JP3650522B2

JP3650522B2 - エンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法

Info

Publication number: JP3650522B2
Application number: JP04920898A
Authority: JP
Inventors: 弘和此原; 英喜手嶋
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2018-03-02
Also published as: JPH11247696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料タンク内の燃料を電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送して噴射させ、エンジンへ供給するようにした燃料供給装置及び燃料供給方法に関する。詳しくは、ポンプに供給される駆動電流値を所要の目標値にフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにしたエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電動回転式の燃料ポンプにより燃料タンクからデリバリパイプへ燃料を圧送して複数のインジェクタに分配し、各インジェクタから燃料を噴射させることにより、エンジンに燃料を供給するようにした燃料供給装置がある。ここで、デリバリパイプに供給される燃料圧力を、プレッシャレギュレータにより一定値に調整し、その調整で余った燃料をリターンパイプを通じて燃料タンクへ戻すようにしたものがある。
【０００３】
ところで、上記の装置では、本来、インジェクタにおいて燃料噴射のために要求される燃料圧力は、エンジンの運転状態によって異なる。これは、エンジンで要求される燃料の噴霧状態がエンジンの運転状態によって異なり、インジェクタから噴射される燃料の噴霧状態が燃料圧力の高低によって異なるからである。しかしながら、上記の装置では、インジェクタに対する燃料圧力をエンジンの運転状態に応じて適宜に変えることはできなかった。
【０００４】
そこで、リターンパイプを廃止すると共に、インジェクタに供給される燃料圧力をエンジンの運転状態に応じて制御するようにしたリターンレス式の燃料供給装置が提案されている。特開平９−１８４４６０号公報は、リターンレス式の燃料供給装置の一例を開示している。この燃料供給装置は、直流電動モータを含む燃料ポンプと、そのポンプを駆動制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）とを備える。ＥＣＵは、モータに供給される駆動電流を所定値としてポンプを駆動させることにより、デリバリパイプに圧送される燃料圧力を所定値に調整し、その燃料をインジェクタから噴射させてエンジンに供給するようにしている。ここで、ＥＣＵは、モータに供給される駆動電流の値を検出し、その検出値が予め設定された目標値となるように、モータに供給される駆動電流をフィードバック制御している。これにより、燃料圧力センサを用いて実際の燃料圧力を検出することなく、燃料ポンプからの燃料の吐出量を調整してデリバリパイプ及びインジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平９−１８４４６０号公報の燃料供給装置では、燃料ポンプに対する駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに対する燃料圧力をエンジンの運転状態に応じて制御できるものの、燃料ポンプの機械的な個体差や経時変化から生じる燃料圧力の微妙なばらつきを対策することはできなかった。即ち、個々の燃料ポンプには、製造時点から、駆動電流に対する吐出能力に多少の個体差が存在する。又、燃料ポンプが長期間使用されることにより、ポンプ内部の機械的な磨耗等に起因して、駆動電流に対する燃料ポンプの吐出能力は経時的に変化する傾向がある。これらの個体差や経時変化については、燃料ポンプに対する駆動電流をフィードバック制御するだけでは対処できず、燃料圧力の制御に誤差を生じさせるおそれがあった。この意味で、エンジンのドライバビリティや排気エミッション等の点で問題があった。
【０００６】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標値に制御するようにした燃料供給装において、燃料ポンプの個体差や経時変化に対処して燃料圧力を精度良く制御することを可能にしたエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標燃料圧力値に制御するために、燃料ポンプに供給される駆動電流を所要の目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、燃料ポンプの回転速度を検出するためのポンプ回転検出手段と、燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの駆動電流と燃料ポンプの回転速度との関係において駆動電流が平均値のときの燃料ポンプの回転速度と、検出される回転速度との回転偏差を算出するための偏差算出手段と、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより目標電流値を補正するための補正手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記の構成によれば、フィードバック制御手段が、燃料ポンプに供給される駆動電流を目標電流値にフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃料圧力が目標燃料圧力値に制御される。そして、インジェクタが動作することにより、圧力調整された燃料が、インジェクタから噴射され、エンジンへと供給される。
ここで、偏差算出手段は、燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの駆動電流と燃料ポンプの回転速度との関係において駆動電流が平均値のときの燃料ポンプの回転速度と、検出される回転速度との回転偏差を算出する。この回転偏差は、個々の燃料ポンプの機械的な個体差や経時変化等を反映したものである。そして、補正手段は、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより目標電流値を補正することになる。
従って、燃料ポンプに対する駆動電流に係る目標電流値が回転偏差により補正されることから、燃料圧力を目標燃料圧力値にするための制御が、燃料ポンプの個体差や経時変化等を反映して補正されることになる。
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、燃料ポンプの回転速度を検出するためのポンプ回転検出手段と、燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの駆動電流と燃料ポンプの回転速度との関係において駆動電流が平均値のときの燃料ポンプの回転速度と、検出される回転速度との回転偏差を算出するための偏差算出手段と、インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値をエンジンの運転状態に基づいて算出するための目標燃料圧力値算出手段と、目標燃料圧力値算出手段は、エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として目標燃料圧力値を算出し、エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として目標燃料圧力値を算出し、エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として目標燃料圧力値を算出することと、燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するための目標電流値算出手段と、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、算出された目標電流値を、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正するための補正手段と、インジェクタに供給される燃料圧力を算出された目標燃料圧力値に制御するために、駆動電流を補正された目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１０】
上記の構成によれば、請求項１の発明と異なり、目標燃料圧力値算出手段は、目標燃料圧力値をエンジンの運転状態に基づいて算出する。目標燃料圧力値算出手段は、エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として目標燃料圧力値を算出し、エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として目標燃料圧力値を算出し、エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として目標燃料圧力値を算出する。そして、目標電流値算出手段は、目標電流値を、算出された目標燃料圧力値に基づいて算出する。更に、補正手段は、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、算出された目標電流値を、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正する。そして、フィードバック制御手段は、燃料圧力を算出された目標燃料圧力値に制御するために、駆動電流を、補正された目標電流値にフィードバック制御することになる。
従って、燃料ポンプに係る目標電流値が回転偏差により補正されることから、燃料ポンプに係る駆動電流のフィードバック制御、即ち、燃料圧力を目標燃料圧力値にするための制御が、燃料ポンプの個体差や経時変化等を反映して補正されることになる。
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給方法であって、インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値をエンジンの運転状態に基づいて算出するステップと、目標燃料圧力値を算出するステップでは、エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として目標燃料圧力値が算出され、エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として目標燃料圧力値が算出され、エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として目標燃料圧力値が算出されることと、燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するステップと、燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの駆動電流と燃料ポンプの回転速度との関係において駆動電流が平均値のときの燃料ポンプの回転速度と、燃料ポンプの実際の回転速度との回転偏差を算出するステップと、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、算出された目標電流値を、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正するステップと、インジェクタに供給される燃料圧力が算出された目標燃料圧力値になるように、駆動電流を補正された目標電流値にフィードバック制御するステップとを備えたことを趣旨とする。
【００１２】
上記の構成によれば、目標燃料圧力値を算出するステップにおいて、目標燃料圧力値がエンジンの運転状態に基づいて算出される。このステップでは、エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として目標燃料圧力値が算出され、エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として目標燃料圧力値が算出され、エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として目標燃料圧力値が算出される。そして、目標電流値を算出するステップにおいて、目標電流値が、算出された目標燃料圧力値に基づいて算出される。更に、回転偏差を算出するステップにおいて、燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの駆動電流と燃料ポンプの回転速度との関係において駆動電流が平均値のときの燃料ポンプの回転速度と、燃料ポンプの実際の回転速度との回転偏差が算出される。更に、補正するステップにおいて、算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、算出された目標電流値が、目標電流値に回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正される。そして、フィードバック制御するステップにおいては、燃料圧力が算出された目標燃料圧力値となるように、駆動電流が補正された目標電流値にフィードバック制御されることになる。
従って、燃料ポンプに係る目標電流値が、回転偏差で補正されることから、燃料ポンプに係る駆動電流のフィードバック制御、即ち燃料圧力を目標燃料圧力値にするための制御が、燃料ポンプの個体差や経時変化等を反映して補正されることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るエンジンの燃料供給装置及び燃料供給方法を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態において、自動車に搭載されたエンジン１と、そのエンジン１に燃料を供給するための燃料供給装置を示す概念構成図である。このエンジン１は周知の構造を有する多気筒タイプのものである。エンジン１は、吸気通路２を通じて供給される燃料及び空気、即ち、可燃混合気を、各気筒の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを排気通路３を通じて排出させることにより、ピストン（図示しない）を駆動させてクランクシャフト４を回転させ、動力を得るものである。
【００１５】
吸気通路２に設けられたスロットルバルブ７は、同通路２を流れて各燃焼室に吸入される空気量（吸気量）Ｑａを調節するために開閉されるものである。このバルブ７は、運転席に設けられたアクセルペダル８の操作に連動して駆動されるものである。スロットルバルブ７に対して設けられたスロットルセンサ９は、このバルブ７の開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。吸気通路２に設けられた吸気圧センサ３０は、スロットルバルブ７より下流の吸気通路２における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【００１６】
各気筒に対応する吸気ポートに設けられた複数のインジェクタ１０は、各気筒に対して燃料を噴射するためのものである。これらインジェクタ１０は、共通するデリバリパイプ１１に設けられる。デリバリパイプ１１は、燃料タンク１２から圧送される燃料を、各インジェクタ１０へ分配するためのものである。
【００１７】
各燃焼室に対応してエンジン１に設けられた複数の点火プラグ１３は、ディストリビュータ１４から分配される点火信号を受けて動作する。ディストリビュータ１４は、イグナイタ１５から出力される高電圧をクランクシャフト４の回転角度、即ちクランク角度の変化に同期して各点火プラグ１３へ分配するものである。各点火プラグ１３の動作時期、即ち点火時期は、イグナイタ１５から出力される高電圧の出力タイミングにより決定される。従って、イグナイタ１５を制御することにより、各点火プラグ１３による点火時期が制御される。
【００１８】
排気通路３に設けられた酸素センサ１６は、各燃焼室から排気通路３へ排出される排気ガス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。この酸素センサ１６は、燃焼室に供給された可燃混合気の空燃比に相関して燃焼室から排出される排気ガス中の酸素を特定成分としてその酸素濃度Ｏｘを検出するものである。この酸素センサ１６は、酸素濃度Ｏｘが低い場合、即ち空燃比が相対的にリッチである場合に高い電圧を出力し、酸素濃度Ｏｘが高い場合、即ち空燃比が相対的にリーンである場合に低い電圧を出力する。
【００１９】
クランクシャフト４に対して設けられた回転センサ１７は、同シャフト４の回転速度、即ち、エンジン回転速度ＮＥを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。エンジン１に設けられ水温センサ１８は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。この冷却水温ＴＨＷは、エンジン１の温度状態を示すものである。
【００２０】
この実施の形態において、上記のスロットルセンサ９、酸素センサ１６、回転センサ１７、水温センサ１８及び吸気圧センサ３０等は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。
【００２１】
この実施の形態の燃料供給装置は、前述した各インジェクタ１０、デリバリパイプ１１及び燃料タンク１２等を含む。燃料タンク１２はガソリン等の燃料を貯留するものである。燃料タンク１２に内蔵された電動回転式の燃料ポンプ１９は、同タンク１２内の燃料を汲み上げ、吐出するものである。燃料ポンプ１２の吐出ポート側に接続された燃料パイプ２０は、燃料フィルタ２１を介してデリバリパイプ１１に接続される。ここで、燃料ポンプ１９が動作することにより、燃料タンク１２内の燃料は、同ポンプ１９から燃料パイプ２０へと吐出され、燃料フィルタ２１で異物が除去された後、デリバリパイプ１１へと圧送され、各インジェクタ１０に分配される。各インジェクタ１０に圧送された燃料は、それらインジェクタ１０の動作に伴って吸気ポートへと噴射さ、各燃焼室に供給される。
【００２２】
本実施の形態の燃料供給装置では、従前の燃料供給装置においてインジェクタに供給される燃料圧力（燃圧）Ｐｆを一定に保つために設けられたプレッシャーレギュレータ等が廃止される。その代わりに、燃料ポンプ１９の動作を制御することにより、各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆを可変に制御するようにしている。
【００２３】
ここで、燃料ポンプ１９の構成を詳しく説明する。図２に示すように、この燃料ポンプ１９は、インペラ式の電動回転式ポンプである。燃料ポンプ１９は、円筒状のケーシング３１と、そのケーシング３１に内蔵された電動モータ３２と、そのモータ３２の出力軸３２ａにより回転されるインペラ３３とを備える。ケーシング３１は、インペラ３３の周囲に対応したポンプ室３４を有する。ケーシング３１は、ポンプ室３４に通じる吸入ポート３５及び流出ポート３６、並びに、燃料を吐出するための吐出ポート３７を有する。図３に示すように、インペラ３３は、その外周に複数の羽根３３ａ及び羽根溝３３ｂを有するものである。ここで、モータ３２に駆動電流Ｉｄが供給されることにより、その出力軸３２ａが回転してインペラ３３が回転される。このインペラ３３の回転に伴う複数の羽根３３ａ及び羽根溝３３ｂの作用により、ポンプ室３４に旋回流が形成される。この旋回流により、燃料タンク１２内の燃料が吸入ポート３５からポンプ室３４に汲み上げられ、流出ポート３６から流出してケーシング３１の内部を流れた後、吐出ポート３７から外部へ吐出される。
【００２４】
ここで、燃料ポンプ１９により制御される燃圧Ｐｆは、モータ３２の出力トルクに比例することが分かっている。一方、モータ３２の出力トルクは、同モータ３２に供給される駆動電流Ｉｄに比例することが分かっている。従って、燃料ポンプ１９により制御される燃圧Ｐｆは、同ポンプ１９に供給される駆動電流Ｉｄに比例することになる。このことから、燃圧制御のために燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄのフィードバック制御が成立することになる。
【００２５】
この実施の形態で、電子制御装置（ＥＣＵ）２２は、前述したスロットルセンサ９、酸素センサ１６、回転センサ１７、水温センサ１８及び吸気圧センサ３０等から出力される各種信号を入力する。ＥＣＵ２２は、これらの入力信号に基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御、燃料供給制御及び点火時期制御等を実行するために、各インジェクタ１０、イグナイタ１５及び燃料ポンプ１９（モータ３２）をそれぞれ制御する。燃料ポンプ１９に対応して設けられた電流検出回路２３は、そのモータ３２に実際に供給される駆動電流Ｉｄの値を検出し、その検出結果をＥＣＵ２２へ出力するものである。同じく、燃料ポンプ１９に対応して設けられたポンプ回転検出回路２４は、そのモータ３２の実際の回転速度をポンプ回転速度ＮＰとして検出し、その検出結果をＥＣＵ２２へ出力するものである。この検出回路２４は、本発明のポンプ回転検出手段に相当する。
【００２６】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じて各インジェクタ１０から噴射される燃料量（燃料噴射量）及びその噴射タイミングを制御することである。空燃比制御とは、少なくとも酸素センサ１６の検出値に基づいてエンジン１における空燃比をフィードバック制御することである。燃料供給制御とは、エンジン１の運転状態に応じて燃料ポンプ１９を制御することにより、各インジェクタ１０に対して供給される燃圧Ｐｆを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１の運転状態に応じてイグナイタ１５を制御することにより、各点火プラグ１３による点火時期を制御することである。
【００２７】
この実施の形態で、ＥＣＵ２２は、本発明のフィードバック制御手段、偏差算出手段、目標燃料圧力値算出手段、補正手段及び目標電流値算出手段に相当する。このＥＣＵ２２は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等よりなる周知の構成を備えたものである。ＲＯＭは、前述した各種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶している。ＥＣＵ（ＣＰＵ）２２は、これらの制御プログラムに従って前述した各種制御を実行する。バックアップＲＡＭは、ＥＣＵ２２に対する電源の供給が切れても、常に電圧が供給され続けるものであり、一旦記憶したデータを次に更新されるまで保持できるものである。
【００２８】
空燃比制御及び燃料噴射制御において、ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転状態を反映した各種パラメータ、即ち吸気量Ｑａ、スロットル開度ＴＡ、吸気圧力ＰＭ、酸素濃度Ｏｘ、エンジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷ等に基づいて所要の燃料噴射量を算出する。ＥＣＵ２２は、その算出された燃料噴射量に基づいて各インジェクタ１０を制御することにより、各気筒に対する燃料噴射量を制御する。ＥＣＵ２２は、この燃料噴射量の値を、インジェクタ１０の開弁時間として算出する。これと同時に、燃料供給制御において、ＥＣＵ２２は、デリバリパイプ１１を介して各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆをエンジン１の運転状態に応じて制御するために、燃料ポンプ１９の動作を制御する。具体的には、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄを所要の目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御する。即ち、ＥＣＵ２２は各インジェクタ１０に
供給される燃圧Ｐｆが、エンジン１の運転状態に応じて算出される所要の目標燃圧値ＴＰｆとなるように制御する。そのために、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄに係る目標電流値ＴＩｄを算出し、電流検出回路２３により実際に検出される駆動電流Ｉｄの値が算出された目標電流値ＴＩｄとなるように駆動電流Ｉｄをフィードバック制御する。
【００２９】
次に、ＥＣＵ２２が実行する各種制御のうち、燃料供給制御の処理内容について説明する。図４は燃料供給制御のプログラムの内容を示すフローチャートである。ＥＣＵ２２は、エンジン１の各気筒に対応した噴射タイミング毎に、このプログラムを起動させる。
【００３０】
このプログラムを起動させると、ステップ１００において、ＥＣＵ２２は回転センサ１７及び吸気圧センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭの値をそれぞれ読み込む。加えて、ＥＣＵ２２は、ポンプ回転検出回路２４からの信号に基づいてポンプ回転速度ＮＰの値を読み込む。
【００３１】
ステップ１１０において、ＥＣＵ２２は、読み込まれたエンジン回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭの値に基づいて目標燃圧値ＴＰｆを算出する。ＥＣＵ２２は、この算出を、図５にグラフで示すような関数データ（マップ）に基づいて行う。
【００３２】
この関数データにおいて、目標燃圧値ＴＰｆはエンジン回転速度ＮＥと、エンジン１の負荷状態を反映した吸気圧ＰｉＭとをパラメータとして予め定められる。この関数データでは、エンジン１の運転状態として低負荷及び低回転速度となる領域Ｅ１では、目標燃圧値ＴＰｆが最も低い「低圧」に設定される。この設定の狙いは、アイドルを含む低負荷運転時に、エンジン１で低燃費及び低騒音を図るものである。エンジン１の運転状態として中負荷及び低中回転速度となる領域Ｅ２では、目標燃圧値ＴＰｆが最も高い「高圧」に設定される。この設定の狙いは、排気モード中にインジェクタ１０から噴射される燃料の噴霧微粒化を図り、これによって排気エミッション（例えば、炭化水素ＨＣ）を低減させることにある。エンジン１の運転状態として高負荷及び低中高回転速度、並びに中高負荷及び中高回転速度となる領域Ｅ３では、目標燃圧値ＴＰｆが中程度の「中圧」に設定される。この設定の狙いは、高負荷運転時にインジェクタ１０から噴射される燃料の噴霧微粒化を図り、これによって排気温度を低下させることにある。
【００３３】
ステップ１２０において、ＥＣＵ２２は、上記算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づき、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給されるべき目標電流値ＴＩｄを算出する。ＥＣＵ２２は、目標燃圧値ＴＰｆ及び目標電流値ＴＩｄをパラメータとして予め定められた関数データ（図示しない）を参照することにより目標電流値ＴＩｄを算出する。この関数データにおいて、目標電流値ＴＩｄは目標燃圧値ＴＰｆに対して比例関係を有し、例えば、デューティ値として定められる。
【００３４】
ステップ１３０において、ＥＣＵ２２はポンプ回転偏差ＮＰＤを算出する。この回転偏差ＮＰＤは、駆動電流Ｉｄが或る値を示すときの標準回転速度と、そのときに検出されるポンプ回転速度ＮＰとの差を意味するものである。一般に、個々の燃料ポンプによる燃圧Ｐｆ及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするとき、駆動電流Ｉｄとポンプ回転速度ＮＰとの関係は、図６のような分布を示すことになる。回転偏差ＮＰＤとは、個々の燃料ポンプの機械的な個体差や経時変化等を反映したものであり、図６において、駆動電流Ｉｄが平均値Ｉｄａｖのときのポンプ回転速度ＮＰを平均値ＮＰａｖとしたとき、実際のポンプ回転速度ＮＰと平均値ＮＰａｖとの差で表される。即ち、次の式で表される。
ＮＰＤ＝ＮＰ−ＮＰａｖ
この回転偏差ＮＰＤは、駆動電流Ｉｄがその平均値Ｉｄａｖよりも小さくなるに連れてプラスの値として大きくなり、駆動電流Ｉｄがその平均値Ｉｄａｖよりも大きくなるに連れてマイナスの値と小さくなる。
【００３５】
ステップ１４０において、ＥＣＵ２２は、算出された回転偏差ＮＰＤの絶対値が所定の基準値αよりも大きいか否かを判断する。ここで、基準値αとは、燃圧制御において、目標電流値ＴＩｄの補正を開始するためのしきい値、即ち開始条件を示すものである。従って、回転偏差ＮＰＤの絶対値が基準値α以下である場合、ＥＣＵ２２は、処理をそのままステップ１６０へ移行する。一方、回転偏差ＮＰＤの絶対値が基準値αよりも大きい場合、ＥＣＵ２２は、目標電流値ＴＩｄを補正するために、処理をステップ１５０へ移行する。
【００３６】
ステップ１５０において、ＥＣＵ２２は、ステップ１２０で算出された目標電流値ＴＩｄに、回転偏差ＮＰＤの値と、それを電流値に変換するための所定の変換係数ｍとを乗算して補正し、その補正結果を補正後の目標電流値ＴＩｄとして設定する。
【００３７】
そして、ステップ１６０において、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄの値を補正後の目標電流値ＴＩｄへフィードバック制御する。即ち、ＥＣＵ２２は、電流検出回路２３により検出される実際の駆動電流Ｉｄの値が補正後の目標電流値ＴＩｄに収束するように、その駆動電流Ｉｄの値を調整する。そして、このルーチンを一旦終了する。
【００３８】
上記の燃料供給制御によれば、本発明の目標燃料圧力値を算出するステップにおいて、インジェクタ１０に供給されるべき目標燃圧値ＴＰｆが、エンジン１の運転状態に基づいて算出される。更に、目標電流値を算出するステップにおいて、目標電流値ＴＩｄが、算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づいて算出される。更に、回転偏差を算出するステップにおいて、駆動電流Ｉｄが或る値（平均値Ｉｄａｖ）を示すときの標準回転速度（平均値ＮＰａｖ）と、そのときの燃料ポンプ１９の実際の回転速度ＮＰの値との差が回転偏差ＮＰＤの値として算出される。更に、補正するステップにおいて、算出された目標電流値ＴＩｄが、算出された回転偏差ＮＰＤの値に基づいて補正される。そして、フィードバック制御するステップにおいては、燃圧Ｐｆが算出された目標燃圧値ＴＰｆとなるように、駆動電流Ｉｄが補正された目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御されることになる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態の燃料供給装置及び燃料供給方法によれば、ＥＣＵ２２が、燃料ポンプ１９（モータ３２）に供給される駆動電流Ｉｄを目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御することにより、各インジェクタ１０に供給される燃圧Ｐｆがエンジン１の運転状態に適合した目標燃圧値ＴＰｆに制御される。そして、ＥＣＵ２２がエンジン１の運転状態に基づいて各インジェクタ１０を制御することにより、圧力調整された燃料が、必要な量だけ、各インジェクタ１０から噴射され、エンジン１の各気筒へと供給される。
【００４０】
ここで、ＥＣＵ２２は、駆動電流Ｉｄが或る値を示すときの標準回転速度の値と、そのときにポンプ回転検出回路２４により検出されるポンプ回転速度ＮＰの値との回転偏差ＮＰＤを算出する。前述したように、この回転偏差ＮＰＤは、個々の燃料ポンプ１９の個体差や経時変化等を反映したものである。そして、ＥＣＵ２２は、燃料ポンプ１９に対する駆動電流Ｉｄに係るフィードバック制御を、上記の個体差及び経時変化を反映した回転偏差ＮＰＤに基づいて補正している。具体的には、ＥＣＵ２２は、目標燃圧値ＴＰｆをエンジン１の運転状態に基づいて算出し、燃料ポンプ１９へ供給されるべき目標電流値ＴＩｄを、算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づいて算出する。更に、ＥＣＵ２２は、算出された目標電流値ＴＩｄを、算出された回転偏差ＮＰＤに基づいて補正している。そして、ＥＣＵ２２は、燃圧Ｐｆを目標燃圧値ＴＰｆに制御するために、駆動電流Ｉｄを、補正された目標電流値ＴＩｄにフィードバック制御している。
【００４１】
従って、上記の構成によれば、燃料ポンプ１９（モータ３２）に係る目標電流値ＴＩｄが、回転偏差ＮＰＤにより補正される。即ち、駆動電流Ｉｄに係るフィードバック制御が、回転偏差ＮＰＤにより補正されることになる。このため、燃料ポンプ１９（モータ３２）に係る燃圧Ｐｆを目標燃圧値ＴＰｆに適合させるための制御が、燃料ポンプ１９の個体差や経時変化等を反映して補正されることになる。この結果、燃料ポンプ１９の個体差や経時変化に対処して、燃圧Ｐｆを精度良く制御することができるようになる。
【００４２】
つまり、従来の装置では、単に、燃料ポンプに対する駆動電流をフィードバック制御しているだけなので、燃料ポンプ等の個体差や経時変化に起因する燃圧制御の誤差を解消することができなかった。これに対し、本実施の形態では、燃料ポンプ１９（モータ３２）に係る駆動電流Ｉｄのフィードバック制御を、複数の燃料ポンプ１９の間で平均な標準回転速度との回転偏差ＮＰＤの値に基づいて補正していることから、燃料ポンプ１９の個体差や経時変化に対処して、より精密な燃圧制御を実現できるようになるのである。
【００４３】
本実施の形態によれば、上記のように精度の良い燃圧制御を実現できることから、各インジェクタ１０から噴射される燃料の噴射状態を、個々の燃料ポンプ１９の個体差及び経時変化に拘わらず、エンジン１の運転状態に応じて適合させることができるようになる。この意味で、エンジン１のドライバビリティや排気エミッション等の改善を図ることができるようになる。
【００４４】
尚、この発明は次のような別の実施例に具体化することもできる。以下の別の実施例でも前記実施例と同等の作用及び効果を得ることができる。
【００４５】
（１）前記実施の形態では、エンジン１の運転状態に応じて算出された目標燃圧値ＴＰｆに基づいて算出された目標電流値ＴＩｄを回転偏差ＮＰＤにより補正し、その補正された目標電流値ＴＩｄに基づき、駆動電流Ｉｄに係るフィードバック制御を補正するよにした。これに対し、エンジン１の運転状態に応じて算出された目標燃圧値ＴＰｆを回転偏差ＮＰＤにより補正し、その補正された目標燃圧値ＴＰｆに基づいて目標電流値ＴＩｄを算出し、その算出された目標電流値ＴＩｄに基づいて駆動電流Ｉｄに係るフィードバック制御を補正するよにしてもよい。
【００４６】
（２）本発明の燃料供給装置を、プレッシャレギュレータと、デリバリパイプから燃料タンクまで延びるリターンパイプ等を省略してなるリターンレス式の燃料供給装置に具体化することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供給装において、燃圧を目標燃圧値にするための制御が、燃料ポンプの個体差や経時変化等を反映して補正されることになる。この結果、燃料ポンプ等の個体差や経時変化に対処して燃圧を精度良く制御することができるという効果を発揮する。
【００４８】
請求項２の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供給装において、請求項１の発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００４９】
請求項３の発明の構成によれば、燃料ポンプに供給される駆動電流をフィードバック制御することにより、インジェクタに供給される燃圧を所要の目標燃圧値に制御するようにした燃料供方法において、請求項１の発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係り、エンジンと燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図２】同じく、燃料ポンプの構造を示す縦断面図である。
【図３】同じく、燃料ポンプの主要部の構造を示す横断面図である。
【図４】同じく、燃料供給制御のプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図５】同じく、エンジン回転速度及び吸気圧に対する目標燃圧値の関数データを示すグラフである。
【図６】同じく、駆動電流、ポンプ回転速度及び回転偏差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１エンジン
１０インジェクタ
１２燃料タンク
１９燃料ポンプ
２２ＥＣＵ（フィードバック制御手段、回転偏差算出手段、補正手段、目標燃料圧力値算出手段及び目標電流値算出手段を構成する。）
２４ポンプ回転検出回路（ポンプ回転検出手段を構成する。）

Claims

燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、
前記インジェクタに供給される燃料圧力を所要の目標燃料圧力値に制御するために、前記燃料ポンプに供給される駆動電流を所要の目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と、
前記燃料ポンプの回転速度を検出するためのポンプ回転検出手段と、
前記燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの前記駆動電流と前記燃料ポンプの回転速度との関係において前記駆動電流が平均値のときの前記燃料ポンプの回転速度と、前記検出される回転速度との回転偏差を算出するための偏差算出手段と、
前記算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、前記目標電流値に前記回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより前記目標電流値を補正するための補正手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給装置であって、
前記燃料ポンプの回転速度を検出するためのポンプ回転検出手段と、
前記燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの前記駆動電流と前記燃料ポンプの回転速度との関係において前記駆動電流が平均値のときの前記燃料ポンプの回転速度と、前記検出される回転速度との回転偏差を算出するための偏差算出手段と、
前記インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を前記エンジンの運転状態に基づいて算出するための目標燃料圧力値算出手段と、
前記目標燃料圧力値算出手段は、前記エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として前記目標燃料圧力値を算出し、前記エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として前記目標燃料圧力値を算出し、前記エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として前記目標燃料圧力値を算出することと、
前記燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するための目標電流値算出手段と、
前記算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、前記算出された目標電流値を、前記目標電流値に前記回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正するための補正手段と、
前記インジェクタに供給される燃料圧力を前記算出された目標燃料圧力値に制御するために、前記駆動電流を前記補正された目標電流値にフィードバック制御するためのフィードバック制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
燃料タンク内の燃料を、電動回転式の燃料ポンプによりインジェクタへ圧送し、前記インジェクタから噴射させてエンジンへ供給するようにした燃料供給方法であって、
前記インジェクタに供給される燃料圧力に係る目標燃料圧力値を前記エンジンの運転状態に基づいて算出するステップと、
前記目標燃料圧力値を算出するステップでは、前記エンジンの運転状態が低負荷及び低回転速度となる領域では、最も低い値として前記目標燃料圧力値が算出され、前記エンジンの運転状態が中負荷及び低中回転速度となる領域では、最も高い値として前記目標燃料圧力値が算出され、前記エンジンの運転状態が高負荷及び低中回転速度、並びに中高負荷及び中高回転となる領域では、中程度の値として前記目標燃料圧力値が算出されることと、
前記燃料ポンプに供給される駆動電流に係る目標電流値を前記算出された目標燃料圧力値に基づいて算出するステップと、
前記燃料ポンプによる燃料圧力及び吐出流量をそれぞれ或る値に制御しようとするときの前記駆動電流と前記燃料ポンプの回転速度との関係において前記駆動電流が平均値のときの前記燃料ポンプの回転速度と、前記燃料ポンプの実際の回転速度との回転偏差を算出するステップと、
前記算出された回転偏差の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合に、前記算出された目標電流値を、前記目標電流値に前記回転偏差及び電流値変換係数を乗算することにより補正するステップと、
前記インジェクタに供給される燃料圧力が前記算出された目標燃料圧力値になるように、前記駆動電流を前記補正された目標電流値にフィードバック制御するステップと
を備えたことを特徴とするエンジンの燃料供給方法。