JP2012062870A - 内燃機関の燃料圧力制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料圧力制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012062870A JP2012062870A JP2010209857A JP2010209857A JP2012062870A JP 2012062870 A JP2012062870 A JP 2012062870A JP 2010209857 A JP2010209857 A JP 2010209857A JP 2010209857 A JP2010209857 A JP 2010209857A JP 2012062870 A JP2012062870 A JP 2012062870A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- dead time
- fuel pressure
- pressure
- deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
【解決手段】規範応答特性で応答する規範燃圧と検出された実燃圧との偏差(規範偏差)を算出する一方、むだ時間補償器によりむだ時間を考慮しない推定燃圧と、むだ時間の大小に応じて切り換えて算出されるむだ時間を考慮した推定燃圧との偏差(むだ時間偏差)を算出し、規範偏差からむだ時間偏差を減算した最終偏差を用いてフィードバック操作量を設定する。
【選択図】図3
Description
本発明は、このような従来の課題を解決するため、機関運転状態に応じて変化するむだ時間を精度よく補償した制御により、燃料圧力の変動を抑制しつつ応答良く目標燃料圧力に収束できる内燃機関の燃料圧力制御装置を提供することを目的とする。
燃料ポンプから燃料供給通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、前記燃料ポンプからの燃料吐出量を制御することにより可変に制御する内燃機関の燃料圧力制御装置であって、以下のように構成される。
燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、前記検出される燃料圧力を目標燃料圧力に収束させるように、前記燃料ポンプに出力されるフィードバック操作量を算出するフィードバック操作量算出手段と、前記フィードバック操作量の出力変化に燃料圧力が応答するまでのむだ時間を、前記燃料ポンプからの燃料吐出量の要求増加量が大きいときは小さいときより大きい値に設定するむだ時間設定手段と、を含む。
図1は、実施形態に係る内燃機関の燃料圧力制御装置を示す図である。
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(ガソリン)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。
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。
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。
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。
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(圧力調整弁)13が介装されている。
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。
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内における燃圧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、車速を検出する車速センサ26などが設けられる。
ここで、前記通電デューティ比の制御は、燃圧センサ24で検出される実際の燃圧が目標燃圧に近づくように、フィードバック制御する。
ここで、燃圧応答の高応答化、応答バラツキの抑制のため、制御対象の物理特性を予めコントロールに設定するモデル制御の適用が考えられる。
そこで、本実施形態は、本装置の動特性が機関運転状態に応じて大きく変化するむだ時間が支配的であることに着目し、該むだ時間を物理現象に基づいて可変とするモデルを設計した。これにより、操作量(モータ電圧)から制御量(燃圧)の動特性を、図2に示すように、むだ時間+2次遅れ系伝達関数の極めて簡素化されたモデルで表現することができた。
目標燃圧演算部aは、機関運転状態に基づいて、燃料噴射弁9に供給される燃料の目標圧力、つまり、燃料ギャラリーパイプ8内の目標燃圧を算出する。
図4はフィードフォワード操作量演算部bの詳細を示し、目標燃圧に対し以下のz変換による離散伝達関数を用いてフィードフォワード操作量を算出する。
ただし、b0〜b2:フィードフォワード補償器分子係数
a1〜a2:フィードフォワード補償器分母係数
規範モデル演算部(規範燃圧算出手段)cは、目標燃圧を入力し、前記規範モデルにしたがって、応答させたときの燃圧(規範燃圧)を算出する。
(b0+b1・z−1+b2・z−2)/(1+a1・z−1+a2・z−2)
ただし、b0〜b2:規範モデル燃圧応答分子係数
a1〜a2:規範モデル燃圧応答分母係数
規範モデル演算部cで算出された規範燃圧と、燃圧センサ24で検出された実燃圧とを、第1の加減器dに入力して、規範偏差(=規範燃圧−検出燃圧)を算出する。
フィードバック操作量演算部fは、前記最終偏差に基づき、図6に示すようなPI(比例積分)制御等を用いて、フィードバック操作量を算出する。
前記フィードフォワード操作量とフィードバック操作量とが加算器gに入力され、両者を加算した最終の操作量が制御対象である燃料ポンプ4(のモータ駆動回路)に出力される。これにより、燃料ポンプ4からの燃料吐出量を制御することによって、燃圧を規範モデル応答で目標燃圧に収束させる。
以下、各部機能の詳細を説明すると、まず、むだ時間を考慮しないときの推定燃圧と、むだ時間が所定値より大きいときと所定値以下の小さいときとで、それぞれに応じた推定燃圧を、各推定燃圧演算部h1〜h3で算出する。
(b0+b1・z−1+b2・z−2)/(1+a1・z−1+a2・z−2)
ただし、b0〜b2:プラントモデル応答分子係数
a1〜a2:プラントモデル応答分母係数
一方、むだ時間を考慮しない推定燃圧に対し、むだ時間相当分の遅延要素(z^−1)を与えて、むだ時間が所定値以下の小さいむだ時間を考慮した推定燃圧と、むだ時間が所定値より大の、大きいむだ時間を考慮した推定燃圧がそれぞれ算出される。
A.燃料ポンプ4が停止状態[イグニッションスイッチOFFまたはアイドルストップ(自動停止中)]から、駆動を開始するとき
停止状態から駆動させるときは、燃料ポンプ4からの燃料吐出量が零から増大し、該吐出された燃料が燃料パイプ5b、燃料パイプギャラリ8を介して燃料センサ24に供給されてから燃圧上昇が開始されるため、要求吐出量の増加量が大きくなり、むだ時間が大きくなる。
リリーフ弁13が閉弁して燃料がリターンしない状態から、リリーフ弁13が開弁して燃料がリターンする状態に切り換えられると、燃料パイプギャラリ8内の燃料量が急激に減少し、同一燃圧を維持するためにはリターン燃料量分をステップ的に増加する必要がある。したがって、要求吐出量の増加量が大きく、その分圧力上昇開始が遅れて、むだ時間が大きくなる。
この場合も、Bの場合と同様、燃料噴射量の急増によって燃料パイプギャラリ8内の燃料量が急激に減少し、同一燃圧を維持するためには燃料噴射量増加分をステップ的に増加する必要がある。したがって、要求吐出量の増加量が大きく、その分圧力上昇開始が遅れて、むだ時間が大きくなる。
上記条件Aは、ポンプ操作量が所定値未満の状態から所定値を超える状態に移行してから、所定時間経過するまでの期間として判定する。
条件Bは、目標燃圧がリリーフ弁13の開弁圧未満の状態から、設定開弁圧を超える状態に移行してから、所定時間経過するまでの期間として判定する。
そして、これら条件A,B,Cのいずれかを判定したとき、むだ時間特性フラグは、小さいむだ時間特性のフラグ値0から、大きいむだ時間特性のフラグ値1に切り換える。
第3の加算器h6には、前記むだ時間を考慮しない推定燃圧と、選択されたむだ時間を考慮した推定燃圧とが入力され、両者の偏差(=むだ時間を考慮しない推定燃圧−むだ時間を考慮した推定燃圧)が、むだ時間偏差として算出される。
図9は、本実施形態において、上記Aの場合のように燃料ポンプ4を停止状態から駆動させ、その後、例えば、アイドル状態で燃料ポンプの停止状態での燃料圧力から燃料圧力を上昇させた場合のむだ時間フラグの切換制御の様子を示す。停止状態から駆動させるときは、上述したようにむだ時間が大きく、フラグ値はむだ時間が大きいときの値1に切り換わる。所定時間経過後に燃料吐出量の変化量が減少するのでフラグ値はむだ時間が小さいときの値0に戻される。これに対し、燃料ポンプ4の駆動後は、目標燃圧が多少増加しても燃料ポンプ4からの燃料吐出量の増加に対して短時間で燃圧が上昇し、むだ時間が小さいのでフラグ値は0に維持される。
図10は、本実施形態のようにモデルむだ時間を実際のむだ時間に近づけて設定した場合の目標燃圧変化に対する実燃圧の収束状態を示す。むだ時間補償がない場合、モデルむだ時間が実際のむだ時間に対して小さく設定されている場合と比較し、燃圧変動が良好に抑制されつつ目標燃圧に収束されることが明らかである。
本第2実施形態では、むだ時間補償器h’にむだ時間学習部h11を備え、むだ時間が大きい条件でむだ時間を計測し、より大きい値を記憶更新(学習)する。
一方、推定燃圧演算部h12は、複数(3以上)のむだ時間を考慮した推定燃圧を算出する(図12参照)。
その他の構成は、図3と同様である。
図13は、上記むだ時間の学習を、燃料ポンプ4を停止状態から駆動するときに行う例のフローを示す。
ステップS1の判定がYESの場合は、ステップS2へ進み、燃料温度が所定範囲内にあるか(または、吸気温度が所定範囲内にあるか)を判定する。
ステップS2の判定がYESの場合は、ステップS3へ進み、ポンプ操作量の変化幅が所定値以上であるかを判定する。
次いでステップS5へ進み、3トリップ連続(3回連続した走行)で、むだ時間計測値がむだ時間学習値以上であるかを判定する。
このように、経時劣化によるむだ時間の変化(増加)を学習し、該学習されたむだ時間を用いて算出したむだ時間偏差で、フィードバック操作量を修正することにより、長期にわたって適正なフィードバック操作量を設定して、燃圧変動を抑制した良好なフィードバック制御を維持することができる。
(イ)請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
前記燃料圧力を規範応答特性で応答させるための前記燃料ポンプのフィードフォワード操作量を算出するフィードフォワード操作量算出手段と、
前記燃料圧力を前記規範モデル応答特性で応答させたときの規範燃料圧力を算出する規範燃圧算出手段と、
を含んで構成され、
前記フィードバック操作量算出手段は、前記規範燃料圧力と前記燃料圧力検出手段によって検出される燃料圧力とに基づいて設定されるフィードバック操作量を、前記むだ時間設定手段で設定されたむだ時間に基づいて修正して算出する。
(ロ)前記(イ)に記載の内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
前記フィードバック操作量算出手段は、前記フィードバック操作量に基づいて、むだ時間を考慮しない推定燃圧と前記むだ時間設定手段で設定されたむだ時間を考慮した推定燃圧を算出し、これら推定燃圧相互の偏差によって、前記規範燃圧と検出された燃料圧力との偏差を修正し、該修正された偏差を用いてフィードバック操作量を算出する。
Claims (3)
- 燃料ポンプから燃料供給通路を介して燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、前記燃料ポンプからの燃料吐出量を制御することにより可変に制御する内燃機関の燃料圧力制御装置であって、
前記燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記検出される燃料圧力を目標燃料圧力に収束させるように、前記燃料ポンプに出力されるフィードバック操作量を算出するフィードバック操作量算出手段と、
前記フィードバック操作量の出力変化に燃料圧力が応答するまでのむだ時間を、前記燃料ポンプからの燃料吐出量の要求増加量が大きいときは小さいときより大きい値に設定するむだ時間設定手段と、
を含んで構成され、
前記フィードバック操作量算出手段は、前記設定されたむだ時間を用いて前記フィードバック操作量を算出することを特徴とする内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 前記内燃機関は、電動式の燃料ポンプと、該燃料ポンプと前記燃料噴射弁との間に接続された燃料供給通路と、該燃料供給通路内に介装され、設定開弁圧以上で開弁して余剰燃料を燃料タンクに戻す圧力調整弁と、を含む燃料供給系を備え、
前記むだ時間設定手段は、
前記燃料ポンプが停止状態から駆動を開始したとき、
または、前記目標燃料圧力が、前記圧力調整弁の設定開弁圧未満から設定開弁圧以上の値に変化したとき、
または、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加量が所定値以上のとき、
のいずれかの場合に、前記燃料ポンプからの燃料吐出量の要求増加量が大きいと判定し、これら以外のときよりむだ時間を大きい値に設定する請求項1に記載の内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 前記むだ時間設定手段は、前記要求増加量が大きいと判定されるときのむだ時間を計測し、該計測したむだ時間が現在設定されているむだ時間より大きいときは、該大きいむだ時間に更新して設定する請求項1または請求項2に記載の内燃機関の燃料圧力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010209857A JP2012062870A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 内燃機関の燃料圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010209857A JP2012062870A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 内燃機関の燃料圧力制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012062870A true JP2012062870A (ja) | 2012-03-29 |
Family
ID=46058812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010209857A Pending JP2012062870A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 内燃機関の燃料圧力制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012062870A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018110022A (ja) * | 2013-03-01 | 2018-07-12 | フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド | 無線又は間欠プロセス計測値を伴うプロセス制御システムにおける予測手段の使用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0784611A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Yamatake Honeywell Co Ltd | コントローラ |
JPH08255004A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-10-01 | Omron Corp | 制御方法及び制御装置並びにそれに用いる操作量の基準目標値作成方法及び装置 |
JPH10141116A (ja) * | 1996-09-10 | 1998-05-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
JP2002201993A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2003167605A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
JP2003176746A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Denso Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 |
JP2009250211A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの制御装置 |
-
2010
- 2010-09-17 JP JP2010209857A patent/JP2012062870A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0784611A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Yamatake Honeywell Co Ltd | コントローラ |
JPH08255004A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-10-01 | Omron Corp | 制御方法及び制御装置並びにそれに用いる操作量の基準目標値作成方法及び装置 |
JPH10141116A (ja) * | 1996-09-10 | 1998-05-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
JP2002201993A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2003167605A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
JP2003176746A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Denso Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 |
JP2009250211A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018110022A (ja) * | 2013-03-01 | 2018-07-12 | フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド | 無線又は間欠プロセス計測値を伴うプロセス制御システムにおける予測手段の使用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109779775B (zh) | 一种发动机可变喷油压力控制方法 | |
JP5180251B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
JP5054795B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
JPH06147047A (ja) | エンジンの燃料供給装置 | |
JP2009074499A (ja) | 内燃機関制御装置 | |
JP7415821B2 (ja) | 噴射制御装置 | |
JP2001159359A (ja) | 筒内噴射エンジンの燃圧制御装置 | |
JPH11159377A (ja) | エンジン制御装置 | |
JP4899956B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US7181331B2 (en) | Engine air-fuel ratio control system | |
JP2011064127A (ja) | 燃料ポンプの駆動制御装置 | |
JP2001336436A (ja) | エンジン制御装置 | |
JP2012062870A (ja) | 内燃機関の燃料圧力制御装置 | |
JP5862466B2 (ja) | 燃料噴射制御装置および燃料噴射制御方法 | |
JP5044458B2 (ja) | 液化燃料エンジンにおける燃料圧力制御法 | |
JP2007192032A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
CN109798195B (zh) | 用于内燃引擎的燃料喷射控制装置 | |
JP5514173B2 (ja) | 内燃機関の燃料ポンプ制御装置 | |
JP2007187113A (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
JP3511353B2 (ja) | 燃料ポンプ制御装置 | |
JP2009250211A (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP4657170B2 (ja) | エンジンの燃料供給装置 | |
JPH06173805A (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
JP5859842B2 (ja) | 燃料噴射システム | |
JP6313551B2 (ja) | 燃料ポンプの駆動制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130624 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131119 |