JP2015048750A - Fuel supply device of engine-mounted body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン搭載体の燃料供給装置に関し、特に、電動モータを駆動することによって燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプを備えるエンジン搭載体の燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for an engine mounting body, and more particularly to a fuel supply device for an engine mounting body including a fuel pump that pumps fuel to a fuel injection valve by driving an electric motor.
内燃機関であるエンジンを搭載した車両や汎用機等のエンジン搭載体の燃料供給装置の中には、エンジン搭載体の電源装置から供給された電力によって駆動される電動モータを有し、電動モータを駆動することによって燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプを備えるものがある。 In a fuel supply device for an engine mounted body such as a vehicle or a general-purpose machine equipped with an engine that is an internal combustion engine, an electric motor driven by electric power supplied from a power supply device of the engine mounted body is provided. Some have a fuel pump that is driven to pump fuel to the fuel injection valve.
このような燃料供給装置によれば、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力(以下、燃圧と表記する)を一定に維持するためのプレッシャレギュレータを省略することができるので、燃料供給装置の構成を簡素化して、そのコストを低減することができる。 According to such a fuel supply device, the pressure regulator for maintaining a constant pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve (hereinafter referred to as fuel pressure) can be omitted, so the configuration of the fuel supply device The cost can be reduced.
また、このような燃料供給装置では、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処して燃圧を所望の値に精度よく制御することが必要となる。 Further, in such a fuel supply device, it is necessary to accurately control the fuel pressure to a desired value in response to individual differences in fuel pumps and changes with time.
かかる状況下で、特許文献1は、エンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法に関し、電動モータの回転速度と予め記憶した電動モータの標準回転速度との偏差が燃料ポンプの個体差や経時変化を反映していることに着目し、この偏差に基づき電動モータの駆動電流の目標値を補正して、電動モータの駆動電流をこのように補正された目標値にフィードバック制御する構成を開示している。
Under such circumstances,
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1記載の燃料供給装置においては、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処して燃圧を所望の値に精度よく制御することは企図しているものではあるが、電動モータの回転速度と予め記憶した電動モータの標準回転速度との偏差に基づき電動モータの駆動電流の目標値を補正して、電動モータの駆動電流をこのように補正された目標値にフィードバック制御する構成を有するものであるため、必然的に電動モータの回転速度を検出するための回転速度センサが必要になる。従って、かかる構成においては、回転速度センサを設ける分だけ、燃料供給装置の構成が複雑化して、そのコストも増加してしまう。
However, according to the study of the present inventor, the fuel supply device described in
つまり、現状では、電動モータを駆動することによって燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプを備えるエンジン搭載体の燃料供給装置において、付加的なセンサ等を設ける必要性を排して、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御を行うことができる新規な構成の実現が、待望された状況にある。 In other words, at present, in the fuel supply device of the engine mounting body including the fuel pump that pumps the fuel to the fuel injection valve by driving the electric motor, the necessity of providing an additional sensor or the like is eliminated and the cost is increased. There is a long-awaited realization of a novel configuration that can perform feedback control of the drive current of the electric motor that copes with individual differences and changes with time of the fuel pump without causing any change.
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御を行う
ことが可能なエンジン搭載体の燃料供給装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made through the above studies, and is equipped with an engine that can perform feedback control of the drive current of an electric motor that copes with individual differences and changes with time of the fuel pump without increasing the cost. An object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus.
以上の目的を達成するべく、本発明は、エンジン搭載体のエンジンに設けられた燃料噴射弁と、前記エンジン搭載体の電源装置から供給された電力により駆動される電動モータを有して、前記電動モータを駆動することで前記燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記電動モータの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力が前記電動モータに通電される電流及び前記電動モータに印加される電圧に依存するエンジン搭載体の燃料供給装置であって、前記制御装置は、前記制御装置を起動したときから所定時間継続して前記電動モータに通電される電流を定常状態となるように制御する電流制御部と、前記所定時間内に前記電動モータに通電されている定常状態の電流を検出する電流検出部と、前記所定時間内に前記電動モータに印加されている定常状態の電圧を検出する電圧検出部と、前記所定時間内に前記電流検出部で検出された電流と前記電圧検出部で検出された電圧とに基づいて、前記電動モータに通電される目標電流を算出する目標電流算出部と、を有し、前記電流制御部は、前記所定時間が経過した後、前記電動モータに通電される電流が前記目標電流算出部で算出された目標電流に近づくように前記電動モータに通電される電流のフィードバック制御を開始することを第1の局面とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a fuel injection valve provided in an engine of an engine mounted body, and an electric motor driven by electric power supplied from a power supply device of the engine mounted body, A fuel pump that pumps fuel to the fuel injection valve by driving an electric motor; and a control device that controls driving of the electric motor, and the pressure of the fuel pumped from the fuel pump to the fuel injection valve Is a fuel supply device for an engine-mounted body that depends on a current applied to the electric motor and a voltage applied to the electric motor, and the control device continues for a predetermined time from when the control device is activated. A current control unit configured to control a current supplied to the electric motor so as to be in a steady state; and a current in a steady state supplied to the electric motor within the predetermined time. A current detection unit; a voltage detection unit that detects a steady-state voltage applied to the electric motor within the predetermined time; and a current detected by the current detection unit within the predetermined time and the voltage detection unit. A target current calculation unit that calculates a target current to be supplied to the electric motor based on the detected voltage, and the current control unit supplies power to the electric motor after the predetermined time has elapsed. The first aspect is to start feedback control of the current supplied to the electric motor so that the current to be applied approaches the target current calculated by the target current calculation unit.
本発明は、かかる第1の局面に加えて、前記目標電流算出部は、前記所定時間内に前記電圧検出部で検出された電圧と前記燃料ポンプの個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差を算出し、前記偏差の絶対値が小さくなるように前記目標電流を算出することを第2の局面とする。 In addition to the first aspect, the present invention provides that the target current calculation unit is a standard voltage determined in consideration of a voltage detected by the voltage detection unit within the predetermined time and an individual difference of the fuel pump. And calculating the target current so that the absolute value of the deviation becomes small is a second aspect.
本発明は、かかる第2の局面に加えて、前記目標電流算出部は、前記所定時間内に前記電圧検出部で検出された電圧と前記燃料ポンプの個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差率を、前記偏差を前記標準電圧で除して算出し、前記偏差率の絶対値が小さくなるように前記目標電流を算出することを第2の局面とする。 In addition to the second aspect, the present invention provides that the target current calculation unit is a standard voltage determined in consideration of a voltage detected by the voltage detection unit within the predetermined time and an individual difference of the fuel pump. It is a second aspect that the deviation rate is calculated by dividing the deviation by the standard voltage, and the target current is calculated so that the absolute value of the deviation rate becomes small.
以上の本発明の第1の局面におけるエンジン搭載体の燃料供給装置によれば、前記制御装置が、制御装置を起動したときから所定時間継続して電動モータに通電される電流を定常状態となるように制御する電流制御部と、所定時間内に電動モータに通電されている定常状態の電流を検出する電流検出部と、所定時間内に電動モータに印加されている定常状態の電圧を検出する電圧検出部と、所定時間内に電流検出部で検出された電流と電圧検出部で検出された電圧とに基づいて、電動モータに通電される目標電流を算出する目標電流算出部と、を有し、電流制御部が、所定時間が経過した後、電動モータに通電される電流が目標電流算出部で算出された目標電流に近づくように電動モータに通電される電流のフィードバック制御を開始することにより、電動モータの回転速度等を検出しなくても電動モータに通電される電流のフィードバック制御を行うことができるので、電動モータの回転速度を検出するための回転速度センサ等が不要になり、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御を精度よく行うことができる。 According to the engine-equipped fuel supply device in the first aspect of the present invention described above, the current that is supplied to the electric motor continuously for a predetermined time from when the control device starts up the control device is in a steady state. A current control unit that controls the current, a current detection unit that detects a steady-state current that is applied to the electric motor within a predetermined time period, and a steady-state voltage that is applied to the electric motor within a predetermined time period A voltage detection unit, and a target current calculation unit that calculates a target current to be supplied to the electric motor based on the current detected by the current detection unit within a predetermined time and the voltage detected by the voltage detection unit. Then, after a predetermined time has elapsed, the current control unit starts feedback control of the current supplied to the electric motor so that the current supplied to the electric motor approaches the target current calculated by the target current calculation unit. Thus, since it is possible to perform feedback control of the current supplied to the electric motor without detecting the rotational speed of the electric motor, a rotational speed sensor or the like for detecting the rotational speed of the electric motor becomes unnecessary. Without increasing the cost, it is possible to accurately perform feedback control of the drive current of the electric motor that copes with individual differences and changes with time of the fuel pump.
また、本発明の第2の局面におけるエンジン搭載体の燃料供給装置によれば、目標電流算出部が、所定時間内に電圧検出部で検出された電圧と燃料ポンプの個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差を算出し、偏差の絶対値が小さくなるように目標電流を算出することにより、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御を低い演算負荷で精度よく行うことができる。 Further, according to the fuel supply device for an engine mounted body in the second aspect of the present invention, the target current calculation unit is determined in consideration of the voltage detected by the voltage detection unit within a predetermined time and the individual difference of the fuel pump. By calculating the deviation from the measured standard voltage and calculating the target current so that the absolute value of the deviation is small, the drive of the electric motor that copes with individual differences and aging of the fuel pump without increasing the cost Current feedback control can be accurately performed with a low calculation load.
また、本発明の第3の局面におけるエンジン搭載体の燃料供給装置によれば、目標電流算出部が、所定時間内に電圧検出部で検出された電圧と燃料ポンプの個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差率を、第2の局面で規定される偏差を前記標準電圧で除して算出し、偏差率の絶対値が小さくなるように目標電流を算出することにより、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御をより精度よく行うことができる。 Further, according to the fuel supply device for an engine-mounted body in the third aspect of the present invention, the target current calculation unit is determined in consideration of the voltage detected by the voltage detection unit within a predetermined time and the individual difference of the fuel pump. By calculating the deviation rate from the standard voltage obtained by dividing the deviation specified in the second aspect by the standard voltage and calculating the target current so that the absolute value of the deviation rate becomes small, the cost can be reduced. Without increasing, it is possible to more accurately perform feedback control of the drive current of the electric motor that copes with individual differences and changes with time of the fuel pump.
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるエンジン搭載体の燃料供給装置につき、詳細に説明する。 Hereinafter, a fuel supply device for an engine mounting body in an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
〔内燃機関の構成〕
まず、図1(a)を参照して、本実施形態における燃料供給装置Sが適用される内燃機関1の構成について、詳細に説明する。
[Configuration of internal combustion engine]
First, the configuration of the
図1(a)は、本実施形態における内燃機関1及び燃料供給装置Sの構成を示す模式図である。
FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration of the
図1(a)に示すように、内燃機関1は、図示を省略するエンジン搭載体に搭載され、シリンダブロック2を備えている。シリンダブロック2の側壁内には、シリンダブロック2及びその内部を冷却するための冷却水が流通する冷却水通路3が形成されている。冷却水通路3には、冷却水通路3を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ4が設けられている。
As shown in FIG. 1A, the
なお、図1(a)中では、説明の便宜上、内燃機関1を単気筒として示しているが、内燃機関1は複数の気筒を有するものであってもよく、気筒の配列も直列、水平対向やV型等であってもよい。また、図1(a)中では、説明の便宜上、内燃機関1を水冷式として示しているが、空冷式であってもよく、かかる場合には、水温センサ4の代わりに内燃機関1の温度を検出自在な温度センサをシリンダブロック2等に装着してもよい。
In FIG. 1A, for convenience of explanation, the
シリンダブロック2の内部には、ピストン5が配置されている。ピストン5は、コンロッド6を介してクランク7に連結されている。クランク7の近傍には、クランク7の回転角度を検出するクランク角センサ8が、内燃機関1の回転速度を検出すべく設けられている。シリンダブロック2の上部には、シリンダヘッド9が装着されている。ピストン5の上面と、シリンダブロック2及びシリンダヘッド9の各々の内面とが画成する内部空間は
燃焼室10となる。
A piston 5 is disposed inside the cylinder block 2. The piston 5 is connected to a crank 7 via a connecting rod 6. A crank angle sensor 8 that detects the rotation angle of the crank 7 is provided in the vicinity of the crank 7 so as to detect the rotation speed of the
シリンダヘッド9には、燃焼室10内の混合気に点火する点火プラグ11が設けられている。点火プラグ11の点火動作は、ECU102が図示を省略する点火コイルへの通電を制御することによって制御される。
The cylinder head 9 is provided with a
また、シリンダヘッド9には、燃焼室10と吸気通路12とを開閉自在に連通する吸気バルブ13が設けられている。吸気通路12は、シリンダヘッド9に固設される吸気管IM内に形成され、吸気管IMは、吸気通路12内に燃料を噴射する燃料噴射弁14及び燃料噴射弁14の上流側に配置されるスロットルバルブ15を備えている。なお、燃料噴射弁14は、燃焼室10内に直接燃料を噴射するものであってもよい。
The cylinder head 9 is provided with an
シリンダヘッド9には、吸気管IMの反対側に排気管EMが固設され、排気管EM内には、燃焼室10と連通する排気通路16が形成されている。かかるシリンダヘッド9には、燃焼室10と排気通路16とを開閉自在に連通する排気バルブ17が設けられている。
An exhaust pipe EM is fixed to the cylinder head 9 on the opposite side of the intake pipe IM, and an
〔燃料供給装置の構成〕
次に、図1(a)及び図1(b)を参照して、本実施形態における燃料供給装置Sの構成について、詳細に説明する。
[Configuration of fuel supply system]
Next, with reference to FIG. 1A and FIG. 1B, the configuration of the fuel supply apparatus S in the present embodiment will be described in detail.
図1(b)は、本実施形態における燃料供給装置SのECU102の構成を示す回路図である。
FIG. 1B is a circuit diagram showing a configuration of the
本実施形態における燃料供給装置Sは、燃料噴射弁14に燃料を供給する装置であり、図1(a)に示すように、燃料タンク100、燃料ポンプ101、及びECU(Electronic Control Unit)102を備えている。燃料タンク100は、燃料噴射弁14に供給する燃料を貯留するものである。
The fuel supply device S in the present embodiment is a device that supplies fuel to the fuel injection valve 14, and includes a
燃料ポンプ101は、バッテリやジェネレータ等の電源装置103から供給された電力により駆動される電動モータであるモータ部101b(図2参照)を有し、モータ部101bを駆動することによって燃料配管104を介して燃料タンク100内に貯留されている燃料を燃料噴射弁14に圧送するものである。かかる燃料ポンプ101の構成の詳細については、後述する。
The
ECU102は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置であり、図示を省略するメモリやタイマを有している。かかるメモリには、必要な制御プログラム及び制御データが記憶され、ECU102は、メモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、制御プログラムを実行することによって、燃料供給装置S全体の動作を制御する制御装置である。また、タイマは、燃料供給装置Sの燃料供給処理における特定の処理の実行時間を計測する。
The
具体的には、ECU102は、駆動回路102a、電圧検出部102b、電流検出部102c、及びCPU(Central Processing Unit)102dを備えている。なお、図中では、駆動回路102a及び電圧検出部102bを、CPU102dが制御プログラムを実行する際のその機能ブロックとして各々示す。
Specifically, the
駆動回路102aは、CPU102dからの制御信号に従ってモータ部101bの負極と接地端子Gとの接続/遮断を制御することによって電源装置103からモータ部101bへの電力供給を制御することにより、モータ部101bの駆動/停止を制御するものである。なお、図中では、駆動回路102aの一例として、NPNバイポーラトランジスタ
を示す。
The
電圧検出部102bは、モータ部101bに印加されている電圧値を検出し、検出された電圧値をCPU102dに入力する。なお、図中では、電圧検出部102bの一例として、モータ部101bの正極側及び負極側に非反転入力端子及び反転入力端子が各々対応して接続されたオペアンプ又はコンパレータを示す。
The
電流検出部102cは、モータ部101bに通電されている電流値を抵抗素子Rの電圧降下量として検出し、検出された電流値をCPU102dに入力する。なお、図中では、電流検出部102cの一例として、駆動回路102aと接地端子Gとの間に接続された抵抗素子Rの正極側及び負極側に非反転入力端子及び反転入力端子が各々対応して接続されたオペアンプ又はコンパレータを示す。
The
CPU102dは、演算処理装置であり、制御プログラムを実行する際の機能ブロックとして、電流制御部102d1及び目標電流算出部102d2を有している。これら各部の機能の詳細については、後述する。
The
〔燃料ポンプの構成〕
次に、図2を参照して、本実施形態における燃料ポンプ101の構成について、詳細に説明する。
[Configuration of fuel pump]
Next, with reference to FIG. 2, the structure of the
図2は、本実施形態における燃料供給装置Sの燃料ポンプ101の構成を示す模式的な部分断面図である。
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing the configuration of the
図2に示すように、本実施形態における燃料ポンプ101は、燃料タンク100から燃料噴射弁14に燃料を圧送するポンプ部101aと、ポンプ部101aを駆動するモータ部101bと、を備えている。モータ部101bは、エンジン搭載体に搭載された図示を省略するバッテリ等の電源装置103からの電力で、その内蔵する電動モータを駆動することによって、電動モータの出力軸であり、かつ、ポンプ部101a及びモータ部101bの中心軸Zと同軸である回転軸110を回転駆動自在である。かかる電動モータは、典型的にはPWM(Pulse Width Modulation)制御される直流モータである。また、ポンプ部101aは、回転軸110に軸支されたロータ111を有する。かかるロータ111は、溝部113を有するロアカバー112と溝部115を有するハウジング114との間に画成される収容室中に収容される。
As shown in FIG. 2, the
このような構成を有する燃料ポンプ101では、モータ部101bが回転軸110を駆動して回転させると、回転軸110の一端部に固設されたロータ111が高速で回転され、ロータ111に形成されたフィン部が収容室内の燃料を高速で撹拌する。これにより、ロアカバー112に形成された溝部113の吸入口113aとハウジング114に形成された溝部115の吐出口115aとの間に圧力勾配が生じる。このため、燃料タンク100内の燃料は、図示を省略するフィルターを経た後で溝部113の吸入口113aを介して燃料ポンプ101内に吸入される。このように燃料タンク100から吸入された燃料は、収容室及び溝部115の吐出口115aを経ながら燃料ポンプ101内を図中で下方から上方に送られて、燃料ポンプ101から燃料配管104に吐出され、燃料噴射弁14に圧送される。
In the
〔燃料供給処理〕
以上のような構成を有する本実施形態の燃料供給装置Sでは、ECU102が以下に示す燃料供給処理を実行することによって、コストを増加させることなく、燃料ポンプ101の個体差や経時変化に対処したモータ部101bの駆動電流のフィードバック制御を行
う。以下、図3及び図4を参照して、燃料供給処理を実行する際のECU102の動作について、詳細に説明する。
[Fuel supply processing]
In the fuel supply device S of the present embodiment having the above-described configuration, the
図3(a)及び図3(b)は、各々、本実施形態における燃料供給装置Sのモータ部101bの駆動電流と駆動電圧との関係を表す回帰直線及びモータ部101bの電圧偏差率と電流偏差との関係を表す回帰直線を示す図である。また、図4は、本実施形態における燃料供給装置Sの燃料供給処理を説明するためのタイミングチャートである。
3 (a) and 3 (b) are respectively a regression line representing the relationship between the drive current and drive voltage of the
本実施形態の燃料供給装置Sでは、燃料供給処理を実行する際に燃料ポンプ101の個体差や経時変化に対処できるように、モータ部101bの駆動電流Iと駆動電圧Vとの関係を表す回帰直線RL1のデータ、及びモータ部101bの電圧偏差率RDVと電流偏差(電流補正量)DIとの関係を表す回帰直線RL2のデータが、ECU102のメモリ内に予め記憶されている。
In the fuel supply apparatus S of the present embodiment, regression representing the relationship between the drive current I and the drive voltage V of the
かかる回帰直線RL1及び回帰直線RL2については、回帰直線RL1を求めた後で、回帰直線RL2を求める必要がある。 そこで、まず、図3(a)を参照して、回帰直線RL1の決定方法について説明する。 For the regression line RL1 and the regression line RL2, it is necessary to obtain the regression line RL2 after obtaining the regression line RL1. First, a method for determining the regression line RL1 will be described with reference to FIG.
まず、回帰直線RL1を求める際には、本実施形態における燃料供給装置Sの仕様に合わせて標準燃圧Psを決定する。 First, when obtaining the regression line RL1, the standard fuel pressure Ps is determined in accordance with the specifications of the fuel supply device S in the present embodiment.
次に、複数(例えば5個)の燃料ポンプ101の燃圧を測定して、それら中から1つの燃料ポンプを標準品として選択する。かかる標準品の燃料ポンプは、典型的には、燃圧を測定した複数の燃料ポンプの内で、測定した燃圧が中央値であったものを選択したものである。
Next, the fuel pressures of a plurality of (for example, five)
次に、かかる標準品について、燃圧センサによって標準燃圧Psが検出されているときにモータ部101bに通電されている電流及びモータ部101bに印加されている電圧を各々標準電流値Is及び標準電圧値Vsとして測定する。更に、かかる標準品について、モータ部101bに通電される電流Iの値を変化させながら、それに対応してモータ部101bに印加されている電圧Vの値を各々複数点測定する。なお、モータ部101bに印加されている電圧としては、モータ部101bの端子間電圧を測定したものである。
Next, for such a standard product, when the standard fuel pressure Ps is detected by the fuel pressure sensor, the current supplied to the
次に、図3(a)に示すように、このように測定されたモータ部101bに通電された電流Iの値及びそれに対応するモータ部101bに印加された電圧Vの値を、標準電流値Is及び標準電圧値Vsを含めて、横軸をモータ部101bに通電される電流I及び縦軸をモータ部101bに通電される電圧Vとした直交座標系にプロットして散布図を作成した後、これらのプロットされた値を用いて直線近似することにより、標準電流値Is及び標準電圧値Vsを通って、電流Iと電圧Vとの関係を表す回帰直線RL1の方程式を算出する。ここで、このように算出された方程式のデータは、回帰直線RL1のデータとしてECU102のメモリ内に格納される。なお、図中に例示するが、標準品についてモータ部101bに通電される電流Iの値を変化させて、それに対応してモータ部101bに印加されている電圧Vの値を測定し、標準電流値Is及び標準電圧値Vsを含めて散布図上にプロットした点の個数は、測定点の個数に対応した7点である。
Next, as shown in FIG. 3A, the value of the current I energized in the
次に、標準品以外の複数(例えば4個)の燃料ポンプ101についても、標準品のものと同様の測定によって、燃圧センサによって標準燃圧Psが検出されているときにモータ部101bに通電されている電流値i及びモータ部101bに印加されている電圧値vを各々測定する。
Next, a plurality of (for example, four)
次に、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について、測定された電流値i及び電圧値v、並びに先に測定されていた標準電流値Is及び標準電圧値Vsを用いて電圧偏差率RDV(RDV=(Vs−v)/Vs)の値及び電流偏差DI(DI=−(Is−i))の値を各々算出する。ここで、電圧偏差率RDVは、標準電圧値Vsと測定された電圧値vとの差を標準電圧値Vsで除して規格化した値である。
Next, with respect to the plurality of
そして最後に、図3(b)に示すように、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について各々算出された電圧偏差率RDVの値及び電流偏差DIの値を、横軸を電圧偏差率RDV、及び縦軸を電流偏差DIとした直交座標系にプロットして散布図を作成した後、これらのプロットされた値を用いて直線近似することにより、電圧偏差率RDVと電流偏差DIとの関係を表す回帰直線RL2の方程式を算出する。このように算出された方程式のデータは、回帰直線RL2のデータとしてECU102のメモリ内に格納される。回帰直線RL2は原点を通る傾きが負の直線であり、電圧偏差率RDVの絶対値が大きい程、電流偏差DIの絶対値は大きくなる。なお、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について各々算出された電圧偏差率RDVの値及び電流偏差DIの値をプロットしてこのような散布図を作成した場合、これらのプロットされた値自体もほぼ直線状に配列されているが、このことは本発明者により初めて知見されたものである。
Finally, as shown in FIG. 3B, the value of the voltage deviation rate RDV and the value of the current deviation DI calculated for each of the fuel pumps 101 other than the standard product are shown, and the horizontal axis represents the voltage deviation rate RDV, Then, after plotting in a Cartesian coordinate system with the current deviation DI on the vertical axis and creating a scatter diagram, the relationship between the voltage deviation rate RDV and the current deviation DI is obtained by linear approximation using these plotted values. The equation of the regression line RL2 to be expressed is calculated. The data of the equation calculated in this way is stored in the memory of the
次に、図4を参照して、以上のようにして求めた回帰直線RL1及び回帰直線RL2のデータを利用した燃料供給処理の具体的な動作について、以下詳細に説明する。 Next, the specific operation of the fuel supply process using the data of the regression line RL1 and the regression line RL2 obtained as described above will be described in detail with reference to FIG.
図4(a)から図4(d)に示すように、本実施形態における燃料供給処理では、まず、電流制御部102d1が、ECU102が起動されると(時刻t=0)、駆動回路102aを制御することによって電源装置103からの電力を利用してモータ部101bを駆動し始める(時刻t=t1)。この際、図4(a)に示すように、電流制御部102d1は、モータ部101bのデューティ比を例えば100%等の一定値に制御するように、モータ部101bを定電流及び定電圧で駆動する。但し、図4(b)及び図4(c)に示すように、モータ部101bの駆動電流は、時刻t=t1の直後に急激に立ち上がった後に一定値Iaに下降して収束し、モータ部101bの駆動電圧は、時刻t=t1以降に緩やかに立ち上がって一定値Vaに収束する。また同時に、図4(d)に示すように、電流制御部102d1は、モータ部101bの駆動時間を計測するタイマのカウントを開始させる。すなわち、電流制御部102d1は、ECU102を起動してから、実際にはタイマがカウントを開始してから、所定時間Tの範囲で継続してモータ部101bに通電される電流をその電流値が一定値Iaとなる定常状態となるようにデューティ比を制御する。なお、ECU102を起動してからタイマがカウントを開始するまでの時間は、極めて短時間である。
As shown in FIG. 4A to FIG. 4D, in the fuel supply process in the present embodiment, first, when the current control unit 102d1 starts the ECU 102 (time t = 0), the
次に、図4(b)及び図4(c)に示すように、目標電流算出部102d2が、電流検出部102c及び電圧検出部102bを利用してモータ部101bに通電されている駆動電流の電流値Ia及びモータ部101bに印加されている駆動電流の電圧値Vaを各々測定していき、モータ部101bの駆動電流が一定値Iaに収束し、かつモータ部101bの駆動電圧が一定値Vaに収束した定常状態になったことを確認する。
Next, as shown in FIG. 4B and FIG. 4C, the target current calculation unit 102d2 uses the
次に、目標電流算出部102d2は、測定された定常状態の電流値Iaを回帰直線RL1の方程式に代入することによって、このモータ部101bに関する標準電圧値V0を算出する。併せて、目標電流算出部102d2は、測定された定常状態の電圧値Vaの偏差率((Va−V0)/V0)を、このモータ部101bに関する電圧偏差率RDVa(RDVa=(Va−V0)/V0)として算出する。
Next, the target current calculation unit 102d2 calculates the standard voltage value V0 related to the
次に、図4(b)の点線で示すように、目標電流算出部102d2は、算出された電圧
偏差率RDVaを回帰直線RL2の方程式に代入することによって電流補正量DIaを算出し、定常状態の電流値Iaと電流補正量DIaとの和(Ia+DIa)をモータ部101bの目標電流値として算出する(時刻t=ts)。すなわち、目標電流算出部102d2は、電圧検出部102bによって測定された電圧値Vaと、燃料ポンプ101の個体差や経時変化を考慮して定められた標準電圧値V0と、の偏差率の絶対値が小さくなるようにモータ部101bの目標電流値を算出する。
Next, as shown by the dotted line in FIG. 4B, the target current calculation unit 102d2 calculates the current correction amount DIa by substituting the calculated voltage deviation rate RDVa into the equation of the regression line RL2, and the steady state Of the current value Ia and the current correction amount DIa (Ia + DIa) is calculated as the target current value of the
次に、図4(d)に示すように、電流制御部102d1は、タイマのカウント値に基づいてモータ部101bを駆動してから、実際にはタイマがカウントを開始してから、所定時間Tが経過したか否かを判別する。
Next, as shown in FIG. 4 (d), the current control unit 102d1 drives the
そして、図4(a)から図4(d)に示すように、電流制御部102d1が、モータ部101bを駆動してから所定時間T経過したタイミングで(時刻t=t2)、モータ部101bの駆動電流が算出された目標電流になるようにモータ部101bの駆動電流のフィードバック制御を開始する。なお、かかるフィードバック中は、制御モータ部101bの駆動電圧は、一定である。
〔変形例〕
Then, as shown in FIG. 4A to FIG. 4D, the current control unit 102d1 drives the
[Modification]
さて、本実施形態においては、図3(b)に示す回帰直線RL2の代わりに、図3(c)に示す回帰直線RL2’を用いた変形例を構成することもできる。かかる回帰直線RL2’は、電圧偏差率RDVの代わりに電圧偏差DVを用いたものである。 In the present embodiment, instead of the regression line RL2 shown in FIG. 3B, a modified example using the regression line RL2 ′ shown in FIG. 3C can be configured. The regression line RL2 'is obtained by using the voltage deviation DV instead of the voltage deviation rate RDV.
図3(c)は、本実施形態の変形例における燃料供給装置のモータ部の電圧偏差と電流偏差との関係を表す回帰直線を示す図である。 FIG.3 (c) is a figure which shows the regression line showing the relationship between the voltage deviation and current deviation of the motor part of the fuel supply apparatus in the modification of this embodiment.
具体的には、本変形例でも、標準品以外の複数(例えば4個)の燃料ポンプ101についても、標準品のものと同様の測定によって、燃圧センサによって標準燃圧Psが検出されているときにモータ部101bに通電されている電流値i及びモータ部101bに印加されている電圧値vを各々測定する。
Specifically, also in this modified example, when the standard fuel pressure Ps is detected by the fuel pressure sensor for a plurality of (for example, four)
次に、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について、測定された電流値i及び電圧値v、並びに先に測定されていた標準電流値Is及び標準電圧値Vsを用いて電圧偏差DV(DV=(Vs−v)の値及び電流偏差DI(DI=−(Is−i))の値を各々算出する。 Next, voltage deviation DV (DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV = DV) A value of (Vs−v) and a value of current deviation DI (DI = − (Is−i)) are calculated.
そして最後に、図3(c)に示すように、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について各々算出された電圧偏差DVの値及び電流偏差DIの値を、横軸を電圧偏差DV、及び縦軸を電流偏差DIとした直交座標系にプロットして散布図を作成した後、これらのプロットされた値を用いて直線近似することにより、電圧偏差DVと電流偏差DIとの関係を表す回帰直線RL2’の方程式を算出する。このように算出された方程式のデータは、回帰直線RL2’のデータとしてECU102のメモリ内に格納される。回帰直線RL2’は原点を通る傾きが負の直線であり、電圧偏差DVの絶対値が大きい程、電流偏差DIの絶対値は大きくなる。また、標準品以外の複数の燃料ポンプ101について各々算出された電圧偏差DVの値及び電流偏差DIの値をプロットしてこのような散布図を作成した場合、これらのプロットされた値自体もほぼ直線状に配列されているが、このことは本発明者により初めて知見されたものである。
Finally, as shown in FIG. 3C, the values of the voltage deviation DV and the current deviation DI calculated for each of the plurality of
このように、標準電圧値Vsで規格化された電圧偏差率RDVを用いて規定される回帰直線RL2の代わりに、標準電圧値Vsで規格化されていない電圧偏差DVを用いて規定される回帰直線RL2’を用いることにより、回帰直線RL2’を規定し、それを利用し
て燃料噴射処理を実行する際の演算負荷をより低減することができる。
Thus, instead of the regression line RL2 defined using the voltage deviation rate RDV normalized by the standard voltage value Vs, the regression defined using the voltage deviation DV not normalized by the standard voltage value Vs. By using the straight line RL2 ′, the regression line RL2 ′ is defined, and the calculation load when the fuel injection process is performed using the regression line RL2 ′ can be further reduced.
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態におけるエンジン搭載体の燃料供給装置Sによれば、電流制御部102d1が、ECU102を起動したときから所定時間T継続してモータ部101bに通電される電流を定常状態となるように制御し、電流検出部102cが、所定時間T内にモータ部101bに通電されている定常状態の電流を検出し、電圧検出部102bが、所定時間T内にモータ部101bに印加されている定常状態の電圧を検出し、目標電流算出部102d2が、所定時間T内に電流検出部102cで検出された電流と電圧検出部102bで検出された電圧とに基づいて、モータ部101bに通電される目標電流を算出し、更に、電流制御部102d1が、所定時間Tが経過した後、モータ部101bに通電される電流が目標電流算出部102d2で算出された目標電流に近づくようにモータ部101bに通電される電流のフィードバック制御を開始する。これにより、モータ部101bの回転速度を検出しなくてもモータ部101bに通電される電流のフィードバック制御を行うことができるので、モータ部101bの回転速度を検出するための回転速度センサが不要になり、コストを増加させることなく、燃料ポンプ101の個体差や経時変化に対処したモータ部101bの駆動電流のフィードバック制御を行うことができる。
As is clear from the above description, according to the fuel supply device S for an engine mounted body in the embodiment of the present invention, the current control unit 102d1 energizes the
また、本発明の実施形態におけるエンジン搭載体の燃料供給装置によれば、目標電流算出部102dが、所定時間内に電圧検出部102bで検出された電圧と燃料ポンプ101の個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差DVを算出し、偏差DVの絶対値が小さくなるように目標電流を算出することにより、コストを増加させることなく、燃料ポンプ101の個体差や経時変化に対処したモータ部101bの駆動電流のフィードバック制御を低い演算負荷で精度よく行うことができる。
Further, according to the fuel supply device for an engine mounted body in the embodiment of the present invention, the target
また、本発明の実施形態におけるエンジン搭載体の燃料供給装置によれば、目標電流算出部102dが、所定時間内に電圧検出部102bで検出された電圧と燃料ポンプ101の個体差を考慮して定められた標準電圧との偏差率RDVを、偏差DVを標準電圧で除して算出し、偏差率RDVの絶対値が小さくなるように目標電流を算出することにより、コストを増加させることなく、燃料ポンプ101の個体差や経時変化に対処したモータ部101bの駆動電流のフィードバック制御をより精度よく行うことができる。
Further, according to the fuel supply device for an engine mounted body in the embodiment of the present invention, the target
なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the type, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiments, and the constituent elements thereof are appropriately replaced with those having the same operational effects, and the gist of the invention is not deviated. Of course, it can be appropriately changed within the range.
以上のように、本発明は、コストを増加させることなく、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処した電動モータの駆動電流のフィードバック制御を行うことが可能なエンジン搭載体の燃料供給装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等のエンジン搭載体用の燃料供給装置に広く適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention provides a fuel supply device for an engine-mounted body capable of performing feedback control of the drive current of an electric motor that copes with individual differences in fuel pumps and changes over time without increasing costs. It is expected that it can be widely applied to a fuel supply device for an engine-mounted body such as a motorcycle because of its universality.
1…内燃機関
2…シリンダブロック
3…冷却水通路
4…水温センサ
5…ピストン
6…コンロッド
7…クランク
8…クランク角センサ
9…シリンダヘッド
10…燃焼室
11…点火プラグ
12…吸気通路
13…吸気バルブ
14…燃料噴射弁
15…スロットルバルブ
16…排気通路
17…排気バルブ
100…燃料タンク
101…燃料ポンプ
101a…ポンプ部
101b…モータ部
102…ECU
102a…駆動回路
102b…電圧検出部
102c…電流検出部
102d…CPU
102d1…電流制御部
102d2…目標電流算出部
103…電源装置
104…燃料配管
110…回転軸
111…ロータ
112…ロアカバー
113…溝部
113a…吸入口
114…ハウジング
115…溝部
115a…吐出口
S…燃料供給装置
DESCRIPTION OF
102a ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102d1 ... Current control part 102d2 ... Target electric
Claims (3)
前記エンジン搭載体の電源装置から供給された電力により駆動される電動モータを有し、前記電動モータを駆動することで前記燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記電動モータの駆動を制御する制御装置と、
を備え、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力が前記電動モータに通電される電流及び前記電動モータに印加される電圧に依存するエンジン搭載体の燃料供給装置であって、
前記制御装置は、
前記制御装置を起動したときから所定時間継続して前記電動モータに通電される電流を定常状態となるように制御する電流制御部と、
前記所定時間内に前記電動モータに通電されている定常状態の電流を検出する電流検出部と、
前記所定時間内に前記電動モータに印加されている定常状態の電圧を検出する電圧検出部と、
前記所定時間内に前記電流検出部で検出された電流と前記電圧検出部で検出された電圧とに基づいて、前記電動モータに通電される目標電流を算出する目標電流算出部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記所定時間が経過した後、前記電動モータに通電される電流が前記目標電流算出部で算出された目標電流に近づくように前記電動モータに通電される電流のフィードバック制御を開始することを特徴とするエンジン搭載体の燃料供給装置。 A fuel injection valve provided in the engine of the engine mounted body;
A fuel pump that has an electric motor driven by electric power supplied from the power supply device of the engine-mounted body, and that pumps fuel to the fuel injection valve by driving the electric motor;
A control device for controlling the driving of the electric motor;
With
A fuel supply device for an engine-mounted body in which the pressure of fuel pumped from the fuel pump to the fuel injection valve depends on a current applied to the electric motor and a voltage applied to the electric motor,
The controller is
A current control unit for controlling the current supplied to the electric motor to be in a steady state continuously for a predetermined time from when the control device is activated;
A current detector that detects a steady-state current that is energized to the electric motor within the predetermined time;
A voltage detector that detects a steady-state voltage applied to the electric motor within the predetermined time;
A target current calculation unit that calculates a target current to be supplied to the electric motor based on the current detected by the current detection unit and the voltage detected by the voltage detection unit within the predetermined time;
Have
The current control unit performs feedback control of the current supplied to the electric motor so that the current supplied to the electric motor approaches the target current calculated by the target current calculation unit after the predetermined time has elapsed. A fuel supply device for an engine mounted body, characterized by starting.
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