JP2010196472A - Fuel supply control device for internal combustion engine - Google Patents
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本発明は、燃圧センサで検出した燃圧(燃料の圧力)と目標燃圧との偏差に応じて高圧ポンプの燃料吐出量を制御する内燃機関の燃料供給制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a fuel supply control device for an internal combustion engine that controls a fuel discharge amount of a high-pressure pump in accordance with a deviation between a fuel pressure (fuel pressure) detected by a fuel pressure sensor and a target fuel pressure.
近年、低燃費、低エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射エンジンの需要が増加している。この筒内噴射式エンジンでは、筒内に直接噴射する燃料を微粒化(霧化)するために噴射圧力を高圧にする必要があるため、燃料タンク内の燃料を低圧ポンプで汲み上げ、その燃料を高圧ポンプで高圧にして燃料噴射弁へ圧送するようにしている。 In recent years, there is an increasing demand for in-cylinder injection engines that have the features of low fuel consumption, low emission, and high output. In this in-cylinder injection engine, it is necessary to increase the injection pressure in order to atomize (atomize) the fuel directly injected into the cylinder. Therefore, the fuel in the fuel tank is pumped up by a low-pressure pump, and the fuel is A high pressure pump is used to increase the pressure and feed the fuel to the fuel injection valve.
一般に、高圧ポンプは、特許文献1(特許第3978655号公報)に記載されているように、エンジンのカム軸に嵌着されたカムによりプランジャをポンプ室内で往復運動させることで燃料を吸入/吐出するようにしている。この高圧ポンプの燃料吐出量(燃料噴射弁に供給する燃圧)の制御は、ポンプ室の吸入口を開閉する弁体をスプリングで開弁方向に付勢した常開型の燃圧制御弁を設け、吐出行程(プランジャが下死点から上死点に移動する行程)中の燃圧制御弁の通電開始時期を制御して吐出行程中の燃圧制御弁の閉弁開始時期を制御することで、高圧ポンプの燃料吐出量を制御して、燃料噴射弁に供給する燃圧を制御するようにしている。例えば、燃料吐出量を増加させる場合は、燃圧制御弁の閉弁開始時期を早めて、吐出行程終了までの閉弁期間を長くし、反対に、燃料吐出量を減少させる場合は、燃圧制御弁の閉弁開始時期を遅くして、吐出行程終了までの閉弁期間を短くするようにしている。 Generally, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3978655), a high-pressure pump sucks / discharges fuel by reciprocating a plunger in a pump chamber by a cam fitted to a cam shaft of an engine. Like to do. Control of the fuel discharge amount (fuel pressure supplied to the fuel injection valve) of this high-pressure pump is provided with a normally open fuel pressure control valve in which a valve body that opens and closes the suction port of the pump chamber is biased in the valve opening direction by a spring. High pressure pump by controlling the start timing of closing the fuel pressure control valve during the discharge stroke by controlling the start timing of the fuel pressure control valve during the discharge stroke (the stroke when the plunger moves from the bottom dead center to the top dead center) The fuel pressure supplied to the fuel injection valve is controlled by controlling the fuel discharge amount. For example, to increase the fuel discharge amount, advance the valve closing start timing of the fuel pressure control valve to lengthen the valve closing period until the end of the discharge stroke, and conversely to decrease the fuel discharge amount, the fuel pressure control valve The valve closing start time is delayed so that the valve closing period until the end of the discharge stroke is shortened.
この高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)の制御は、フィードフォワード制御(オープンループ制御)により行うものもあるが、特許文献2(特開2007−32323号公報)に記載されているように、燃料噴射弁に供給する燃圧を検出する燃圧センサを設け、燃圧フィードバック制御により、燃圧センサで検出した燃圧と目標燃圧との偏差を小さくするように燃圧制御弁の閉弁開始時期の制御量をフィードバック制御するようにしたものもある。 Although control of the fuel discharge amount (fuel pressure) of this high-pressure pump is performed by feed-forward control (open loop control), as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-32323), fuel A fuel pressure sensor that detects the fuel pressure supplied to the injection valve is provided, and the control amount of the fuel pressure control valve closing start timing is feedback controlled so that the deviation between the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor and the target fuel pressure is reduced by fuel pressure feedback control. There are also things to do.
このような燃圧フィードバック制御システムでは、燃圧センサ等が故障すると、高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)を制御できなくなるため、特許文献3(特許第3827814号公報)に記載されているように、高圧ポンプの制御系が故障した場合には、高圧ポンプの制御を停止して、高圧ポンプに燃料を供給する低圧側の電動燃料ポンプのみで燃料噴射弁に燃料を供給して内燃機関を運転するようにしたものがある。しかし、低圧側の電動燃料ポンプのみで燃料噴射弁に燃料を供給したのでは、燃圧が著しく不足して走行できる範囲が制限されてしまうという欠点がある。 In such a fuel pressure feedback control system, if the fuel pressure sensor or the like fails, the fuel discharge amount (fuel pressure) of the high-pressure pump cannot be controlled. Therefore, as described in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 3827814), the high pressure pump When the pump control system fails, the control of the high-pressure pump is stopped, and the internal combustion engine is operated by supplying fuel to the fuel injection valve only by the low-pressure electric fuel pump that supplies fuel to the high-pressure pump. There is something that was made. However, if fuel is supplied to the fuel injection valve only with the electric fuel pump on the low pressure side, there is a disadvantage that the range in which the vehicle can travel is limited because the fuel pressure is extremely insufficient.
また、高圧ポンプが無い吸気ポート噴射エンジンでは、特許文献4(特許第3060266号公報)に記載されているように、電動燃料ポンプの基本制御量に対する学習補正量をエンジン運転条件(具体的にはエンジン回転速度と燃料噴射量)の領域毎に学習して、エンジン運転条件に応じた基本制御量に学習補正量を加算して電動燃料ポンプの制御量を設定して電動燃料ポンプの燃料吐出量(燃圧)をフィードフォワード制御するようにしたものがある。 Further, in an intake port injection engine without a high-pressure pump, as described in Patent Document 4 (Patent No. 3060266), the learning correction amount for the basic control amount of the electric fuel pump is set as an engine operating condition (specifically, (Each engine rotation speed and fuel injection amount) is learned for each region, and the control amount of the electric fuel pump is set by adding the learning correction amount to the basic control amount according to the engine operating conditions, and the fuel discharge amount of the electric fuel pump There is a feed-forward control of (fuel pressure).
ところで、筒内噴射エンジンにおける高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)の制御システムに上記吸気ポート噴射エンジンにおける特許文献4の学習技術を適用すると、高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)をフィードフォワード制御(オープンループ制御)するシステムに対しては、高圧ポンプの基本制御量に対する学習補正量を学習することが考えられるが、燃圧センサを搭載した高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)をフィードバック制御するシステムに対しては、上記特許文献4の学習技術をそのまま適用することはできない。また、高圧ポンプの制御では、同じ運転条件でも燃圧に影響するパラメータ(例えば燃料噴射量、内燃機関回転速度、燃圧、燃圧制御弁のコイル温度、燃料温度等)が変化すると、誤差要因を多く含み、燃圧を精度良く目標燃圧に制御することができないため、この状態で、高圧ポンプの制御量を学習すると、学習値に誤差要因が多く含まれてしまい、かえって、制御精度を悪化させてしまう結果となる。 By the way, when the learning technique of Patent Document 4 for the intake port injection engine is applied to the control system for the fuel discharge amount (fuel pressure) of the high-pressure pump in the cylinder injection engine, the feed-forward control of the fuel discharge amount (fuel pressure) of the high-pressure pump ( For a system that performs open loop control), it is conceivable to learn the learning correction amount for the basic control amount of the high-pressure pump. However, this is a system that feedback-controls the fuel discharge amount (fuel pressure) of the high-pressure pump equipped with a fuel pressure sensor. On the other hand, the learning technique of Patent Document 4 cannot be applied as it is. Also, the control of the high-pressure pump includes many error factors when parameters that affect fuel pressure under the same operating conditions (for example, fuel injection amount, internal combustion engine speed, fuel pressure, fuel pressure control valve coil temperature, fuel temperature, etc.) change. Because the fuel pressure cannot be accurately controlled to the target fuel pressure, learning the control amount of the high-pressure pump in this state results in a large amount of error factors being included in the learned value, which in turn deteriorates the control accuracy. It becomes.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃圧センサで検出した燃圧と目標燃圧との偏差に応じて高圧ポンプの燃料吐出量(燃圧)を制御するシステムにおいて、高圧ポンプの燃圧制御弁の制御量を精度良く学習することができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to control the fuel pressure control valve of the high-pressure pump in a system that controls the fuel discharge amount (fuel pressure) of the high-pressure pump according to the deviation between the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor and the target fuel pressure. An object of the present invention is to provide a fuel supply control device for an internal combustion engine that can learn the amount accurately.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、内燃機関の動力によってポンプ室内で往復駆動されて燃料を吸入/吐出するプランジャと前記ポンプ室内に燃料を吸入する吸入口を開閉する常開型の燃圧制御弁とを有する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの吐出口から吐出した燃料を燃料噴射弁に供給する高圧燃料配管内の燃料の圧力(以下「高圧側燃圧」という)を検出する燃圧センサと、前記燃圧センサで検出した高圧側燃圧と目標燃圧との偏差に応じて前記高圧ポンプの吐出行程における前記燃圧制御弁の閉弁期間を制御して前記高圧ポンプの燃料吐出量を制御する高圧ポンプ制御手段とを備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、学習手段によって、前記高圧側燃圧に影響するパラメータの領域毎に前記燃圧制御弁の制御量又はその補正量を学習してその学習値を内燃機関の停止中でも記憶データを保持できる書き替え可能な記憶手段に更新記憶するようにしたものである。この構成では、高圧側燃圧に影響するパラメータの領域毎に燃圧制御弁の制御量又はその補正量を学習するため、燃圧制御弁の制御量又はその補正量を精度良く学習することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
具体的には、請求項2のように、高圧側燃圧に影響するパラメータとしては、燃料噴射量、内燃機関回転速度、高圧側燃圧、燃圧制御弁のコイル温度、燃料温度、高圧ポンプの吸入口に接続した低圧燃料配管内の燃圧(以下「低圧側燃圧」という)、筒内圧、燃料噴射パターンのうちの少なくとも1つを用いるようにすると良い。ここで、燃料噴射量と内燃機関回転速度は、高圧燃料配管内の燃料流出量を変化させるため、高圧側燃圧を変化させるパラメータである。燃圧制御弁のコイル温度は、コイルの抵抗値・電流値を変化させて燃圧制御弁の閉弁特性(通電開始から閉弁するまでの時間)を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。燃料温度は、燃圧制御弁のコイル温度を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。低圧側燃圧は、高圧ポンプ内に吸入される燃料量を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。筒内圧が高くなるほど、燃料噴射弁から筒内に噴射する燃料量が減少するため、筒内圧も、高圧側燃圧に影響するパラメータである。燃料噴射パターンは、複数回に分けて噴射する分割噴射や、吸気行程と圧縮行程のいずれの時期に噴射するかを決めるパラメータであり、噴射時期によって噴射時の筒内圧が変化するため、燃料噴射パターンも、高圧側燃圧に影響するパラメータである。 Specifically, the parameters affecting the high-pressure side fuel pressure include the fuel injection amount, the internal combustion engine rotational speed, the high-pressure side fuel pressure, the coil temperature of the fuel pressure control valve, the fuel temperature, and the intake port of the high-pressure pump. It is preferable to use at least one of a fuel pressure (hereinafter referred to as “low pressure side fuel pressure”), an in-cylinder pressure, and a fuel injection pattern in a low-pressure fuel pipe connected to. Here, the fuel injection amount and the internal combustion engine rotational speed are parameters that change the high-pressure side fuel pressure in order to change the fuel outflow amount in the high-pressure fuel pipe. The coil temperature of the fuel pressure control valve is a parameter that affects the high-pressure side fuel pressure because the resistance value and current value of the coil are changed to change the valve closing characteristics of the fuel pressure control valve (time from the start of energization to closing). is there. The fuel temperature is a parameter that affects the high-pressure side fuel pressure in order to change the coil temperature of the fuel pressure control valve. The low-pressure side fuel pressure is a parameter that affects the high-pressure side fuel pressure because the amount of fuel sucked into the high-pressure pump is changed. As the in-cylinder pressure increases, the amount of fuel injected from the fuel injection valve into the cylinder decreases, so the in-cylinder pressure is also a parameter that affects the high-pressure side fuel pressure. The fuel injection pattern is a parameter that determines when to perform divided injection that is divided into multiple injections or during the intake stroke or the compression stroke. The in-cylinder pressure at the time of injection changes depending on the injection timing. The pattern is also a parameter that affects the high-pressure side fuel pressure.
この場合、請求項3のように、学習値の学習誤差が大きくなる条件での学習を禁止する学習禁止手段を備えた構成とすると良い。これにより、学習精度の低下を確実に防止できる。 In this case, as in the third aspect, it is preferable to include a learning prohibiting unit that prohibits learning under a condition that the learning error of the learning value is large. Thereby, the fall of learning accuracy can be prevented reliably.
具体的には、請求項4のように、燃圧制御弁のコイル温度又はこれに相関性のある温度情報が所定範囲から外れているときに学習を禁止するようにすると良い。ここで、燃圧制御弁のコイル温度に相関性のある温度情報は、例えば、内燃機関の冷却水温、油温、燃料噴射弁の温度、燃料温度、自動変速機の油温等である。燃料温度が高すぎる場合は、高圧ポンプに吸入する燃料にベーパ(気泡)が発生している可能性がある。また、内燃機関の暖機運転中は、燃圧制御弁のコイル温度が低温状態から比較的大きく上昇して燃圧制御弁のコイルの抵抗値が比較的大きく変化するため、燃圧制御弁のコイル温度(コイルの抵抗値)の変化が少なくなる暖機後の温度領域に昇温してから、燃圧制御弁の制御量又はその補正量を学習することが望ましい。 Specifically, as in claim 4, learning is preferably prohibited when coil temperature of the fuel pressure control valve or temperature information correlated therewith is out of a predetermined range. Here, the temperature information correlated with the coil temperature of the fuel pressure control valve is, for example, the cooling water temperature of the internal combustion engine, the oil temperature, the temperature of the fuel injection valve, the fuel temperature, the oil temperature of the automatic transmission, and the like. When the fuel temperature is too high, vapor (bubbles) may be generated in the fuel sucked into the high-pressure pump. Further, during the warm-up operation of the internal combustion engine, the coil temperature of the fuel pressure control valve rises relatively large from the low temperature state, and the resistance value of the coil of the fuel pressure control valve changes relatively large. It is desirable to learn the control amount of the fuel pressure control valve or its correction amount after the temperature has risen to the temperature range after warm-up where the change in the coil resistance value is small.
また、請求項5のように、燃圧センサで検出した高圧側燃圧又は低圧側燃圧が所定範囲から外れているときに学習を禁止するようにすると良い。高圧側燃圧が所定範囲から外れている場合(目標燃圧から大きくずれている場合)は、始動直後又は過渡時であるか、或は高圧側燃料系が異常になっている可能性がある。低圧側燃圧が低すぎると、高圧ポンプに吸入する燃料にベーパ(気泡)が発生している可能性がある。低圧側燃圧が高すぎると、低圧側燃料系が異常になっている可能性がある。 Further, as in the fifth aspect, the learning is preferably prohibited when the high-pressure side fuel pressure or the low-pressure side fuel pressure detected by the fuel pressure sensor is out of a predetermined range. When the high-pressure side fuel pressure is out of the predetermined range (when greatly deviating from the target fuel pressure), there is a possibility that it is immediately after starting or during a transition, or that the high-pressure side fuel system is abnormal. If the low-pressure side fuel pressure is too low, vapor (bubbles) may be generated in the fuel sucked into the high-pressure pump. If the low-pressure side fuel pressure is too high, the low-pressure side fuel system may be abnormal.
また、請求項6のように、要求燃料噴射量が燃料噴射弁の保証された噴射可能範囲の最小噴射量以下のときに学習を禁止するようにすると良い。要求燃料噴射量が燃料噴射弁の保証された噴射可能範囲の最小噴射量以下のときには、要求燃料噴射量分の燃料を正確に噴射できないためである。 Further, as in claim 6, learning is preferably prohibited when the required fuel injection amount is equal to or less than the minimum injection amount within the guaranteed injection range of the fuel injection valve. This is because when the required fuel injection amount is less than or equal to the minimum injection amount within the guaranteed injection range of the fuel injection valve, fuel for the required fuel injection amount cannot be injected accurately.
また、請求項7のように、燃圧センサで検出した高圧側燃圧と目標燃圧との偏差を小さくするように燃圧制御弁の制御量をフィードバック制御する手段と、前記フィードバック制御を実行できないときに記憶手段に記憶されている学習値を用いて燃圧制御弁の制御量をオープンループ制御する手段とを備えた構成とすると良い。このようにすれば、例えば燃圧センサの異常時や、フィードバック制御実行条件の不成立時等に、フィードバック制御を実行できない場合でも、学習値を用いて燃圧制御弁の制御量をオープンループ制御することが可能となり、オープンループ制御時の制御精度を確保しながら高圧ポンプの燃料吐出量を制御することができる。 According to another aspect of the present invention, means for feedback controlling the control amount of the fuel pressure control valve so as to reduce the deviation between the high-pressure side fuel pressure detected by the fuel pressure sensor and the target fuel pressure, and stored when the feedback control cannot be executed. It is preferable to have a configuration including means for open-loop control of the control amount of the fuel pressure control valve using the learning value stored in the means. In this way, even when the feedback control cannot be executed, for example, when the fuel pressure sensor is abnormal or when the feedback control execution condition is not satisfied, the control value of the fuel pressure control valve can be open-loop controlled using the learning value. This makes it possible to control the fuel discharge amount of the high-pressure pump while ensuring control accuracy during open loop control.
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいて筒内噴射エンジン(内燃機関)の燃料供給システム全体の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, based on FIG. 1, the structure of the whole fuel supply system of a cylinder injection engine (internal combustion engine) is demonstrated.
燃料を貯溜する燃料タンク11内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ12が設置されている。この低圧ポンプ12は、バッテリ(図示せず)を電源とする電動モータ(図示せず)によって駆動される。この低圧ポンプ12から吐出される燃料は、低圧燃料配管13を通して高圧ポンプ14に供給される。低圧燃料配管13には、プレッシャレギュレータ15が接続され、このプレッシャレギュレータ15によって低圧ポンプ12の吐出圧(低圧側燃圧)が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管16により燃料タンク11内に戻されるようになっている。
A
図2に示すように、高圧ポンプ14は、ポンプ室18内でプランジャ19を往復運動させて燃料を吸入/吐出するプランジャポンプであり、プランジャ19は、エンジンのカム軸20に嵌着されたカム21の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ14の吸入口23側には、常開型の電磁弁からなる燃圧制御弁22が設けられている。この燃圧制御弁22は、吸入口23を開閉する弁体24と、該弁体24を開弁方向に付勢するスプリング25(付勢手段)と、該弁体24を閉弁方向に電磁駆動するコイル26とから構成され、コイル26への通電がオフされているときには、スプリング25により弁体24が吸入口23を開放した状態に保持され、コイル26への通電をオンすると、コイル26の電磁吸引力により弁体24が吸入口23を閉塞するようになっている。
As shown in FIG. 2, the high-
高圧ポンプ14の吸入行程(プランジャ19の下降時)においては、燃圧制御弁22への通電がオフ状態に維持されて、燃圧制御弁22の弁体24がスプリング25により開弁された状態に維持されるため、プランジャ19の下降に伴ってポンプ室18内に燃料が吸入口23から吸入される。一方、吐出行程(プランジャ19の上昇時)においては、燃圧制御弁22の閉弁期間(閉弁開始時期からプランジャ19の上死点までの閉弁状態の期間)を制御することで、高圧ポンプ14の燃料吐出量を制御して高圧側燃圧を制御する。
During the intake stroke of the high-pressure pump 14 (when the
つまり、高圧側燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁22の閉弁開始時期(通電開始時期)を進角させることで、燃圧制御弁22の閉弁期間を長くして高圧ポンプ14の燃料吐出量を増加させ、反対に、高圧側燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁22の閉弁開始時期(通電開始時期)を遅角させることで、燃圧制御弁22の閉弁期間を短くして高圧ポンプ14の燃料吐出量を減少させる。
That is, when increasing the high-pressure side fuel pressure, the valve closing start timing (energization start timing) of the fuel
図3に示すように、燃圧制御弁22の通電開始時期から弁体24が閉弁状態になるまでの所定期間は、燃圧制御弁22のコイル26に100%デューティで通電して燃圧制御弁22を素早く閉弁させ、その後は、所定の保持デューティで通電して、燃圧制御弁22を閉弁状態に保持するのに必要最小限の電流をコイル26に流して、閉弁開始時期からプランジャ19の上死点まで燃圧制御弁22を閉弁状態に維持するようにしている。
As shown in FIG. 3, during a predetermined period from when the fuel
尚、高圧ポンプ14の消費電力を低減するために、特許第3978655号公報に記載されているように、吐出行程中に燃圧制御弁22の通電を開始して燃圧制御弁22を閉弁した後、ポンプ室18内の燃料圧力の上昇によって燃圧制御弁22の弁体24に作用する閉弁力(燃料圧力)がスプリング25の付勢力による開弁力よりも大きくなった時点で、燃圧制御弁22への通電をオフすることで、通電オフ後も、吐出行程が終了するまでポンプ室18内の燃料圧力により燃圧制御弁22の弁体24を閉弁状態に保持する「自閉制御」を行うようにしても良い。
In order to reduce the power consumption of the high-
一方、高圧ポンプ14の吐出口27側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁28が設けられている。図1に示すように、高圧ポンプ14から吐出された燃料は、高圧燃料配管29を通してデリバリパイプ30に送られ、このデリバリパイプ30からエンジンのシリンダヘッドに気筒毎に取り付けられた燃料噴射弁31に高圧の燃料が分配される。高圧燃料配管29には、高圧側燃圧を検出する燃圧センサ32が設けられ、エンジンのシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ33が設けられている。
On the other hand, a
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)34に入力される。このECU34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、燃圧フィードバック制御により、燃圧センサ29で検出した高圧側燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ14の燃料吐出量(燃圧制御弁22の通電開始時期)をフィードバック制御する。この燃圧フィードバック制御では、エンジン運転状態(エンジン回転速度、吸入空気量、吸気管圧力等)に応じて要求燃料吐出量をマップ等により算出すると共に、この要求燃料吐出量に応じて燃圧制御弁22の通電開始時期の基本制御量をマップ等により算出し、この基本制御量に対するフィードバック補正量を燃圧センサ29の検出燃圧と目標燃圧との偏差に応じて算出して、このフィードバック補正量で上記基本制御量を補正して燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量を設定する。
Outputs of these various sensors are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 34. This
更に、本実施例では、燃圧フィードバック制御の実行中に高圧側燃圧に影響するパラメータの領域毎に燃圧制御弁22の通電開始時期の基本制御量に対するフィードバック補正量を学習してその学習値をエンジン停止中(ECU34の電源オフ中)でも記憶データを保持できる書き替え可能な記憶手段である例えばバックアップRAM35に更新記憶するようにしている。尚、バックアップRAM35に代えて、EEPROM等の書き替え可能な不揮発性メモリに学習値を更新記憶するようにしても良い。
Further, in this embodiment, during the execution of the fuel pressure feedback control, the feedback correction amount with respect to the basic control amount of the energization start timing of the fuel
この場合、高圧側燃圧に影響するパラメータとしては、燃料噴射量、エンジン回転速度、高圧側燃圧、燃圧制御弁22のコイル温度、燃料温度、低圧燃料配管13内の燃圧(以下「低圧側燃圧」という)、筒内圧、燃料噴射パターンのうちの少なくとも1つを用いるようにすると良い。ここで、燃料噴射量とエンジン回転速度は、高圧燃料配管29内の燃料の消費量を変化させるため、高圧側燃圧を変化させるパラメータである。燃圧制御弁22のコイル温度は、コイル25の抵抗値・電流値を変化させて燃圧制御弁22の閉弁特性(通電開始から閉弁するまでの時間)を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。燃料温度は、燃圧制御弁22のコイル温度を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。低圧側燃圧は、高圧ポンプ14内に吸入される燃料量を変化させるため、高圧側燃圧に影響するパラメータである。筒内圧が高くなるほど、燃料噴射弁31から筒内に噴射する燃料量が減少するため、筒内圧も、高圧側燃圧に影響するパラメータである。燃料噴射パターンは、複数回に分けて噴射する分割噴射や、吸気行程と圧縮行程のいずれの時期に噴射するかを決めるパラメータであり、噴射時期によって噴射時の筒内圧が変化するため、燃料噴射パターンも、高圧側燃圧に影響するパラメータである。
In this case, parameters affecting the high-pressure side fuel pressure include the fuel injection amount, the engine speed, the high-pressure side fuel pressure, the coil temperature of the fuel
この場合、学習精度の低下を確実に防止するために、学習値の学習誤差が大きくなる条件での学習を禁止するようにすると良い。
具体的には、燃圧制御弁22のコイル温度又はこれに相関性のある温度情報が所定範囲から外れているときに学習を禁止するようにすると良い。ここで、燃圧制御弁22のコイル温度に相関性のある温度情報は、例えば、エンジンの冷却水温、油温、燃料噴射弁31の温度、燃料温度、自動変速機の油温等である。燃料温度が高すぎる場合は、高圧ポンプ14に吸入する燃料にベーパ(気泡)が発生している可能性がある。また、エンジンの暖機運転中は、燃圧制御弁22のコイル温度が低温状態から比較的大きく上昇して燃圧制御弁22のコイル26の抵抗値が比較的大きく変化するため、燃圧制御弁22のコイル温度(コイル26の抵抗値)の変化が少なくなる温度領域に上昇してから、燃圧制御弁22のフィードバック補正量を学習することが望ましい。
In this case, in order to surely prevent a decrease in learning accuracy, it is preferable to prohibit learning under conditions where the learning error of the learning value increases.
Specifically, learning is preferably prohibited when the coil temperature of the fuel
また、燃圧センサ32で検出した高圧側燃圧又は低圧側燃圧が所定範囲から外れているときに学習を禁止するようにすると良い。高圧側燃圧が所定範囲から外れている場合(目標燃圧から大きくずれている場合)は、始動直後又は過渡時であるか、或は高圧側燃料系が異常になっている可能性がある。低圧側燃圧が低すぎると、高圧ポンプ14に吸入する燃料にベーパ(気泡)が発生している可能性がある。低圧側燃圧が高すぎると、低圧側燃料系が異常になっている可能性がある。
Further, it is preferable to prohibit learning when the high-pressure side fuel pressure or the low-pressure side fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 32 is out of a predetermined range. When the high-pressure side fuel pressure is out of the predetermined range (when greatly deviating from the target fuel pressure), there is a possibility that it is immediately after starting or during a transition, or that the high-pressure side fuel system is abnormal. If the low-pressure side fuel pressure is too low, vapor (bubbles) may be generated in the fuel sucked into the high-
また、要求燃料噴射量が燃料噴射弁31の保証された噴射可能範囲の最小噴射量以下のときに学習を禁止するようにすると良い。要求燃料噴射量が燃料噴射弁31の保証された噴射可能範囲の最小噴射量以下のときには、要求燃料噴射量分の燃料を正確に噴射できないためである。 Further, it is preferable that the learning is prohibited when the required fuel injection amount is equal to or less than the minimum injection amount within the guaranteed injection range of the fuel injection valve 31. This is because when the required fuel injection amount is equal to or less than the minimum injection amount within the guaranteed injection range of the fuel injection valve 31, fuel for the required fuel injection amount cannot be injected accurately.
また、燃圧フィードバック制御を実行できないときに、バックアップRAM35に記憶されている学習値を用いて燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量をオープンループ制御するようにすると良い。このようにすれば、例えば、燃圧センサ32の異常時や、フィードバック制御実行条件の不成立時等に、燃圧フィードバック制御を実行できない場合でも、学習値を用いて燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量をオープンループ制御することが可能となり、オープンループ制御時の制御精度を確保しながら高圧ポンプ14の燃料吐出量を制御することができる。
以上説明した本実施例の高圧ポンプ14の制御は、ECU34によって図4乃至図7の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
Further, when the fuel pressure feedback control cannot be executed, the control value of the energization start timing of the fuel
The control of the high-
[高圧ポンプ制御メインルーチン]
図4の高圧ポンプ制御メインルーチンは、ECU34の電源オン期間中(イグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ100で、燃圧フィードバック制御ルーチン(図示せず)を実行して、燃圧センサ29で検出した高圧側燃圧と目標燃圧との偏差に応じてフィードバック補正量を算出し、要求燃料吐出量に応じて設定した基本制御量をフィードバック補正量で補正して燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量を設定することで、高圧側燃圧と目標燃圧との偏差に応じて高圧ポンプ14の燃料吐出量をフィードバック制御する。このステップ100の処理が特許請求の範囲でいう高圧ポンプ制御手段としての役割を果たす。
[High-pressure pump control main routine]
The high-pressure pump control main routine of FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the ECU 34 (while the ignition switch is on). When this routine is started, first, at
この後、ステップ200に進み、後述する図5の学習実行条件判定ルーチンを実行して、学習実行条件の成立/不成立を判定した後、ステップ300に進み、後述する図6の学習領域判定ルーチンを実行して、現在の運転領域が学習可能な領域(学習マップ)のいずれの領域に属するかを判定する(学習可能な領域のうちで今回学習する領域を判定する)。 この後、ステップ400に進み、後述する図7の学習値演算ルーチンを実行して、学習値を演算し、次のステップ500で、バックアップRAM35に記憶されている学習マップ(図8参照)のうち、今回学習する領域の学習値の記憶データを上記ステップ400で演算した学習値で更新する。
以上説明したステップ200〜500の処理が特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 200, and a learning execution condition determination routine shown in FIG. 5 described later is executed to determine whether or not the learning execution condition is satisfied. Then, the process proceeds to step 300, and a learning area determination routine shown in FIG. It is executed to determine which region of the learning region (learning map) the current driving region belongs to (determine the region to be learned this time among the learnable regions). Thereafter, the process proceeds to step 400, where a learning value calculation routine of FIG. 7 described later is executed to calculate a learning value, and in the
The processes in
[学習実行条件判定ルーチン]
図5の学習実行条件判定ルーチンは、前記図4の高圧ポンプ制御メインルーチンのステップ200で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう学習禁止手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ201で、学習実行条件のうちの第1の条件である、燃圧制御弁22のコイル温度が所定範囲内(所定値K1<コイル温度<所定値K2)であるか否かを判定し、その結果、コイル温度が所定範囲から外れていると判定されれば、ステップ205に進み、学習実行条件が不成立であると判定して、学習を禁止する。
[Learning execution condition judgment routine]
The learning execution condition determination routine of FIG. 5 is a subroutine executed in
上記ステップ201で、燃圧制御弁22のコイル温度が所定範囲内(所定値K1<コイル温度<所定値K2)であると判定されれば、ステップ202に進み、学習実行条件のうちの第2の条件である、燃圧センサ32で検出した高圧側燃圧が所定範囲内(所定値K3<高圧側燃圧<所定値K4)であるか否かを判定し、その結果、高圧側燃圧が所定温度範囲から外れていると判定されれば、ステップ205に進み、学習実行条件が不成立であると判定して、学習を禁止する。
If it is determined in
上記ステップ202で、高圧側燃圧が所定範囲内(所定値K3<高圧側燃圧<所定値K4)であると判定されれば、ステップ203に進み、学習実行条件のうちの第3の条件である、要求燃料噴射量が所定値K5(燃料噴射弁31の保証された噴射可能範囲の最小噴射量相当値)よりも多いか否かを判定し、その結果、要求燃料噴射量が所定値K5以下と判定されれば、要求燃料噴射量分の燃料を正確に噴射できないと判断して、ステップ205に進み、学習実行条件が不成立であると判定して、学習を禁止する。
If it is determined in
以上説明した3つのステップ201〜203で、全て「Yes」と判定された場合(上記3つの条件が全て満たされた場合)には、ステップ204に進み、学習実行条件が成立していると判定する。
If all of the three
[学習領域判定ルーチン]
図6の学習領域判定ルーチンは、前記図4の高圧ポンプ制御メインルーチンのステップ300で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ301で、現在のエンジン回転速度Neを読み込み、次のステップ302で、燃圧センサ32で検出した高圧側燃圧を読み込み、更に、次のステップ303で、燃料噴射量TAUを読み込む。この後、ステップ304に進み、現在の運転領域(Ne,HP,TAU)が学習可能な領域(学習マップ)のいずれの領域に属するかを判定する(学習可能な領域のうちで今回学習する領域を判定する)。
[Learning area determination routine]
The learning region determination routine of FIG. 6 is a subroutine executed in
[学習値演算ルーチン]
図7の学習値演算ルーチンは、前記図4の高圧ポンプ制御メインルーチンのステップ400で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ401で、図5の学習実行条件判定ルーチンの処理結果に基づいて学習実行条件が成立しているか否かを判定し、学習実行条件が不成立であると判定されれば、学習値P(Ne,HP,TAU)を演算せずに本ルーチンを終了する。
[Learning value calculation routine]
The learning value calculation routine of FIG. 7 is a subroutine executed in
これに対し、上記ステップ401で、学習実行条件が成立していると判定されれば、ステップ402に進み、今回学習する領域(Ne,HP,TAU)に記憶されている学習値P(Ne,HP,TAU)と今回のフィードバック補正量とに基づいて次のなまし処理式により新たな学習値P(Ne,HP,TAU)を演算する。
On the other hand, if it is determined in
P(Ne,HP,TAU)
=(1−k)×P(Ne,HP,TAU)+k×フィードバック補正量
ここで、kはなまし係数で、0<k<1の範囲で設定されている。
P (Ne, HP, TAU)
= (1−k) × P (Ne, HP, TAU) + k × feedback correction amount Here, k is a smoothing coefficient, and is set in a range of 0 <k <1.
例えば、図8において、今回学習する領域が(ne1,hp2,tau2)である場合は、当該領域に記憶された学習値P(ne1,hp2,tau2)が新たに演算した学習値で更新される。 For example, in FIG. 8, when the region to be learned this time is (ne1, hp2, tau2), the learning value P (ne1, hp2, tau2) stored in the region is updated with the newly calculated learning value. .
以上のようにして更新された学習値P(Ne,HP,TAU)は、燃圧フィードバック制御を実行できないときに使用される。例えば、燃圧センサ32の異常時や、フィードバック制御実行条件の不成立時等には、燃圧フィードバック制御を実行できないため、学習値P(Ne,HP,TAU)を用いて高圧ポンプ14の燃料吐出量をオープンループ制御する。このオープンループ制御では、現在の運転領域(Ne,HP,TAU)に応じて基本制御量をマップ等により設定し、当該運転領域(Ne,HP,TAU)に対応する学習領域に記憶された学習値P(Ne,HP,TAU)で上記基本制御量を補正して燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量を設定することで、高圧ポンプ14の燃料吐出量をオープンループ制御する。これにより、燃圧フィードバック制御を実行できない場合でも、オープンループ制御により制御精度を確保しながら高圧ポンプ14の燃料吐出量を制御することができる。
The learning value P (Ne, HP, TAU) updated as described above is used when the fuel pressure feedback control cannot be executed. For example, since the fuel pressure feedback control cannot be executed when the fuel pressure sensor 32 is abnormal or when the feedback control execution condition is not satisfied, the fuel discharge amount of the high-
以上説明した本実施例によれば、高圧側燃圧に影響するパラメータの領域(Ne,HP,TAU)毎に燃圧制御弁31のフィードバック補正量を学習するため、燃圧制御弁31の制御量を精度良く学習することができる。 According to the present embodiment described above, the feedback correction amount of the fuel pressure control valve 31 is learned for each parameter region (Ne, HP, TAU) that affects the high-pressure side fuel pressure. I can learn well.
尚、高圧側燃圧に影響するパラメータの領域は、エンジン回転速度Ne、高圧側燃圧HP、燃料噴射量TAUに限定されず、エンジン回転速度Ne、高圧側燃圧HP、燃料噴射量TAU、燃圧制御弁22のコイル温度、燃料温度、低圧側燃圧、筒内圧、燃料噴射パターンのうちの少なくとも1つを用いるようにすれば良い。 Note that the parameter regions that affect the high-pressure side fuel pressure are not limited to the engine speed Ne, the high-pressure side fuel pressure HP, and the fuel injection amount TAU, but the engine speed Ne, the high-pressure side fuel pressure HP, the fuel injection amount TAU, and the fuel pressure control valve. At least one of 22 coil temperature, fuel temperature, low pressure side fuel pressure, in-cylinder pressure, and fuel injection pattern may be used.
また、本実施例では、フィードバック補正量を学習するようにしたが、フィードバック補正量で補正した制御量を学習するようにしても良い。この場合は、オープンループ制御を行う際に、現在の運転領域に対応する学習領域に記憶された学習値をそのまま燃圧制御弁22の通電開始時期の制御量に設定して、高圧ポンプ14の燃料吐出量をオープンループ制御するようにすれば良い。
In this embodiment, the feedback correction amount is learned. However, the control amount corrected by the feedback correction amount may be learned. In this case, when performing the open loop control, the learning value stored in the learning region corresponding to the current operation region is set as it is as the control amount of the energization start timing of the fuel
11…燃料タンク、12…低圧ポンプ、13…低圧燃料配管、14…高圧ポンプ、19…プランジャ、20…カム軸、21…カム、22…燃圧制御弁、23…吸入口、24…弁体、25…スプリング(付勢手段)、26…コイル、27…吐出口、28…逆止弁、29…高圧燃料配管、30…デリバリパイプ、31…燃料噴射弁、32…燃圧センサ、34…ECU(高圧ポンプ制御手段,学習手段,学習禁止手段)、35…バックアップRAM(記憶手段)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記高圧側燃圧に影響するパラメータの領域毎に前記燃圧制御弁の制御量又はその補正量を学習してその学習値を内燃機関の停止中でも記憶データを保持できる書き替え可能な記憶手段に更新記憶する学習手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。 A high-pressure pump having a plunger that is reciprocally driven in the pump chamber by the power of the internal combustion engine and sucks / discharges fuel, and a normally-open fuel pressure control valve that opens and closes a suction port that sucks fuel into the pump chamber; A fuel pressure sensor for detecting fuel pressure (hereinafter referred to as “high pressure side fuel pressure”) in a high pressure fuel pipe that supplies fuel discharged from the discharge port to the fuel injection valve, and a high pressure side fuel pressure and a target fuel pressure detected by the fuel pressure sensor. And a high pressure pump control means for controlling a fuel discharge amount of the high pressure pump by controlling a valve closing period of the fuel pressure control valve in a discharge stroke of the high pressure pump according to a deviation from In
The control amount of the fuel pressure control valve or its correction amount is learned for each parameter region that affects the high-pressure side fuel pressure, and the learned value is updated and stored in a rewritable storage means that can retain stored data even when the internal combustion engine is stopped. A fuel supply control device for an internal combustion engine, comprising learning means for performing the learning.
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