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JP5514173B2 - Fuel pump control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は、燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料ポンプの駆動操作量を制御する内燃機関の燃料ポンプ制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel pump control device for an internal combustion engine that controls a drive operation amount of a fuel pump that supplies fuel to a fuel injection valve.

この種の制御装置として、燃料噴射弁からの燃料消費量(実際の機関負荷)に応じて燃料ポンプの駆動操作量を制御するものがあるが、制御系や燃料ポンプの応答遅れにより燃料圧力を適正に維持しにくいことがあった。   As this type of control device, there is one that controls the fuel pump drive operation amount according to the fuel consumption from the fuel injection valve (actual engine load), but the fuel pressure is controlled by the response delay of the control system and the fuel pump. Sometimes it was difficult to maintain properly.

このため、特許文献1には、アクセル操作量に基づいて吸気管圧力の変動を予測し、該予測した吸気管圧力に基づいて電動式燃料ポンプの駆動電圧を制御することにより、応答性改善を図った技術が開示されている。   For this reason, in Patent Document 1, the fluctuation of the intake pipe pressure is predicted based on the accelerator operation amount, and the drive voltage of the electric fuel pump is controlled based on the predicted intake pipe pressure. The intended technique is disclosed.

特開平9−170467号公報JP-A-9-170467

特許文献1ではアクセル開度等、機関の要求負荷に基づいて燃料ポンプの駆動操作量を算出しているため、高地等、大気圧の変化に伴う吸気圧の変化を受け、燃料噴射量(実際の機関負荷)が減少する。   In Patent Document 1, since the fuel pump drive operation amount is calculated based on the required engine load, such as the accelerator opening, the fuel injection amount (actual Engine load) decreases.

これにより、要求負荷に基づく操作量で駆動される燃料ポンプからの燃料吐出量が過剰となって、目標燃圧と実燃圧との間にずれを生じ、排気エミッション、燃費、出力性能が悪化することがあった。   As a result, the amount of fuel discharged from the fuel pump driven by the operation amount based on the required load becomes excessive, causing a deviation between the target fuel pressure and the actual fuel pressure, resulting in deterioration of exhaust emission, fuel consumption, and output performance. was there.

本発明は、このような従来の課題を解決するため、大気圧が変化しても燃料圧力が適正に維持されるように燃料ポンプを駆動することを目的とする。   In order to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to drive a fuel pump so that the fuel pressure is properly maintained even when the atmospheric pressure changes.

このため、本発明は、
機関の要求負荷を検出する要求負荷検出手段と、少なくとも前記検出された要求負荷に基づいて燃料ポンプの駆動操作量を算出する駆動操作量算出手段と、を備え、駆動操作量によって燃料ポンプを駆動する内燃機関の燃料ポンプ制御装置であって、以下の手段を含んで構成される。
For this reason, the present invention
A demand load detecting means for detecting a demand load of the engine; and a drive operation amount calculating means for calculating a drive operation amount of the fuel pump based on at least the detected demand load, wherein the fuel pump is driven by the drive operation amount. A fuel pump control apparatus for an internal combustion engine that includes the following means.

大気圧を検出する大気圧検出手段
前記要求負荷を前記検出された大気圧に基づいて補正して実際の機関負荷を推定し、該推定された機関負荷と機関回転速度とに基づいて駆動操作量を算出する駆動操作量補正手段
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure
Drive operation amount correction means for correcting the required load based on the detected atmospheric pressure to estimate an actual engine load and calculating a drive operation amount based on the estimated engine load and the engine rotation speed

要求負荷を基本とした駆動操作量の設定により高応答性を確保しつつ、大気圧検出値に基づく駆動操作量の補正によって、大気圧が変化しても実際の機関負荷に見合った駆動操作量が得られ、排気エミッション、燃費、出力性能等の機関性能が改善される。   While ensuring high responsiveness by setting the drive operation amount based on the required load, by correcting the drive operation amount based on the atmospheric pressure detection value, the drive operation amount commensurate with the actual engine load even if the atmospheric pressure changes The engine performance such as exhaust emission, fuel consumption, and output performance is improved.

実施形態に係る車両用内燃機関の燃料ポンプ制御装置を示す図The figure which shows the fuel pump control apparatus of the internal combustion engine for vehicles which concerns on embodiment. 燃料ポンプの駆動電圧(駆動操作量)算出の第1実施形態を示すフローチャートA flowchart showing a first embodiment of calculation of a driving voltage (driving operation amount) of a fuel pump 大気圧センサの検出値に基づいて大気圧補正係数を算出するサブルーチンのフローチャートFlow chart of a subroutine for calculating an atmospheric pressure correction coefficient based on the detection value of the atmospheric pressure sensor 目標燃圧FPTRPとフィードフォワード操作量FPFFVOLとの関係を示す線図Diagram showing the relationship between the target fuel pressure FPTRP and the feedforward manipulated variable FPFFVOL 燃料ポンプの駆動電圧(駆動操作量)算出の第2実施形態を示すフローチャートFlowchart showing a second embodiment of calculation of drive voltage (drive operation amount) of the fuel pump 大気圧補正係数を機関運転状態に基づき推定して算出するサブルーチンのフローチャートFlowchart of a subroutine for estimating and calculating the atmospheric pressure correction coefficient based on the engine operating state

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態に係る燃料ポンプ制御装置を備えた車両用内燃機関の燃料供給系を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating a fuel supply system of an internal combustion engine for a vehicle including a fuel pump control device according to an embodiment.

図1において、燃料タンク1は、エンジン(内燃機関)10の燃料を貯留するタンクであり、例えば車両の後部座席の下などに配置される。
前記燃料タンク1には、給油キャップ2で閉塞される給油口3が開口されており、給油キャップ2を外して前記給油口3から燃料が補給される。
In FIG. 1, a fuel tank 1 is a tank for storing fuel of an engine (internal combustion engine) 10, and is disposed, for example, under a rear seat of a vehicle.
The fuel tank 1 is provided with a fuel filler opening 3 that is closed by a fuel filler cap 2, and the fuel filler cap 2 is removed to replenish fuel from the fuel filler inlet 3.

前記燃料タンク1内には、図示省略したブラケットによって電動式の燃料ポンプ4が設置されている。
前記燃料ポンプ4は、燃料タンク1内のガソリンを吸い込み口から吸い込んで吐出口から吐き出す、例えばタービン式等の電動ポンプであり、前記吐出口には、燃料パイプ5aの一端が接続されている。
An electric fuel pump 4 is installed in the fuel tank 1 by a bracket (not shown).
The fuel pump 4 is an electric pump of, for example, a turbine type that sucks gasoline in the fuel tank 1 from a suction port and discharges it from the discharge port, and one end of a fuel pipe 5a is connected to the discharge port.

前記燃料パイプ5aの他端には、燃料ポンプ4から後述する燃料噴射弁9に向かう燃料の流れを通過させ、前記燃料噴射弁9から燃料ポンプ4に向かう流れ(逆流)を阻止する逆止弁7の入口側が接続される。   The other end of the fuel pipe 5a passes a fuel flow from the fuel pump 4 toward a fuel injection valve 9 to be described later, and a check valve that blocks a flow (back flow) from the fuel injection valve 9 toward the fuel pump 4. 7 inlet side is connected.

前記燃料パイプ5a、燃料パイプ5b、燃料ギャラリーパイプ8によって、燃料ポンプ4から燃料噴射弁9に向けた燃料供給通路が形成される。
前記燃料ギャラリーパイプ8には、その延設方向に沿って気筒数(本実施形態は4気筒)と同じ数の噴射弁接続部8aが設けられ、各噴射弁接続部8aには、燃料噴射弁9の燃料取り入れ口がそれぞれ接続される。
The fuel pipe 5a, the fuel pipe 5b, and the fuel gallery pipe 8 form a fuel supply passage from the fuel pump 4 toward the fuel injection valve 9.
The fuel gallery pipe 8 is provided with the same number of injection valve connection portions 8a as the number of cylinders (4 cylinders in the present embodiment) along the extending direction, and each injection valve connection portion 8a includes a fuel injection valve. Nine fuel intakes are connected to each other.

前記燃料噴射弁9は、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燃料を噴射する、電磁式燃料噴射弁である。   The fuel injection valve 9 is an electromagnetic fuel injection valve in which when a magnetic attractive force is generated by energization of an electromagnetic coil, a valve body biased in a valve closing direction by a spring lifts and injects fuel.

前記燃料噴射弁9は、エンジン10の各気筒の吸気ポート部にそれぞれ設置され、各気筒に燃料をそれぞれ噴射供給する。
また、前記燃料ギャラリーパイプ8内と燃料タンク1内とを連通させるリリーフパイプ12が設けられて、前記リリーフパイプ12の途中には、リリーフ弁13が介装されている。
The fuel injection valve 9 is installed at each intake port portion of each cylinder of the engine 10 and injects fuel into each cylinder.
Further, a relief pipe 12 is provided for communicating the inside of the fuel gallery pipe 8 and the inside of the fuel tank 1, and a relief valve 13 is interposed in the middle of the relief pipe 12.

前記リリーフ弁13は、弾性体により閉弁方向に付勢されており、燃料ギャラリーパイプ8内の燃料を燃料タンク1内にリリーフする機械式のチェックバルブであり、燃料ギャラリーパイプ8内の燃力が前記開弁圧(許容上限圧)を超えて大きくなることを阻止するために設けてある。   The relief valve 13 is urged in the valve closing direction by an elastic body, and is a mechanical check valve that relieves the fuel in the fuel gallery pipe 8 into the fuel tank 1, and the fuel power in the fuel gallery pipe 8. Is provided to prevent the pressure from becoming larger than the valve opening pressure (allowable upper limit pressure).

マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット(ECU)11は、前記燃料噴射弁9それぞれに対して個別に開弁制御パルス信号を出力して、各燃料噴射弁9による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。   An electronic control unit (ECU) 11 incorporating a microcomputer individually outputs a valve opening control pulse signal to each of the fuel injection valves 9 to control the fuel injection amount and injection timing of each fuel injection valve 9. .

前記電子制御ユニット11には、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、エンジン10の吸入空気流量を検出するエアフローメータ21、所定クランク角位置毎に検出信号を出力するクランク角センサ22、エンジン10の冷却水温度Twを検出する水温センサ23、前記燃料ギャラリーパイプ8内における燃料の圧力を検出する燃圧センサ24、前記燃料ギャラリーパイプ8内における燃料の温度を検出する燃温センサ25、排気中成分から空燃比を検出する空燃比センサ26の他、燃料ポンプ4の駆動制御に関わるセンサとして、エンジン10の図示しないスロットル弁の開度(スロットル開度)を検出するスロットルセンサ27、大気圧を検出する大気圧センサ28などが設けられる。
Detection signals from various sensors are input to the electronic control unit 11.
The various sensors include an air flow meter 21 that detects the intake air flow rate of the engine 10, a crank angle sensor 22 that outputs a detection signal for each predetermined crank angle position, a water temperature sensor 23 that detects a cooling water temperature Tw of the engine 10, In addition to a fuel pressure sensor 24 that detects the pressure of the fuel in the fuel gallery pipe 8, a fuel temperature sensor 25 that detects the temperature of the fuel in the fuel gallery pipe 8, an air-fuel ratio sensor 26 that detects the air-fuel ratio from the exhaust components, As sensors relating to drive control of the fuel pump 4, a throttle sensor 27 that detects the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown) of the engine 10, an atmospheric pressure sensor 28 that detects atmospheric pressure, and the like are provided.

そして、前記電子制御ユニット11は、目標空燃比の混合気を形成させることができる燃料量に見合う噴射パルス幅を、前記エアフローメータ21,クランク角センサ22,水温センサ23,空燃比センサ26などからの検出信号に基づき演算し、前記噴射パルス幅の開弁制御パルス信号を、各燃料噴射弁9に出力する。電子制御ユニット(ECU)11は、この他のエンジン制御(点火時期、スロットル制御)等も行う。   Then, the electronic control unit 11 sets the injection pulse width corresponding to the amount of fuel that can form the target air-fuel ratio mixture from the air flow meter 21, the crank angle sensor 22, the water temperature sensor 23, the air-fuel ratio sensor 26, and the like. And the valve opening control pulse signal having the injection pulse width is output to each fuel injection valve 9. The electronic control unit (ECU) 11 performs other engine control (ignition timing, throttle control) and the like.

ポンプコントロールユニット(PCU)14は、前記燃料ポンプ4への駆動電圧(駆動操作量)を制御することで、燃料ポンプ4の燃料吐出量を調整して燃料圧力を制御する。
ここで、燃料ポンプ4の駆動電圧が、大気圧変化に対しても燃料圧力を適正に維持できるように設定される。
The pump control unit (PCU) 14 controls the fuel pressure by controlling the fuel discharge amount of the fuel pump 4 by controlling the drive voltage (drive operation amount) to the fuel pump 4.
Here, the drive voltage of the fuel pump 4 is set so that the fuel pressure can be properly maintained even when the atmospheric pressure changes.

図2は、燃料ポンプ4の駆動電圧(駆動操作量)算出の第1実施形態を示すフローチャートである。
本第1実施形態では、目標燃圧FPTRPに対する燃料ポンプ4の駆動電圧のフィードフォワード操作量FPFFVOLを、下記の一次式にしたがって、算出する。
FIG. 2 is a flowchart showing a first embodiment for calculating the drive voltage (drive operation amount) of the fuel pump 4.
In the first embodiment, the feedforward manipulated variable FPFFVOL of the drive voltage of the fuel pump 4 with respect to the target fuel pressure FPTRP is calculated according to the following linear expression.

FPFFVOL=FPGAIN×FPTRP+FPOFS・・・(1)
ここで、ゲイン(傾き)FPGAINと、オフセットFPOFSとを、機関運転状態に基づいて以下のように設定する。
FPFFVOL = FPGAIN × FPPTRP + FPOFS (1)
Here, the gain (inclination) FPGAIN and the offset FPOFS are set as follows based on the engine operating state.

ステップS1では、機関の要求負荷を、大気圧変化等に応じて実際の負荷に見合うように補正した補正後機関負荷を、次式にしたがって算出する。該補正後機関負荷は、燃料噴射弁9からの1回(吸気行程毎)の燃料噴射量に相当する。   In step S1, a corrected engine load obtained by correcting the required load of the engine to match the actual load according to a change in atmospheric pressure or the like is calculated according to the following equation. The post-correction engine load corresponds to the fuel injection amount from the fuel injection valve 9 once (in each intake stroke).

TQHHOS=TQH0×INJPAMS×INJFER・・・(2)
ただし、TQHHOS:補正後機関負荷
TQH0:スロットル開度(要求負荷)
INJPAMS:大気圧補正係数
INJFER:燃料当量比
ここで、大気圧補正係数INJPAMSは、上記のように大気圧センサ28を備えている場合は、図3に示すサブルーチンのフローチャートに示すように、大気圧センサ28で検出された大気圧が低くなるほど、大気圧補正係数INJPAMSが減少するように算出される。
TQHHOS = TQH0 × INJPAMS × INJFER (2)
TQHHOS: engine load after correction
TQH0: throttle opening (required load)
INJPAMS: atmospheric pressure correction factor
INJFER: fuel equivalent ratio Here, the atmospheric pressure correction coefficient INJPAM is detected by the atmospheric pressure sensor 28 as shown in the flowchart of the subroutine shown in FIG. 3 when the atmospheric pressure sensor 28 is provided as described above. The atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS is calculated so as to decrease as the atmospheric pressure decreases.

同一スロットル開度でも、大気圧が低いときほど、吸気圧(吸入空気量)が低下し、これに伴って、燃料噴射量(実負荷)が減少するので、該実負荷の減少に対応させて減少補正するようにしたものである。   Even at the same throttle opening, the lower the atmospheric pressure, the lower the intake pressure (intake air amount), and the fuel injection amount (actual load) decreases accordingly. The decrease is corrected.

また、燃料当量比は、目標空燃比が基準空燃比、例えば、理論空燃比から外れる運転領域における補正のため設定される。例えば、基準空燃比での運転領域では1に設定されるが、高負荷時など燃料噴射量を増量して基準空燃比より濃い空燃比で運転される領域では、該濃空燃比に応じて1より大きい値に設定され、基準空燃比より薄いリーン空燃比で運転される領域では、該リーン空燃比に応じて1より小さい値に設定されている。   Further, the fuel equivalent ratio is set for correction in the operation region where the target air-fuel ratio deviates from the reference air-fuel ratio, for example, the stoichiometric air-fuel ratio. For example, it is set to 1 in the operation region at the reference air-fuel ratio, but in a region where the fuel injection amount is increased and the air-fuel ratio is richer than the reference air-fuel ratio, such as at high load, 1 is set according to the concentrated air-fuel ratio. In a region that is set to a larger value and is operated at a lean air-fuel ratio that is smaller than the reference air-fuel ratio, the value is set to a value smaller than 1 in accordance with the lean air-fuel ratio.

このようにして、実際の負荷(燃料噴射量)に見合った補正後機関負荷TQHHOSを算出することができる。
ステップS2では、上記の補正後機関負荷TQHHOSと機関回転速度Neとに基づいて、上述したFF操作量算出式(1)のゲインFPGAINを図示のように設定されたマップから算出する。該マップでは、アイドル等の小出力領域から中高出力領域、全開出力領域へと出力が増大するにしたがって、ゲインFPGAINが増大するように設定されている。
In this way, it is possible to calculate the corrected engine load TQHHOS commensurate with the actual load (fuel injection amount).
In step S2, based on the corrected engine load TQHHOS and the engine speed Ne, the gain FPGAIN of the FF manipulated variable calculation formula (1) is calculated from a map set as shown in the figure. In the map, the gain FPGAIN is set to increase as the output increases from a small output region such as an idle to a medium to high output region and a fully open output region.

ステップS3では、同じく補正後機関負荷TQHHOSと機関回転速度Neとに基づいて、上述したFF操作量算出式(1)のオフセットFPOFSを図示のように設定されたマップから算出する。該マップでは、アイドル等の小出力領域から中高出力領域、全開出力領域へと出力が増大するにしたがって、オフセット量FPOFSが増大するように設定されている。   In step S3, the offset FPOFS of the above-described FF manipulated variable calculation formula (1) is calculated from the map set as shown in the figure based on the corrected engine load TQHHOS and the engine speed Ne. In the map, the offset amount FPOFS is set to increase as the output increases from a small output region such as an idle to a medium to high output region and a fully open output region.

ステップS4では、目標燃圧FPTRPに対する燃料ポンプ4の駆動電圧のフィードフォワード操作量FPFFVOLを、ステップS2,S3で算出されたゲインFPGAIN及びオフセットFPOFSを用いて、次式(1)により算出する。   In step S4, the feedforward manipulated variable FPFFVOL of the drive voltage of the fuel pump 4 with respect to the target fuel pressure FPTRP is calculated by the following equation (1) using the gain FPGAIN and the offset FPOFS calculated in steps S2 and S3.

FPFFVOL=FPGAIN×FPTRP+FPOFS・・・(1)
図4は、目標燃圧FPTRPとフィードフォワード操作量FPFFVOLとの関係を示す。
FPFFVOL = FPGAIN × FPPTRP + FPOFS (1)
FIG. 4 shows the relationship between the target fuel pressure FPTRP and the feedforward manipulated variable FPFFVOL.

簡易的には、該フィードフォワード操作量FPFFVOLをそのまま駆動電圧(操作量)として燃料ポンプ4に印加する制御としてもよいが、燃料ポンプ4の性能バラツキ等により生じる目標燃圧と実燃圧との相違を補正するため、さらに以下のようにフィードバック操作量を算出して、フィードバック制御を行うのが好ましい。   For simplicity, the feedforward manipulated variable FPFFVOL may be directly applied to the fuel pump 4 as a drive voltage (operated variable). However, the difference between the target fuel pressure and the actual fuel pressure caused by the performance variation of the fuel pump 4 or the like. In order to correct, it is preferable to perform feedback control by calculating a feedback operation amount as follows.

ステップS5では、目標燃圧FPTRPと、燃圧センサ24で検出された実燃圧FPREPとの偏差に基づいて、燃料ポンプ4の駆動電圧のフィードバック操作量FPFBVOLを算出する。例えば、偏差ΔP(=FPTRP−FPREP)が大きいほど、フィードバック操作量FPFBVOLが大きい値に設定される。   In step S5, based on the deviation between the target fuel pressure FPTRP and the actual fuel pressure FPREP detected by the fuel pressure sensor 24, the feedback manipulated variable FPFBVOL of the drive voltage of the fuel pump 4 is calculated. For example, the feedback manipulated variable FPFBVOL is set to a larger value as the deviation ΔP (= FPPTRP−FPREP) is larger.

ステップS6では、上記フィードフォワード操作量FPFFVOLとフィードバック操作量FPFBVOLとに基づいて、次式(3)のように燃料ポンプ4の最終的な駆動操作量FPVOLを算出し、燃料ポンプ4に出力する。   In step S6, based on the feedforward manipulated variable FPFFVOL and the feedback manipulated variable FPFBVOL, the final drive manipulated variable FPVOL of the fuel pump 4 is calculated as shown in the following equation (3) and output to the fuel pump 4.

FPVOL=FPFFVOL+FPFBVOL・・・(3)
かかる第1実施形態によれば、燃料ポンプ駆動のフィードフォワード操作量を、機関の要求負荷を基本として設定することにより、制御系や燃料ポンプの応答遅れに対して燃料圧力を高応答で制御できる。
FPVOL = FPFFVOL + FPFBVOL (3)
According to the first embodiment, the fuel pressure can be controlled with high response to the response delay of the control system and the fuel pump by setting the feedforward operation amount of the fuel pump drive based on the required load of the engine. .

一方、高地走行などで大気圧が低下した場合には、大気圧が低下するほど減少する大気圧補正係数INJPAMSによってフィードフォワード操作量を減少補正することにより、減少補正した燃料圧力に制御できる。その結果、大気圧の低下に伴い減少する要求負荷に見合った適正な燃料噴射量に減少補正される。   On the other hand, when the atmospheric pressure decreases due to high altitude traveling or the like, it is possible to control the fuel pressure to be decreased by correcting the feedforward operation amount to decrease by the atmospheric pressure correction coefficient INJPAMs that decreases as the atmospheric pressure decreases. As a result, reduction correction is made to an appropriate fuel injection amount commensurate with the required load that decreases as the atmospheric pressure decreases.

これにより、排気エミッション、燃費、出力性能等の機関性能を良好に維持できる。
また、本実施形態では、目標燃圧に対してフィードフォワード操作量を一次式で規定し、そのゲイン及びオフセットを、補正後機関負荷と機関回転速度に基づいて機関出力毎に設定する構成としたため、簡易な演算式でフィードフォワード操作量を高精度に算出することができる。
Thereby, engine performance, such as exhaust emission, fuel consumption, and output performance, can be maintained satisfactorily.
In the present embodiment, the feedforward manipulated variable is defined by a linear expression with respect to the target fuel pressure, and the gain and offset are set for each engine output based on the corrected engine load and engine speed. The feedforward manipulated variable can be calculated with high accuracy by a simple arithmetic expression.

次に、燃料ポンプ4の駆動電圧(駆動操作量)算出の第2実施形態を、図5のフローチャートにしたがって、説明する。
ステップS21では、図2のステップS1と同様に、機関の要求負荷を、大気圧変化等に応じて実際の負荷に見合うように補正した補正後機関負荷TQHHOS(燃料噴射弁9の1回の燃料噴射量)を算出する。
Next, a second embodiment for calculating the drive voltage (drive operation amount) of the fuel pump 4 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S21, as in step S1 of FIG. 2, the corrected engine load TQHHOS (one fuel of the fuel injection valve 9) is obtained by correcting the required load of the engine to match the actual load according to changes in atmospheric pressure or the like. (Injection amount) is calculated.

ステップS22では、補正後機関負荷TQHHOSと機関回転速度Neとに基づいて、燃料噴射弁9によって消費される燃料流量の推定値FPQEVを次式により算出する。
FPQEV=k×TQHHOS×Ne
ただし、kは、機関1回転当たりの噴射回数であり、4サイクル機関の場合、燃料噴射弁の総数n/2(図1の例ではk=2)
ステップS23では、燃料ポンプ4の駆動電圧のフィードフォワード操作量FPFFVOLを、燃料流量推定値FPQEVと目標燃圧FPTRPとに基づいて、図示のように設定されたマップから検索する。
In step S22, an estimated value FPQEV of the fuel flow consumed by the fuel injection valve 9 is calculated from the following equation based on the corrected engine load TQHHOS and the engine speed Ne.
FPQEV = k × TQHHOS × Ne
However, k is the number of injections per engine revolution, and in the case of a 4-cycle engine, the total number of fuel injection valves n / 2 (k = 2 in the example of FIG. 1).
In step S23, the feedforward manipulated variable FPFFVOL of the drive voltage of the fuel pump 4 is searched from the map set as shown on the basis of the fuel flow rate estimated value FPQEV and the target fuel pressure FPTRP.

ここで、フィードフォワード操作量FPFFVOLは、燃料流量推定値FPQEVが大きいほど、また、目標燃圧FPTRPが大きいほど、燃料ポンプ4からの燃料吐出量の要求値が増大するため、フィードフォワード操作量FPFFVOLを大きくするように設定されている。   Here, since the feedforward manipulated variable FPFFVOL is larger as the fuel flow rate estimated value FPQEV is larger and the target fuel pressure FPTRP is larger, the required value of the fuel discharge amount from the fuel pump 4 is increased. It is set to increase.

ステップS24では、図2のステップS5と同様にして、目標燃圧FPTRPと、実燃圧FPREPとの偏差に基づいて、燃料ポンプ4の駆動電圧のフィードバック駆動操作量FPFBVOLを算出する。   In step S24, the feedback drive operation amount FPFBVOL of the drive voltage of the fuel pump 4 is calculated based on the deviation between the target fuel pressure FPTRP and the actual fuel pressure FPREP as in step S5 of FIG.

ステップS15では、図2のステップS6と同様にして、フィードフォワード操作量FPFFVOLとフィードバック駆動操作量FPFBVOLとを加算して、燃料ポンプ4の最終的な駆動操作量FPVOLを算出し、燃料ポンプ4に出力する。   In step S15, as in step S6 of FIG. 2, the feedforward manipulated variable FPFFVOL and the feedback drive manipulated variable FPFBVOL are added to calculate the final drive manipulated variable FPVOL of the fuel pump 4, and the fuel pump 4 Output.

かかる第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、燃料ポンプ駆動のフィードフォワード操作量を、機関の要求負荷を基本として設定することにより、制御系や燃料ポンプの応答遅れに対して燃料圧力を高応答で制御できる。   According to the second embodiment, as in the first embodiment, the feedforward operation amount for driving the fuel pump is set on the basis of the required load of the engine, so that the response delay of the control system and the fuel pump can be prevented. The fuel pressure can be controlled with high response.

一方、大気圧に基づき実負荷相当の機関負荷に見合うようにフィードフォワード操作量を補正することにより、高地走行など大気圧が変化しても適正な燃料圧力に制御できる。
これにより、排気エミッション、燃費、出力性能等の機関性能を良好に維持できる。
On the other hand, by correcting the feedforward operation amount so as to match the engine load corresponding to the actual load based on the atmospheric pressure, it is possible to control the fuel pressure to an appropriate value even when the atmospheric pressure changes, such as traveling at high altitude.
Thereby, engine performance, such as exhaust emission, fuel consumption, and output performance, can be maintained satisfactorily.

また、本実施形態では、補正後機関負荷と機関回転速度に基づいて燃料流量(燃料消費量)を推定し、該推定燃料流量と目標燃圧に基づいて、フィードフォワード操作量を高精度に算出することができる。   In this embodiment, the fuel flow rate (fuel consumption) is estimated based on the corrected engine load and the engine speed, and the feedforward manipulated variable is calculated with high accuracy based on the estimated fuel flow rate and the target fuel pressure. be able to.

図6は、大気圧センサを備えない場合に、大気圧補正係数INJPAMSを機関運転状態に基づき推定して算出するフローチャートを示す。推定された大気圧補正係数INJPAMSは、第1実施形態(図2のステップS1)及び第2実施形態(図5のステップS21)で用いることができる。   FIG. 6 shows a flowchart for estimating and calculating the atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS based on the engine operating state when no atmospheric pressure sensor is provided. The estimated atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS can be used in the first embodiment (step S1 in FIG. 2) and the second embodiment (step S21 in FIG. 5).

ステップS31では、機関始動状態であるかを判定し、機関始動状態でない場合は、ステップS32へ進んで、機関の過渡運転状態であるかを判定する。
そして、機関始動状態である場合、または機関の過渡運転状態であると判定された場合は、ステップS33へ進んで、大気圧補正係数INJPAMSを、前回値を保持して設定する。なお、前回値は、後述するステップS34,S35で算出された最新値である。
In step S31, it is determined whether the engine is in an engine starting state. If the engine is not in an engine starting state, the process proceeds to step S32 to determine whether the engine is in a transient operation state.
When it is determined that the engine is in a starting state or when the engine is in a transient operation state, the process proceeds to step S33, and the atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS is set while maintaining the previous value. The previous value is the latest value calculated in steps S34 and S35 described later.

機関始動状態でも過渡運転状態でもなく、定常運転状態と判定された場合は、ステップS34以降へ進み、大気圧補正係数INJPAMSを推定する。
まず、ステップS34では、機関の要求負荷としてスロットル開度TQH0に基づいて、要求基本噴射量TTPを算出する。
If it is determined that the engine is not in the engine start state or the transient operation state and is in the steady operation state, the process proceeds to step S34 and subsequent steps, and the atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS is estimated.
First, in step S34, the required basic injection amount TTP is calculated based on the throttle opening TQH0 as the required load of the engine.

この要求基本噴射量TPPは、低地平坦路での定常走行でスロットル開度TQH0に応じたシリンダ吸入空気量で、基準空燃比(例えば理論空燃比)が得られるように算出される値である。なお、低地平坦路での定常走行を条件としているため、スロットル開度TQH0に応じて機関回転速度Neも略一定となるので、スロットル開度TQH0のみでシリンダ吸入空気量が定まり、要求基本噴射量TPPを求めることができる。ただし、路面摩擦抵抗の相違等によって機関回転速度Neが変化する場合もあるので、スロットル開度TQH0と機関回転速度Neとに基づいて、より精度よく要求基本噴射量TPPを算出するようにしてもよい。   The required basic injection amount TPP is a value calculated so that a reference air-fuel ratio (for example, theoretical air-fuel ratio) is obtained with a cylinder intake air amount corresponding to the throttle opening TQH0 in steady running on a low-level flat road. Since the engine travel speed Ne is substantially constant according to the throttle opening TQH0 because the condition is steady running on a low-level flat road, the cylinder intake air amount is determined only by the throttle opening TQH0, and the required basic injection amount. TPP can be determined. However, since the engine speed Ne may change due to a difference in road surface frictional resistance or the like, the required basic injection amount TPP may be calculated more accurately based on the throttle opening TQH0 and the engine speed Ne. Good.

ステップS35では、エアフローメータ21によって検出された吸入空気流量と機関回転速度Neとに基づいて算出される基準空燃比相当の実基本噴射量TPと、前記要求基本噴射量TPPとを比較して、大気圧補正係数INJPAMSを算出する。   In step S35, the actual basic injection amount TP corresponding to the reference air-fuel ratio calculated based on the intake air flow rate detected by the air flow meter 21 and the engine rotational speed Ne is compared with the required basic injection amount TPP. The atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS is calculated.

すなわち、スロットル開度QH0(及び機関回転速度Ne)に基づいて算出される要求基本噴射量TPPは、高度が増大して大気圧が低下しても、該大気圧低下による質量吸入空気量の低下が反映されない。つまり、同一のスロットル開度QH0であれば、大気圧筒内圧力が低下しても同一の値である。   In other words, the required basic injection amount TPP calculated based on the throttle opening QH0 (and the engine speed Ne) decreases the mass intake air amount due to the decrease in atmospheric pressure even if the altitude increases and the atmospheric pressure decreases. Is not reflected. That is, if the throttle opening QH0 is the same, the same value is obtained even if the atmospheric pressure in the cylinder drops.

一方、エアフローメータ21によって検出される吸入空気流量は質量流量であるため、同一のスロットル開度QH0に対し、大気圧低下に応じて減少する吸入空気流量が検出される。   On the other hand, since the intake air flow rate detected by the air flow meter 21 is a mass flow rate, an intake air flow rate that decreases as the atmospheric pressure decreases is detected for the same throttle opening QH0.

したがって、要求基本噴射量TPと、実基本噴射量TPPとを比較することで大気圧を推定でき、次式(4)により、大気圧補正係数INJPAMSを算出することができる。
INJPAMS=TP/TTP・・・(4)
かかる推定を行えば、大気圧センサを備えることなく大気圧補正係数を設定でき、低コストで大気圧に基づく燃料ポンプ駆動操作量の補正を行うことができる。
Therefore, the atmospheric pressure can be estimated by comparing the required basic injection amount TP and the actual basic injection amount TPP, and the atmospheric pressure correction coefficient INJPAMS can be calculated by the following equation (4).
INJPAMS = TP / TTP (4)
By performing such estimation, the atmospheric pressure correction coefficient can be set without providing an atmospheric pressure sensor, and the fuel pump drive operation amount can be corrected based on the atmospheric pressure at low cost.

更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
(イ)機関の定常運転状態において、要求負荷に基づき算出される燃料噴射量と、実際に検出された機関負荷に基づき算出される燃料噴射量との比較により、大気圧補正係数を算出し、
前記駆動操作量補正手段は、前記大気圧補正係数に基づいて駆動操作量を補正することを特徴とする。
Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with the effects thereof.
(A) In a steady operation state of the engine, the atmospheric pressure correction coefficient is calculated by comparing the fuel injection amount calculated based on the required load with the fuel injection amount calculated based on the actually detected engine load;
The drive operation amount correction means corrects the drive operation amount based on the atmospheric pressure correction coefficient.

このようにすれば、低コストで大気圧に基づく燃料ポンプ駆動操作量の補正を行うことができる。   In this way, it is possible to correct the fuel pump drive operation amount based on atmospheric pressure at low cost.

1…燃料タンク、4…燃料ポンプ、5a,5b…燃料パイプ、8…燃料ギャラリーパイプ、9…燃料噴射弁、10…内燃機関、11…電子制御ユニット、12…リリーフパイプ、13…リリーフ弁、14…ポンプコントロールユニット、21…エアフローメータ、22…クランク角センサ、24…燃圧センサ、27…スロットルセンサ、28…大気圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel tank, 4 ... Fuel pump, 5a, 5b ... Fuel pipe, 8 ... Fuel gallery pipe, 9 ... Fuel injection valve, 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Electronic control unit, 12 ... Relief pipe, 13 ... Relief valve, DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Pump control unit, 21 ... Air flow meter, 22 ... Crank angle sensor, 24 ... Fuel pressure sensor, 27 ... Throttle sensor, 28 ... Atmospheric pressure sensor

Claims (2)

機関の要求負荷を検出する要求負荷検出手段と、
少なくとも前記検出された要求負荷に基づいて燃料ポンプの駆動操作量を算出する駆動操作量算出手段と、
を備え、駆動操作量によって燃料ポンプを駆動する内燃機関の燃料ポンプ制御装置であって、
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記要求負荷を前記検出された大気圧に基づいて補正して実際の機関負荷を推定し、該推定された機関負荷と機関回転速度とに基づいて駆動操作量を算出する駆動操作量補正手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃料ポンプ制御装置。
A required load detecting means for detecting a required load of the engine;
Drive operation amount calculation means for calculating a drive operation amount of the fuel pump based on at least the detected required load;
A fuel pump control device for an internal combustion engine that drives the fuel pump by a drive operation amount,
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure;
A drive operation amount correction unit that corrects the required load based on the detected atmospheric pressure to estimate an actual engine load, and calculates a drive operation amount based on the estimated engine load and the engine rotation speed ; ,
A fuel pump control device for an internal combustion engine, comprising:
前記駆動操作量補正手段は、前記大気圧の検出値が小さくなるにしたがって、前記駆動操作量を小さくなるように補正することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料ポンプ制御装置。 2. The fuel pump control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the drive operation amount correction unit corrects the drive operation amount so as to decrease as the detected value of the atmospheric pressure decreases.
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