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク４内に配置されている。燃料ポンプ５の吐出口には燃料供給配管８の一端が接続され、この燃料供給配管８の他端は燃料ギャラリー配管９に接続される。この燃料ギャラリー配管９には、その延設方向に沿って気筒数と同数の噴射弁接続部９Ａが形成されており、各噴射弁接続部９Ａに上記燃料噴射弁２の燃料取入口が接続されている。 The fuel pump 5 is an electric pump that rotates a pump impeller with a motor, for example, and is disposed in the fuel tank 4. One end of a fuel supply pipe 8 is connected to the discharge port of the fuel pump 5, and the other end of the fuel supply pipe 8 is connected to a fuel gallery pipe 9. The fuel gallery pipe 9 is formed with the same number of cylinders 9A as the number of cylinders along the extending direction, and the fuel intake port of the fuel injector 2 is connected to each injector connection 9A. ing.
また、上記燃料供給配管８には、燃料ポンプ５から燃料ギャラリー配管９へと向かう燃料の流れを通過させ、燃料ギャラリー配管９から燃料ポンプ５へと向かう燃料の流れ（逆流）を阻止する逆止弁１３が配設されている。そして、燃料ポンプ５により、燃料タンク４内の燃料を燃料供給配管８、逆止弁１３、燃料ギャラリー配管９及び噴射弁接続部９Ａを介して燃料噴射弁２に圧送する。 Further, the fuel supply pipe 8 allows a flow of fuel from the fuel pump 5 to the fuel gallery pipe 9 to pass therethrough and prevents a fuel flow (back flow) from the fuel gallery pipe 9 to the fuel pump 5. A valve 13 is provided. Then, the fuel in the fuel tank 4 is pumped by the fuel pump 5 to the fuel injection valve 2 through the fuel supply pipe 8, the check valve 13, the fuel gallery pipe 9, and the injection valve connecting portion 9A.
燃料戻し配管１０は、燃料タンク４内で燃料供給配管８から分岐延設され、この燃料戻し配管１０の他端は燃料タンク４内に開口される。この燃料戻し配管１０には、上流側から順に、プレッシャレギュレータ６、オリフィス７及びジェットポンプ１１が介装されている。
上記プレッシャレギュレータ６は、燃料戻し配管１０を開閉する弁体６ａと、該弁体６ａを燃料戻し配管１０の上流側の弁座に向けて押圧するコイルスプリングなどの弾性部材６ｂとから概略構成されている。このプレッシャレギュレータ６は、燃料噴射弁２に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮを超えたときに開弁し、燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮ以下であるときに閉弁する。
The fuel return pipe 10 extends from the fuel supply pipe 8 in the fuel tank 4, and the other end of the fuel return pipe 10 is opened in the fuel tank 4. A pressure regulator 6, an orifice 7, and a jet pump 11 are interposed in the fuel return pipe 10 in order from the upstream side.
The pressure regulator 6 is generally composed of a valve body 6 a that opens and closes the fuel return pipe 10 and an elastic member 6 b such as a coil spring that presses the valve body 6 a toward the upstream valve seat of the fuel return pipe 10. ing. The pressure regulator 6 opens when the fuel pressure supplied to the fuel injection valve 2 exceeds the minimum pressure FPMIN, and closes when the fuel pressure is equal to or lower than the minimum pressure FPMIN.
前述のように、プレッシャレギュレータ６は、燃料噴射弁２に供給される燃料圧力が最小圧力ＦＰＭＩＮよりも高くなると開弁するが、プレッシャレギュレータ６の下流側に設けられるオリフィス７によって、燃料戻し配管１０を介して燃料タンク４内に戻される燃料流量が絞られるようになっている。このため、燃料ポンプ５からの燃料の吐出量を、戻し流量以上に増やすことで、最小圧力ＦＰＭＩＮを超える圧力にまで燃料圧力を昇圧できる。 As described above, the pressure regulator 6 opens when the fuel pressure supplied to the fuel injection valve 2 becomes higher than the minimum pressure FPMIN, but the fuel return pipe 10 is provided by the orifice 7 provided on the downstream side of the pressure regulator 6. The fuel flow rate returned to the fuel tank 4 via the valve is throttled. For this reason, the fuel pressure can be increased to a pressure exceeding the minimum pressure FPMIN by increasing the amount of fuel discharged from the fuel pump 5 beyond the return flow rate.
換言すれば、プレッシャレギュレータ６で調整される最小圧ＦＰＭＩＮをベースに、燃料ポンプ５の吐出量を制御することで、燃圧を機関運転状態に応じて要求される目標燃圧（目標燃圧≧ＦＰＭＩＮ）にまで昇圧できるようになっている。
なお、燃料ポンプ５の吐出量の制御によって、最小圧ＦＰＭＩＮを超える燃圧にまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管１０によって燃料タンク４内に戻される燃料量（リリーフ流量）が絞られるようになっていれば良い。よって、上記オリフィス７を設けずに、例えばプレッシャレギュレータ６が流量（リリーフ流量）を絞る機能を備える構成であっても良い。
In other words, by controlling the discharge amount of the fuel pump 5 based on the minimum pressure FPMIN adjusted by the pressure regulator 6, the fuel pressure is set to the target fuel pressure (target fuel pressure ≧ FPMIN) required according to the engine operating state. It can be boosted up to.
Note that, by controlling the discharge amount of the fuel pump 5, the amount of fuel (relief flow rate) returned to the fuel tank 4 by the fuel return pipe 10 is reduced to such an extent that the fuel pressure can be increased to the fuel pressure exceeding the minimum pressure FPMIN. Just do it. Therefore, for example, the pressure regulator 6 may have a function of reducing the flow rate (relief flow rate) without providing the orifice 7.
上記ジェットポンプ１１は、プレッシャレギュレータ６、オリフィス７を介して燃料タンク４内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管１２を介して燃料を移送させるものである。燃料タンク４は、本例においては底面の一部が盛り上がって、底部空間を２つの領域４ａ，４ｂに隔てている所謂鞍型の燃料タンクであり、燃料ポンプ５の吸い込み口は領域４ａ内に開口する。このため、領域４ｂ内の燃料を領域４ａ側に移送させないと、領域４ｂ内の燃料が残存することになってしまう。 The jet pump 11 transfers fuel via a fuel transfer pipe 12 by the flow of fuel returned into the fuel tank 4 via a pressure regulator 6 and an orifice 7. In this example, the fuel tank 4 is a so-called saddle type fuel tank in which a part of the bottom surface is raised and the bottom space is separated into two regions 4a and 4b. The suction port of the fuel pump 5 is located in the region 4a. Open. For this reason, if the fuel in the region 4b is not transferred to the region 4a side, the fuel in the region 4b will remain.
そこで、ジェットポンプ１１は、プレッシャレギュレータ６及びオリフィス７を介して燃料タンク４の領域４ａ内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管１２内に負圧を作用させ、燃料移送管１２が開口する領域４ｂ内の燃料を、燃料移送管１２を介してジェットポンプ１１まで導き、戻し燃料と共に領域４ａ内に排出させている。 Therefore, the jet pump 11 applies a negative pressure to the fuel transfer pipe 12 by the flow of fuel returned into the region 4a of the fuel tank 4 via the pressure regulator 6 and the orifice 7, and the fuel transfer pipe 12 opens. The fuel in the region 4b is led to the jet pump 11 through the fuel transfer pipe 12, and discharged into the region 4a together with the return fuel.
マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）２１は、燃料噴射弁２による燃料噴射、点火プラグによる点火動作、電子制御スロットルの開度などを制御するものである。また、同じくマイクロコンピュータを内蔵したＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）２２は、燃料ポンプ５の駆動信号を出力して燃料ポンプ５を制御する。 An ECU (engine control unit) 21 incorporating a microcomputer controls the fuel injection by the fuel injection valve 2, the ignition operation by the spark plug, the opening degree of the electronic control throttle, and the like. Further, an FPCM (fuel pump control module) 22 having a built-in microcomputer outputs a drive signal for the fuel pump 5 to control the fuel pump 5.
上記ＥＣＵ２１とＦＰＣＭ２２とは相互に信号の送受信が可能に構成され、ＥＣＵ２１は、燃料ポンプ５の駆動デューティ・駆動周波数の指示信号である方形波のパルス信号ＰＩＮＳ（駆動指示信号）をＦＰＣＭ２２に向けて送信する。また、ＦＰＣＭ２２は、上記パルス信号ＰＩＮＳの入力異常の有無などの診断を実施し、診断結果を示す診断信号（方形波パルス信号）ＤＩＡＧをＥＣＵ２１に向けて送信する。 The ECU 21 and the FPCM 22 are configured to be able to transmit and receive signals to each other. The ECU 21 directs a square wave pulse signal PINS (drive instruction signal), which is an instruction signal of the drive duty and drive frequency of the fuel pump 5, to the FPCM 22. Send. Further, the FPCM 22 performs a diagnosis such as the presence or absence of an input abnormality of the pulse signal PINS, and transmits a diagnosis signal (square wave pulse signal) DIAG indicating the diagnosis result to the ECU 21.
上記ＥＣＵ２１には、エンジン１の運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて燃料圧力の目標値（目標燃圧）を演算する。また、このＥＣＵ２１は、算出した目標燃圧と実燃圧とから燃圧の規範応答モデル値（規範燃圧）を演算する。
上記各種センサとしては、負荷を検出する負荷センサ２３、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ２４、エンジン１の冷却水温度（水温）を検出する水温センサ２５、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ２６、及び燃料ギャラリー配管９における燃料圧力（燃圧）、換言すれば燃料噴射弁２への燃料供給圧を検出する燃圧センサ２７などが設けられている。
The ECU 21 receives detection signals from various sensors that detect the operating state of the engine 1, and calculates a target value (target fuel pressure) of the fuel pressure based on these detection signals. The ECU 21 calculates a reference response model value (reference fuel pressure) of the fuel pressure from the calculated target fuel pressure and actual fuel pressure.
The various sensors include a load sensor 23 that detects a load, a rotation speed sensor 24 that detects the rotation speed of the engine 1, a water temperature sensor 25 that detects a cooling water temperature (water temperature) of the engine 1, and an air-fuel ratio in exhaust gas. An air-fuel ratio sensor 26 for detecting the fuel pressure (fuel pressure) in the fuel gallery pipe 9, in other words, a fuel pressure sensor 27 for detecting the fuel supply pressure to the fuel injection valve 2 are provided.
ここで、負荷としては、例えば吸気流量、吸気負圧、スロットル開度及び過給圧力など、エンジン１のトルクと密接に関連する状態量を用いることができる。また、空燃比センサ２６に代えて、排気中の酸素濃度に応じてエンジン１の空燃比の理論空燃比（目標空燃比）に対するリッチ・リーンＲＬを検出する酸素センサを設けても良い。 Here, as the load, for example, a state quantity closely related to the torque of the engine 1 such as an intake air flow rate, an intake negative pressure, a throttle opening degree, and a supercharging pressure can be used. Instead of the air-fuel ratio sensor 26, an oxygen sensor that detects a rich / lean RL with respect to the stoichiometric air-fuel ratio (target air-fuel ratio) of the air-fuel ratio of the engine 1 according to the oxygen concentration in the exhaust gas may be provided.
ＥＣＵ２１は、燃圧センサ２７により検出された燃圧値（実燃圧）が目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ５の通電制御デューティ（操作量）をフィードフォワード制御及びフィードバック制御することで、燃料ギャラリー配管９における燃圧を可変制御する。 The ECU 21 performs feed-forward control and feedback control on the duty control duty (operation amount) of the fuel pump 5 so that the fuel pressure value (actual fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 27 approaches the target fuel pressure, so that the fuel gallery pipe 9 The fuel pressure at is controlled variably.
また、このＥＣＵ２１は、例えば負荷センサ２３、回転速度センサ２４、水温センサ２５、空燃比センサ２６及び燃圧センサ２７からの各出力信号に基づいて、要求燃料量が噴射されるように、目標空燃比の混合気を形成する燃料に見合った噴射パルス幅（噴射時間）を演算する。
そして、このＥＣＵ２１から各燃料噴射弁２に対して、個別に噴射パルス幅に相当する開弁制御パルスを適宜出力することで、燃料噴射弁２による燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。
The ECU 21 also sets the target air-fuel ratio so that the required fuel amount is injected based on output signals from the load sensor 23, the rotation speed sensor 24, the water temperature sensor 25, the air-fuel ratio sensor 26, and the fuel pressure sensor 27, for example. The injection pulse width (injection time) corresponding to the fuel forming the air-fuel mixture is calculated.
The ECU 21 appropriately outputs a valve opening control pulse corresponding to the injection pulse width to each fuel injection valve 2 to control the fuel injection amount and fuel injection timing by the fuel injection valve 2.
更に、ＥＣＵ２１は、燃圧センサ２７で検出した燃圧（検出燃圧）及びエンジン１の運転条件に基づいて、燃料ポンプ５の駆動デューティＤＵＴＹ（駆動電圧）及び駆動周波数ｆを決定し、この駆動デューティＤＵＴＹ（％）及び駆動周波数ｆ（Ｈｚ）に対応するデューティ（デューティ比）及び周波数の方形波パルス信号ＰＩＮＳを、燃料ポンプ５の駆動指示信号としてＦＰＣＭ２２に送信する。 Further, the ECU 21 determines the drive duty DUTY (drive voltage) and the drive frequency f of the fuel pump 5 based on the fuel pressure (detected fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 27 and the operating conditions of the engine 1, and this drive duty DUTY ( %) And a square wave pulse signal PINS having a duty (duty ratio) and frequency corresponding to the drive frequency f (Hz) is transmitted to the FPCM 22 as a drive instruction signal for the fuel pump 5.
ＦＰＣＭ２２は、ＥＣＵ２１から受信したパルス信号ＰＩＮＳに基づいて燃料ポンプ５の駆動信号（駆動デューティＤＵＴＹ及び駆動周波数ｆ）を決定して出力する。すなわち、ＥＣＵ２１とＦＰＣＭ２２とが燃料ポンプの駆動制御装置を構成しており、この駆動制御装置で制御される燃料供給装置３、例えば燃料噴射弁２に燃料を送る燃料ポンプ５や、燃料噴射弁２に送られる燃料を途中から燃料タンクに戻す経路を開閉するプレッシャレギュレータ６などで可変燃圧機構を構成している。 The FPCM 22 determines and outputs a drive signal (drive duty DUTY and drive frequency f) of the fuel pump 5 based on the pulse signal PINS received from the ECU 21. That is, the ECU 21 and the FPCM 22 constitute a drive control device for the fuel pump. The fuel supply device 3 controlled by the drive control device, for example, the fuel pump 5 for sending fuel to the fuel injection valve 2, or the fuel injection valve 2 The variable fuel pressure mechanism is configured by a pressure regulator 6 or the like that opens and closes a path for returning the fuel sent to the fuel tank from the middle.
また、上記ＥＣＵ２１は、エンジン１の負荷を示す基本噴射パルス幅やエンジン回転速度などに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、該点火時期において点火プラグによる火花放電がなされるように、点火コイルへの通電を制御する。
更に、このＥＣＵ２１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電子制御スロットルの目標開度を演算し、電子制御スロットルの実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータを駆動制御する。
Further, the ECU 21 calculates an ignition timing (ignition advance value) based on the basic injection pulse width indicating the load of the engine 1, the engine speed, and the like so that spark discharge is performed by the spark plug at the ignition timing. The energization to the ignition coil is controlled.
Further, the ECU 21 calculates the target opening of the electronically controlled throttle from the accelerator opening ACC or the like, and drives and controls the throttle motor so that the actual opening of the electronically controlled throttle approaches the target opening.
次に、上記燃料ポンプの駆動制御装置（ＥＣＵ２１及びＦＰＣＭ２２）における制御機能について詳しく説明する。
図２は、図１に示した燃料噴射装置における燃料圧力制御について説明するための機能ブロック図である。ＥＣＵ２１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することで、目標燃圧と規範モデルによる燃料圧力制御を行う。
この際、エンジン１の始動時に目標燃圧を用いてフィードバック制御すると、目標燃圧に対する実燃圧の収束性及び応答性が変化するので、規範応答モデル値の初期値を、実燃圧に設定し、エンジン１の始動後は目標燃圧に切り替えている。
Next, the control function of the fuel pump drive control device (ECU 21 and FPCM 22) will be described in detail.
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining fuel pressure control in the fuel injection device shown in FIG. The ECU 21 executes fuel pressure control based on the target fuel pressure and the reference model by executing a control program stored in a storage device such as a ROM (Read Only Memory) or a flash memory.
At this time, if feedback control is performed using the target fuel pressure when the engine 1 is started, the convergence and response of the actual fuel pressure with respect to the target fuel pressure change. Therefore, the initial value of the reference response model value is set to the actual fuel pressure, and the engine 1 After starting, the fuel pressure is switched to the target fuel pressure.
図２に示すように、入力切替部３１には、初期設定時の信号、目標燃圧及び実燃圧が入力され、初期設定時の信号で燃料ポンプ５の駆動開始時に実燃圧が選択され、エンジン１の始動後の通常の機関運転時には目標燃圧が選択される。選択された実燃圧または目標燃圧は、規範モデル演算部３２に入力される。 As shown in FIG. 2, a signal at initial setting, a target fuel pressure, and an actual fuel pressure are input to the input switching unit 31, and the actual fuel pressure is selected at the start of driving of the fuel pump 5 based on the signal at the initial setting. The target fuel pressure is selected during normal engine operation after starting. The selected actual fuel pressure or target fuel pressure is input to the reference model calculation unit 32.
偏差演算部３３では、上記規範モデル演算部３２で算出された規範燃圧と燃圧センサ２７で検出した燃圧（検出燃圧）との偏差「規範燃圧−検出燃圧」が演算される。また、減算器３４では、上記偏差とプラントモデル演算部３５で算出されたプラントモデルとの差が演算される。そして、この減算器３４の演算結果がフィードバック（Ｆ／Ｂ）補償器３６に供給され、燃圧の目標値と実燃圧との偏差を無くすためのＦ／Ｂ操作量［Ｖ］が演算される。 In the deviation calculation unit 33, a deviation “standard fuel pressure−detected fuel pressure” between the standard fuel pressure calculated by the standard model calculation unit 32 and the fuel pressure (detected fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 27 is calculated. The subtractor 34 calculates the difference between the deviation and the plant model calculated by the plant model calculation unit 35. Then, the calculation result of the subtractor 34 is supplied to a feedback (F / B) compensator 36, and the F / B manipulated variable [V] for eliminating the deviation between the target value of the fuel pressure and the actual fuel pressure is calculated.
また、入力切替部３１で選択された実燃圧は、フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）補償器３７に供給され、規範モデルとプラントモデルとの比に基づいてＦ／Ｆ操作量［Ｖ］が演算される。そして、Ｆ／Ｆ補償器３７から出力されるＦ／Ｆ操作量［Ｖ］と上記Ｆ／Ｂ補償器３６から出力されるＦ／Ｂ操作量［Ｖ］とが加算器３８で加算されて操作量［Ｖ］が算出される。この加算器３８で得た操作量［Ｖ］が、プラント（ＦＰＣＳ）３９に供給され、燃料ポンプ５が制御される。燃料ポンプ５から燃料噴射弁２に供給される燃料の燃圧［ｋＰａ］は、燃圧センサ２７で検出される。 The actual fuel pressure selected by the input switching unit 31 is supplied to a feed forward (F / F) compensator 37, and the F / F manipulated variable [V] is calculated based on the ratio between the reference model and the plant model. The The F / F manipulated variable [V] output from the F / F compensator 37 and the F / B manipulated variable [V] output from the F / B compensator 36 are added by the adder 38 and manipulated. The quantity [V] is calculated. The operation amount [V] obtained by the adder 38 is supplied to the plant (FPCS) 39, and the fuel pump 5 is controlled. The fuel pressure [kPa] of the fuel supplied from the fuel pump 5 to the fuel injection valve 2 is detected by the fuel pressure sensor 27.
本例において、制御対象のプラントは所定の伝達特性を持っており、これをモデル化した場合を示している。
上述したように、イグニッションオン時及び始動時には実燃圧を選択し、規範応答モデル値の初期値を、例えば０ＭＰａに設定することで、規範モデルの燃圧と実燃圧とが実質的に等しい状態で算出した規範燃圧に基づいて燃料圧力制御を行うことができる。また、通常の機関運転のときには目標燃圧を選択することで、目標燃圧を元に規範燃圧を算出して燃料圧力制御を行う。
In this example, the plant to be controlled has a predetermined transfer characteristic, and this is modeled.
As described above, the actual fuel pressure is selected when the ignition is turned on and at the start, and the initial value of the reference response model value is set to 0 MPa, for example, so that the fuel pressure of the reference model is substantially equal to the actual fuel pressure. The fuel pressure can be controlled based on the reference fuel pressure. Further, by selecting the target fuel pressure during normal engine operation, the reference fuel pressure is calculated based on the target fuel pressure, and the fuel pressure control is performed.
図３及び図４はそれぞれ、上記ＥＣＵ２１が所定時間ごとに繰り返し実行する燃料圧力制御における処理の一例を示しており、図３はエンジン始動のとき、図４は通常の機関運転状態のときのフローチャートである。この所定時間としては、例えばエンジン運転状態を検出する各種センサのサンプリング時間とすれば良い。 FIGS. 3 and 4 each show an example of processing in fuel pressure control repeatedly executed by the ECU 21 every predetermined time. FIG. 3 is a flowchart when the engine is started, and FIG. 4 is a flowchart when the engine is operating normally. It is. The predetermined time may be a sampling time of various sensors that detect the engine operating state, for example.
エンジン１の始動のとき、換言すれば、燃料ポンプ３の駆動を開始するときには、イグニッションスイッチがオンになったことを契機として、図３に示すように初期設定時の信号により入力切替部３１で実燃圧を選択する（ステップＳ１）。この実燃圧には、例えばイグニションオンからフィードバック開始までの期間に燃圧センサ２７で計測した燃圧値を用いる。これによって、規範応答モデル値の初期値が、実燃圧、例えば０ＭＰａに設定される。 When the engine 1 is started, in other words, when driving of the fuel pump 3 is started, the input switching unit 31 uses the signal at the time of initial setting as shown in FIG. 3 in response to the ignition switch being turned on. The actual fuel pressure is selected (step S1). For this actual fuel pressure, for example, the fuel pressure value measured by the fuel pressure sensor 27 during the period from ignition on to the start of feedback is used. Thereby, the initial value of the normative response model value is set to the actual fuel pressure, for example, 0 MPa.
このように、規範応答モデル値の初期値を実燃圧に設定することで、燃料ポンプ５の駆動を開始するときに、初期の実燃圧と規範モデルの予測燃圧とが実質的に等しい状態で駆動することができる。
続いて、Ｆ／Ｆ補償器３７で、規範モデルとプラントモデルとの比に基づき、燃料ギャラリー配管９における燃圧が目標燃圧となるように燃料ポンプ５を駆動制御するためのＦ／Ｆ操作量［Ｖ］を演算する（ステップＳ２）。
In this way, by setting the initial value of the reference response model value to the actual fuel pressure, when the drive of the fuel pump 5 is started, the initial actual fuel pressure and the predicted fuel pressure of the reference model are driven in a substantially equal state. can do.
Subsequently, in the F / F compensator 37, based on the ratio between the reference model and the plant model, an F / F manipulated variable for driving and controlling the fuel pump 5 so that the fuel pressure in the fuel gallery pipe 9 becomes the target fuel pressure [ V] is calculated (step S2).
次に、入力切替部３１から入力された実燃圧を初期値として、規範モデル演算部３２で、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する（ステップＳ３）。
その後、偏差演算部３３で規範燃圧から燃圧センサ２７で検出した実燃圧を減算することで、規範燃圧と検出燃圧との偏差を演算する（ステップＳ４）。
Next, using the actual fuel pressure input from the input switching unit 31 as an initial value, the reference model calculation unit 32 calculates a reference fuel pressure for causing the fuel pump 5 to respond with predetermined characteristics (step S3).
Thereafter, the deviation between the reference fuel pressure and the detected fuel pressure is calculated by subtracting the actual fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 27 from the reference fuel pressure by the deviation calculator 33 (step S4).
この算出した偏差から、プラントモデル演算部３５で演算したプラントモデルを減算器３４で減算（ステップＳ５）した後、Ｆ／Ｂ補償器３６で、偏差が無くなるようにするＦ／Ｂ操作量を演算する（ステップＳ６）。
次に、加算器３８でＦ／Ｆ操作量とＦ／Ｂ操作量とを加算して燃料ポンプ５の操作量を演算し（ステップＳ７）、プラント３９に供給する。
プラント３９では、算出した燃料ポンプ５の操作量に基づいて、燃料ポンプ５を駆動制御する（ステップＳ８）。
From the calculated deviation, the plant model calculated by the plant model calculation unit 35 is subtracted by the subtractor 34 (step S5), and then the F / B manipulated variable for eliminating the deviation is calculated by the F / B compensator 36. (Step S6).
Next, the adder 38 adds the F / F manipulated variable and the F / B manipulated variable to calculate the manipulated variable of the fuel pump 5 (step S7), and supplies it to the plant 39.
The plant 39 drives and controls the fuel pump 5 based on the calculated operation amount of the fuel pump 5 (step S8).
上記のような燃料ポンプの駆動制御装置によれば、エンジン１の始動時（燃料ポンプの駆動開始時）に、規範応答モデル値の初期値（初期設定燃圧）を実燃圧に設定することで、予測燃料圧力と実際の圧力とを実質的に一致させることができ、内燃機関を始動するときの燃圧の収束性及び応答速度を向上できる。この制御は、ＥＣＵ２１のＲＯＭやフラッシュメモリなどの記憶装置に記憶された制御プログラムを変更することによって実現できるので、付加部品などは不要であり、コストの上昇を招くことはない。 According to the fuel pump drive control apparatus as described above, by setting the initial value (initial fuel pressure) of the normative response model value to the actual fuel pressure when the engine 1 is started (when the fuel pump starts driving), The predicted fuel pressure and the actual pressure can be substantially matched, and the convergence and response speed of the fuel pressure when starting the internal combustion engine can be improved. Since this control can be realized by changing a control program stored in a storage device such as a ROM or a flash memory of the ECU 21, no additional parts are required, and the cost is not increased.
一方、イグニッションオン時やエンジン始動時以外の通常の機関運転状態（燃料ポンプの駆動開始後）においては、図４に示すように各種センサの出力信号、すなわち負荷センサ２３、回転速度センサ２４及び水温センサ２５などから、エンジン運転状態としての負荷、回転速度及び水温をそれぞれ読み込み（ステップＳ１１）、これらセンサの出力信号に基づいて、機関運転状態に応じた目標燃圧を演算する（ステップＳ１２）。ここで、目標燃圧は、例えばエンジン１の負荷、回転速度及び水温に対応した目標燃圧が設定されたマップを参照して演算すれば良い。 On the other hand, in the normal engine operation state (after the start of driving of the fuel pump) other than when the ignition is turned on or the engine is started, output signals of various sensors, that is, the load sensor 23, the rotation speed sensor 24, and the water temperature are shown in FIG. The load, rotation speed, and water temperature as the engine operating state are read from the sensor 25 or the like (step S11), and the target fuel pressure corresponding to the engine operating state is calculated based on the output signals of these sensors (step S12). Here, the target fuel pressure may be calculated with reference to a map in which the target fuel pressure corresponding to the load, rotation speed, and water temperature of the engine 1 is set, for example.
そして、初期設定時の信号により、入力切替部３１で目標燃圧を選択し（ステップＳ１３）、算出した目標燃圧を規範モデル演算部３２に入力して規範応答モデル値の初期値を目標燃圧に設定する。
次に、Ｆ／Ｆ補償器３７で、規範モデルとプラントモデルとの比に基づき、燃料ギャラリー配管９における燃圧が目標燃圧となるように燃料ポンプ５を駆動制御するためのＦ／Ｆ操作量［Ｖ］を演算する（ステップＳ１４）。
Then, a target fuel pressure is selected by the input switching unit 31 based on a signal at the time of initial setting (step S13), and the calculated target fuel pressure is input to the norm model calculation unit 32 to set the initial value of the norm response model value as the target fuel pressure. To do.
Next, in the F / F compensator 37, based on the ratio between the reference model and the plant model, the F / F manipulated variable for driving and controlling the fuel pump 5 so that the fuel pressure in the fuel gallery pipe 9 becomes the target fuel pressure [ V] is calculated (step S14).
その後、目標燃圧に対して、規範モデル演算部３２で、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する（ステップＳ１５）。
次に、偏差演算部３３で規範燃圧から検出燃圧値を減算することで、規範燃圧と検出燃圧値との偏差を演算する（ステップＳ１６）。
Thereafter, a reference fuel pressure for causing the fuel pump 5 to respond with a predetermined characteristic is calculated by the reference model calculation unit 32 with respect to the target fuel pressure (step S15).
Next, the deviation between the reference fuel pressure and the detected fuel pressure value is calculated by subtracting the detected fuel pressure value from the reference fuel pressure by the deviation calculating unit 33 (step S16).
この算出した偏差からプラントモデル演算部３５で演算したプラントモデルを減算器３４で減算（ステップＳ１７）した後、Ｆ／Ｂ補償器３６で、偏差が無くなるようにするＦ／Ｂ操作量を演算する（ステップＳ１８）。
次に、加算器３８でＦ／Ｆ操作量とＦ／Ｂ操作量とを加算して燃料ポンプ５の操作量を演算し（ステップＳ１９）、プラント３９に供給する。
プラント３９では、算出した燃料ポンプ５の操作量に基づいて、燃料ポンプ５を駆動制御する（ステップＳ２０）。
After subtracting the plant model calculated by the plant model calculation unit 35 from the calculated deviation by the subtractor 34 (step S17), the F / B compensator 36 calculates the F / B manipulated variable for eliminating the deviation. (Step S18).
Next, the adder 38 adds the F / F manipulated variable and the F / B manipulated variable to calculate the manipulated variable of the fuel pump 5 (step S19) and supplies it to the plant 39.
In the plant 39, the fuel pump 5 is driven and controlled based on the calculated operation amount of the fuel pump 5 (step S20).
このように、負荷、回転速度及び水温に応じた目標燃圧を演算し、燃料ギャラリー配管９における燃圧を目標燃圧とするためのＦ／Ｆ操作量を演算する。また、エンジン１の運転状態に応じた目標燃圧に対して、燃料ポンプ５を所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算し、規範燃圧と検出燃圧値との偏差を無くすようにするＦ／Ｂ操作量を演算する。
従って、通常の機関運転状態では、燃料ポンプ５から燃料供給配管８を介して燃料噴射弁２に供給される燃圧が、機関運転状態に応じた目標燃圧に基づき、実燃圧がこの目標燃圧に近づくように、燃料ポンプ５をフィードバック、フィードフォワード制御できる。
Thus, the target fuel pressure corresponding to the load, the rotation speed and the water temperature is calculated, and the F / F manipulated variable for calculating the fuel pressure in the fuel gallery pipe 9 as the target fuel pressure is calculated. Further, a reference fuel pressure for causing the fuel pump 5 to respond with a predetermined characteristic to a target fuel pressure according to the operating state of the engine 1 is calculated, and the deviation between the reference fuel pressure and the detected fuel pressure value is eliminated. Calculate the B operation amount.
Therefore, in a normal engine operation state, the fuel pressure supplied from the fuel pump 5 to the fuel injection valve 2 via the fuel supply pipe 8 is based on the target fuel pressure corresponding to the engine operation state, and the actual fuel pressure approaches this target fuel pressure. Thus, the fuel pump 5 can be feedback and feedforward controlled.
図５（ａ）は、エンジン始動時に規範応答モデル値の初期値と実燃圧が等しい場合（本実施形態における始動時）の燃圧変化、図５（ｂ）は、その時の燃料ポンプの比例ゲイン分操作量（Ｐ分操作量）の変化の一例を示している。また、図６（ａ），（ｂ）は比較例であり、図６（ａ）は、エンジン始動時に規範応答モデル値の初期値と実燃圧が異なる場合の燃圧変化、図６（ｂ）は、その時の燃料ポンプ５のＰ分操作量の変化の一例を示している。 FIG. 5A shows the change in fuel pressure when the initial value of the reference response model value is equal to the actual fuel pressure when starting the engine (when starting in the present embodiment), and FIG. 5B shows the proportional gain of the fuel pump at that time. An example of a change in an operation amount (P-minute operation amount) is shown. 6 (a) and 6 (b) are comparative examples. FIG. 6 (a) shows a change in fuel pressure when the actual fuel pressure is different from the initial value of the reference response model value when the engine is started, and FIG. 1 shows an example of a change in the operation amount of P for the fuel pump 5 at that time.
図５（ａ）に示すように、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は目標燃圧が所定値になっているのに対し、実燃圧はエンジン１の停止から時間が経過して略０ＭＰａである。エンジン１が始動されると（ｔ１）、燃料ポンプ５の駆動が開始される。この時の規範燃圧は、初期値として実燃圧を用いることから、所定値からイグニッションオン（ｔ０）を契機として０ＭＰａに急速に低下した後、所定の傾きを持って上昇し、目標燃圧に到達する。実燃圧は、規範燃圧の上昇から少し遅れて０ＭＰａから立ち上がる。その後は急速に収束を始め、規範燃圧とほぼ同様な燃圧の上昇率になり、比較的短い期間に目標燃圧とほぼ一致する。 As shown in FIG. 5A, the target fuel pressure is a predetermined value before the engine 1 is started (before t0), whereas the actual fuel pressure is approximately 0 MPa as time elapses after the engine 1 is stopped. . When the engine 1 is started (t1), the drive of the fuel pump 5 is started. Since the actual fuel pressure is used as the initial value, the reference fuel pressure at this time rapidly decreases from the predetermined value to 0 MPa when the ignition is turned on (t0), then increases with a predetermined inclination, and reaches the target fuel pressure. . The actual fuel pressure rises from 0 MPa with a slight delay from the increase in the reference fuel pressure. After that, it starts to converge rapidly, and the fuel pressure increases almost the same as the standard fuel pressure, and almost coincides with the target fuel pressure in a relatively short period.
また、図５（ｂ）に示すように、燃料ポンプ５のＰ分操作量は、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は０Ｖであり、エンジン１が始動されると（ｔ１）、実燃圧と規範応答モデル値が等しいので、燃料ポンプ５の操作量がプラス側に演算される。そして、エンジン１の始動後（ｔ１以降）に瞬間的に上昇した後、急速に振幅が小さくなり、０Ｖに収束する。
このように、規範モデルの燃圧に対する追従性が良く、且つ短時間で収束させることができる。
Further, as shown in FIG. 5 (b), the operation amount of P for the fuel pump 5 is 0V before the engine 1 is started (before t0), and when the engine 1 is started (t1), the actual fuel pressure and Since the reference response model values are equal, the operation amount of the fuel pump 5 is calculated to the plus side. Then, after instantaneously rising after the engine 1 is started (after t1), the amplitude rapidly decreases and converges to 0V.
Thus, the followability to the fuel pressure of the reference model is good and can be converged in a short time.
これに対し、図６（ａ）に示すように、規範応答モデル値の初期値が実燃圧と異なり、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は目標燃圧が所定値であるのに対し、実燃圧がこの所定値よりも低く、０ＭＰａより高い場合について検討する。エンジン１が始動されると（ｔ１）、燃料ポンプ５の駆動が開始される。この時、規範燃圧は所定値から０ＭＰａに急速に低下した後、所定の傾きを持って上昇を始め、目標燃圧に到達する。実燃圧は、規範燃圧の上昇から遅れて立ち上がり、規範燃圧より高い燃圧が続き、その後、徐々に収束を始め、規範燃圧とほぼ同様な燃圧の上昇率になって目標燃圧と一致する。 On the other hand, as shown in FIG. 6A, the initial value of the normative response model value is different from the actual fuel pressure, and the target fuel pressure is a predetermined value before the engine 1 is started (before t0), whereas the actual fuel pressure is Consider a case where is lower than this predetermined value and higher than 0 MPa. When the engine 1 is started (t1), the drive of the fuel pump 5 is started. At this time, after the reference fuel pressure rapidly decreases from a predetermined value to 0 MPa, the reference fuel pressure starts increasing with a predetermined inclination and reaches a target fuel pressure. The actual fuel pressure rises with a delay from the increase in the reference fuel pressure, continues to be higher than the reference fuel pressure, then gradually converges, reaches a fuel pressure increase rate substantially the same as the reference fuel pressure, and matches the target fuel pressure.
また、図６（ｂ）に示すように、燃料ポンプ５のＰ分操作量は、エンジン１の始動前（ｔ０以前）は０Ｖより少し高い所定値であり、エンジン１が始動されると（ｔ１）、実燃圧に対して規範モデルの燃圧が低いので、燃料ポンプ５の操作量がマイナス側に演算されてマイナスになる。そして、エンジン１の始動後、マイナスからプラスに転じ、再びマイナス側になり、その後、徐々に振幅が小さくなって収束する。
このように、初期の実燃圧と規範モデルの予測燃圧とがずれていると、フィードバックする操作量が過剰になり、且つポンプ操作量がマイナス側に大きく振れてから収束するため、燃圧の立ち上がりが遅くなる。
As shown in FIG. 6B, the P-minute operation amount of the fuel pump 5 is a predetermined value slightly higher than 0 V before the engine 1 is started (before t0), and when the engine 1 is started (t1). ) Since the fuel pressure of the reference model is lower than the actual fuel pressure, the operation amount of the fuel pump 5 is calculated to the negative side and becomes negative. Then, after the engine 1 is started, it changes from minus to plus and becomes negative again, and then the amplitude gradually decreases and converges.
In this way, if the initial actual fuel pressure and the predicted fuel pressure of the normative model are deviated, the amount of operation to be fed back becomes excessive, and the pump operation amount converges after having greatly swung to the minus side. Become slow.
次に、燃圧センサが故障した場合の制御について説明する。規範燃圧の燃料圧力を元に燃圧センサが故障したときの燃圧を推定する際に、実際の燃料圧力からずれてしまうため、空燃比が悪化し、エンジン始動時にエンストする可能性がある。
図７は、燃圧センサが故障した場合の検出燃圧、噴射用燃圧、実燃圧、燃料ポンプの比例ゲイン分操作量及び空燃比の関係を示すタイミングチャートである。時刻ｔ１１に燃圧センサ２７が故障、例えば配線が断線すると、検出燃圧はこの時刻ｔ１１からロウ（Ｌｏｗ）レベルで固定状態になる。時刻ｔ１２に燃料センサ２７の故障と判定されると、エンジン１の始動時（時刻ｔ１３）にフェイルセーフ動作に移行する。フェイルセーフ動作では、フィードバック制御が禁止されてフィードフォワード制御のみが行われる。
Next, control when the fuel pressure sensor fails will be described. When estimating the fuel pressure when the fuel pressure sensor fails based on the fuel pressure of the reference fuel pressure, the fuel pressure deviates from the actual fuel pressure, so that the air-fuel ratio deteriorates and the engine may be stalled when the engine is started.
FIG. 7 is a timing chart showing the relationship among the detected fuel pressure, the fuel pressure for injection, the actual fuel pressure, the fuel pump proportional gain operation amount, and the air-fuel ratio when the fuel pressure sensor fails. If the fuel pressure sensor 27 breaks down at time t11, for example, the wiring is disconnected, the detected fuel pressure is fixed at a low level from time t11. If it is determined at time t12 that the fuel sensor 27 has failed, the operation shifts to fail-safe operation when the engine 1 is started (time t13). In the fail safe operation, feedback control is prohibited and only feed forward control is performed.
実燃圧と初期値の燃圧がずれていると、その分の誤差が燃料噴射量に影響し、実燃圧が収束して故障時目標燃圧に到達するまで規範応答とずれ続ける（ｔ１３−ｔ１４，ｔ１５間）。すなわち、右下がりの斜線を伏した領域ＰＳだけ、実燃圧と規範応答との間にずれが生じ、規範応答を実現するための燃料ポンプ５の操作量（ΔＰＭで示す）が増大する。この結果、空燃比がΔＬＥで示すようにリーン化し、失火やエンストする可能性がある。 If the actual fuel pressure deviates from the initial fuel pressure, the corresponding error affects the fuel injection amount, and continues to deviate from the normative response until the actual fuel pressure converges and reaches the target fuel pressure at the time of failure (t13-t14, t15). while). That is, a deviation occurs between the actual fuel pressure and the normative response only in the region PS where the downward slanting line is obscure, and the amount of operation (indicated by ΔPM) of the fuel pump 5 for realizing the normative response increases. As a result, the air-fuel ratio becomes lean as indicated by ΔLE, and there is a possibility of misfire or engine stall.
そこで、燃圧センサ２７が故障した場合には、燃圧の規範応答モデル値の初期値を推定燃圧に設定して燃料噴射量を補正する。この推定燃圧は、プレッシャレギュレータ６の設定圧より低く、例えば燃料ポンプ５の駆動を停止してから燃料ポンプ５を駆動するまでの経過時間により算出できる。
このように、燃圧センサ２７が故障した場合には、規範燃圧を元に燃圧を推定する際に、規範応答モデル値の初期値を推定燃圧として燃料噴射量を補正することで、空燃比のずれを抑制して排気性能を向上できると共に、失火やエンストを抑制できる。
Therefore, when the fuel pressure sensor 27 fails, the initial value of the reference response model value of the fuel pressure is set to the estimated fuel pressure, and the fuel injection amount is corrected. This estimated fuel pressure is lower than the set pressure of the pressure regulator 6, and can be calculated, for example, by the elapsed time from when the fuel pump 5 is stopped to when the fuel pump 5 is driven.
In this way, when the fuel pressure sensor 27 fails, when estimating the fuel pressure based on the reference fuel pressure, the fuel injection amount is corrected using the initial value of the reference response model value as the estimated fuel pressure, so As well as improving exhaust performance, misfire and engine stall can be suppressed.
ここで、上記実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
燃料ポンプの駆動制御装置は、その一つの態様において、推定燃圧値は、プレッシャレギュレータの設定圧より低い燃圧である。
上記構成によると、初期設定燃圧を実燃圧に近づけることができるので、空燃比のずれを抑制して排気性能及び始動性を向上できる。
Here, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment will be described together with effects.
In one aspect of the fuel pump drive control device, the estimated fuel pressure value is a fuel pressure lower than the set pressure of the pressure regulator .
According to the above configuration, the initial fuel pressure can be brought close to the actual fuel pressure, so that the exhaust performance and startability can be improved by suppressing the deviation of the air-fuel ratio.
燃料ポンプの駆動制御装置は、別の好ましい態様では、推定燃圧値は、燃料ポンプの駆動停止時から燃料ポンプを駆動するまでの経過時間より算出する。
上記構成によると、燃料ポンプの駆動を停止してからの経過時間で燃圧を推定できる。
In another preferred embodiment, the fuel pump drive control device calculates the estimated fuel pressure value from the elapsed time from when the fuel pump is stopped to when the fuel pump is driven .
According to the above configuration, the fuel pressure can be estimated from the elapsed time after the drive of the fuel pump is stopped.
１…エンジン（内燃機関）、５…燃料ポンプ、６…プレッシャレギュレータ（圧力調整弁）、２１…ＥＣＵ、２２…ＦＰＣＭ、２７…燃圧センサ、３１…入力切替部、３２…規範モデル演算部、３３…偏差演算部、３５…プラントモデル演算部、３６…Ｆ／Ｂ補償器、３７…Ｆ／Ｆ補償器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 5 ... Fuel pump, 6 ... Pressure regulator (pressure control valve), 21 ... ECU, 22 ... FPCM, 27 ... Fuel pressure sensor, 31 ... Input switching part, 32 ... Standard model calculating part, 33 ... Deviation calculation unit, 35 ... Plant model calculation unit, 36 ... F / B compensator, 37 ... F / F compensator
Claims (3)
前記内燃機関の運転状態に応じて目標燃圧を演算する目標燃圧演算部と、
前記燃料ポンプを所定の特性で応答させるための規範燃圧を演算する規範モデル演算部と、
前記燃料ポンプの駆動を開始するときに実燃圧を選択し、前記燃料ポンプの駆動開始後は前記目標燃圧を選択して前記規範モデル演算部へ入力する入力切替部とを備え、
前記規範モデル演算部は、前記燃料ポンプの駆動を開始するときは、前記入力切替部から入力された実燃圧と、その後に入力される目標燃圧とに基づいて規範燃圧を演算し、前記燃料ポンプの駆動開始後は、前記入力切替部から入力された目標燃圧と、その後に入力される目標燃圧とに基づいて規範燃圧を演算し、
前記規範モデル演算部で演算された前記規範燃圧から、前記燃料ポンプを駆動する操作量を算出する
ことを特徴とする燃料ポンプの駆動制御装置。 In a drive control device that controls a fuel pump that pumps fuel to a fuel injection device of an internal combustion engine according to a reference response model of fuel pressure,
A target fuel pressure calculation unit that calculates a target fuel pressure according to the operating state of the internal combustion engine;
A normative model calculator for calculating a normative fuel pressure for causing the fuel pump to respond with predetermined characteristics;
An actual fuel pressure is selected when driving the fuel pump, and an input switching unit that selects and inputs the target fuel pressure to the reference model calculation unit after starting the driving of the fuel pump ,
The reference model calculation unit calculates a reference fuel pressure based on an actual fuel pressure input from the input switching unit and a target fuel pressure input thereafter when starting to drive the fuel pump, and the fuel pump After the start of driving, the reference fuel pressure is calculated based on the target fuel pressure input from the input switching unit and the target fuel pressure input thereafter,
The fuel pump drive control device , wherein an operation amount for driving the fuel pump is calculated from the reference fuel pressure calculated by the reference model calculation unit .
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