JP2016180372A - Fuel pressure control device - Google Patents
Fuel pressure control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016180372A JP2016180372A JP2015061536A JP2015061536A JP2016180372A JP 2016180372 A JP2016180372 A JP 2016180372A JP 2015061536 A JP2015061536 A JP 2015061536A JP 2015061536 A JP2015061536 A JP 2015061536A JP 2016180372 A JP2016180372 A JP 2016180372A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- pressure
- motor
- operating point
- pressure pump
- 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)
Abstract
Description
本発明は、車両の燃料タンクの燃料を低圧ポンプによって吸引するとともに燃料通路を介して高圧ポンプに供給し、該高圧ポンプによって圧力を高めて気筒内に直接噴射するエンジンの燃圧制御装置に関する。 The present invention relates to an engine fuel pressure control apparatus that sucks fuel in a fuel tank of a vehicle with a low-pressure pump and supplies the fuel to a high-pressure pump through a fuel passage and directly injects the fuel into the cylinder by increasing the pressure with the high-pressure pump.
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンは、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポート噴射式エンジンと比較して、燃料の噴射から燃焼までの時間が短い。したがって、気筒内に噴射した液状の燃料を霧化させる時間を十分に確保することが困難となる。そのため、筒内噴射式エンジンでは、燃料の圧力を高めて気筒内に噴射することによって、噴射直後から燃料を霧化させることが一般的となっている。このような筒内噴射式エンジンとして、電動式の低圧ポンプによって燃料タンクから吸引した燃料を高圧ポンプに供給し、この高圧ポンプから吐出して燃料噴射弁に圧送するものが知られている。 An in-cylinder injection engine that directly injects fuel into a cylinder has a shorter time from fuel injection to combustion than an intake port injection engine that injects fuel into an intake port. Therefore, it is difficult to ensure a sufficient time for atomizing the liquid fuel injected into the cylinder. Therefore, in a cylinder injection engine, it is common to atomize fuel immediately after injection by increasing the pressure of the fuel and injecting it into the cylinder. As such an in-cylinder injection engine, there is known an engine in which fuel sucked from a fuel tank by an electric low-pressure pump is supplied to a high-pressure pump, discharged from the high-pressure pump, and pumped to a fuel injection valve.
このような構成を有する筒内噴射式エンジンでは、低圧ポンプが吐出する燃料の圧力が低下すると、高圧ポンプが燃料を吸引する際の圧力低下によって燃料が減圧沸騰し、燃料中にベーパ(気泡)が発生するおそれがある。燃料中にベーパが発生すると、高圧ポンプの燃料吐出効率が低下し、高圧ポンプが吐出する燃料の圧力(燃圧)を目標燃圧とすることができなくなったり、キャビテーション発生による圧力波によって高圧ポンプが損傷したりするおそれがある。 In the cylinder injection engine having such a configuration, when the pressure of the fuel discharged from the low-pressure pump is reduced, the fuel is boiled under reduced pressure due to the pressure drop when the high-pressure pump sucks the fuel, and vapor (bubbles) is contained in the fuel. May occur. When vapor is generated in the fuel, the fuel discharge efficiency of the high-pressure pump decreases, the fuel pressure (fuel pressure) discharged from the high-pressure pump cannot be set as the target fuel pressure, or the high-pressure pump is damaged by pressure waves caused by cavitation. There is a risk of doing so.
このベーパの発生を抑制する方法として、燃料の温度に応じた蒸気圧特性に基づいて、温度が低い場合は燃圧を低くする一方で、温度が高い場合は燃圧を高くするように、低圧ポンプから吐出される燃料の圧力を可変とすることが考えられる。ポンプの特性には個体差や経時変化によるばらつきが生じ得るが、このばらつきまで考慮して高い精度で燃圧を制御するためには、燃圧を検出する燃圧センサを用いたフィードバック制御を行うことが一般的である。しかしながら、燃圧センサの搭載は、搭載スペースの確保や、製造コストの増大など、新たな課題を招く。 As a method of suppressing the generation of this vapor, based on the vapor pressure characteristics according to the temperature of the fuel, a low pressure pump is used to lower the fuel pressure when the temperature is low while increasing the fuel pressure when the temperature is high. It is conceivable to vary the pressure of the discharged fuel. The pump characteristics may vary due to individual differences and changes over time, but feedback control using a fuel pressure sensor that detects the fuel pressure is generally used to control the fuel pressure with high accuracy in consideration of this variation. Is. However, mounting of a fuel pressure sensor causes new problems such as securing a mounting space and increasing manufacturing costs.
これに対し、下記特許文献1には、プレッシャレギュレータを備えた燃圧制御装置が記載されている。当該プレッシャレギュレータは、低圧ポンプから高圧ポンプに供給される燃料の圧力が所定圧力以上となった場合に開弁し、当該燃料の一部を燃料タンクに戻すように動作する。当該燃圧制御装置は、低圧ポンプから高圧ポンプに供給される燃料の圧力を、低い値から徐々に上昇するように制御することで、プレッシャレギュレータが開弁する際の低圧ポンプの動作点である開弁動作点を算出する。この開弁動作点は、ポンプの特性のばらつきによって変化するものである。算出したこの開弁動作点に基づいて低圧ポンプの制御を補正することで、低圧ポンプの特性のばらつきを考慮した燃圧の制御を行うことが可能となる。 On the other hand, the following Patent Document 1 describes a fuel pressure control device including a pressure regulator. The pressure regulator opens when the pressure of the fuel supplied from the low pressure pump to the high pressure pump exceeds a predetermined pressure, and operates to return a part of the fuel to the fuel tank. The fuel pressure control device controls the pressure of the fuel supplied from the low pressure pump to the high pressure pump so as to gradually increase from a low value, thereby opening the operating point of the low pressure pump when the pressure regulator opens. Calculate the valve operating point. This valve opening operating point changes due to variations in pump characteristics. By correcting the control of the low-pressure pump based on the calculated valve opening operating point, it becomes possible to control the fuel pressure in consideration of the variation in the characteristics of the low-pressure pump.
ここで、低圧ポンプから高圧ポンプまで供給される燃料は、高圧ポンプの脈動に伴って圧力が変動する。したがって、上記特許文献1に記載された燃圧制御装置のように、低圧ポンプを実際に開弁動作点付近で駆動させて開弁動作点を算出する場合、プレッシャレギュレータにチャタリングが生じて異音が発生したり、プレッシャレギュレータの損傷を招いたりするという課題があった。 Here, the pressure of the fuel supplied from the low pressure pump to the high pressure pump varies with the pulsation of the high pressure pump. Therefore, when the low pressure pump is actually driven in the vicinity of the valve opening operation point to calculate the valve opening operation point as in the fuel pressure control device described in Patent Document 1, chattering occurs in the pressure regulator and noise is generated. There has been a problem that the pressure regulator is generated or the pressure regulator is damaged.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレッシャレギュレータが開弁する動作点である開弁動作点を、チャタリングを生じさせることなく算出し、当該開弁動作点に基づいた補正によって高い精度で燃料の圧力を制御することが可能な燃圧制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to calculate a valve opening operating point that is an operating point at which the pressure regulator opens without causing chattering, and to open the valve opening operating point. It is an object of the present invention to provide a fuel pressure control device capable of controlling the fuel pressure with high accuracy by correction based on the above.
上記課題を解決するために、本発明に係る燃圧制御装置は、車両(100)の燃料タンク(11)の燃料を低圧ポンプ(13)によって吸引するとともに燃料通路(15)を介して高圧ポンプ(16)に供給し、該高圧ポンプによって圧力を高めて気筒内に直接噴射するエンジン(200)の燃圧制御装置(FC)であって、前記燃料通路を流れる燃料の圧力が所定圧力以上になると開弁し、前記燃料通路から燃料を排出するプレッシャレギュレータ(19)と、前記低圧ポンプが前記高圧ポンプに供給する必要がある燃料の圧力及び流量と、前記低圧ポンプのモータ(10)に供給する電圧、電流又は前記モータの回転数との関係から成る基準特性を記憶する記憶部(42)と、前記記憶部に記憶されている前記基準特性に基づいて電圧及び電流を前記モータに供給するコントローラ(40)と、前記モータに供給する電圧と、該電圧を前記モータに供給した際に前記モータに流れる電流又は前記モータの回転数と、の組み合わせから成る動作点を検出する動作点検出部(43)と、を備え、前記プレッシャレギュレータが開弁すると予想される前記動作点を挟む2つの動作範囲において、前記動作点検出部の検出結果に基づいて、前記モータに供給する電圧と、該電圧を前記モータに供給した際に前記モータに流れる電流又は前記モータの回転数との特性式をそれぞれ算出し、前記プレッシャレギュレータが開弁する前記動作点である開弁動作点として、2つの前記特性式の共通解を算出し、前記開弁動作点と前記基準特性との比較に基づいて補正値を算出し、該補正値を用いて前記基準特性を補正することで補正特性を得るとともに、該補正特性に基づいて電圧及び電流を前記モータに供給して前記低圧ポンプの制御を行う。 In order to solve the above problems, a fuel pressure control device according to the present invention sucks fuel from a fuel tank (11) of a vehicle (100) by a low-pressure pump (13) and uses a high-pressure pump ( 16) A fuel pressure control device (FC) of the engine (200) that supplies the pressure by the high-pressure pump and directly injects the fuel into the cylinder, and opens when the pressure of the fuel flowing through the fuel passage exceeds a predetermined pressure. And a pressure regulator (19) for discharging the fuel from the fuel passage, the pressure and flow rate of the fuel that the low pressure pump needs to supply to the high pressure pump, and the voltage supplied to the motor (10) of the low pressure pump A storage unit (42) for storing a reference characteristic comprising a relationship with the current or the rotational speed of the motor, and a voltage and a voltage based on the reference characteristic stored in the storage unit. An operating point comprising a combination of a controller (40) for supplying current to the motor, a voltage to be supplied to the motor, and a current flowing to the motor or the number of rotations of the motor when the voltage is supplied to the motor. An operating point detecting unit (43) for detecting the motor, based on the detection result of the operating point detecting unit in two operating ranges sandwiching the operating point at which the pressure regulator is expected to open. A valve opening that is the operating point at which the pressure regulator opens, by calculating characteristic equations of the voltage supplied to the motor and the current flowing through the motor when the voltage is supplied to the motor or the rotational speed of the motor. As an operating point, a common solution of the two characteristic equations is calculated, a correction value is calculated based on a comparison between the valve opening operating point and the reference characteristic, and the correction value is used. With obtaining the correction characteristic by correcting the reference characteristic, and controls the low-pressure pump to supply the voltage and current to the motor based on the corrected characteristics.
本発明によれば、プレッシャレギュレータが開弁すると予想される動作点を挟む2つの動作範囲において2つの特性式を導出し、プレッシャレギュレータが開弁する動作点である開弁動作点として、その2つの特性式の共通解を算出する。したがって、開弁動作点を算出する際に、実際に低圧ポンプのモータを開弁動作点付近の動作点で駆動させる必要が無いため、プレッシャレギュレータのチャタリングを防止することが可能となる。 According to the present invention, two characteristic equations are derived in two operating ranges sandwiching the operating point where the pressure regulator is expected to open, and the valve opening operating point that is the operating point at which the pressure regulator opens is Calculate the common solution of two characteristic equations. Accordingly, when calculating the valve opening operating point, it is not necessary to actually drive the motor of the low-pressure pump at an operating point near the valve opening operating point, so that chattering of the pressure regulator can be prevented.
本発明では、さらに、このように算出した開弁動作点と基準特性との比較に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いて基準特性を補正することで補正特性を得る。そして、この補正特性に基づいて電圧及び電流をモータに供給して低圧ポンプの制御を行う。したがって、低圧ポンプの個体差に基づくばらつきも考慮してモータ特性の補正を行うとともに、この補正特性に基づいて低圧ポンプの制御を行うことで、低圧ポンプを高い精度で制御することが可能となる。 In the present invention, a correction value is calculated based on the comparison between the valve opening operating point calculated in this way and the reference characteristic, and the correction characteristic is obtained by correcting the reference characteristic using the correction value. Based on this correction characteristic, the voltage and current are supplied to the motor to control the low-pressure pump. Therefore, it is possible to control the low-pressure pump with high accuracy by correcting the motor characteristics in consideration of variations based on individual differences of the low-pressure pumps and controlling the low-pressure pump based on the correction characteristics. .
本発明によれば、プレッシャレギュレータが開弁する動作点である開弁動作点を、チャタリングを生じさせることなく算出し、当該開弁動作点に基づいた補正によって高い精度で燃料の圧力を制御することが可能な燃圧制御装置を提供することができる。 According to the present invention, the valve opening operating point, which is the operating point at which the pressure regulator opens, is calculated without causing chattering, and the fuel pressure is controlled with high accuracy by correction based on the valve opening operating point. It is possible to provide a fuel pressure control device capable of performing the above.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
まず、図1及び図2を参照しながら、本発明に係る燃圧制御装置FCの概略について説明する。燃圧制御装置FCは、車両100に搭載され、車両100のエンジン200に供給する燃料の圧力を制御する装置である。エンジン200は、複数の気筒(不図示)を有しており、燃料であるガソリンを各気筒の内部に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関である。エンジン200は、燃料タンク11から供給される燃料を燃焼させることで、車両100の駆動力(トルク)を発生させる。
First, the outline of the fuel pressure control apparatus FC according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The fuel pressure control device FC is a device that is mounted on the
燃料タンク11は、燃料を内部に貯留する容器である。燃料タンク11内には、サブタンク12が設けられている。サブタンク12は、燃料タンク11内の燃料の残量が少ない場合は、ジェットポンプ21によって燃料を内部に取り入れて集中的に貯留する。一方、燃料タンク11内の燃料レベルがサブタンク12の上部開口よりも高い場合は、燃料タンク11内の燃料がサブタンク12の上部開口から該サブタンク12内に流入し、該サブタンク12内が燃料で満たされる。
The
サブタンク12内には、燃料の吸引及び吐出を行う低圧ポンプ13が設けられている。この低圧ポンプ13の吸引口には、サクションフィルタ14が装着されている。低圧ポンプ13は、モータ10を有している。このモータ10が電力の供給を受けて回転駆動することによって、サクションフィルタ14を介してサブタンク12内の燃料が低圧ポンプ13に吸引される。この低圧ポンプ13が吐出する燃料は、燃料通路15を流れて高圧ポンプ16に供給されるほか、固定リターン配管17を介してジェットポンプ21に供給される。
In the
燃料通路15には、低圧ポンプ13から吐出された燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。また、燃料通路15の燃料フィルタ18よりも下流側の部分には、燃料通路15から分岐するリターン配管20が設けられている。さらに、燃料通路15のリターン配管20よりも下流側の部分には、燃料の温度Tfを検出する温度センサ23が設けられている。温度センサ23は、検出した温度Tfに対応する信号を出力する。
The
リターン配管20には、プレッシャレギュレータ19が接続されている。プレッシャレギュレータ19は、燃料通路15の燃圧(低圧ポンプ13から吐出される燃料の圧力であり、リターン配管20の燃料の圧力と同等)が所定燃圧(例えば650kPa)以上になったときに開弁する。したがって、燃料通路15の燃圧が所定燃圧以上になると、プレッシャレギュレータ19が開弁し、燃料通路15の燃料がリターン配管20を介して燃料タンク11内に戻される。これにより、燃料通路15の燃圧が所定燃圧を越えないように制御される。
A
サブタンク12の下部には、ジェットポンプ21が設けられている。このジェットポンプ21の導入ポートには、低圧ポンプ13から延びる固定リターン配管17が接続されている。固定リターン配管17の途中には、ジェットポンプ21に供給する燃料の流量を決定するオリフィス22が設けられている。固定リターン配管17から供給される燃料がジェットポンプ21の導入ポートに噴き出されることで、ジェットポンプ21内に負圧(ポンプ作用)が発生する。この負圧によって燃料タンク11内の燃料がジェットポンプ21内に吸い込まれ、サブタンク12内に流入する。尚、リターン配管20を固定リターン配管17やジェットポンプ21に接続しても良い。
A
燃料通路15の下流端には、高圧ポンプ16が接続されている。高圧ポンプ16は、ポンプ室(不図示)内でピストン(不図示)を往復運動させることで、燃料の吸引と吐出とを繰り返すピストンポンプである。当該ピストンは、エンジン200のカム軸(不図示)の回転に伴って駆動される。
A
高圧ポンプ16の下流側には、デリバリパイプ34が接続されている。このデリバリパイプ34には、複数のインジェクタ35が設けられている。各インジェクタ35は、エンジン200の複数の気筒のそれぞれの内部に臨出するように設けられている。これにより、高圧ポンプ16によって圧力を高められた燃料は、デリバリパイプ34に送られ、インジェクタ35から各気筒の内部に直接噴射される。デリバリパイプ34には、燃圧(高圧ポンプ16から吐出される燃料の圧力)を検出する高圧側燃圧センサ36が設けられている。
A
また、車両100には、エアフロメータ37及びクランク角センサ38が搭載されている。エアフロメータ37は、エンジン200が吸気工程において吸引する空気の流量を検出し、その検出値に対応する信号を出力する。クランク角センサ38は、エンジン200のクランク軸(不図示)の回転に同期して所定クランク角毎にパルス信号を出力する。
The
エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)39は、マイクロコンピュータを主体として構成された電子機器である。ECU39は、温度センサ23、高圧側燃圧センサ36、エアフロメータ37及びクランク角センサ38の各種センサと電気的に接続されており、各種センサが出力する信号を受信する。また、ECU39は、低圧ポンプ13を駆動させるコントローラ40及び高圧ポンプ16と電気的に接続されており、制御信号を出力することでこれらを制御する。
The engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 39 is an electronic device mainly composed of a microcomputer. The
図2は、このECU39が有する機能を模式的に示している。ECU39は、記憶部42と、動作点検出部43と、算出部44と、補正部45と、を有している。ECU39は、コントローラ40が有している電流センサ46及び回転数センサ47が出力する信号を受信するように構成されている。電流センサ46は、モータ10に供給する電流に対応する信号を出力する。また、回転数センサ47は、モータ10の回転数に対応する信号を出力する。
FIG. 2 schematically shows functions of the
記憶部42は、各種プログラムやデータを記憶可能な不揮発性メモリによって構成されている。例えば、記憶部42は、後述する図4及び図5に示されるように、低圧ポンプ13が吐出する必要がある燃料の流量である要求吐出量Qfp[L/h]、燃料の圧力である低圧側目標燃圧Pftg[kPa]、及び、モータ10に印加する電圧V[V]の関係から成るモータ10の基準特性を、マップとして記憶している。ECU39は、この記憶部42に記憶された各種プログラムを実行することで、インジェクタ35が噴射する燃料の量や、噴射した燃料の点火時期等を決定し、エンジン200を制御する。その際、ECU39は、高圧側燃圧センサ36で検出した燃圧を高圧側目標燃圧に一致させるように、高圧ポンプ16をフィードバック制御する。
The
動作点検出部43は、後述するように、低圧ポンプ13のモータ10に供給する電圧と、当該電圧とともにモータ10に供給する電流と、の組み合わせからなる動作点を検出する部分である。動作点検出部43は、コントローラ40の電流センサ46から受信する信号に基づいて、当該動作点の検出を行う。
As will be described later, the operating
算出部44は、記憶部42が記憶しているデータやECU39が受信する信号に基づいて、エンジン200の制御に必要となる種々の値の算出を行う部分である。例えば、算出部44は、クランク角センサ38から受信する信号に基づいて、クランク角やエンジン200の回転速度Neを算出する。
The
補正部45は、記憶部42が記憶しているプログラムやデータを補正する部分である。具体的には、補正部45は、後述するように記憶部42が記憶しているモータ10の基準特性を補正する。
The
次に、以上のように構成された燃圧制御装置FCにおいて、低圧ポンプ13を制御する際にECU39が実行する処理について、図4乃至図9を参照しながら説明する。尚、以下では簡便のため、詳細にはECU39の動作点検出部43等の各部分によって行われる処理も、総括してECU39が行うとして説明する。
Next, the process executed by the
ECU39は、電力の供給を受けている間に、図3に示される低圧ポンプ制御ルーチンを所定周期で繰り返し実行する。
The
まず、ECU39は、図3に示されるステップS101で、エンジン200の回転速度Neと燃料の温度Tfとに基づいて、低圧側目標燃圧Pftgを算出する。低圧側目標燃圧Pftgは、低圧ポンプ13が吐出する燃料の圧力(燃料通路15の燃圧)の目標値である。
First, in step S101 shown in FIG. 3, the
ECU39は、マップ又は数式等に基づいてこの低圧側目標燃圧Pftgを算出する。当該マップ等は、低圧側目標燃圧Pftgが、ベーパの抑制に必要な燃圧(高圧ポンプ16の燃料吸入時の圧力低下による燃料の減圧沸騰を防止できる最低燃圧又はそれよりも少し高い燃圧)となるように設定されている。尚、燃料の温度Tfは、前述したように温度センサ23で検出しているが、これに代えて、エンジンの冷却水温、油温等のうちの少なくとも1つに基づいて推定してもよい。
The
次に、ECU39は、ステップS102で、エンジン200が要求する燃料の噴射量である要求燃料噴射量Qengを算出する。ECU39は、インジェクタ35がエンジン200の1回転あたりに噴射する燃料の量に、エンジン200の回転速度Neを乗ずることで要求燃料噴射量Qengを算出する。車両100が走行中であって、且つ、エンジン200への燃料の供給を停止している「燃料カット」を実行している場合、この要求燃料噴射量Qengはゼロとなる。
Next, in step S102, the
次に、ECU39は、ステップS103で、固定リターン配管17に流す燃料の流量である固定リターン流量Qrtを算出する。ECU39は、低圧側目標燃圧Pftgに応じたマップ又は数式等に基づいて固定リターン流量Qrtを算出する。
Next, in step S103, the
次に、ECU39は、ステップS104で、低圧ポンプ13に要求される燃料の吐出量である要求吐出量Qfpを算出する。要求吐出量Qfpは、要求燃料噴射量Qengと固定リターン流量Qrtの和となる。前述した燃料カットを実行している場合、要求燃料噴射量Qengはゼロであるため、要求吐出量Qfpは固定リターン流量Qrtと同一の値となる。
Next, in step S104, the
次に、ECU39は、ステップS105で、ベース駆動電圧Vbaseを算出する。ベース駆動電圧Vbaseは、低圧側目標燃圧Pftg及び要求吐出量Qfpで低圧ポンプ13に燃料を吐出させるために、モータ10に供給する必要がある電圧である。ECU39は、記憶部42に記憶されている図4及び図5に示されるマップに基づいて、ベース駆動電圧Vbaseを算出する。尚、図5は、図4をグラフ化して示したものである。
Next, the
ここで、図4及び図5に示されるマップは、低圧ポンプ13のモータ10の個体差や経時変化等によるばらつきを考慮していない基準特性である。したがって、実際の低圧ポンプ13のモータ10の特性は、図4及び図5に示されるマップのものと異なっているおそれがある。このため、当該マップに基づいて低圧ポンプ13を駆動させると、燃圧を制御する精度が低下するおそれがある。
Here, the maps shown in FIGS. 4 and 5 are reference characteristics that do not take into account variations due to individual differences or changes with time of the
そのため、燃圧制御装置FCでは、続くステップS106,S107の処理で、この図4及び図5に示されるマップを実際のモータ10の特性に対応させるように補正する学習を行い、この補正後のマップに基づいて低圧ポンプ13を駆動させている。以下、この学習について説明する。
Therefore, in the fuel pressure control device FC, in the subsequent steps S106 and S107, learning is performed to correct the maps shown in FIGS. 4 and 5 so as to correspond to the actual characteristics of the
ECU39は、ステップS106で、学習値VIrnを算出する。ECU39がステップS106で実行する処理の詳細を図6に示す。
In step S106, the
ECU39は、図6に示されるステップS201で、燃料カットフラグが成立しているか否かを判定する。すなわち、車両100が走行中であって、且つ、エンジン200への燃料の供給を停止している「燃料カット」を実行している状態であるか否かを判定する。燃料カットフラグが成立していないと判定した場合(S201:NO)、ECU39は、処理を終了する。一方、燃料カットフラグが成立していると判定した場合(S201:YES)、ECU39は、ステップS202の処理に進む。
The
次に、ECU39は、ステップS202で、プレッシャレギュレータ19が開弁する際のモータ10の動作点である開弁動作点の検出を行う。ECU39がステップS202で実行する処理の詳細を図7に示す。
Next, in step S202, the
ECU39は、図7に示されるステップS301で、低圧側の動作点1を設定する。具体的には、図8に示されるように、プレッシャレギュレータ19が開弁すると予想される動作点を含む動作範囲Aよりも、モータ10に印加する電圧Vが低い側の動作範囲において、動作点1を設定する。
The
次に、ECU39は、ステップS302で、動作点1に対応する電圧V1をモータ10に印加するとともに、その際にモータ10に供給される電流値I1を電流センサ46で検出する。そして、ECU39は、これら電圧V1及び電流値I1を記憶する。
Next, in step S302, the
次に、ECU39は、ステップS303で、低圧側の動作点2を設定する。この動作点2も、動作範囲Aよりもモータ10に印加する電圧Vが低い側の動作範囲において設定される。
Next, the
次に、ECU39は、ステップS304で、動作点2に対応する電圧V2をモータ10に印加するとともに、その際にモータ10に供給される電流値I2を電流センサ46で検出する。そして、ECU39は、これら電圧V2及び電流値I2を記憶する。
Next, in step S304, the
次に、ECU39は、ステップS305で、電圧V1,V2及び電流値I1,I2に基づいて特性式(1)を算出する。すなわち、ECU39は、動作点1(V1,I1)及び動作点2(V2,I2)を通る直線である特性式(1)を算出する。
Next, in step S305, the
次に、ECU39は、ステップS306で、高圧側の動作点3を設定する。具体的には、図8に示されるように、プレッシャレギュレータ19が開弁すると予想される動作点を含む動作範囲Aよりもモータ10に印加する電圧Vが高い側の動作範囲において、動作点3を設定する。
Next, the
次に、ECU39は、ステップS307で、動作点3に対応する電圧V3をモータ10に印加するとともに、その際にモータ10に供給される電流値I3を電流センサ46で検出する。そして、ECU39は、これら電圧V3及び電流値I3を記憶する。
Next, in step S307, the
次に、ECU39は、ステップS308で、高圧側の動作点4を設定する。この動作点4も、動作範囲Aよりもモータ10に印加する電圧Vが高い側の動作範囲において設定される。
Next, the
次に、ECU39は、ステップS309で、動作点4に対応する電圧V4をモータ10に印加するとともに、その際にモータ10に供給される電流値I4を電流センサ46で検出する。そして、ECU39は、これら電圧V4及び電流値I4を記憶する。
Next, in step S309, the
次に、ECU39は、ステップS310で、電圧V3,V4及び電流値I3,I4に基づいて特性式(2)を算出する。すなわち、ECU39は、動作点3(V3,I3)及び動作点4(V4,I4)を通る直線である特性式(2)を算出する。
Next, in step S310, the
次に、ECU39は、ステップS311で、特性式(1)及び特性式(2)の共通解となる動作点を算出する。すなわち、特性式(1)及び特性式(2)からなる連立方程式の解を算出し、それぞれの直線の交点が、開弁動作点(Vp,Ip)となる。
Next, in step S311, the
図6に戻って説明を続ける。ステップS202で、開弁動作点の算出を終えたECU39は、次のステップS203で、補正値を算出する。ECU39がステップS203で実行する処理の詳細を図9に示す。
Returning to FIG. 6, the description will be continued. After completing the calculation of the valve opening operating point in step S202, the
ECU39は、図9に示されるステップS401で、プレッシャレギュレータ19が開弁する際の燃圧である開弁圧P0と、当該開弁圧P0においてオリフィス22を通過する燃料の流量Q0を算出する。開弁圧P0の値は、プレッシャレギュレータ19の機械的特性に基づいて算出することができる。また、流量Q0の値は、低圧側目標燃圧Pftgに基づいて算出することができる。
In step S401 shown in FIG. 9, the
次に、ECU39は、ステップS402で、開弁圧P0及び流量Q0に対応する基準電圧V0を算出する。具体的には、ECU39は、図4及び図5に示されるマップ(モータ10の基準特性に対応するマップ)に基づいて、開弁圧P0及び流量Q0とするためにモータ10に供給する必要がある電圧である基準電圧V0を算出する。
Next, in step S402, the
次に、ECU39は、ステップS403で、ステップS202で検出した開弁動作点における電圧Vpと、ステップS402で算出した基準電圧V0から、補正値を算出する。すなわち、電圧Vpと基準電圧V0との偏差が、個体差や経時変化によってモータ10に生じた特性のばらつきの程度を示すものであり、この偏差に応じた補正値を算出する。
Next, in step S403, the
図6に戻って説明を続ける。ステップS203で補正値の算出を終えたECU39は、次のステップS204で、前回のサイクルで学習を行っていないか否かを判定する。前回のサイクルで学習を行っていないと判定した場合(ステップS204:YES)、ECU39は、ステップS205の処理に進む。
Returning to FIG. 6, the description will be continued. The
次に、ECU39は、ステップS205で、ステップS203で算出した補正値を学習値VIrnとする。
Next, in step S205, the
一方、ステップS204で、前回のサイクルで学習を行っていると判定した場合(ステップS204:NO)、ECU39は、ステップS206の処理に進む。
On the other hand, if it is determined in step S204 that learning has been performed in the previous cycle (step S204: NO), the
次に、ECU39は、ステップS206で、前回の学習値と、ステップS203で算出した補正値の平均値を、新たな学習値VIrnとする。平均値を採用することにより、外乱等によって補正値が突発的に大きくなった場合にも、その影響を緩和することができる。
Next, in step S206, the
図3に戻って説明を続ける。ステップS106で学習値の算出を終えたECU39は、次のステップS107で、低圧ポンプ13を駆動させる際に供給する駆動電圧Vfpを算出する。この駆動電圧Vfpは、ステップS104で算出したベース駆動電圧Vbaseと、ステップS106で算出した学習値VIrnとの和である。この駆動電圧Vfpが、個体差や経時変化によるばらつきを考慮して補正されたモータ10の補正特性であり、図4及び図5に示されたマップがこれに基づいて書き換えられる。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. After completing the calculation of the learning value in step S106, the
次に、ECU39は、ステップS108で、補正により得られたモータ10の特性に基づいて、コントローラ40に制御信号を送信する。これにより、モータ10の実際の特性に応じた制御を行うことが可能となり、モータ10の個体差や経時変化等による特性のばらつきの影響を排除して、高い精度で燃圧を制御することができる。
Next, ECU39 transmits a control signal to the
以上のように、燃圧制御装置FCによれば、プレッシャレギュレータ19が開弁すると予想される動作点を挟む2つの動作範囲において特性式(1),(2)を算出し、プレッシャレギュレータ19が開弁する動作点である開弁動作点として、その特性式(1),(2)の共通解を算出する。したがって、開弁動作点を算出する際に、実際に低圧ポンプ13のモータ10を開弁動作点付近の動作点で駆動させる必要が無いため、プレッシャレギュレータ19のチャタリングを防止することが可能となる。
As described above, according to the fuel pressure control device FC, the characteristic equations (1) and (2) are calculated in two operating ranges sandwiching the operating point at which the
燃圧制御装置FCでは、さらに、このように算出した開弁動作点と基準特性との比較に基づいて補正値を算出し、この補正値を用いて基準特性を補正することで補正特性を得る。そして、この補正特性に基づいて電圧及び電流をモータに供給して低圧ポンプ13の制御を行う。したがって、モータ10の個体差等によるばらつきも考慮してモータ特性の補正を行うとともに、この補正特性に基づいてモータ10の制御を行うことで、低圧ポンプ13が吐出する燃料の圧力を高い精度で制御することが可能となる。
The fuel pressure control device FC further calculates a correction value based on the comparison between the valve opening operating point thus calculated and the reference characteristic, and corrects the reference characteristic using the correction value to obtain the correction characteristic. Based on the correction characteristic, the voltage and current are supplied to the motor to control the
尚、燃圧制御装置FCでは、低圧ポンプ13のモータ10に供給する電圧と、当該電圧とともにモータ10に供給する電流との組み合わせからなる動作点を検出しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、モータ10に供給する電流に代えてモータ10の回転数を採用し、低圧ポンプ13のモータ10に供給する電圧と、当該電圧をモータ10に供給した際のモータ10の回転数との組み合わせからなる動作点を検出するように構成してもよい。
The fuel pressure control device FC detects an operating point that is a combination of a voltage supplied to the
また、燃圧制御装置FCでは、プレッシャレギュレータ19が開弁すると予想される動作点を含む動作範囲Aでは、動作点の検出を行わない。これにより、プレッシャレギュレータ19の開弁を伴うことなく開弁動作点を算出することが可能となる。
Further, in the fuel pressure control device FC, the operating point is not detected in the operating range A including the operating point at which the
また、燃圧制御装置FCでは、車両100の走行中であってエンジン200への燃料の供給を停止している燃料カットの実行中に、動作点の検出を行う。これにより、エンジンの200の要求燃料噴射量Qengがゼロとなり、モータ10が安定して駆動しているときに動作点の検出を行うため、その検出精度を高めることができる。
In addition, the fuel pressure control device FC detects the operating point while the
また、燃圧制御装置FCは、エンジン200への燃料の供給量の単位時間当たりの変化が所定値以下であるときに、動作点の検出を行ってもよい。例えば、車両100がアイドリング中の場合や、車速が所定範囲内となるように制御しながら走行するクルーズコントロール走行を行っている場合などが、これに相当する。このような場合も、モータ10が安定して駆動しているときに動作点の検出を行うため、その検出精度を高めることができる。
Further, the fuel pressure control device FC may detect the operating point when the change per unit time in the amount of fuel supplied to the
また、燃圧制御装置FCは、車両100の停車中であって、エンジン200への燃料の供給を停止しているときに、動作点の検出を行ってもよい。例えば、車両100が所謂アイドルストップ中の場合などが、これに相当する。このような場合も、モータ10が安定して駆動しているときに動作点の検出を行うため、その検出精度を高めることができる。
Further, the fuel pressure control device FC may detect the operating point when the
また、燃圧制御装置FCは、補正値を不揮発性メモリである記憶部42に記憶するとともに、補正値の記憶を行った車両100の運転を停止した後であって、次回の車両100の運転の開始時に、その補正値を用いて基準特性を補正して補正特性を得るように構成してもよい。これにより、車両100の運転を停止し、その次回の運転の際にも、前回の運転の際に算出した補正値を用いて、運転初期からモータ10を適切に制御することが可能となる。
The fuel pressure control device FC stores the correction value in the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
10:モータ
11:燃料タンク
13:低圧ポンプ
15:燃料通路
16:高圧ポンプ
19:プレッシャレギュレータ
39:エンジン制御回路
40:コントローラ
FC:燃圧制御装置
42:記憶部
43:動作点検出部
10: motor 11: fuel tank 13: low pressure pump 15: fuel passage 16: high pressure pump 19: pressure regulator 39: engine control circuit 40: controller FC: fuel pressure control device 42: storage unit 43: operating point detection unit
Claims (6)
前記燃料通路を流れる燃料の圧力が所定圧力以上になると開弁し、前記燃料通路から燃料を排出するプレッシャレギュレータ(19)と、
前記低圧ポンプが前記高圧ポンプに供給する必要がある燃料の圧力及び流量と、前記低圧ポンプのモータ(10)に供給する電圧、電流又は前記モータの回転数との関係から成る基準特性を記憶する記憶部(42)と、
前記記憶部に記憶されている前記基準特性に基づいて電圧及び電流を前記モータに供給するコントローラ(40)と、
前記モータに供給する電圧と、該電圧を前記モータに供給した際に前記モータに流れる電流又は前記モータの回転数と、の組み合わせから成る動作点を検出する動作点検出部(43)と、を備え、
前記プレッシャレギュレータが開弁すると予想される前記動作点を挟む2つの動作範囲において、前記動作点検出部の検出結果に基づいて、前記モータに供給する電圧と、該電圧を前記モータに供給した際に前記モータに流れる電流又は前記モータの回転数との特性式をそれぞれ算出し、
前記プレッシャレギュレータが開弁する前記動作点である開弁動作点として、2つの前記特性式の共通解を算出し、
前記開弁動作点と前記基準特性との比較に基づいて補正値を算出し、該補正値を用いて前記基準特性を補正することで補正特性を得るとともに、該補正特性に基づいて電圧及び電流を前記モータに供給して前記低圧ポンプの制御を行うことを特徴とする燃圧制御装置。 The fuel in the fuel tank (11) of the vehicle (100) is sucked by the low pressure pump (13) and supplied to the high pressure pump (16) through the fuel passage (15), and the pressure is increased by the high pressure pump to enter the cylinder. A fuel pressure control device (FC) for a direct injection engine (200),
A pressure regulator (19) that opens when the pressure of the fuel flowing through the fuel passage exceeds a predetermined pressure, and discharges the fuel from the fuel passage;
A reference characteristic consisting of the relationship between the pressure and flow rate of the fuel that the low-pressure pump needs to supply to the high-pressure pump and the voltage and current supplied to the motor (10) of the low-pressure pump or the rotational speed of the motor is stored. A storage unit (42);
A controller (40) for supplying voltage and current to the motor based on the reference characteristics stored in the storage unit;
An operating point detector (43) for detecting an operating point comprising a combination of a voltage supplied to the motor and a current flowing through the motor or the rotation speed of the motor when the voltage is supplied to the motor; Prepared,
Based on the detection result of the operating point detector, the voltage supplied to the motor and the voltage supplied to the motor in two operating ranges sandwiching the operating point where the pressure regulator is expected to open And calculating a characteristic equation for the current flowing through the motor or the rotational speed of the motor,
As a valve opening operating point that is the operating point at which the pressure regulator opens, a common solution of the two characteristic equations is calculated,
A correction value is calculated based on the comparison between the valve opening operating point and the reference characteristic, and the correction characteristic is obtained by correcting the reference characteristic using the correction value, and the voltage and current are calculated based on the correction characteristic. Is supplied to the motor to control the low-pressure pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015061536A JP2016180372A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Fuel pressure control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015061536A JP2016180372A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Fuel pressure control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016180372A true JP2016180372A (en) | 2016-10-13 |
Family
ID=57131513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015061536A Pending JP2016180372A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Fuel pressure control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016180372A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021063479A (en) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for fuel supply system |
JP2021183822A (en) * | 2020-05-21 | 2021-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel pressure estimation system, data analysis device, and device for controlling fuel supply device |
-
2015
- 2015-03-24 JP JP2015061536A patent/JP2016180372A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021063479A (en) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for fuel supply system |
JP7302425B2 (en) | 2019-10-16 | 2023-07-04 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel supply system controller |
JP2021183822A (en) * | 2020-05-21 | 2021-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel pressure estimation system, data analysis device, and device for controlling fuel supply device |
JP7294235B2 (en) | 2020-05-21 | 2023-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel pressure estimation system, data analysis device, control device for fuel supply device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5234431B2 (en) | Fuel pressure control device for in-cylinder internal combustion engine | |
JP4081819B2 (en) | Fuel injection system | |
JP4265659B2 (en) | Fuel injection pressure control device | |
JP6149833B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5141723B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP4605038B2 (en) | Fuel injection device | |
US20050081825A1 (en) | Common rail type fuel injection system | |
JP4111123B2 (en) | Common rail fuel injection system | |
JP6146274B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6090112B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2005299565A (en) | Fuel injection device | |
JP2016180372A (en) | Fuel pressure control device | |
JP4600371B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP5045640B2 (en) | Fuel injection control device for in-cylinder internal combustion engine | |
WO2016189803A1 (en) | Internal-combustion engine high-pressure pump control device | |
JP2010243272A (en) | Pressure detection device and fuel injection system | |
JP4155168B2 (en) | Common rail fuel injection system | |
JP2011144711A (en) | Fuel injection device | |
JP2014202075A (en) | Fuel injection device | |
JP2003307149A (en) | Accumulator fuel injection device | |
EP2103797A2 (en) | Fuel injection pressure control method in liquefied fuel engine | |
JP2017002892A (en) | Engine controller | |
JP2007187113A (en) | Fuel supply device for internal combustion engine | |
JP6206218B2 (en) | Fuel pump control device | |
JP4421451B2 (en) | Abnormality detection device for fuel supply system for internal combustion engine |