JP5950868B2 - Control device for motor for fuel pump - Google Patents

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Description

この発明は、自動車用燃料供給装置の燃料ポンプ用モータを制御する制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for controlling a fuel pump motor of an automobile fuel supply device.

自動車用燃料供給装置の燃料ポンプ用モータは、燃料タンク内の燃料をエンジンの燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを駆動するためのモータであり、燃料噴射弁に供給される燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように、目標燃料圧力と圧力センサにより検出した実際の燃料圧力との偏差に基づいてフィードバック制御されていた(例えば、特許文献1参照)。   The fuel pump motor of the fuel supply system for automobiles is a motor for driving a fuel pump that pumps the fuel in the fuel tank to the fuel injection valve of the engine. The fuel pressure supplied to the fuel injection valve is the target fuel pressure. Feedback control is performed based on the deviation between the target fuel pressure and the actual fuel pressure detected by the pressure sensor (see, for example, Patent Document 1).

特開2012−67606号公報JP 2012-67606 A

燃料ポンプ用モータを圧力により制御する場合、圧力を読み取る機構が必要になり、製造コストが増大するという課題があった。   When the fuel pump motor is controlled by pressure, a mechanism for reading the pressure is required, which increases the manufacturing cost.

また、従来、フィードバック制御としてPID(比例・積分・微分)制御が行われることが多いが、P制御およびD制御の操作量は、それぞれ偏差(目標燃料圧力−実際の燃料圧力)および今回と前回の偏差の差に比例するため、目標燃料圧力が大きく変化する際に操作量が大きく機敏に反応し、オーバシュートを起こしやすかった。そのため、目標燃料圧力に対する応答性が高い制御をすることが困難であるという課題があった。また、制御項が多く、演算量が増大するという課題があった。   Conventionally, PID (proportional / integral / derivative) control is often performed as feedback control, but the manipulated variables of P control and D control are the deviation (target fuel pressure−actual fuel pressure) and the current and previous control values, respectively. Therefore, when the target fuel pressure changes greatly, the manipulated variable reacts quickly and is easy to cause overshoot. For this reason, there is a problem that it is difficult to perform control with high responsiveness to the target fuel pressure. In addition, there is a problem in that there are many control terms and the amount of calculation increases.

一方、フィードバック制御を行わない場合には、燃料の供給量が目標量を下回らないように供給量を増加側にオフセットさせる必要があるが、過大なオフセットは無駄な電力消費につながり、燃費に影響するという課題があった。   On the other hand, when feedback control is not performed, it is necessary to offset the supply amount to the increase side so that the fuel supply amount does not fall below the target amount. However, an excessive offset leads to wasteful power consumption and affects fuel consumption. There was a problem to do.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、応答性の高い制御を行うことができる燃料ポンプ用モータの制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel pump motor control device that can perform highly responsive control with a simple configuration.

この発明に係る燃料ポンプ用モータの制御装置は、燃料ポンプから目標量の燃料を供給すべく燃料ポンプ用モータを駆動するための指令Duty信号を、燃料ポンプ用モータに印加する目標電圧に変換する目標電圧演算部と、目標電圧の変化量に基づいてフィードフォワード電圧を演算するフィードフォワード制御部と、燃料ポンプ用モータに印加した電圧と目標電圧との偏差に基づいて積分電圧を演算する積分制御部と、フィードフォワード電圧と積分電圧を合算して印加電圧を求め、燃料ポンプ用モータを当該印加電圧で駆動するための操作Duty信号を生成する操作Duty生成部とを備え、フィードフォワード制御部は、目標電圧の変化量の正負に応じて、当該目標電圧の変化量に乗じるゲインを変更するものである。 The fuel pump motor control apparatus according to the present invention converts a command duty signal for driving the fuel pump motor to supply a target amount of fuel from the fuel pump into a target voltage to be applied to the fuel pump motor. Target voltage calculation unit, feed forward control unit that calculates a feed forward voltage based on the amount of change in the target voltage, and integration control that calculates an integral voltage based on the deviation between the voltage applied to the fuel pump motor and the target voltage parts and, summing the feedforward voltage and integrated voltage seeking the applied voltage, the fuel pump motor and an operation Duty generator for generating an operation Duty signals for driving in the applied voltage, feedforward control unit The gain by which the change amount of the target voltage is multiplied is changed according to the sign of the change amount of the target voltage .

この発明によれば、目標電圧の変化量に基づいて演算したフィードフォワード電圧と、印加電圧と目標電圧との偏差に基づいて演算した積分電圧とを用いて、燃料ポンプ用モータを駆動するための操作Duty信号を生成するようにしたので、燃料ポンプ用モータへの印加電圧を精度良く制御することで、従来必要だった圧力を読み取る機構などを不要にできる。また、制御対象が慣性を持たないので素早い応答性が見込まれるため、フィードバック制御として定常偏差を解消できる積分制御のみを行えばよい。従って、簡素な構成で、応答性の高い制御を行うことができる燃料ポンプ用モータの制御装置を提供することができる。また、フィードフォワード制御部は、目標電圧の変化量の正負に応じて、当該目標電圧の変化量に乗じるゲインを変更するようにしたので、出力電圧が目標電圧を下回らない制御ができる。 According to the present invention, the fuel pump motor is driven using the feedforward voltage calculated based on the amount of change in the target voltage and the integrated voltage calculated based on the deviation between the applied voltage and the target voltage. Since the operation duty signal is generated, the mechanism for reading the pressure, which has been conventionally required, can be eliminated by accurately controlling the voltage applied to the fuel pump motor. Further, since the control object does not have inertia, quick response is expected, and therefore, only integral control that can eliminate the steady-state deviation is performed as feedback control. Accordingly, it is possible to provide a fuel pump motor control device capable of performing highly responsive control with a simple configuration. In addition, since the feedforward control unit changes the gain by which the target voltage change amount is multiplied according to whether the target voltage change amount is positive or negative, the output voltage can be controlled not to fall below the target voltage.

この発明の実施の形態1に係る燃料ポンプ用モータの制御装置を適用した自動車用燃料供給装置の全体構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an automobile fuel supply apparatus to which a fuel pump motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied. 実施の形態1に係る燃料ポンプ用モータの制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a fuel pump motor control device according to the first embodiment. 実施の形態1において、出力電圧の立ち上がり時のシミュレーション結果を示すグラフである。6 is a graph showing a simulation result at the time of rising of the output voltage in the first embodiment. 実施の形態1に係る燃料ポンプ用モータの制御装置におけるFF制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an FF control unit in the fuel pump motor control apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1において、目標電圧の立ち上がりおよび立ち下がり時においてFF制御のゲインを切り替えた場合の出力電圧の理想波形を示すグラフ(a)と、ゲインを切り替えない場合の出力電圧波形を示すグラフ(b)である。In the first embodiment, a graph (a) showing the ideal waveform of the output voltage when the gain of the FF control is switched at the time of rising and falling of the target voltage, and a graph showing the output voltage waveform when the gain is not switched ( b).

実施の形態1.
図1に示す自動車用燃料供給装置において、燃料ポンプ1は、ポンプ本体部1aと、ポンプ本体部1aを駆動する燃料ポンプ用モータ1bとを備えており、燃料タンク2内に配設されている。また、燃料ポンプ1は、燃料配管3の燃料圧力を所定の制御圧に制御する燃圧レギュレータ7と、燃料噴射弁4とに接続されている。なお、燃料噴射弁4は、エンジン5の吸気管6に接続され、エンジン制御装置13により駆動制御されて燃料をエンジン5に供給する。
Embodiment 1 FIG.
In the automobile fuel supply apparatus shown in FIG. 1, the fuel pump 1 includes a pump main body 1 a and a fuel pump motor 1 b that drives the pump main body 1 a, and is disposed in the fuel tank 2. . The fuel pump 1 is connected to a fuel pressure regulator 7 that controls the fuel pressure in the fuel pipe 3 to a predetermined control pressure, and the fuel injection valve 4. The fuel injection valve 4 is connected to the intake pipe 6 of the engine 5 and is driven and controlled by the engine control device 13 to supply fuel to the engine 5.

燃圧レギュレータ7は燃料配管3に分岐配管11によって接続されており、スプリング室8と燃料配管3内の燃料が分岐配管11を介して導入される調圧室9とにより構成されている。そして、スプリング8aの設定バネ力による所定の制御圧が調圧室9内の圧力より大きくなると、ダイヤフラム10が調圧室9側に押圧され、ダイヤフラム10に装着された弁体9bが吐出口9aを塞口する。また、スプリング8aの設定バネ力が調圧室9内の圧力よりも小さくなると、ダイヤフラム10がスプリング室8側に押圧され、弁体9bが吐出口9aから離間し、燃料配管3からの燃料が吐出口9aおよびリターン配管12を介して燃料タンク2に還流される。   The fuel pressure regulator 7 is connected to the fuel pipe 3 by a branch pipe 11, and includes a spring chamber 8 and a pressure regulating chamber 9 into which fuel in the fuel pipe 3 is introduced via the branch pipe 11. When the predetermined control pressure by the set spring force of the spring 8a becomes larger than the pressure in the pressure regulating chamber 9, the diaphragm 10 is pressed toward the pressure regulating chamber 9, and the valve body 9b attached to the diaphragm 10 is discharged to the discharge port 9a. The mouth is closed. When the set spring force of the spring 8a becomes smaller than the pressure in the pressure adjusting chamber 9, the diaphragm 10 is pressed toward the spring chamber 8, the valve body 9b is separated from the discharge port 9a, and the fuel from the fuel pipe 3 is discharged. The fuel is returned to the fuel tank 2 through the discharge port 9a and the return pipe 12.

エアフローセンサ14は吸気管6に配設されており、エンジン5が吸気管6から吸入した空気量を検出する。エンジン制御装置13は、エアフローセンサ14の検出した空気量に基づいて必要な燃料供給量を演算し、演算された燃料供給量が燃料ポンプ1から圧送されるように燃料ポンプ用モータ1bを駆動するための電圧の指令値(指令Duty信号)を燃料ポンプ用モータ制御装置100へ出力すると共に、演算された燃料供給量が得られるように燃料噴射弁4の開弁時間を制御する。また、エンジン制御装置13は、異常診断用に、燃料ポンプ用モータ制御装置100が実際に燃料ポンプ1を制御した操作Duty信号を取得する。   The air flow sensor 14 is disposed in the intake pipe 6 and detects the amount of air taken in from the intake pipe 6 by the engine 5. The engine control device 13 calculates a necessary fuel supply amount based on the air amount detected by the air flow sensor 14 and drives the fuel pump motor 1 b so that the calculated fuel supply amount is pumped from the fuel pump 1. A voltage command value (command duty signal) is output to the fuel pump motor control device 100 and the valve opening time of the fuel injection valve 4 is controlled so that the calculated fuel supply amount is obtained. In addition, the engine control device 13 acquires an operation duty signal that the fuel pump motor control device 100 actually controls the fuel pump 1 for abnormality diagnosis.

また、このエンジン制御装置13はエンジン5の運転状態に応じてON/OFF指令を出し、電源リレー15を切り替える。電源リレー15のON時、イグニッションスイッチ16を介して車載電源Eから燃料ポンプ用モータ制御装置100に給電が開始され、燃料ポンプ用モータ制御装置100が燃料ポンプ用モータ1bを始動する。   The engine control device 13 issues an ON / OFF command according to the operating state of the engine 5 and switches the power relay 15. When the power supply relay 15 is turned on, power supply from the in-vehicle power supply E to the fuel pump motor control device 100 is started via the ignition switch 16, and the fuel pump motor control device 100 starts the fuel pump motor 1b.

次に、燃料ポンプ用モータ制御装置100による燃料ポンプ用モータ1bの制御方法を説明する。
図2は、燃料ポンプ用モータ制御装置100の構成を示すブロック図である。この燃料ポンプ用モータ制御装置100は、目標電圧演算部101、遅延部102,110、減算部103,105、フィードフォワード(FF)制御部104、積分(I)制御部106、加算部107,109、目標Duty演算部108、操作Duty生成部111から構成される。なお、燃料ポンプ用モータ制御装置100は、燃料ポンプ用モータ制御装置100の各処理を記述したプログラムを実行するマイクロコンピュータ等によって構成される。
Next, a method for controlling the fuel pump motor 1b by the fuel pump motor control apparatus 100 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the fuel pump motor control apparatus 100. The fuel pump motor control apparatus 100 includes a target voltage calculation unit 101, delay units 102 and 110, subtraction units 103 and 105, a feedforward (FF) control unit 104, an integration (I) control unit 106, and addition units 107 and 109. , A target duty calculation unit 108, and an operation duty generation unit 111. The fuel pump motor control device 100 includes a microcomputer that executes a program describing each process of the fuel pump motor control device 100.

燃料ポンプ用モータ制御装置100は、燃料ポンプ1から燃料供給量を供給すべく燃料ポンプ用モータ1bを駆動するための指令Duty信号をエンジン制御装置13から受けて、燃料ポンプ用モータ1bを駆動させる。この燃料ポンプ用モータ制御装置100は、燃料ポンプ用モータ1bに印加した出力電圧をフィードバックした結果を用い、速度型I+FF制御によって操作Duty信号を演算し、この操作Duty信号に従って燃料ポンプ用モータ1bをPWM(Pulse Width Modulation)駆動してポンプ本体部1aの吐出量を制御する。なお、目標電圧演算部101への指令に関しては、Duty信号でなくデジタル通信などの手段を用いてもよい。   The fuel pump motor control device 100 receives a command duty signal for driving the fuel pump motor 1b to supply the fuel supply amount from the fuel pump 1 from the engine control device 13, and drives the fuel pump motor 1b. . The fuel pump motor control device 100 uses the result obtained by feeding back the output voltage applied to the fuel pump motor 1b, calculates an operation duty signal by speed type I + FF control, and controls the fuel pump motor 1b according to the operation duty signal. PWM (Pulse Width Modulation) drive is performed to control the discharge amount of the pump body 1a. As for the command to the target voltage calculation unit 101, means such as digital communication may be used instead of the duty signal.

具体的には、目標電圧演算部101が、エンジン制御装置13の出力する指令Duty信号を電圧値に換算して目標電圧を得る。減算部103は、今回の目標電圧から遅延部102で遅延させた前回の目標電圧を減算して、目標電圧の変化量を求める。FF制御部104は、目標電圧の変化量に所定のフィードフォワードゲインを乗じて、目標とする燃料供給量の変化を見越したフィードフォワード電圧を決定する。   Specifically, the target voltage calculation unit 101 obtains a target voltage by converting a command duty signal output from the engine control device 13 into a voltage value. The subtraction unit 103 subtracts the previous target voltage delayed by the delay unit 102 from the current target voltage to obtain the amount of change in the target voltage. The FF control unit 104 multiplies the amount of change in the target voltage by a predetermined feedforward gain to determine a feedforward voltage that allows for the change in the target fuel supply amount.

他方、減算部105には燃料ポンプ用モータ1bに印加した出力電圧がフィードバックされ、目標電圧演算部101の目標電圧から出力電圧を減算して、目標電圧と出力電圧の偏差をI制御部106に入力する。I制御部106は、目標電圧と出力電圧の偏差に所定の積分ゲインを乗じて、定常偏差を解消して実際の燃料供給量を目標に近づけるための積分電圧を決定する。   On the other hand, the output voltage applied to the fuel pump motor 1b is fed back to the subtraction unit 105, and the output voltage is subtracted from the target voltage of the target voltage calculation unit 101, and the deviation between the target voltage and the output voltage is transferred to the I control unit 106. input. The I control unit 106 multiplies the deviation between the target voltage and the output voltage by a predetermined integral gain to determine the integral voltage for canceling the steady deviation and bringing the actual fuel supply amount closer to the target.

加算部107は、FF制御部104のフィードフォワード電圧とI制御部106の積分電圧とを加算して合計電圧を算出し、目標Duty演算部108が合計電圧をDutyに換算して目標Dutyを得る。加算部109は、遅延部110で遅延させた前回の操作Dutyに今回の目標Dutyを加算して、燃料ポンプ用モータ1bに印加すべき電圧に相当する操作Duty信号を算出し、操作Duty生成部111がその操作Duty信号に従って燃料ポンプ用モータ1bをPWM駆動する。   Adder 107 adds the feedforward voltage of FF controller 104 and the integrated voltage of I controller 106 to calculate the total voltage, and target duty calculator 108 converts the total voltage to Duty to obtain the target Duty. . The addition unit 109 adds the current target duty to the previous operation duty delayed by the delay unit 110, calculates an operation duty signal corresponding to the voltage to be applied to the fuel pump motor 1b, and an operation duty generation unit. 111 performs PWM driving of the fuel pump motor 1b in accordance with the operation duty signal.

従来、燃料ポンプ用モータ1bのフィードバック制御にはPID制御などが採用されることが多かったが、本発明では積分(I)制御を採用した。今回の制御対象は電圧であり、燃料ポンプ用モータ1bによる出力電圧への影響は考えられるが、制御対象が慣性を持たないため素早い応答性が見込まれる。また、積分制御には、定常偏差を解消でき、かつ、急峻な変化が生じない利点がある。   Conventionally, PID control or the like is often employed for feedback control of the fuel pump motor 1b, but in the present invention, integral (I) control is employed. The current control target is a voltage, and the influence on the output voltage by the fuel pump motor 1b can be considered. However, since the control target does not have inertia, quick response is expected. In addition, the integral control has an advantage that a steady deviation can be eliminated and a steep change does not occur.

一方、比例(P)制御および微分(D)制御を採用した場合には、比例制御の操作量は目標電圧と出力電圧の偏差に比例し、微分制御の操作量は偏差の変化量に比例するため、目標電圧が大きく変化する際に操作量が大きく機敏に反応することになる。よって、オーバシュートを起こす原因となるため、電圧を制御対象としたフィードバック制御には適さない。また、比例項および微分項を追加したフィードバック制御では、オーバシュートが大きくなることに加え、制御項が増えるという弊害がある。   On the other hand, when proportional (P) control and differential (D) control are employed, the operation amount of proportional control is proportional to the deviation between the target voltage and the output voltage, and the operation amount of differential control is proportional to the variation amount of the deviation. Therefore, when the target voltage changes greatly, the operation amount is large and reacts quickly. Therefore, it causes overshoot and is not suitable for feedback control using voltage as a control target. In addition, the feedback control to which the proportional term and the differential term are added has an adverse effect that the control term increases in addition to an increase in overshoot.

図3は、燃料ポンプ用モータ1bへの出力電圧の立ち上がり時のシミュレーション結果を示すグラフであり、実線が積分制御の出力電圧、一点鎖線が比例積分制御の出力電圧、点線が目標電圧である。積分制御と比例積分制御とで積分ゲインは同じである。グラフより、比例積分制御では、立ち上がり時、目標電圧を数V越えた後収束に向かっており、積分制御単体よりもオーバシュートが大きいことが分かる。   FIG. 3 is a graph showing a simulation result when the output voltage to the fuel pump motor 1b rises. The solid line indicates the output voltage of the integral control, the alternate long and short dash line indicates the output voltage of the proportional integration control, and the dotted line indicates the target voltage. The integral gain is the same between integral control and proportional integral control. From the graph, it can be seen that in the proportional integral control, at the time of start-up, the target voltage is exceeded by several V and then converges, and the overshoot is larger than that of the integral control alone.

なお、一定のゲインを用いたフィードバック制御では、目標電圧が大きく変化する際に、出力電圧が目標電圧を下回る場合がある。しかしながら、燃料ポンプ1の特性上、出力電圧が目標電圧を下回ることはエンジン5への燃料供給に影響を与えるため、目標電圧を下回らないよう制御することが大前提となる。そこで、燃料ポンプ用モータ制御装置100では、FF制御部104のフィードフォワードゲインを、目標電圧の立ち上がりと立ち下がりで切り替えることにより、立ち上がりと立ち下がりのそれぞれに適した制御を行うようにする。   In feedback control using a constant gain, the output voltage may fall below the target voltage when the target voltage changes greatly. However, due to the characteristics of the fuel pump 1, since the fact that the output voltage falls below the target voltage affects the fuel supply to the engine 5, it is a major premise to control so that it does not fall below the target voltage. Therefore, in the fuel pump motor control apparatus 100, the feedforward gain of the FF control unit 104 is switched between the rising and falling of the target voltage, thereby performing control suitable for each of the rising and falling.

具体的には、図4に示すように、FF制御部104に立ち上がり側のフィードフォワードゲイン(FF_Gain_UP)104aと立ち下がり側のフィードフォワードゲイン(FF_Gain_DN)104bを設定し、減算部103の算出した目標電圧の変化量の正負に応じてフィードフォワードゲイン104a,104bを切り替える。
立ち上がり側のフィードフォワードゲイン104aは、立ち下がり側のフィードフォワードゲイン104bより大きく設定し、目標電圧が上昇した場合に、多少のオーバシュートがあっても出力電圧が目標電圧を下回らない値にすることが好ましい。また、立ち下がり側のフィードフォワードゲイン104bは、目標電圧が下降した場合に、出力電圧が緩やかに下降し目標電圧以下にならない値にすることが好ましい。
Specifically, as shown in FIG. 4, a rising-side feedforward gain (FF_Gain_UP) 104 a and a falling-side feedforward gain (FF_Gain_DN) 104 b are set in the FF control unit 104, and the target calculated by the subtracting unit 103 is set. The feedforward gains 104a and 104b are switched in accordance with the sign of the amount of voltage change.
The rising-side feedforward gain 104a is set larger than the falling-side feedforward gain 104b, and when the target voltage rises, the output voltage does not fall below the target voltage even if there is some overshoot. Is preferred. Further, the feed-forward gain 104b on the falling side is preferably set to a value where the output voltage gradually decreases and does not fall below the target voltage when the target voltage decreases.

また、立ち上がりと立ち下がりでフィードフォワード制御のゲインを切り替える場合、偏差に対する制御(位置型制御)ではなく、変化量に対する制御(速度型制御)を行う必要がある。位置型ではフィードフォワードゲイン切り替え時にオフセットが発生するためである。そのため、燃料ポンプ用モータ制御装置100では、遅延部110で遅延させた前回の操作Dutyに今回の目標Dutyを加算して、燃料ポンプ用モータ1bに印加すべき電圧に相当する操作Duty信号を算出する速度型制御を実施している。   Further, when the gain of feedforward control is switched between rising and falling, it is necessary to perform control (speed type control) on the amount of change, not control on deviation (position type control). This is because the position type causes an offset when the feedforward gain is switched. Therefore, the fuel pump motor control device 100 calculates the operation duty signal corresponding to the voltage to be applied to the fuel pump motor 1b by adding the current target duty to the previous operation duty delayed by the delay unit 110. Speed type control is implemented.

図5(a)は、目標電圧の立ち上がりおよび立ち下がり時における出力電圧の理想波形を示すグラフであり、実線が立ち上がり側と立ち下がり側でフィードフォワードゲインを切り替えた時の出力電圧、点線が目標電圧である。グラフより、目標電圧の立ち上がりでフィードフォワードゲインを大きくし(フィードフォワードゲイン104a)、目標電圧の立ち下がりでフィードフォワードゲインを小さくする(フィードフォワードゲイン104b)ことにより、出力電圧が目標電圧を下回ることはない。一方、図5(b)は、フィードフォワードゲインを切り替えない場合のグラフである。ゲインが大きい場合を実線で、ゲインが小さい場合を一点鎖線で、目標電圧を点線で示している。ゲインが大きい場合は目標電圧の立ち下がり時に、ゲインが小さい場合は目標電圧の立ち上がり時に出力電圧が目標電圧を下回る。その為ゲインの切り替えが必要となる。   FIG. 5A is a graph showing an ideal waveform of the output voltage at the rise and fall of the target voltage. The solid line indicates the output voltage when the feedforward gain is switched between the rising side and the falling side, and the dotted line indicates the target. Voltage. From the graph, the output voltage falls below the target voltage by increasing the feedforward gain at the rise of the target voltage (feedforward gain 104a) and decreasing the feedforward gain at the fall of the target voltage (feedforward gain 104b). There is no. On the other hand, FIG. 5B is a graph when the feedforward gain is not switched. The case where the gain is large is indicated by a solid line, the case where the gain is low is indicated by a one-dot chain line, and the target voltage is indicated by a dotted line. When the gain is large, the output voltage falls below the target voltage when the target voltage falls, and when the gain is small, the output voltage falls below the target voltage when the target voltage rises. Therefore, it is necessary to switch the gain.

また、以上のような速度型I+FF制御を行っても、出力電圧の読み取り誤差など、燃料ポンプ用モータ制御装置100の回路部品等の公差に起因する誤差により、目標電圧よりも出力電圧が降下する場合があるので、オフセットを追加して電圧降下を補正してもよい。
オフセット量は、出力電圧の公差を計算して決定し、目標電圧演算部101が指令Duty信号を目標電圧に換算した際に、目標電圧に公差分の電圧(オフセット)を加算する。これにより、図5に示すように、出力電圧がオフセット量だけ目標電圧より高くなる。
Even when the speed type I + FF control as described above is performed, the output voltage drops below the target voltage due to errors caused by tolerances of circuit parts of the fuel pump motor control device 100 such as an output voltage reading error. In some cases, the voltage drop may be corrected by adding an offset.
The offset amount is determined by calculating the tolerance of the output voltage, and when the target voltage calculation unit 101 converts the command duty signal into the target voltage, the voltage (offset) of the tolerance is added to the target voltage. As a result, as shown in FIG. 5, the output voltage becomes higher than the target voltage by the offset amount.

以上より、実施の形態1によれば、燃料ポンプ用モータ制御装置100は、燃料ポンプ1から目標量の燃料を供給すべく燃料ポンプ用モータ1bを駆動するための指令Duty信号を、燃料ポンプ用モータ1bに印加する目標電圧に変換する目標電圧演算部101と、目標電圧の変化量に基づいてフィードフォワード電圧を演算するFF制御部104と、燃料ポンプ用モータ1bに印加した出力電圧と目標電圧との偏差に基づいて積分電圧を演算するI制御部106と、フィードフォワード電圧と積分電圧を合算して印加電圧を求め、燃料ポンプ用モータ1bを当該印加電圧で駆動するための操作Duty信号を生成する操作Duty生成部111とを備えるように構成した。このため、燃料ポンプ用モータ1bへの印加電圧を精度良く制御することで、従来必要だった圧力を読み取る機構などを不要にできる。また、制御対象が慣性を持たないので素早い応答性が見込まれるため、フィードバック制御として定常偏差を解消できる積分制御のみを行えばよい。従って、燃料ポンプ用モータ制御装置100は、簡素な構成で、応答性の高い制御を行うことができる。   As described above, according to the first embodiment, the fuel pump motor control device 100 outputs the command duty signal for driving the fuel pump motor 1b to supply the target amount of fuel from the fuel pump 1 to the fuel pump. A target voltage calculation unit 101 that converts the target voltage to be applied to the motor 1b, an FF control unit 104 that calculates a feedforward voltage based on the amount of change in the target voltage, and an output voltage and a target voltage that are applied to the fuel pump motor 1b. The I control unit 106 that calculates the integrated voltage based on the deviation from the above, the feed forward voltage and the integrated voltage are added together to obtain the applied voltage, and an operation duty signal for driving the fuel pump motor 1b with the applied voltage is obtained. An operation duty generation unit 111 for generation is provided. For this reason, the mechanism etc. which read the pressure conventionally required can be made unnecessary by controlling the applied voltage to the fuel pump motor 1b with high accuracy. Further, since the control object does not have inertia, quick response is expected, and therefore, only integral control that can eliminate the steady-state deviation is performed as feedback control. Therefore, the fuel pump motor control device 100 can perform highly responsive control with a simple configuration.

また、実施の形態1によれば、FF制御部104は、目標電圧の変化量の正負に応じて、フィードフォワードゲイン104a,104bを切り替えるようにしたので、目標電圧の立ち上がりおよび立ち下がりそれぞれに適した制御を行うことができる。従って、出力電圧が目標電圧を下回らない制御ができる。   Further, according to the first embodiment, the FF control unit 104 switches the feedforward gains 104a and 104b according to the sign of the change amount of the target voltage, so that it is suitable for the rising and falling of the target voltage. Can be controlled. Therefore, control can be performed so that the output voltage does not fall below the target voltage.

また、実施の形態1によれば、目標電圧演算部101は、燃料ポンプ用モータ制御装置100の公差に起因した電圧降下を補正するオフセットを、目標電圧に追加するようにしたので、出力電圧が目標電圧を下回らない制御ができる。   Further, according to the first embodiment, the target voltage calculation unit 101 adds the offset for correcting the voltage drop due to the tolerance of the fuel pump motor control apparatus 100 to the target voltage, so that the output voltage is Control that does not fall below the target voltage is possible.

さらに、従来のフィードバック機能を持たない制御では、燃料ポンプ用モータ制御装置100の回路部品等に起因する誤差による出力電圧の低下を考慮し、出力電圧を目標電圧より高めに出力させる必要があった。そのため、出力電圧が本発明の出力電圧に対して0.3〜0.6V程度高くなってしまい、その分、無駄な消費電力および燃料ポンプ用モータ1bへの負担が増大していた。
これに対し、本発明の速度型I+FF制御ではその分の無駄な消費電力の削減および燃料ポンプ用モータ1bへの負担を軽減できる。また、電圧のフィードバック制御を行うことにより、燃料ポンプ用モータ1bの負荷が異なる場合でも基本ロジックが踏襲可能であるため、汎用性が高い。
Further, in the control without the conventional feedback function, it is necessary to output the output voltage higher than the target voltage in consideration of a decrease in the output voltage due to an error caused by the circuit parts of the fuel pump motor control device 100. . For this reason, the output voltage becomes higher by about 0.3 to 0.6 V than the output voltage of the present invention, and accordingly, wasteful power consumption and a burden on the fuel pump motor 1b are increased.
In contrast, the speed type I + FF control of the present invention can reduce unnecessary power consumption and the burden on the fuel pump motor 1b. In addition, by performing voltage feedback control, the basic logic can be followed even when the load of the fuel pump motor 1b is different, so that versatility is high.

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。   In addition to the above, within the scope of the invention, the invention of the present application can be modified with any component of the embodiment or omitted with any component of the embodiment.

1 燃料ポンプ、1a ポンプ本体部、1b 燃料ポンプ用モータ、2 燃料タンク、3 燃料配管、4 燃料噴射弁、5 エンジン、6 吸気管、7 燃圧レギュレータ、8 スプリング室、8a スプリング、9 調圧室、9a 吐出口、9b 弁体、10 ダイヤフラム、11 分岐配管、12 リターン配管、13 エンジン制御装置、14 エアフローセンサ、15 電源リレー、16 イグニッションスイッチ、100 燃料ポンプ用モータ制御装置、101 目標電圧演算部、102,110 遅延部、103,105 減算部、107,109 加算部、104 FF制御部、104a,104b フィードフォワードゲイン、106 I制御部、108 目標Duty演算部、111 操作Duty生成部、E 車載電源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel pump, 1a Pump main-body part, 1b Fuel pump motor, 2 Fuel tank, 3 Fuel piping, 4 Fuel injection valve, 5 Engine, 6 Intake pipe, 7 Fuel pressure regulator, 8 Spring chamber, 8a Spring, 9 Pressure regulation chamber , 9a Discharge port, 9b Valve body, 10 Diaphragm, 11 Branch piping, 12 Return piping, 13 Engine control device, 14 Air flow sensor, 15 Power relay, 16 Ignition switch, 100 Fuel pump motor control device, 101 Target voltage calculation unit , 102, 110 delay unit, 103, 105 subtraction unit, 107, 109 addition unit, 104 FF control unit, 104a, 104b feed forward gain, 106 I control unit, 108 target duty calculation unit, 111 operation duty generation unit, E Power supply.

Claims (2)

燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプを駆動する燃料ポンプ用モータの制御装置であって、
前記燃料ポンプから目標量の燃料を供給すべく前記燃料ポンプ用モータを駆動するための指令Duty信号を、前記燃料ポンプ用モータに印加する目標電圧に変換する目標電圧演算部と、
前記目標電圧の変化量に基づいてフィードフォワード電圧を演算するフィードフォワード制御部と、
前記燃料ポンプ用モータに印加した電圧と前記目標電圧との偏差に基づいて積分電圧を演算する積分制御部と、
前記フィードフォワード電圧と前記積分電圧を合算して印加電圧を求め、前記燃料ポンプ用モータを当該印加電圧で駆動するための操作Duty信号を生成する操作Duty生成部とを備え
前記フィードフォワード制御部は、前記目標電圧の変化量の正負に応じて、当該目標電圧の変化量に乗じるゲインを変更することを特徴とする燃料ポンプ用モータの制御装置。
A control device for a fuel pump motor that drives a fuel pump that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve,
A target voltage calculation unit that converts a command duty signal for driving the fuel pump motor to supply a target amount of fuel from the fuel pump into a target voltage to be applied to the fuel pump motor;
A feedforward controller that calculates a feedforward voltage based on the amount of change in the target voltage;
An integration controller that calculates an integrated voltage based on a deviation between the voltage applied to the fuel pump motor and the target voltage;
An operation duty generator that generates an operation duty signal for driving the fuel pump motor with the applied voltage by obtaining the applied voltage by adding the feedforward voltage and the integrated voltage ;
The control apparatus for a fuel pump motor, wherein the feedforward control unit changes a gain by which the change amount of the target voltage is multiplied according to whether the change amount of the target voltage is positive or negative .
前記目標電圧演算部は、制御装置の公差に起因した印加電圧の降下を補正するオフセットを、前記目標電圧に追加することを特徴とする請求項1記載の燃料ポンプ用モータの制御装置。 2. The fuel pump motor control device according to claim 1, wherein the target voltage calculation unit adds an offset for correcting a drop in the applied voltage due to a tolerance of the control device to the target voltage. 3.
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