JP2021063451A

JP2021063451A - Engine control device

Info

Publication number: JP2021063451A
Application number: JP2019187699A
Authority: JP
Inventors: 浩幹山城; Hiromoto Yamashiro; 齋藤　健一; Kenichi Saito; 健一齋藤; 享須田; Susumu Suda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: JP7207253B2

Abstract

To provide highly accurate feed pressure control without installing a sensor for detecting a feed pressure.SOLUTION: An engine control device performs: estimation processing S300 of acquiring motor voltage V, a motor current I, a motor rotation number N, a tank temperature T and a fuel consumption amount Q and calculating a value of a feed pressure P satisfying a relation of a formula (1) for those acquired values as a value of an estimated feed pressure Pe; and an operation processing S400 of operating supply power of a motor in order to reduce deviation of the estimated feed pressure Pe relative to a target feed pressure Pt.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を吸引して送出する電動式のフィードポンプのフィード圧を制御するエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device that controls the feed pressure of an electric feed pump that sucks and delivers fuel in a fuel tank.

特許文献１には、燃料タンク内の燃料を吸引して送出する電動式のフィードポンプと、同フィードポンプが送出した燃料の圧力であるフィード圧を検出するフィード圧センサと、を備えるエンジンに適用されて、フィード圧センサの検出値に応じてフィードポンプの供給電力を操作するエンジン制御装置が記載されている。エンジンが高温となると燃料配管内の燃料が気化してインジェクタへの燃料供給が滞るため、フィード圧を燃料が気化しない程度の圧力に維持する必要がある。しかしながら、フィード圧を高くし過ぎると、フィードポンプの負荷が大きくなって同フィードポンプの電力消費が増加する。そのため、上記従来のエンジン制御装置では、適度な圧力が維持されるようにフィードポンプのフィード圧をフィードバック制御することで、消費電力を抑えて効率的に燃料の気化を防止している。 Patent Document 1 applies to an engine including an electric feed pump that sucks and sends out fuel in a fuel tank, and a feed pressure sensor that detects a feed pressure that is the pressure of the fuel sent out by the feed pump. An engine control device that operates the power supply of the feed pump according to the detected value of the feed pressure sensor is described. When the engine becomes hot, the fuel in the fuel pipe vaporizes and the fuel supply to the injector is blocked, so it is necessary to maintain the feed pressure at a pressure that does not vaporize the fuel. However, if the feed pressure is made too high, the load on the feed pump becomes large and the power consumption of the feed pump increases. Therefore, in the conventional engine control device, power consumption is suppressed and fuel vaporization is efficiently prevented by feedback-controlling the feed pressure of the feed pump so that an appropriate pressure is maintained.

特開２０１６−５６７９４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-56794

フィード圧のフィードバック制御を行う上記従来のエンジン制御装置にはフィード圧センサが必要であり、その分、コストが高くなる。 The conventional engine control device that performs feedback control of the feed pressure requires a feed pressure sensor, which increases the cost.

上記課題を解決するエンジン制御装置は、内蔵するモータへの給電に応じて燃料タンク内の燃料を吸入して送出する電動式のフィードポンプにより送出された燃料の圧力であるフィード圧Ｐを制御する。ここで、上記モータに供給されている電圧をモータ電圧Ｖとし、同モータに供給されている電流をモータ電流Ｉとし、同モータの回転数をモータ回転数Ｎとし、燃料タンク内の燃料の温度をタンク燃温Ｔとし、エンジンの単位時間あたりの燃料の消費量を燃料消費量Ｑとする。また、モータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともに上記モータの銅損を値とする関数を銅損関数Ｆｃとし、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともに上記モータの鉄損を値とする関数を鉄損関数Ｆｉとし、モータ回転数Ｎ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともに上記フィードポンプの内部での摩擦により消費されるトルクを値とする関数を摩擦損失トルク関数Ｆｆとし、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及びフィード圧Ｐを独立変数とするとともに上記フィードポンプの内部での燃料の漏れにより消費されるトルクを値とする関数を漏れ損失トルク関数Ｆｌとする。このとき、上記エンジン制御装置は、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及び燃料消費量Ｑを取得するとともに、それらの取得した値に対して式（１）の関係を満たすフィード圧Ｐの値を同フィード圧の推定値として算出する推定処理と、上記フィード圧Ｐの目標値に対する推定値の偏差を縮小すべくモータに供給する電力を操作する操作処理と、を行っている。 The engine control device that solves the above problems controls the feed pressure P, which is the pressure of the fuel sent by the electric feed pump that sucks and sends the fuel in the fuel tank in response to the power supply to the built-in motor. .. Here, the voltage supplied to the motor is defined as the motor voltage V, the current supplied to the motor is defined as the motor current I, the rotation speed of the motor is defined as the motor rotation speed N, and the temperature of the fuel in the fuel tank. Let the tank fuel temperature T be, and let the fuel consumption per unit time of the engine be the fuel consumption Q. Further, the motor current I and the tank fuel temperature T are set as independent variables, the function that values the copper loss of the motor is set as the copper loss function Fc, and the motor voltage V, the motor current I, and the tank fuel temperature T are set as independent variables. The function that values the iron loss of the motor is the iron loss function Fi, the motor rotation speed N and the tank fuel temperature T are set as independent variables, and the torque consumed by friction inside the feed pump is set as the value. The function is the friction loss torque function Ff, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the feed pressure P are the independent variables, and the function that values the torque consumed by the fuel leakage inside the feed pump is leaked. Let the loss torque function Fl. At this time, the engine control device acquires the motor voltage V, the motor current I, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the fuel consumption Q, and the relationship of the equation (1) with respect to the acquired values. An estimation process that calculates the value of the feed pressure P that satisfies the condition as an estimated value of the same feed pressure, and an operation process that operates the power supplied to the motor to reduce the deviation of the estimated value from the target value of the feed pressure P. Is going.

フィードポンプのモータの電力損失は、モータの巻き線の抵抗により発生する銅損と、同モータのコアの励磁に伴い発生する鉄損と、からなる。銅損の値はモータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とする関数のかたちで、鉄損の値はモータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とする関数のかたちで、それぞれ表せる。

The power loss of the motor of the feed pump consists of copper loss caused by the resistance of the winding of the motor and iron loss caused by the excitation of the core of the motor. The copper loss value is in the form of a function with the motor current I and the tank fuel temperature T as the independent variables, and the iron loss value is in the form of a function with the motor voltage V, the motor current I and the tank fuel temperature T as the independent variables. Each can be represented.

一方、モータトルクの一部は、燃料を送出するためのエネルギに変換されずに、フィードポンプに設けられた軸受やシールでの摺動摩擦やフィードポンプ内を流れる際の燃料の内部摩擦などのフィードポンプ内で生じる摩擦により消費されてしまう。摩擦によるモータトルクの消費量、すなわち摩擦消費トルクは、モータ回転数Ｎ及び燃料の粘度に大きく依存する。燃料の粘度は同燃料の温度により変化するため、摩擦消費トルクの値は、モータ回転数Ｎ及びタンク燃温Ｔを独立変数とする関数のかたちで表せる。そして、摩擦によるフィードポンプの損失、すなわち摩擦損失は、摩擦消費トルクとモータ回転数との積となる。 On the other hand, part of the motor torque is not converted into energy for delivering fuel, but feeds such as sliding friction on bearings and seals provided in the feed pump and internal friction of fuel when flowing in the feed pump. It is consumed by the friction generated in the pump. The amount of motor torque consumed by friction, that is, the frictional torque consumption, largely depends on the motor rotation speed N and the viscosity of the fuel. Since the viscosity of the fuel changes depending on the temperature of the fuel, the value of the friction consumption torque can be expressed in the form of a function having the motor rotation speed N and the tank fuel temperature T as independent variables. Then, the loss of the feed pump due to friction, that is, the friction loss, is the product of the friction consumption torque and the motor rotation speed.

一方、フィードポンプの内部では部材間の隙間を通じた燃料漏れが発生しており、その漏れによってもモータトルクが消費される。こうした燃料の漏れによるモータトルクの消費量、すなわち漏れ消費トルクは、モータ回転数Ｎ及び燃料の粘度に加えて、更にフィードポンプの燃料吸入口と燃料送出口との差圧に大きく依存する。フィードポンプの燃料吸入口の燃料の圧力、すなわち燃料タンク内の燃料の圧力は大気圧近傍の圧力から余り大きく変動しない。よって、漏れ消費トルクの値は、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及びフィード圧を独立変数とする関数のかたちで表せる。そして、燃料の漏れによるフィードポンプの損失、すなわち漏れ損失は、漏れ消費トルクとモータ回転数との積となる。 On the other hand, a fuel leak occurs inside the feed pump through a gap between the members, and the leak also consumes the motor torque. The amount of motor torque consumed due to such fuel leakage, that is, the leakage consumption torque, largely depends on the differential pressure between the fuel inlet and the fuel inlet of the feed pump, in addition to the motor rotation speed N and the viscosity of the fuel. The pressure of the fuel at the fuel inlet of the feed pump, that is, the pressure of the fuel in the fuel tank does not fluctuate very much from the pressure near the atmospheric pressure. Therefore, the value of the leakage consumption torque can be expressed in the form of a function having the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the feed pressure as independent variables. Then, the loss of the feed pump due to the fuel leakage, that is, the leakage loss is the product of the leakage consumption torque and the motor rotation speed.

燃料の送出のためにフィードポンプが行った仕事率は、上述の銅損、鉄損、摩擦損失、及び漏れ損失の和を、モータへの供給電力、すなわちモータ電圧Ｖとモータ電流Ｉとの積から引いた差となる。そしてフィードポンプの仕事率は、送出した燃料の流量と圧力との積となる。フィード圧が一定に保たれる定常な状態では、フィードポンプが送出している燃料の流量は、エンジンの単位時間あたりの燃料消費量Ｑと等しくなる。よって、式（１）の関係を満たすフィード圧Ｐの値を同フィード圧Ｐの推定値として算出することでフィードポンプのフィード圧を精度良く推定できる。そのため、フィード圧を直接検出するセンサを設けずとも、高精度の燃圧制御が可能となる。 The power performed by the feed pump for delivering fuel is the sum of the above-mentioned copper loss, iron loss, friction loss, and leakage loss, which is the product of the power supplied to the motor, that is, the motor voltage V and the motor current I. It is the difference subtracted from. The power of the feed pump is the product of the flow rate and pressure of the delivered fuel. In a steady state where the feed pressure is kept constant, the flow rate of fuel delivered by the feed pump is equal to the fuel consumption Q per unit time of the engine. Therefore, the feed pressure of the feed pump can be estimated accurately by calculating the value of the feed pressure P satisfying the relationship of the equation (1) as the estimated value of the feed pressure P. Therefore, highly accurate fuel pressure control is possible without providing a sensor that directly detects the feed pressure.

なお、代数的な手法を用いると、式（１）からのフィード圧Ｐの推定値の導出に複雑な演算が必要となる場合がある。そうした場合、下記のような発見的手法を用いて推定値を算出するとよい。すなわち、上記エンジン制御装置における推定処理において、推定値の候補値のそれぞれについて式（２）に示される誤差関数ＥＲＦの値を算出するとともに、それら候補値の中で同誤差関数ＥＲＦの値が最小となった候補値を推定値の値として算出するとよい。 If an algebraic method is used, a complicated calculation may be required to derive an estimated value of the feed pressure P from the equation (1). In such a case, it is advisable to calculate the estimated value using the following heuristic method. That is, in the estimation process in the engine control device, the value of the error function ERF shown in the equation (2) is calculated for each of the candidate values of the estimated value, and the value of the error function ERF is the smallest among the candidate values. It is advisable to calculate the candidate value that has become the value of the estimated value.

フィードポンプの特性が経時変化することで、式（１）の各関数を定義する係数にずれが生じることがある。銅損関数Ｆｃを構成する係数については、下記の態様で値を校正することで経時変化によるずれを是正できる。突入電流の発生時におけるモータの供給電力はすべて、巻き線のジュール熱として、すなわち銅損として消費される。そのため、エンジンを始動する際のモータの給電開始時に同モータの突入電流と同給電開始時のタンク燃温Ｔとを記憶しておき、記憶した突入電流及びタンク燃温Ｔの値に基づいて、銅損関数Ｆｃを定義する係数の値を校正すれば、銅損関数Ｆｃを定義する係数の経時変化によるずれを是正できる。

As the characteristics of the feed pump change over time, the coefficients that define each function in Eq. (1) may deviate. Regarding the coefficients constituting the copper loss function Fc, the deviation due to the change with time can be corrected by calibrating the values in the following manners. All the power supplied by the motor when the inrush current is generated is consumed as Joule heat of the winding, that is, as copper loss. Therefore, the inrush current of the motor and the tank fuel temperature T at the start of the same power supply are stored at the start of power supply of the motor at the time of starting the engine, and based on the stored inrush current and the value of the tank fuel temperature T, the inrush current and the tank fuel temperature T are stored. By calibrating the value of the coefficient that defines the copper loss function Fc, it is possible to correct the deviation of the coefficient that defines the copper loss function Fc due to aging.

エンジン制御装置の一実施形態及び同装置が適用されたエンジンの燃料系の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically one Embodiment of the engine control device and the structure of the fuel system of the engine to which this device is applied. 上記エンジン制御装置が実行する燃圧制御に係る処置の流れを示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the flow of the process which concerns on the fuel pressure control executed by the said engine control device. 上記フィードポンプのモータ内の電気挙動の等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit of the electric behavior in the motor of the feed pump. 上記エンジン制御装置における推定処理での推定フィード圧の算出態様の一例を示す図。The figure which shows an example of the calculation mode of the estimated feed pressure in the estimation process in the said engine control device.

以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態のエンジン制御装置が適用されるエンジンの燃料系の構成を示している。本実施形態のエンジン制御装置は、Ｖ型６気筒の気筒配列を有しており、かつ気筒内に燃料を噴射する筒内噴射式の車載用エンジンに適用されている。 Hereinafter, an embodiment of the engine control device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 shows the configuration of the fuel system of the engine to which the engine control device of the present embodiment is applied. The engine control device of the present embodiment has a V-type 6-cylinder cylinder arrangement, and is applied to an in-cylinder injection type in-vehicle engine that injects fuel into the cylinders.

図１に示すように、エンジンの燃料系には、燃料タンク１１内に設置された電動式のフィードポンプ１０と、燃料タンク１１外に設置された高圧燃料ポンプ２０と、の２つの燃料ポンプが設けられている。また、燃料系には、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ３０が接続された燃料の蓄圧容器であるデリバリパイプ３１が設けられている。そして、燃料系には、フィードポンプ１０から高圧燃料ポンプ２０に燃料を送るための燃料通路である低圧燃料通路１２と、高圧燃料ポンプ２０からデリバリパイプ３１に燃料を送るための燃料通路である高圧燃料通路３２と、が設けられている。なお、デリバリパイプ３１には、内部に蓄えられている燃料の圧力である高圧側燃圧を検出する高圧側燃圧センサ３３が設置されている。 As shown in FIG. 1, two fuel pumps, an electric feed pump 10 installed inside the fuel tank 11 and a high-pressure fuel pump 20 installed outside the fuel tank 11, are included in the fuel system of the engine. It is provided. Further, the fuel system is provided with a delivery pipe 31 which is a fuel accumulator to which injectors 30 provided in each cylinder of the engine are connected. The fuel system includes a low-pressure fuel passage 12 which is a fuel passage for sending fuel from the feed pump 10 to the high-pressure fuel pump 20, and a high-pressure fuel passage which is a fuel passage for sending fuel from the high-pressure fuel pump 20 to the delivery pipe 31. A fuel passage 32 and a fuel passage 32 are provided. The delivery pipe 31 is provided with a high-pressure side fuel pressure sensor 33 that detects the high-pressure side fuel pressure, which is the pressure of the fuel stored inside.

フィードポンプ１０は、モータ１３を内蔵しており、同モータ１３への給電に応じて燃料タンク１１内の燃料を吸引して低圧燃料通路１２に送出する。フィードポンプ１０と低圧燃料通路１２との連結部分には、低圧燃料通路１２からフィードポンプ１０への燃料の逆流を防止するための逆止弁１４が設けられている。また、低圧燃料通路１２における燃料タンク１１の内部に位置する部分には、低圧燃料通路１２内の燃料の圧力が高くなり過ぎたときに低圧燃料通路１２内の燃料を燃料タンク１１にリリーフするリリーフ弁１５が設けられている。そして、低圧燃料通路１２は、同低圧燃料通路１２を流れる燃料中の不純物を濾過するフィルタ１６と同低圧燃料通路１２内の燃料圧力の脈動を低減するためのパルセーションダンパ１７とを介して高圧燃料ポンプ２０に接続されている。 The feed pump 10 has a built-in motor 13, and sucks fuel in the fuel tank 11 and sends it out to the low-pressure fuel passage 12 in response to the power supply to the motor 13. A check valve 14 for preventing backflow of fuel from the low-pressure fuel passage 12 to the feed pump 10 is provided at a connecting portion between the feed pump 10 and the low-pressure fuel passage 12. Further, in the portion of the low-pressure fuel passage 12 located inside the fuel tank 11, a relief that relieves the fuel in the low-pressure fuel passage 12 to the fuel tank 11 when the pressure of the fuel in the low-pressure fuel passage 12 becomes too high. A valve 15 is provided. Then, the low-pressure fuel passage 12 has a high pressure via a filter 16 that filters impurities in the fuel flowing through the low-pressure fuel passage 12 and a pulsation damper 17 for reducing the pulsation of the fuel pressure in the low-pressure fuel passage 12. It is connected to the fuel pump 20.

高圧燃料ポンプ２０は、シリンダ２１と、その内部に挿入された状態で設置されたプランジャ２２と、を備えている。そして、エンジンのカムシャフト２３に設けられたカム２４により、シリンダ２１の内部でのプランジャ２２の往復動が行われるようになっている。シリンダ２１の内部には、燃料を加圧するための加圧室２５がプランジャ２２により区画形成されている。加圧室２５は、電磁スピル弁２６を介して低圧燃料通路１２に接続されている。さらに加圧室２５は、逆止弁２７を介して高圧燃料通路３２に接続されている。電磁スピル弁２６は、通電に応じて開閉して、低圧燃料通路１２と加圧室２５との間の燃料の流通が許容された状態と同流通が遮断された状態とを切り替える。逆止弁２７は、加圧室２５内の燃料圧力が高圧燃料通路３２内の燃料圧力よりも低いときには閉弁して、高圧燃料通路３２から加圧室２５への燃料の逆流を防止する。また、逆止弁２７は、加圧室２５内の燃料圧力が高圧燃料通路３２内の燃料圧力よりも高くなったときに開弁して、加圧室２５から高圧燃料通路３２への燃料の流出を許容する。 The high-pressure fuel pump 20 includes a cylinder 21 and a plunger 22 installed inside the cylinder 21. The cam 24 provided on the cam shaft 23 of the engine allows the plunger 22 to reciprocate inside the cylinder 21. Inside the cylinder 21, a pressurizing chamber 25 for pressurizing fuel is partitioned by a plunger 22. The pressurizing chamber 25 is connected to the low pressure fuel passage 12 via an electromagnetic spill valve 26. Further, the pressurizing chamber 25 is connected to the high pressure fuel passage 32 via a check valve 27. The electromagnetic spill valve 26 opens and closes in response to energization to switch between a state in which the flow of fuel between the low-pressure fuel passage 12 and the pressurizing chamber 25 is permitted and a state in which the flow is blocked. The check valve 27 closes when the fuel pressure in the pressurizing chamber 25 is lower than the fuel pressure in the high-pressure fuel passage 32 to prevent backflow of fuel from the high-pressure fuel passage 32 to the pressurizing chamber 25. Further, the check valve 27 is opened when the fuel pressure in the pressurizing chamber 25 becomes higher than the fuel pressure in the high pressure fuel passage 32, and the fuel from the pressurizing chamber 25 to the high pressure fuel passage 32 is charged. Allow outflow.

以上のように構成された高圧燃料ポンプ２０の燃料の加圧動作について説明する。高圧燃料ポンプ２０では、シリンダ２１でのプランジャ２２の往復動に応じて加圧室２５の容積が変化する。以下の説明では、加圧室２５の容積が拡大する方向へのプランジャ２２の動作を同プランジャ２２の下降と記載し、これとは逆に加圧室２５の容積が縮小する方向へのプランジャ２２の動作を同プランジャ２２の上昇と記載する。高圧燃料ポンプ２０において、電磁スピル弁２６が開弁した状態でプランジャ２２が下降を開始すると、加圧室２５の容積の拡大に伴って、低圧燃料通路１２から加圧室２５に燃料が流入する。プランジャ２２が下降から上昇に転じた後も電磁スピル弁２６の開弁した状態を維持すると、プランジャ２２の下降中に加圧室２５に流入した燃料が低圧燃料通路１２に押し戻される。プランジャ２２の上昇中に電磁スピル弁２６を閉弁し、その後にプランジャ２２が上昇から下降に転じるまで、電磁スピル弁２６の閉弁を維持すると、プランジャ２２の上昇に伴う加圧室２５の容積の縮小により、加圧室２５内の燃料が加圧される。そして、加圧室２５内の燃料圧力が高圧燃料通路３２内の燃料圧力を上回ると、逆止弁２７が開弁して、加圧室２５内の加圧された燃料が高圧燃料通路３２に送出される。こうして高圧燃料ポンプ２０は、プランジャ２２の往復動毎に、低圧燃料通路１２の燃料を加圧して高圧燃料通路３２に送出する。なお、プランジャ２２の上昇中における電磁スピル弁２６の閉弁時期を変えることで、高圧燃料ポンプ２０が加圧動作毎に高圧燃料通路３２に送出する燃料の量が増減される。 The fuel pressurization operation of the high-pressure fuel pump 20 configured as described above will be described. In the high-pressure fuel pump 20, the volume of the pressurizing chamber 25 changes according to the reciprocating movement of the plunger 22 in the cylinder 21. In the following description, the operation of the plunger 22 in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 25 increases is described as lowering of the plunger 22, and conversely, the plunger 22 in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 25 decreases. The operation of is described as an increase of the plunger 22. In the high-pressure fuel pump 20, when the plunger 22 starts to descend with the electromagnetic spill valve 26 opened, fuel flows into the pressurizing chamber 25 from the low-pressure fuel passage 12 as the volume of the pressurizing chamber 25 increases. .. If the electromagnetic spill valve 26 is maintained in the open state even after the plunger 22 has changed from descending to ascending, the fuel that has flowed into the pressurizing chamber 25 while the plunger 22 is descending is pushed back into the low-pressure fuel passage 12. When the electromagnetic spill valve 26 is closed while the plunger 22 is ascending, and then the electromagnetic spill valve 26 is kept closed until the plunger 22 changes from ascending to descending, the volume of the pressurizing chamber 25 accompanying the ascending of the plunger 22 is maintained. The fuel in the pressurizing chamber 25 is pressurized by the reduction of the pressure chamber 25. When the fuel pressure in the pressurizing chamber 25 exceeds the fuel pressure in the high-pressure fuel passage 32, the check valve 27 opens and the pressurized fuel in the pressurizing chamber 25 enters the high-pressure fuel passage 32. Be sent out. In this way, the high-pressure fuel pump 20 pressurizes the fuel in the low-pressure fuel passage 12 and sends it out to the high-pressure fuel passage 32 each time the plunger 22 reciprocates. By changing the closing timing of the electromagnetic spill valve 26 while the plunger 22 is rising, the amount of fuel delivered to the high-pressure fuel passage 32 by the high-pressure fuel pump 20 is increased or decreased for each pressurization operation.

こうした燃料系を備えるエンジンは、エンジン制御装置としての電子制御ユニット４０により制御されている。電子制御ユニット４０は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行する演算処理回路と、エンジン制御用のプログラムやデータが記憶された記憶回路と、を備えている。そして、電子制御ユニット４０は、演算処理回路が記憶回路に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、エンジン制御を行っている。 An engine including such a fuel system is controlled by an electronic control unit 40 as an engine control device. The electronic control unit 40 includes an arithmetic processing circuit that executes various arithmetic processing related to engine control, and a storage circuit that stores programs and data for engine control. Then, the electronic control unit 40 controls the engine by reading and executing the program stored in the storage circuit by the arithmetic processing circuit.

なお、電子制御ユニット４０には、エンジンの運転状態を検出するための各種センサの検出信号が入力されている。電子制御ユニット４０に検出信号が入力されるセンサには、上述の高圧側燃圧センサ３３が含まれる。また、電子制御ユニット４０には、フィードポンプ１０の駆動回路４１が接続されている。フィードポンプ１０の駆動回路４１は、電子制御ユニット４０からの指令に基づき、フィードポンプ１０のモータ１３への供給電力をパルス幅変調により調整することで、フィードポンプ１０が低圧燃料通路１２に送出する燃料の流量を増減している。なお、駆動回路４１は、モータ１３に供給されている電圧であるモータ電圧Ｖ、モータ１３に供給されている電流であるモータ電流Ｉ、及びモータ１３の回転数であるモータ回転数Ｎの情報を電子制御ユニット４０に送信している。 The electronic control unit 40 is input with detection signals of various sensors for detecting the operating state of the engine. The sensor for which the detection signal is input to the electronic control unit 40 includes the high-pressure side fuel pressure sensor 33 described above. Further, the drive circuit 41 of the feed pump 10 is connected to the electronic control unit 40. The drive circuit 41 of the feed pump 10 adjusts the power supplied to the motor 13 of the feed pump 10 by pulse width modulation based on a command from the electronic control unit 40, so that the feed pump 10 sends the power to the low-pressure fuel passage 12. The flow of fuel is increasing or decreasing. The drive circuit 41 provides information on the motor voltage V, which is the voltage supplied to the motor 13, the motor current I, which is the current supplied to the motor 13, and the motor rotation speed N, which is the rotation speed of the motor 13. It is transmitted to the electronic control unit 40.

電子制御ユニット４０は、エンジン制御の一環として、燃料噴射量制御、燃圧可変制御、及びフィード圧制御を行っている。
燃料噴射量制御に際して電子制御ユニット４０はまず、エンジン回転数やエンジン負荷等のエンジン運転状態に応じてインジェクタ３０の燃料噴射量の要求値である要求噴射量を演算する。続いて電子制御ユニット４０は、高圧側燃圧センサ３３の検出値に基づき、要求噴射量分の燃料噴射に要するインジェクタ３０の燃料噴射時間を演算する。そして、電子制御ユニット４０は、燃料噴射時間の間、燃料を噴射すべく各気筒のインジェクタ３０を操作する。 The electronic control unit 40 performs fuel injection amount control, fuel pressure variable control, and feed pressure control as part of engine control.
When controlling the fuel injection amount, the electronic control unit 40 first calculates a required injection amount, which is a required value of the fuel injection amount of the injector 30, according to an engine operating state such as an engine speed and an engine load. Subsequently, the electronic control unit 40 calculates the fuel injection time of the injector 30 required for fuel injection for the required injection amount based on the detected value of the high-pressure side fuel pressure sensor 33. Then, the electronic control unit 40 operates the injector 30 of each cylinder to inject fuel during the fuel injection time.

また、燃圧可変制御に際して電子制御ユニット４０はまず、エンジン負荷などに基づき、高圧側燃圧の目標値を算出する。高圧側燃圧の目標値は基本的には、エンジン負荷が低いときには低い圧力に、エンジン負荷が高いときには高い圧力に設定される。そして、電子制御ユニット４０は、高圧側燃圧センサ３３による高圧側燃圧の検出値と同高圧側燃圧の目標値との偏差を縮小すべく、高圧燃料ポンプ２０の燃料送出量を調整する。具体的には、高圧側燃圧の検出値が目標値よりも低い場合には、プランジャ２２の上昇期間における電磁スピル弁２６の閉弁時期を早くして、高圧燃料ポンプ２０の燃料送出量を増加させる。また、高圧側燃圧の検出値が目標値よりも高いときには、プランジャ２２の上昇期間における電磁スピル弁２６の閉弁時期を遅くして、高圧燃料ポンプ２０の燃料送出量を減少させる。 Further, in the variable fuel pressure control, the electronic control unit 40 first calculates a target value of the high pressure side fuel pressure based on the engine load and the like. The target value of the high-pressure side fuel pressure is basically set to a low pressure when the engine load is low and a high pressure when the engine load is high. Then, the electronic control unit 40 adjusts the fuel delivery amount of the high-pressure fuel pump 20 in order to reduce the deviation between the detected value of the high-pressure side fuel pressure by the high-pressure side fuel pressure sensor 33 and the target value of the high-pressure side fuel pressure. Specifically, when the detected value of the high-pressure side fuel pressure is lower than the target value, the valve closing time of the electromagnetic spill valve 26 during the rising period of the plunger 22 is advanced to increase the fuel delivery amount of the high-pressure fuel pump 20. Let me. When the detected value of the high-pressure side fuel pressure is higher than the target value, the closing timing of the electromagnetic spill valve 26 during the rising period of the plunger 22 is delayed to reduce the fuel delivery amount of the high-pressure fuel pump 20.

（フィード圧制御について）
続いて、フィード圧制御の詳細を説明する。フィード圧制御は、次の目的で行われる。フィードポンプ１０より送出されて低圧燃料通路１２を流れる燃料がエンジンの熱を受けて高温となると、低圧燃料通路１２に燃料蒸気が発生して、デリバリパイプ３１への燃料の供給が滞ることがある。燃料の圧力が高いほど、燃料の気化温度は高くなるため、低圧燃料通路１２での燃料蒸気の発生を防止するには、低圧燃料通路１２へのフィードポンプ１０の燃料送出量を多くして低圧燃料通路１２内の燃料の圧力を高くすればよい。しかしながら、燃料送出量を増加させれば、その分、フィードポンプ１０の電力消費量も増えてしまう。そこで、フィード圧制御では、燃料蒸気の発生を防止可能な限りにおいて低圧燃料通路１２内の燃料の圧力を低い圧力に維持すべく、フィードポンプ１０の燃料吐出量を調整することで、電力消費を抑えつつ、燃料蒸気の発生を防止している。なお、以下の説明では、低圧燃料通路１２内の燃料の圧力、すなわちフィードポンプ１０により低圧燃料通路１２に送出された燃料の圧力を、フィード圧Ｐと記載する。 (About feed pressure control)
Subsequently, the details of the feed pressure control will be described. Feed pressure control is performed for the following purposes. When the fuel sent from the feed pump 10 and flowing through the low-pressure fuel passage 12 receives the heat of the engine and becomes high in temperature, fuel vapor is generated in the low-pressure fuel passage 12 and the supply of fuel to the delivery pipe 31 may be delayed. .. The higher the fuel pressure, the higher the fuel vaporization temperature. Therefore, in order to prevent the generation of fuel vapor in the low pressure fuel passage 12, the amount of fuel delivered by the feed pump 10 to the low pressure fuel passage 12 is increased to reduce the pressure. The pressure of the fuel in the fuel passage 12 may be increased. However, if the fuel delivery amount is increased, the power consumption of the feed pump 10 will be increased accordingly. Therefore, in the feed pressure control, power consumption is reduced by adjusting the fuel discharge amount of the feed pump 10 in order to maintain the fuel pressure in the low pressure fuel passage 12 at a low pressure as much as possible to prevent the generation of fuel vapor. While suppressing it, it prevents the generation of fuel steam. In the following description, the pressure of the fuel in the low pressure fuel passage 12, that is, the pressure of the fuel delivered to the low pressure fuel passage 12 by the feed pump 10 is referred to as the feed pressure P.

図２に、フィード圧制御に係る電子制御ユニット４０の処理の流れを示す。図２に示すようにフィード圧制御は、目標フィード圧算出処理Ｓ１００、要求回転数算出処理Ｓ２００、推定処理Ｓ３００、目標回転数設定処理Ｓ４００、要求電力算出処理Ｓ５００、及び操作処理Ｓ６００の各処理を通じて行われる。 FIG. 2 shows the processing flow of the electronic control unit 40 related to the feed pressure control. As shown in FIG. 2, the feed pressure control is performed through each of the target feed pressure calculation process S100, the required rotation speed calculation process S200, the estimation process S300, the target rotation speed setting process S400, the required power calculation process S500, and the operation process S600. Will be done.

目標フィード圧算出処理Ｓ１００では、タンク燃温Ｔに基づき、低圧燃料通路１２での燃料気化の防止に必要なフィード圧Ｐが目標フィード圧Ｐｔの値として算出される。燃料の温度が高いほど、燃料の気化の防止に高いフィード圧Ｐが必要なため、タンク燃温Ｔが高いときには同タンク燃温Ｔが低いときよりも高い圧力が目標フィード圧Ｐｔの値として算出される。 In the target feed pressure calculation process S100, the feed pressure P required to prevent fuel vaporization in the low-pressure fuel passage 12 is calculated as the value of the target feed pressure Pt based on the tank fuel temperature T. The higher the fuel temperature, the higher the feed pressure P is required to prevent vaporization of the fuel. Therefore, when the tank fuel temperature T is high, the pressure higher than when the tank fuel temperature T is low is calculated as the target feed pressure Pt value. Will be done.

要求回転数算出処理Ｓ２００では、燃料消費量Ｑと目標フィード圧Ｐｔとに基づき、フィード圧Ｐを目標フィード圧Ｐｔが示す値とするために必要なモータ回転数Ｎが要求回転数Ｎｒの値として算出される。要求回転数Ｎｒは、燃料消費量Ｑに対しては同燃料消費量Ｑが多いほど高い回転数となり、目標フィード圧Ｐｔに対しては同目標フィード圧Ｐｔが高いほど高い回転数となるように算出される。 In the required rotation speed calculation process S200, the motor rotation speed N required to set the feed pressure P to the value indicated by the target feed pressure Pt is set as the value of the required rotation speed Nr based on the fuel consumption Q and the target feed pressure Pt. It is calculated. The required rotation speed Nr becomes higher as the fuel consumption Q increases with respect to the fuel consumption Q, and becomes higher as the target feed pressure Pt increases with respect to the target feed pressure Pt. It is calculated.

推定処理Ｓ３００では、フィード圧Ｐの推定値である推定フィード圧Ｐｅの算出が行われる。こうした推定処理Ｓ３００における推定フィード圧Ｐｅの算出態様の詳細は後述する。 In the estimation process S300, the estimated feed pressure Pe, which is an estimated value of the feed pressure P, is calculated. Details of the calculation mode of the estimated feed pressure Pe in the estimation process S300 will be described later.

目標回転数設定処理Ｓ４００では、目標フィード圧Ｐｔに対する推定フィード圧Ｐｅの偏差に応じて要求回転数Ｎｒをフィードバック補正した値が目標回転数Ｎｔの値として設定される。ここでのフィードバック補正は、目標フィード圧Ｐｔが推定フィード圧Ｐｅよりも高い圧力である場合には目標回転数Ｎｔを要求回転数Ｎｒよりも高い回転数とし、目標フィード圧Ｐｔが推定フィード圧Ｐｅよりも低い圧力である場合には目標回転数Ｎｔを要求回転数Ｎｒよりも低い回転数とするように行われる。 In the target rotation speed setting process S400, a value obtained by feedback-correcting the required rotation speed Nr according to the deviation of the estimated feed pressure Pe with respect to the target feed pressure Pt is set as the value of the target rotation speed Nt. In the feedback correction here, when the target feed pressure Pt is higher than the estimated feed pressure Pe, the target rotation speed Nt is set to a rotation speed higher than the required rotation speed Nr, and the target feed pressure Pt is the estimated feed pressure Pe. When the pressure is lower than the required rotation speed Nt, the target rotation speed Nt is set to a rotation speed lower than the required rotation speed Nr.

要求電力算出処理Ｓ５００では、モータ回転数Ｎを目標回転数Ｎｔの値が示す回転数とするために必要なモータ１３の供給電力Ｅが要求電力Ｅｒの値として算出される。ここでの要求電力Ｅｒの算出は、電子制御ユニット４０のメモリに記憶されたモータ回転数Ｎと供給電力Ｅとの関係を示すマップを用いて行われる。 In the required power calculation process S500, the supply power E of the motor 13 required to set the motor rotation speed N to the rotation speed indicated by the value of the target rotation speed Nt is calculated as the value of the required power Er. The calculation of the required power Er here is performed using a map showing the relationship between the motor rotation speed N and the supply power E stored in the memory of the electronic control unit 40.

操作処理Ｓ６００では、目標回転数Ｎｔに対するモータ回転数Ｎの現在値の偏差に応じて要求電力Ｅｒをフィードバック補正した値が指示電力Ｅｔの値として設定される。そして、操作処理Ｓ６００では、指示電力Ｅｔの値分のモータ１３への電力供給を指示する指令信号が駆動回路４１に出力される。これにより、操作処理Ｓ６００では、フィード圧Ｐの目標値に対する前記推定値の偏差を縮小すべく前記モータに供給する電力を操作する処理が行われる。 In the operation process S600, a value obtained by feedback-correcting the required power Er according to the deviation of the current value of the motor rotation speed N with respect to the target rotation speed Nt is set as the value of the indicated power Et. Then, in the operation process S600, a command signal instructing the power supply to the motor 13 corresponding to the value of the instruction power Et is output to the drive circuit 41. As a result, in the operation process S600, a process of operating the electric power supplied to the motor in order to reduce the deviation of the estimated value with respect to the target value of the feed pressure P is performed.

（推定処理Ｓ３００について）
続いて、推定処理Ｓ３００での推定フィード圧Ｐｅの算出態様の詳細を説明する。
推定処理Ｓ３００では、推定フィード圧Ｐｅの算出に際してまず、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ、及び燃料消費量Ｑのそれぞれの現在の値を取得する。タンク燃温Ｔは、燃料タンク１１内の燃料の温度を示している。本実施形態では、エンジンの排気管からの燃料タンク１１の受熱と燃料タンク１１からその周囲の外気への放熱との熱収支のモデルを用いた推定によりタンク燃温Ｔの値を求めている。 (About estimation process S300)
Subsequently, the details of the calculation mode of the estimated feed pressure Pe in the estimation process S300 will be described.
In the estimation process S300, when calculating the estimated feed pressure Pe, first, the current values of the motor voltage V, the motor current I, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the fuel consumption Q are acquired. The tank fuel temperature T indicates the temperature of the fuel in the fuel tank 11. In the present embodiment, the value of the tank fuel temperature T is obtained by estimation using a model of heat balance between the heat received by the fuel tank 11 from the exhaust pipe of the engine and the heat radiation from the fuel tank 11 to the outside air around the fuel tank 11.

続いて、取得したモータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ、及び燃料消費量Ｑのそれぞれの値に対して式（３）の関係を満たすフィード圧Ｐの値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出する。式（３）における「Ｆｃ」は、モータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともにモータ１３の銅損を値とする関数である銅損関数を、「Ｆｉ」は、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともにモータ１３の鉄損を値とする関数である鉄損関数を、それぞれ示している。また、式（３）における「Ｆｆ」は、モータ回転数Ｎ及びタンク燃温Ｔを独立変数とするとともにフィードポンプ１０の内部での摩擦により消費されるトルクを値とする関数である摩擦消費トルク関数を示している。さらに式（３）における「Ｆｌ」は、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及びフィード圧Ｐを独立変数とするとともにフィードポンプ１０の内部での燃料の漏れにより消費されるトルクを値とする関数である漏れ消費トルク関数を示している。 Subsequently, the value of the feed pressure P satisfying the relationship of the equation (3) is estimated for each of the acquired motor voltage V, motor current I, motor rotation speed N, tank fuel temperature T, and fuel consumption Q. Calculated as the value of feed pressure Pe. "Fc" in the formula (3) is a copper loss function which is a function in which the motor current I and the tank fuel temperature T are set as independent variables and the copper loss of the motor 13 is set as a value, and "Fi" is the motor voltage V. The iron loss function, which is a function in which the motor current I and the tank fuel temperature T are set as independent variables and the iron loss of the motor 13 is set as a value, is shown respectively. Further, "Ff" in the equation (3) is a friction consumption torque which is a function in which the motor rotation speed N and the tank fuel temperature T are set as independent variables and the torque consumed by the friction inside the feed pump 10 is set as a value. Shows a function. Further, "Fl" in the equation (3) is a function in which the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T and the feed pressure P are set as independent variables, and the torque consumed by the fuel leakage inside the feed pump 10 is set as a value. The leak consumption torque function is shown.

図３に、モータ１３内の電気挙動の等価回路を示す。図３における「Ｒ０」はモータ１３の巻き線抵抗を、「Ｉｅ」はモータ１３のコアの励磁に伴う磁気ヒステリシスや渦電流により消費される電力の電流値である鉄損電流を、「Ｒｅ」はコアの励磁抵抗を、「Ｉｒ」はモータ１３のトルクに変換される有効電流を、それぞれ示している。

FIG. 3 shows an equivalent circuit of electrical behavior in the motor 13. In FIG. 3, "R0" is the winding resistance of the motor 13, and "Ie" is the iron loss current, which is the current value of the power consumed by the magnetic hysteresis and eddy current accompanying the excitation of the core of the motor 13, and is "Re". Indicates the exciting resistance of the core, and "Ir" indicates the effective current converted into the torque of the motor 13.

巻き線抵抗Ｒ０により生じるモータ１３の銅損の値は、巻き線抵抗Ｒ０とモータ電流Ｉの二乗との積となる。巻き線抵抗Ｒ０は巻き線の温度の１次関数として求められる。また、フィードポンプ１０の駆動中のモータ１３の巻き線の温度は、フィードポンプ１０を通過する燃料の温度、すなわちタンク燃温Ｔとほぼ等しい温度となる。これを反映して本実施形態では、銅損関数Ｆｃを式（４）のように設定している。式（４）における「ｋ１」「ｋ２」はそれぞれ、タンク燃温Ｔを独立変数とするとともに巻き線抵抗Ｒ０を値とする１次関数を定義する係数である。 The value of the copper loss of the motor 13 caused by the winding resistance R0 is the product of the winding resistance R0 and the square of the motor current I. The winding resistance R0 is obtained as a linear function of the winding temperature. Further, the temperature of the winding of the motor 13 while driving the feed pump 10 is the temperature of the fuel passing through the feed pump 10, that is, a temperature substantially equal to the tank fuel temperature T. Reflecting this, in the present embodiment, the copper loss function Fc is set as in the equation (4). “K1” and “k2” in the equation (4) are coefficients that define a linear function in which the tank fuel temperature T is an independent variable and the winding resistance R0 is a value, respectively.

一方、コアの励磁に伴う磁気ヒステリシスや渦電流により生じるモータ１３の鉄損の値は、コアの励磁抵抗Ｒｅと鉄損電流Ｉｅの二乗との積となる。図３の等価回路に示される電流、電圧、抵抗の関係から、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、巻き線抵抗Ｒ０、鉄損電流Ｉｅ、及び励磁抵抗Ｒｅの関係を表す式として式（５）が導出される。

On the other hand, the value of the iron loss of the motor 13 caused by the magnetic hysteresis and the eddy current caused by the excitation of the core is the product of the exciting resistance Re of the core and the square of the iron loss current Ie. From the relationship between the current, voltage, and resistance shown in the equivalent circuit of FIG. 3, the equation (5) expresses the relationship between the motor voltage V, the motor current I, the winding resistance R0, the iron loss current Ie, and the exciting resistance Re. Derived.

以上を踏まえて本実施形態では、鉄損関数Ｆｉを式（６）のように設定している。式（６）における「ｋ３」はコアの励磁抵抗Ｒｅを値とする係数である。励磁抵抗Ｒｅはコアの温度により変化し、かつフィードポンプ１０の駆動中のコアの温度はタンク燃温Ｔとほぼ等しい温度となる。そのため、励磁抵抗Ｒｅは本来、タンク燃温Ｔの関数として表すべきである。ただし、本実施形態のフィードポンプ１０におけるモータ回転数Ｎの使用範囲ではモータ１３の鉄損は銅損に比べて小さく、励磁抵抗Ｒｅの温度変化が最終的な推定フィード圧Ｐｅの算出結果に与える影響は限定されている。そのため、ここでは励磁抵抗Ｒｅを固定値として扱っている。

Based on the above, in the present embodiment, the iron loss function Fi is set as shown in the equation (6). “K3” in the equation (6) is a coefficient whose value is the exciting resistance Re of the core. The excitation resistance Re changes depending on the temperature of the core, and the temperature of the core during driving of the feed pump 10 becomes substantially equal to the tank fuel temperature T. Therefore, the excitation resistance Re should be originally expressed as a function of the tank fuel temperature T. However, in the range of use of the motor rotation speed N in the feed pump 10 of the present embodiment, the iron loss of the motor 13 is smaller than the copper loss, and the temperature change of the excitation resistance Re gives the final estimated feed pressure Pe calculation result. The impact is limited. Therefore, the excitation resistance Re is treated as a fixed value here.

一方、モータ１３が発生したトルクの一部は、フィードポンプに設けられた軸受やシールでの摺動摩擦やフィードポンプ内を流れる際の燃料の内部摩擦などフィードポンプ内での摩擦により、燃料送出のためのエネルギに変換されずに消費されてしまう。摩擦によるモータトルクの消費量、すなわち摩擦消費トルクは、モータ回転数Ｎが高いほど大きくなる。また、摩擦消費トルクはフィードポンプ１０内を流れる燃料の粘度が高いほど大きくなる。フィードポンプ１０内を流れる燃料の温度が、すなわちタンク燃温Ｔが低いほど燃料の粘度は高くなる。以上を踏まえて本実施形態では、摩擦消費トルク関数Ｆｆを式（７）のように設定している。式（７）における「ｋ４」「ｋ５」はそれぞれ既定の係数となっている。なお、摩擦消費トルクとモータ回転数Ｎとの積は、内部での摩擦によるフィードポンプ１０の動力損失、すなわち摩擦損失の値となる。

On the other hand, a part of the torque generated by the motor 13 is sent out by the friction in the feed pump such as the sliding friction in the bearings and seals provided in the feed pump and the internal friction of the fuel when flowing in the feed pump. It is consumed without being converted into energy for the purpose. The amount of motor torque consumed by friction, that is, the frictional torque consumed, increases as the motor rotation speed N increases. Further, the frictional consumption torque increases as the viscosity of the fuel flowing in the feed pump 10 increases. The lower the temperature of the fuel flowing in the feed pump 10, that is, the lower the tank fuel temperature T, the higher the viscosity of the fuel. Based on the above, in the present embodiment, the friction consumption torque function Ff is set as shown in the equation (7). “K4” and “k5” in the equation (7) are predetermined coefficients, respectively. The product of the friction consumption torque and the motor rotation speed N is the power loss of the feed pump 10 due to the internal friction, that is, the value of the friction loss.

一方、フィードポンプの内部では部材間の隙間を通じた燃料漏れが発生しており、その漏れによってもモータ１３のトルクが消費される。こうした燃料の漏れによるモータトルクの消費量、すなわち漏れ消費トルクは、モータ回転数Ｎ及び燃料の粘度に加えて、更にフィードポンプ１０の燃料吸入口と燃料送出口との差圧に大きく依存する。フィードポンプの燃料吸入口の燃料の圧力、すなわち燃料タンク内の燃料の圧力は大気圧近傍の圧力から余り大きく変動しない。よって、漏れ消費トルクの値は、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及びフィード圧を独立変数とする関数のかたちで表せる。以上を踏まえて本実施形態では、漏れ消費トルク関数Ｆｌを式（８）のように設定している。式（８）における「ｋ６」「ｋ７」はそれぞれ既定の係数となっている。なお、漏れ消費トルクとモータ回転数Ｎとの積は、燃料漏れによるフィードポンプ１０の動力損失、すなわち漏れ損失の値となる。

On the other hand, a fuel leak occurs inside the feed pump through a gap between the members, and the leak also consumes the torque of the motor 13. The amount of motor torque consumed due to such fuel leakage, that is, the leakage consumption torque, largely depends on the differential pressure between the fuel inlet and the fuel inlet of the feed pump 10 in addition to the motor rotation speed N and the viscosity of the fuel. The pressure of the fuel at the fuel inlet of the feed pump, that is, the pressure of the fuel in the fuel tank does not fluctuate very much from the pressure near the atmospheric pressure. Therefore, the value of the leakage consumption torque can be expressed in the form of a function having the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the feed pressure as independent variables. Based on the above, in the present embodiment, the leakage consumption torque function Fl is set as shown in the equation (8). “K6” and “k7” in the equation (8) are predetermined coefficients, respectively. The product of the leakage consumption torque and the motor rotation speed N is the power loss of the feed pump 10 due to fuel leakage, that is, the value of the leakage loss.

モータ１３の動力に変換される電力は、同モータ１３の供給電力、すなわちモータ電圧Ｖとモータ電流Ｉとの積から上述の銅損及び鉄損の和を引いた差となる。さらに、摩擦損失及び漏れ損失の和をモータ１３が発生した動力から引いた差が、燃料送出のためのエネルギに変換される動力となる。一方、送出した燃料の圧力と送出した燃料の流量との積は、燃料の送出のためにフィードポンプ１０が行った仕事率の値となる。フィード圧Ｐが一定に保たれる定常状態では、フィードポンプ１０が送出する燃料の圧力は、フィード圧Ｐと等しくなる。また、そうした定常状態では、フィードポンプ１０が送出した燃料の流量は、燃料消費量Ｑと等しくなる。式（３）は、こうした電力、動力等の関係を踏まえた式となっている。

The electric power converted into the power of the motor 13 is the difference obtained by subtracting the sum of the above-mentioned copper loss and iron loss from the product of the power supplied by the motor 13, that is, the motor voltage V and the motor current I. Further, the difference obtained by subtracting the sum of the friction loss and the leakage loss from the power generated by the motor 13 becomes the power converted into energy for fuel delivery. On the other hand, the product of the pressure of the delivered fuel and the flow rate of the delivered fuel is the value of the power performed by the feed pump 10 for delivering the fuel. In a steady state where the feed pressure P is kept constant, the fuel pressure delivered by the feed pump 10 is equal to the feed pressure P. Further, in such a steady state, the flow rate of the fuel delivered by the feed pump 10 becomes equal to the fuel consumption Q. Equation (3) is an equation based on the relationship between electric power, power, and the like.

なお、上述の各関数を定義する係数ｋ１〜ｋ７の値は、以下の測定結果に基づき設定されている。係数設定のための測定は、供給電力−トルクの特性が公差範囲の中央値となっているモータ１３を備え、かつモータ回転数Ｎ−燃料送出量の特性が公差範囲の中央値となっているフィードポンプ１０が用いられる。このフィードポンプ１０において、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ、及び燃料消費量Ｑの各状態量をそれぞれ変更しながらフィード圧Ｐを測定する。そして、測定の結果から求められた各状態量（Ｖ，Ｉ，Ｎ，Ｔ，Ｑ）とフィード圧Ｐとの関係が式（３）の関係となる各係数ｋ１〜ｋ７の値を導出することで、それらの値の設定が行われる。 The values of the coefficients k1 to k7 that define each of the above functions are set based on the following measurement results. The measurement for setting the coefficient includes the motor 13 in which the characteristic of the supply power-torque is the median value of the tolerance range, and the characteristic of the motor rotation speed N-fuel delivery amount is the median value of the tolerance range. The feed pump 10 is used. In the feed pump 10, the feed pressure P is measured while changing each state amount of the motor voltage V, the motor current I, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the fuel consumption Q. Then, the values of the respective coefficients k1 to k7, in which the relationship between each state quantity (V, I, N, T, Q) obtained from the measurement result and the feed pressure P is the relationship of the equation (3), are derived. Then, those values are set.

ところで、式（３）を構成する各関数にはフィード圧Ｐの次数が１／２、１、２の項が含まれていることから、式（３）を、フィード圧Ｐを導出する式に変換すると非常に複雑な式となってしまう。そのため、式（３）の関係からの代数的な手法による推定フィード圧Ｐｅの算出は困難となっている。そこで本実施形態では、下記の態様で推定フィード圧Ｐｅを算出している。すなわち、本実施形態では、予め用意された複数の候補値の中から推定フィード圧Ｐｅの値として設定する候補値を選択することで、推定フィード圧Ｐｅを算出している。各候補値は、エンジン運転中にフィード圧Ｐが取り得る値の範囲の下限値と上限値との間に遍在し、かつ各候補値の間隔が推定フィード圧Ｐｅの許容誤差よりも小さくなるように設定されている。推定フィード圧Ｐｅの算出に際しては、それぞれの候補値について、式（９）に示す誤差関数ＥＲＦにおけるフィード圧Ｐの値として候補値を代入したときの同誤差関数ＥＲＦの値が算出される。そして、候補値の中で、誤差関数ＥＲＦの値が最小となった候補値の値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出する。 By the way, since each function constituting the equation (3) includes terms having the order of the feed pressure P of 1/2, 1 and 2, the equation (3) is changed to the equation for deriving the feed pressure P. When converted, it becomes a very complicated expression. Therefore, it is difficult to calculate the estimated feed pressure Pe by the algebraic method from the relation of the equation (3). Therefore, in the present embodiment, the estimated feed pressure Pe is calculated in the following manner. That is, in the present embodiment, the estimated feed pressure Pe is calculated by selecting the candidate value to be set as the value of the estimated feed pressure Pe from the plurality of candidate values prepared in advance. Each candidate value is ubiquitous between the lower limit value and the upper limit value of the range of values that the feed pressure P can take during engine operation, and the interval between each candidate value is smaller than the margin of error of the estimated feed pressure Pe. Is set to. When calculating the estimated feed pressure Pe, the value of the error function ERF when the candidate value is substituted as the value of the feed pressure P in the error function ERF shown in the equation (9) is calculated for each candidate value. Then, among the candidate values, the value of the candidate value in which the value of the error function ERF is the smallest is calculated as the value of the estimated feed pressure Pe.

図４には、こうした推定フィード圧Ｐｅの算出態様の一例を示す。この例では、ｐ１〜ｐ１０の１０個の候補値が設定されている。これら候補値の中で最小のｐ１にはエンジン運転中にフィード圧Ｐが取り得る値の範囲の下限値が、最大のｐ１０にはエンジン運転中にフィード圧Ｐが取り得る値の範囲の上限値が、それぞれ設定されている。図４の例では、各候補値の中で誤差関数ＥＲＦの値が最小となる候補値はｐ４となっている。このときのｐ４は、１０個の候補値の中で、式（３）に示される関係を満たすフィード圧Ｐに最も近い値となる。本実施形態では、そうしたｐ４を推定フィード圧Ｐｅの値としている。このように上記算出手法によれば、式（３）に示される関係を満たすフィード圧Ｐの近似値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出できる。

FIG. 4 shows an example of such a calculation mode of the estimated feed pressure Pe. In this example, 10 candidate values of p1 to p10 are set. Among these candidate values, the minimum p1 is the lower limit of the range of values that the feed pressure P can take during engine operation, and the maximum p10 is the upper limit of the range of values that the feed pressure P can take during engine operation. However, each is set. In the example of FIG. 4, the candidate value in which the value of the error function ERF is the smallest among the candidate values is p4. At this time, p4 is the value closest to the feed pressure P that satisfies the relationship shown in the equation (3) among the 10 candidate values. In the present embodiment, such p4 is used as the value of the estimated feed pressure Pe. As described above, according to the above calculation method, an approximate value of the feed pressure P satisfying the relationship shown in the equation (3) can be calculated as the value of the estimated feed pressure Pe.

なお、フィードポンプ１０及びモータ１３の特性には個体差があり、推定フィード圧Ｐｅを精度良く算出する上で最適な係数ｋ１〜ｋ７の値がフィードポンプ１０の個体毎に異なることがある。そうした場合、エンジンへのフィードポンプ１０の組み付け前に、各状態量（Ｖ，Ｉ，Ｎ，Ｔ，Ｑ）をそれぞれ変更しながらフィード圧Ｐを測定し、その測定での各状態量とフィード圧Ｐの測定値との関係から各係数ｋ１〜ｋ７の値を校正するとよい。 There are individual differences in the characteristics of the feed pump 10 and the motor 13, and the values of the coefficients k1 to k7 that are optimal for accurately calculating the estimated feed pressure Pe may differ for each individual feed pump 10. In such a case, before assembling the feed pump 10 to the engine, the feed pressure P is measured while changing each state quantity (V, I, N, T, Q), and each state quantity and feed pressure in the measurement are measured. It is advisable to calibrate the values of each coefficient k1 to k7 in relation to the measured value of P.

また、フィードポンプ１０及びモータ１３の特性が経時変化することで、推定フィード圧Ｐｅを精度良く算出する上で最適な係数ｋ１〜ｋ７の値が変化することがある。これについては、修理や点検時に、フィード圧Ｐを検出するセンサを低圧燃料通路１２等に取り付けた上で上記測定を行い、その測定の結果に基づき各係数ｋ１〜ｋ７の値を校正するとよい。 Further, as the characteristics of the feed pump 10 and the motor 13 change with time, the values of the coefficients k1 to k7, which are optimal for accurately calculating the estimated feed pressure Pe, may change. Regarding this, at the time of repair or inspection, it is preferable to attach a sensor for detecting the feed pressure P to the low pressure fuel passage 12 or the like, perform the above measurement, and calibrate the values of each coefficient k1 to k7 based on the measurement result.

なお、銅損関数Ｆｃを定義する係数ｋ１、ｋ２については、通常のエンジンの運行中に経時変化に対する値の校正を行うことが可能である。モータ１３への電力供給を開始する際には、巻き線のインダクタンスが定常状態に移行するまでに一時的に大きい電流、すなわち突入電流が流れる。突入電流の発生時には、モータ１３は未だ回転しておらず、銅損以外の損失、すなわち鉄損、摩擦損失、及び漏れ損失はいずれもゼロとなっている。一方、式（４）に示すように、銅損は、モータ電流Ｉとタンク燃温Ｔとの関数として求められる。そこで、エンジンを始動する際のモータ１３の給電開始時に同モータ１３の突入電流と同給電開始時のタンク燃温Ｔとを記憶しておく。そして、記憶した突入電流及びタンク燃温Ｔの値に基づいて、銅損関数Ｆｃを定義する係数ｋ１、ｋ２の値を校正する。これにより、通常のエンジンの運行中に、経時変化に応じた係数ｋ１、ｋ２の値の校正を行える。 Regarding the coefficients k1 and k2 that define the copper loss function Fc, it is possible to calibrate the values for changes over time during normal engine operation. When the power supply to the motor 13 is started, a large current, that is, an inrush current, temporarily flows until the inductance of the winding shifts to the steady state. When the inrush current is generated, the motor 13 has not yet rotated, and the losses other than the copper loss, that is, the iron loss, the friction loss, and the leakage loss are all zero. On the other hand, as shown in the equation (4), the copper loss is obtained as a function of the motor current I and the tank fuel temperature T. Therefore, the inrush current of the motor 13 and the tank fuel temperature T at the start of the same power supply are stored when the power supply of the motor 13 is started when the engine is started. Then, the values of the coefficients k1 and k2 that define the copper loss function Fc are calibrated based on the stored inrush current and the value of the tank fuel temperature T. As a result, the values of the coefficients k1 and k2 can be calibrated according to the change with time during normal engine operation.

本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、モータ電圧Ｖ、モータ電流Ｉ、モータ回転数Ｎ、タンク燃温Ｔ及び燃料消費量Ｑを取得するとともに、それら取得した値に対して式（３）の関係を満たすフィード圧Ｐの値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出している。式（３）は、モータ１３の供給電力、モータ１３の電力損失である銅損及び鉄損、フィードポンプ１０の動力損失である摩擦損失及び漏れ損失、並びにフィードポンプ１０が燃料送出のために行った仕事率を、次元を揃えて一つに纏めた関係式となっている。そのため、フィード圧Ｐと各状態量（Ｖ，Ｉ，Ｎ，Ｔ，Ｑ）との複雑な相関関係に拘わらず、推定フィード圧Ｐｅを精度良く算出できる。 The operation of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the motor voltage V, the motor current I, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the fuel consumption Q are acquired, and the feed pressure P satisfying the relationship of the equation (3) with respect to the acquired values. Is calculated as the value of the estimated feed pressure Pe. Equation (3) is used for supplying power to the motor 13, copper loss and iron loss which are power losses of the motor 13, friction loss and leakage loss which are power losses of the feed pump 10, and fuel delivery by the feed pump 10. It is a relational expression that summarizes the power work rates in one with the same dimensions. Therefore, the estimated feed pressure Pe can be calculated accurately regardless of the complicated correlation between the feed pressure P and each state quantity (V, I, N, T, Q).

以上の本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、取得した各状態量（Ｖ，Ｉ，Ｎ，Ｔ，Ｑ）に対して式（３）の関係を満たすフィード圧Ｐの値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出している。そのため、フィード圧Ｐを直接検出するセンサを設けずとも、高精度のフィード圧Ｐのフィードバック制御が可能となる。 According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the value of the feed pressure P that satisfies the relationship of the equation (3) with respect to each acquired state quantity (V, I, N, T, Q) is calculated as the value of the estimated feed pressure Pe. ing. Therefore, highly accurate feedback control of the feed pressure P is possible without providing a sensor that directly detects the feed pressure P.

（２）本実施形態では、候補値のそれぞれについて式（９）に示される誤差関数ＥＲＦの値を算出するとともに、候補値の中で同誤差関数ＥＲＦの値が最小となった候補値を推定フィード圧Ｐｅの値として算出している。そのため、複雑な演算式を用いずに、推定フィード圧Ｐｅを算出できる。 (2) In the present embodiment, the value of the error function ERF shown in the equation (9) is calculated for each of the candidate values, and the candidate value in which the value of the error function ERF is the smallest among the candidate values is estimated. It is calculated as the value of the feed pressure Pe. Therefore, the estimated feed pressure Pe can be calculated without using a complicated calculation formula.

（３）エンジンを始動する際のモータ１３の給電開始時に同モータ１３の突入電流と同給電開始時のタンク燃温Ｔとを記憶しておき、記憶した突入電流及びタンク燃温Ｔの値に基づいて、銅損関数Ｆｃを定義する係数ｋ１、ｋ２の値を校正している。そのため、経時変化に応じた係数ｋ１、ｋ２の校正を通常のエンジンの運行中に行える。 (3) The inrush current of the motor 13 and the tank fuel temperature T at the start of the same power supply are stored at the start of the power supply of the motor 13 when the engine is started, and the stored inrush current and the tank fuel temperature T values are used. Based on this, the values of the coefficients k1 and k2 that define the copper loss function Fc are calibrated. Therefore, the coefficients k1 and k2 can be calibrated according to the change with time during normal engine operation.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・燃料タンク１１内の燃料の温度を検出するセンサを設置し、そのセンサの検出値をタンク燃温Ｔの値として用いるようにしてもよい。 This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-A sensor for detecting the temperature of the fuel in the fuel tank 11 may be installed, and the detected value of the sensor may be used as the value of the tank fuel temperature T.

・各状態量（Ｖ，Ｉ，Ｎ，Ｔ，Ｑ，Ｐ）と各損失との関係は、フィードポンプ１０やモータ１３の機種により異なったものとなる。そのため、銅損関数Ｆｃ、鉄損関数Ｆｉ、摩擦消費トルク関数Ｆｆ、及び漏れ消費トルク関数Ｆｌにおける状態量と損失との関係式も、フィードポンプ１０やモータ１３の機種により異なったものとなる。 -The relationship between each state quantity (V, I, N, T, Q, P) and each loss differs depending on the model of the feed pump 10 and the motor 13. Therefore, the relational expression between the state quantity and the loss in the copper loss function Fc, the iron loss function Fi, the friction consumption torque function Ff, and the leakage consumption torque function Fl also differs depending on the model of the feed pump 10 or the motor 13.

・推定フィード圧Ｐｅの算出を、上記実施形態とは異なる態様で行うようにしてもよい。
・上記実施形態におけるフィード圧の推定、及びその推定結果に基づくフィード圧の制御を、高圧燃料ポンプ２０が設けられておらず、低圧燃料通路１２の燃料をポート噴射用のインジェクタに供給する燃料系を有したエンジンに適用してもよい。また、筒内噴射用のインジェクタとポート噴射用のインジェクタとの２種のインジェクタが設けられたエンジンに上記実施形態におけるフィード圧の推定、及びその推定結果に基づくフィード圧の制御を適用してもよい。 -The estimated feed pressure Pe may be calculated in a mode different from that of the above embodiment.
-A fuel system in which the high-pressure fuel pump 20 is not provided and the fuel in the low-pressure fuel passage 12 is supplied to the injector for port injection for the estimation of the feed pressure in the above embodiment and the control of the feed pressure based on the estimation result. It may be applied to the engine having. Further, even if the feed pressure estimation in the above embodiment and the feed pressure control based on the estimation result are applied to an engine provided with two types of injectors, an injector for in-cylinder injection and an injector for port injection. Good.

１０…フィードポンプ、１１…燃料タンク、１２…低圧燃料通路、１３…モータ、１４…逆止弁、１５…リリーフ弁、１６…フィルタ、１７…パルセーションダンパ、２０…高圧燃料ポンプ、２１…シリンダ、２２…プランジャ、２３…カムシャフト、２４…カム、２５…加圧室、２６…電磁スピル弁、２７…逆止弁、３０…インジェクタ、３１…デリバリパイプ、３２…高圧燃料通路、３３…高圧側燃圧センサ、４０…電子制御ユニット、４１…駆動回路。 10 ... Feed pump, 11 ... Fuel tank, 12 ... Low pressure fuel passage, 13 ... Motor, 14 ... Check valve, 15 ... Relief valve, 16 ... Filter, 17 ... Pulsation damper, 20 ... High pressure fuel pump, 21 ... Cylinder , 22 ... plunger, 23 ... camshaft, 24 ... cam, 25 ... pressurizing chamber, 26 ... electromagnetic spill valve, 27 ... check valve, 30 ... injector, 31 ... delivery pipe, 32 ... high pressure fuel passage, 33 ... high pressure Side fuel pressure sensor, 40 ... electronic control unit, 41 ... drive circuit.

Claims

In an engine control device that controls a feed pressure P, which is the pressure of fuel sent by an electric feed pump that sucks and sends fuel in a fuel tank in response to power supply to a built-in motor.
The voltage supplied to the motor is defined as the motor voltage V, the current supplied to the motor is defined as the motor current I, the rotation speed of the motor is defined as the motor rotation speed N, and the temperature of the fuel in the fuel tank is defined as the tank. The fuel temperature T is defined as the fuel consumption per unit time of the engine, the fuel consumption Q is defined, the motor current I and the tank fuel temperature T are set as independent variables, and the copper loss of the motor is set as a value. The loss function Fc is defined as the motor voltage V, the motor current I and the tank fuel temperature T are set as independent variables, and the function of setting the iron loss of the motor as a value is defined as the iron loss function Fi. The function of setting the tank fuel temperature T as an independent variable and the torque consumed by friction inside the feed pump as a value is the friction consumption torque function Ff, and the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the feed are used. When the pressure P is an independent variable and the function that takes the torque consumed by the fuel leakage inside the feed pump as a value is the leakage consumption torque function Fl.
The feed pressure that satisfies the relationship of the equation (1) with respect to the acquired values of the motor voltage V, the motor current I, the motor rotation speed N, the tank fuel temperature T, and the fuel consumption Q. Estimating processing that calculates the value of P as the estimated value of the same feed pressure P,
An operation process for operating the electric power supplied to the motor in order to reduce the deviation of the estimated value with respect to the target value of the feed pressure, and
Engine control device to do.

The estimation process calculates the value of the error function ERF shown in the equation (2) for each of the candidate values of the estimated value, and the candidate value in which the value of the error function ERF is the smallest among the candidate values. The engine control device according to claim 1, wherein the value is calculated as the value of the estimated value.

The inrush current of the motor and the tank fuel temperature T at the start of the same power supply are stored at the start of power supply of the motor when the engine is started, and the stored values of the inrush current and the tank fuel temperature T are stored. The engine control device according to claim 1 or 2, wherein the value of the coefficient defining the copper loss function Fc is calibrated based on the engine control device.