JPH10288108A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
内燃機関の燃料供給装置Info
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- JPH10288108A JPH10288108A JP9105482A JP10548297A JPH10288108A JP H10288108 A JPH10288108 A JP H10288108A JP 9105482 A JP9105482 A JP 9105482A JP 10548297 A JP10548297 A JP 10548297A JP H10288108 A JPH10288108 A JP H10288108A
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- F02D41/3809—Common rail control systems
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- F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
- F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過渡時の燃圧制御特性を向上する。
【解決手段】 燃料供給系の燃料輸送モデルを設定し、
この燃料輸送モデルに基づいて燃料ポンプの制御補正量
を設定する。この燃料輸送モデルは、燃料ポンプの特性
を模擬したモデル３１と、燃料配管の燃圧伝搬遅れを模
擬したモデル３２と、燃料配管の弾性係数による燃圧変
化特性（配管容積の伸縮）を模擬したモデル３３とから
成る。更に、燃料ポンプ特性モデル３１は、燃料ポンプ
のモータに加わるトルクを模擬したモデル３４と、イナ
ーシャを模擬したモデル３５と、燃料ポンプの回転数と
燃圧と吐出量との関係を模擬したモデル３６とから成
る。この燃料輸送モデルを逆算して制御補正量演算モデ
ルを導き出す。この補正電流演算モデルは、噴射量を１
回微分して波形整形した値と、該噴射量を２回微分して
波形整形した値とを加算することで、燃料ポンプの制御
補正量を求める。
この燃料輸送モデルに基づいて燃料ポンプの制御補正量
を設定する。この燃料輸送モデルは、燃料ポンプの特性
を模擬したモデル３１と、燃料配管の燃圧伝搬遅れを模
擬したモデル３２と、燃料配管の弾性係数による燃圧変
化特性（配管容積の伸縮）を模擬したモデル３３とから
成る。更に、燃料ポンプ特性モデル３１は、燃料ポンプ
のモータに加わるトルクを模擬したモデル３４と、イナ
ーシャを模擬したモデル３５と、燃料ポンプの回転数と
燃圧と吐出量との関係を模擬したモデル３６とから成
る。この燃料輸送モデルを逆算して制御補正量演算モデ
ルを導き出す。この補正電流演算モデルは、噴射量を１
回微分して波形整形した値と、該噴射量を２回微分して
波形整形した値とを加算することで、燃料ポンプの制御
補正量を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ポンプを制御
して燃料の圧力（燃圧）を調整するようにした内燃機関
の燃料供給装置に関するものである。
して燃料の圧力（燃圧）を調整するようにした内燃機関
の燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料配管系を簡素化して燃料配管
系の小型化・コストダウンを実現するために、インジェ
クタに送った燃料の余剰分を燃料タンクに戻すリターン
配管を廃止したリターンレス配管構成を採用したものが
ある。このものでは、特開平６−１４７０４７号公報に
示すように、燃料配管系の燃圧を検出する燃圧センサを
設け、その検出結果に基づいて燃圧を目標燃圧に一致さ
せるように、燃料ポンプの内蔵モータへの印加電圧をフ
ィードバック制御するようになっている。
系の小型化・コストダウンを実現するために、インジェ
クタに送った燃料の余剰分を燃料タンクに戻すリターン
配管を廃止したリターンレス配管構成を採用したものが
ある。このものでは、特開平６−１４７０４７号公報に
示すように、燃料配管系の燃圧を検出する燃圧センサを
設け、その検出結果に基づいて燃圧を目標燃圧に一致さ
せるように、燃料ポンプの内蔵モータへの印加電圧をフ
ィードバック制御するようになっている。
【０００３】しかし、このシステムでは、例えばインジ
ェクタの燃料噴射量が急激に増加する過渡時に、エンジ
ンの燃料消費量が増加してから燃料ポンプの吐出量を増
加させることになるため、制御の応答遅れと燃料の輸送
遅れとによって燃圧が一時的に低下してしまう。逆に、
燃料噴射量が急激に減少する過渡時には、エンジンの燃
料消費量が減少してから燃料ポンプの吐出量を減少させ
ることになるため、応答遅れにより燃圧が一時的に上昇
してしまう。このような燃圧変動は、内燃機関に供給す
る混合気の空燃比がずれる原因となり、エミッションの
悪化やドライバビリティの低下を招く原因にもなる。
ェクタの燃料噴射量が急激に増加する過渡時に、エンジ
ンの燃料消費量が増加してから燃料ポンプの吐出量を増
加させることになるため、制御の応答遅れと燃料の輸送
遅れとによって燃圧が一時的に低下してしまう。逆に、
燃料噴射量が急激に減少する過渡時には、エンジンの燃
料消費量が減少してから燃料ポンプの吐出量を減少させ
ることになるため、応答遅れにより燃圧が一時的に上昇
してしまう。このような燃圧変動は、内燃機関に供給す
る混合気の空燃比がずれる原因となり、エミッションの
悪化やドライバビリティの低下を招く原因にもなる。
【０００４】これを回避するために、上記特開平６−１
４７０４７号公報では、要求燃料噴射量の過渡変化度合
いを検出し、この過渡変化度合いに応じて燃料ポンプの
制御量を補正するための補正値をマップにより算出し、
過渡応答遅れを補償するようにしている。
４７０４７号公報では、要求燃料噴射量の過渡変化度合
いを検出し、この過渡変化度合いに応じて燃料ポンプの
制御量を補正するための補正値をマップにより算出し、
過渡応答遅れを補償するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ステムでは、要求燃料噴射量の過渡変化度合いを検出し
たり、その過渡変化度合いに応じて補正値をマップによ
り算出する必要があり、その演算処理が比較的複雑で、
多くのメモリ容量を必要とする欠点がある。
ステムでは、要求燃料噴射量の過渡変化度合いを検出し
たり、その過渡変化度合いに応じて補正値をマップによ
り算出する必要があり、その演算処理が比較的複雑で、
多くのメモリ容量を必要とする欠点がある。
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、比較的簡単な演算処
理又は簡単な構成のハードウエアによって過渡時の燃圧
制御特性を向上することができる内燃機関の燃料供給装
置を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、比較的簡単な演算処
理又は簡単な構成のハードウエアによって過渡時の燃圧
制御特性を向上することができる内燃機関の燃料供給装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、例
えば内燃機関の過渡運転時に生じる燃料供給系の応答遅
れに相当する補正量を燃料タンクからインジェクタまで
の燃料供給系の燃料輸送モデルを用いて演算する。燃料
ポンプは、基本制御量とこの応答遅れ補正量とに基づい
て演算された制御量にて駆動されるので、制御と燃料輸
送の過渡応答遅れを抑制することができる。ひいては、
過渡時の燃料圧力（燃圧）の変動を抑制することができ
るので、エミッションやドライバビリティを向上するこ
とができる。
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、例
えば内燃機関の過渡運転時に生じる燃料供給系の応答遅
れに相当する補正量を燃料タンクからインジェクタまで
の燃料供給系の燃料輸送モデルを用いて演算する。燃料
ポンプは、基本制御量とこの応答遅れ補正量とに基づい
て演算された制御量にて駆動されるので、制御と燃料輸
送の過渡応答遅れを抑制することができる。ひいては、
過渡時の燃料圧力（燃圧）の変動を抑制することができ
るので、エミッションやドライバビリティを向上するこ
とができる。
【０００８】また、請求項１の内燃機関の燃料供給装置
によれば、燃料輸送モデルを用いて応答遅れ補正量を演
算するため、要求燃料噴射量の過渡度合いを検出する必
要はなく、且つ過渡度合いに応じた補正量を記憶したマ
ップを持つ必要もない。よって、大容量のメモリを必要
としない比較的簡単な演算処理で過渡時の応答遅れを抑
制できる。尚、応答遅れ補正量の演算は、例えば電子回
路からなるハードウエアによって実行するようにしても
良い。
によれば、燃料輸送モデルを用いて応答遅れ補正量を演
算するため、要求燃料噴射量の過渡度合いを検出する必
要はなく、且つ過渡度合いに応じた補正量を記憶したマ
ップを持つ必要もない。よって、大容量のメモリを必要
としない比較的簡単な演算処理で過渡時の応答遅れを抑
制できる。尚、応答遅れ補正量の演算は、例えば電子回
路からなるハードウエアによって実行するようにしても
良い。
【０００９】この場合、請求項２のように、燃料輸送モ
デルには、少なくとも燃料ポンプの特性を含ませること
が好ましい。このようにすれば、燃料ポンプの応答遅れ
を確実に補償することができ、燃圧制御特性向上につな
がる。
デルには、少なくとも燃料ポンプの特性を含ませること
が好ましい。このようにすれば、燃料ポンプの応答遅れ
を確実に補償することができ、燃圧制御特性向上につな
がる。
【００１０】更に、請求項３のように、燃料輸送モデル
には、燃料ポンプからインジェクタまでの燃料配管の燃
圧伝搬の遅れを含ませるようにしても良い。このように
すれば、燃料配管の燃圧伝搬の遅れを補償した燃圧制御
が可能となり、燃圧制御特性向上につながる。
には、燃料ポンプからインジェクタまでの燃料配管の燃
圧伝搬の遅れを含ませるようにしても良い。このように
すれば、燃料配管の燃圧伝搬の遅れを補償した燃圧制御
が可能となり、燃圧制御特性向上につながる。
【００１１】また、請求項４のように、燃料輸送モデル
には、燃料配管の弾性係数による配管容積の伸縮特性を
含ませるようにしても良い。このようにすれば、燃圧変
化によって発生する燃料配管容積の弾性伸縮が燃圧の挙
動に与える影響を考慮することができ、燃圧制御特性向
上につながる。
には、燃料配管の弾性係数による配管容積の伸縮特性を
含ませるようにしても良い。このようにすれば、燃圧変
化によって発生する燃料配管容積の弾性伸縮が燃圧の挙
動に与える影響を考慮することができ、燃圧制御特性向
上につながる。
【００１２】また、請求項５のように、燃料輸送モデル
に含まれる燃料ポンプの特性は、回転数と燃圧と吐出量
との関係を考慮して設定すると良い。燃料ポンプの吐出
量は回転数と燃圧に依存して変化するため、これらの関
係を考慮することで、燃料ポンプの特性を精度良く燃圧
制御特性に反映させることができる。
に含まれる燃料ポンプの特性は、回転数と燃圧と吐出量
との関係を考慮して設定すると良い。燃料ポンプの吐出
量は回転数と燃圧に依存して変化するため、これらの関
係を考慮することで、燃料ポンプの特性を精度良く燃圧
制御特性に反映させることができる。
【００１３】或は、請求項６のように、燃料ポンプの特
性を、該燃料ポンプを駆動するモータに加わるトルクを
考慮して設定しても良い。燃料ポンプの駆動モータは制
御電流に応じて発生トルクが変化し、また、ポンプ部の
燃圧により消費トルクが変化する。この発生トルクと消
費トルクとの差が燃料ポンプの駆動モータに加わる。こ
の加わるトルクによって燃料ポンプの回転数や吐出量が
変化するため、モータに加わるトルクを考慮すること
で、燃料ポンプの特性を精度良く燃圧制御特性に反映さ
せることができる。
性を、該燃料ポンプを駆動するモータに加わるトルクを
考慮して設定しても良い。燃料ポンプの駆動モータは制
御電流に応じて発生トルクが変化し、また、ポンプ部の
燃圧により消費トルクが変化する。この発生トルクと消
費トルクとの差が燃料ポンプの駆動モータに加わる。こ
の加わるトルクによって燃料ポンプの回転数や吐出量が
変化するため、モータに加わるトルクを考慮すること
で、燃料ポンプの特性を精度良く燃圧制御特性に反映さ
せることができる。
【００１４】更に、請求項７のように、燃料ポンプの特
性を、イナーシャ（慣性）を考慮して設定しても良い。
燃料ポンプのイナーシャは、燃料ポンプの応答遅れの主
たる要因であるため、イナーシャを考慮することで、燃
料ポンプの特性を精度良く燃圧制御特性に反映させるこ
とができる。
性を、イナーシャ（慣性）を考慮して設定しても良い。
燃料ポンプのイナーシャは、燃料ポンプの応答遅れの主
たる要因であるため、イナーシャを考慮することで、燃
料ポンプの特性を精度良く燃圧制御特性に反映させるこ
とができる。
【００１５】また、請求項８のように、燃料輸送モデル
の式を逆算して求められた逆モデルを用いて燃料供給系
の応答遅れ補正量を演算するようにしても良い。この逆
モデルを用いることで、インジェクタの噴射量（内燃機
関の消費燃料量）から燃料供給系の応答遅れ補正量を容
易に演算することができる。
の式を逆算して求められた逆モデルを用いて燃料供給系
の応答遅れ補正量を演算するようにしても良い。この逆
モデルを用いることで、インジェクタの噴射量（内燃機
関の消費燃料量）から燃料供給系の応答遅れ補正量を容
易に演算することができる。
【００１６】尚、請求項９のように、補正量演算手段
は、内燃機関を制御する内燃機関制御回路内に設けても
良い。このようにすれば、内燃機関制御回路内で全ての
演算処理を行うことができ、補正量演算手段の機能を実
現する専用のマイクロコンピュータが不要となる。
は、内燃機関を制御する内燃機関制御回路内に設けても
良い。このようにすれば、内燃機関制御回路内で全ての
演算処理を行うことができ、補正量演算手段の機能を実
現する専用のマイクロコンピュータが不要となる。
【００１７】或は、請求項１０のように、内燃機関制御
回路からの制御信号に基づいて燃料ポンプを駆動する燃
料ポンプ制御回路内に補正量演算手段を設けても良い。
このようにすれば、内燃機関制御回路の演算負荷を軽減
でき、その分、内燃機関制御回路で実施する点火制御や
噴射制御の能力を向上させることができる。
回路からの制御信号に基づいて燃料ポンプを駆動する燃
料ポンプ制御回路内に補正量演算手段を設けても良い。
このようにすれば、内燃機関制御回路の演算負荷を軽減
でき、その分、内燃機関制御回路で実施する点火制御や
噴射制御の能力を向上させることができる。
【００１８】以上説明した請求項１乃至１０の発明は、
いずれも燃料輸送モデルに基づいて燃料ポンプの制御補
正量を設定するようにしたが、燃料輸送モデルを用いず
に、次のようにしても、ほぼ同様の作用効果が得られ
る。
いずれも燃料輸送モデルに基づいて燃料ポンプの制御補
正量を設定するようにしたが、燃料輸送モデルを用いず
に、次のようにしても、ほぼ同様の作用効果が得られ
る。
【００１９】すなわち、請求項１１では、インジェクタ
の燃料噴射量の一次遅れ分と実噴射量との差分に基づい
て燃料ポンプの応答遅れ補正量を演算する。つまり、燃
料噴射量の一次遅れ分と実噴射量との差分は、燃料噴射
量の変化が急になるほど大きくなるため、この差分に基
づいて燃料供給系の応答遅れ補正量を演算することで、
燃料噴射量の過渡変化度合いに応じた適正な応答遅れ補
正量を演算することができ、過渡時の燃圧変動を抑えた
燃圧制御が可能となる。この場合、燃料噴射量の一次遅
れ分と実噴射量との差分は、簡単な演算処理又は簡単な
構成のハードウエアによって求めることができ、応答遅
れ補正量の演算が容易である。
の燃料噴射量の一次遅れ分と実噴射量との差分に基づい
て燃料ポンプの応答遅れ補正量を演算する。つまり、燃
料噴射量の一次遅れ分と実噴射量との差分は、燃料噴射
量の変化が急になるほど大きくなるため、この差分に基
づいて燃料供給系の応答遅れ補正量を演算することで、
燃料噴射量の過渡変化度合いに応じた適正な応答遅れ補
正量を演算することができ、過渡時の燃圧変動を抑えた
燃圧制御が可能となる。この場合、燃料噴射量の一次遅
れ分と実噴射量との差分は、簡単な演算処理又は簡単な
構成のハードウエアによって求めることができ、応答遅
れ補正量の演算が容易である。
【００２０】或は、請求項１２のように、インジェクタ
の燃料噴射量の変化量に基づいて燃料ポンプの応答遅れ
補正量を演算しても良い。つまり、燃料噴射量の変化量
が燃圧変動の原因になるため、燃料噴射量の変化量に基
づいて燃料供給系の応答遅れ補正量を演算することで、
燃料噴射量の過渡変化度合いに応じた適正な応答遅れ補
正量を演算することができ、過渡時の燃圧変動を抑えた
燃圧制御が可能となる。この場合、燃料噴射量の変化量
は、簡単な演算処理又は簡単な構成のハードウエアによ
って求めることができ、応答遅れ補正量の演算が容易で
ある。
の燃料噴射量の変化量に基づいて燃料ポンプの応答遅れ
補正量を演算しても良い。つまり、燃料噴射量の変化量
が燃圧変動の原因になるため、燃料噴射量の変化量に基
づいて燃料供給系の応答遅れ補正量を演算することで、
燃料噴射量の過渡変化度合いに応じた適正な応答遅れ補
正量を演算することができ、過渡時の燃圧変動を抑えた
燃圧制御が可能となる。この場合、燃料噴射量の変化量
は、簡単な演算処理又は簡単な構成のハードウエアによ
って求めることができ、応答遅れ補正量の演算が容易で
ある。
【００２１】
［実施形態（１）］以下、本発明の実施形態（１）を図
１乃至図１１に基づいて説明する。まず、燃料供給系全
体の構成を図１に基づいて説明する。燃料タンク１１内
には燃料ポンプ１２が設置され、この燃料ポンプ１２の
吸込み口にフィルタ１３が装着されている。この燃料ポ
ンプ１２は、駆動源として直流モータ（図示せず）を内
蔵している。燃料ポンプ１２から吐出される燃料は、燃
料配管１５→燃料フィルタ１６→燃料配管１７の経路で
デリバリパイプ１８に送られ、このデリバリパイプ１８
に取り付けられた各気筒のインジェクタ１９から各気筒
に噴射される。燃料配管系は、構成を簡素化するために
デリバリパイプ１８から燃料の余剰分を燃料タンク１１
に戻すリターン配管を廃止したリターンレス配管構成と
なっている。
１乃至図１１に基づいて説明する。まず、燃料供給系全
体の構成を図１に基づいて説明する。燃料タンク１１内
には燃料ポンプ１２が設置され、この燃料ポンプ１２の
吸込み口にフィルタ１３が装着されている。この燃料ポ
ンプ１２は、駆動源として直流モータ（図示せず）を内
蔵している。燃料ポンプ１２から吐出される燃料は、燃
料配管１５→燃料フィルタ１６→燃料配管１７の経路で
デリバリパイプ１８に送られ、このデリバリパイプ１８
に取り付けられた各気筒のインジェクタ１９から各気筒
に噴射される。燃料配管系は、構成を簡素化するために
デリバリパイプ１８から燃料の余剰分を燃料タンク１１
に戻すリターン配管を廃止したリターンレス配管構成と
なっている。
【００２２】エンジン制御回路２０（内燃機関制御回
路）は、エンジン回転数センサ２１から出力されるエン
ジン回転数Ｎｅや、スロットルセンサ２２から出力され
るスロットル開度等、各種のセンサ情報を読み込んで、
点火時期、燃料噴射量、目標燃圧等を演算し、各インジ
ェクタ１９を駆動すると共に、燃料ポンプ１２を駆動す
る定電流型制御回路２３（燃料ポンプ制御回路）を制御
する。
路）は、エンジン回転数センサ２１から出力されるエン
ジン回転数Ｎｅや、スロットルセンサ２２から出力され
るスロットル開度等、各種のセンサ情報を読み込んで、
点火時期、燃料噴射量、目標燃圧等を演算し、各インジ
ェクタ１９を駆動すると共に、燃料ポンプ１２を駆動す
る定電流型制御回路２３（燃料ポンプ制御回路）を制御
する。
【００２３】この定電流型制御回路２３は、エンジン制
御回路２０からの制御信号により燃料ポンプ１２を駆動
する制御電流値をフィードバック制御する電流フィード
バック回路で構成され、エンジン制御回路２０と定電流
型制御回路２３とから燃料ポンプ１２を制御する燃料ポ
ンプ制御手段が構成されている。エンジン制御回路２０
から定電流型制御回路２３に入力される制御信号はデュ
ーティ信号の形式で入力され、定電流型制御回路２３
は、入力されたデューティ信号を目標電流値に変換し、
燃料ポンプ１２の制御電流値が目標電流値となるように
フィードバック制御する。尚、エンジン制御回路２０か
らの制御信号はデューティ信号に代えてアナログ信号を
用いても良い。
御回路２０からの制御信号により燃料ポンプ１２を駆動
する制御電流値をフィードバック制御する電流フィード
バック回路で構成され、エンジン制御回路２０と定電流
型制御回路２３とから燃料ポンプ１２を制御する燃料ポ
ンプ制御手段が構成されている。エンジン制御回路２０
から定電流型制御回路２３に入力される制御信号はデュ
ーティ信号の形式で入力され、定電流型制御回路２３
は、入力されたデューティ信号を目標電流値に変換し、
燃料ポンプ１２の制御電流値が目標電流値となるように
フィードバック制御する。尚、エンジン制御回路２０か
らの制御信号はデューティ信号に代えてアナログ信号を
用いても良い。
【００２４】上記定電流型制御回路２３は、燃料供給系
の燃料輸送モデル（図２参照）に基づいて燃料ポンプ１
２の制御電流値を補正する補正電流値（応答遅れ補正
量）を演算する補正電流演算回路２４（補正量演算手段
に相当する）を内蔵し、エンジン制御回路２０から入力
された目標電流値を補正電流演算回路２４で演算された
補正電流値で補正する。尚、この補正電流演算回路２４
をエンジン制御回路２０に内蔵し、応答遅れ補正後の制
御信号を定電流型制御回路２３に入力する構成としても
良い。
の燃料輸送モデル（図２参照）に基づいて燃料ポンプ１
２の制御電流値を補正する補正電流値（応答遅れ補正
量）を演算する補正電流演算回路２４（補正量演算手段
に相当する）を内蔵し、エンジン制御回路２０から入力
された目標電流値を補正電流演算回路２４で演算された
補正電流値で補正する。尚、この補正電流演算回路２４
をエンジン制御回路２０に内蔵し、応答遅れ補正後の制
御信号を定電流型制御回路２３に入力する構成としても
良い。
【００２５】次に、燃料輸送モデルの構成について図２
に基づいて説明する。燃料輸送モデルは、燃料ポンプ１
２の特性を模擬したモデル３１と、燃料タンク１１から
インジェクタ１９までの燃料供給系全体の燃圧伝搬遅れ
を模擬したモデル３２と、燃料供給系全体の弾性係数に
よる配管容積の伸縮を模擬したモデル３３とを組み合わ
せて構成されている。更に、燃料ポンプ１２の特性を模
擬したモデル３１は、燃料ポンプ１２のモータに加わる
トルクを模擬したモデル３４と、イナーシャ（慣性）を
模擬したモデル３５と、燃料ポンプ１２の回転数と燃圧
と吐出量との関係を模擬したモデル３６とから成る。
に基づいて説明する。燃料輸送モデルは、燃料ポンプ１
２の特性を模擬したモデル３１と、燃料タンク１１から
インジェクタ１９までの燃料供給系全体の燃圧伝搬遅れ
を模擬したモデル３２と、燃料供給系全体の弾性係数に
よる配管容積の伸縮を模擬したモデル３３とを組み合わ
せて構成されている。更に、燃料ポンプ１２の特性を模
擬したモデル３１は、燃料ポンプ１２のモータに加わる
トルクを模擬したモデル３４と、イナーシャ（慣性）を
模擬したモデル３５と、燃料ポンプ１２の回転数と燃圧
と吐出量との関係を模擬したモデル３６とから成る。
【００２６】まず、燃料ポンプ１２のモータに加わるト
ルクを模擬したモデル３４について説明する。燃料ポン
プ１２の内蔵モータに加わるトルクΔＴp は、制御電流
ｉによる発生トルクＴi と昇圧圧力損失等による消費ト
ルクＴp との差により求められる。 ΔＴp ＝Ｔi −Ｔp
ルクを模擬したモデル３４について説明する。燃料ポン
プ１２の内蔵モータに加わるトルクΔＴp は、制御電流
ｉによる発生トルクＴi と昇圧圧力損失等による消費ト
ルクＴp との差により求められる。 ΔＴp ＝Ｔi −Ｔp
【００２７】ここで、発生トルクＴi は次式で求められ
る。 Ｔi ＝α・φ・ｚ・ｉ （α：定数，φ：マグネット磁束，ｚ：巻線抵抗） この式から明らかなように、発生トルクＴi はマグネッ
ト磁束φ、巻線抵抗ｚ等で決まる。これらは、燃料ポン
プ１２の種類によって異なるが、α・φ・ｚを１つの定
数Ａで置き換えて次式で求めることが可能である。 Ｔi ＝Ａ・ｉ ……（１）
る。 Ｔi ＝α・φ・ｚ・ｉ （α：定数，φ：マグネット磁束，ｚ：巻線抵抗） この式から明らかなように、発生トルクＴi はマグネッ
ト磁束φ、巻線抵抗ｚ等で決まる。これらは、燃料ポン
プ１２の種類によって異なるが、α・φ・ｚを１つの定
数Ａで置き換えて次式で求めることが可能である。 Ｔi ＝Ａ・ｉ ……（１）
【００２８】また、消費トルクＴp は、燃料ポンプ１２
のポンプ部の形状（受圧面積等）とデリバリパイプ１８
から燃料配管１７，１５を通して燃料ポンプ１２に伝搬
されるポンプ部内の燃圧Ｐp とにより決まり、この燃圧
Ｐp にトルクへの変換定数Ｆを乗算することにより算出
される。 Ｔp ＝Ｆ・Ｐp ……（２）
のポンプ部の形状（受圧面積等）とデリバリパイプ１８
から燃料配管１７，１５を通して燃料ポンプ１２に伝搬
されるポンプ部内の燃圧Ｐp とにより決まり、この燃圧
Ｐp にトルクへの変換定数Ｆを乗算することにより算出
される。 Ｔp ＝Ｆ・Ｐp ……（２）
【００２９】図２のモデル３４は、上記（１）式と
（２）式を用いて、燃料ポンプ１２のモータに加わるト
ルクを模擬したが、消費トルクＴp の他に、流体の圧力
損失ＴqとモータのロストルクＴn を考慮して燃料ポン
プ１２のモータに加わるトルクΔＴp を求めれば、更に
精度が高くなる。 ΔＴp ＝Ｔi −（Ｔp ＋Ｔq ＋Ｔn ）
（２）式を用いて、燃料ポンプ１２のモータに加わるト
ルクを模擬したが、消費トルクＴp の他に、流体の圧力
損失ＴqとモータのロストルクＴn を考慮して燃料ポン
プ１２のモータに加わるトルクΔＴp を求めれば、更に
精度が高くなる。 ΔＴp ＝Ｔi −（Ｔp ＋Ｔq ＋Ｔn ）
【００３０】ここで、圧力損失Ｔq は、燃料ポンプ１２
の吐出量Ｑに基づいて次式により求められる（図３参
照）。 Ｔq ＝ｆ１（Ｑ） （ｆ１：吐出量Ｑをパラメータとする関数）
の吐出量Ｑに基づいて次式により求められる（図３参
照）。 Ｔq ＝ｆ１（Ｑ） （ｆ１：吐出量Ｑをパラメータとする関数）
【００３１】また、ロストルクＴn は、燃料ポンプ１２
の回転数Ｎp に基づいて次式により求められる（図４参
照）。 Ｔn ＝ｆ２（Ｎp ） （ｆ２：回転数Ｎp をパラメータとする関数）
の回転数Ｎp に基づいて次式により求められる（図４参
照）。 Ｔn ＝ｆ２（Ｎp ） （ｆ２：回転数Ｎp をパラメータとする関数）
【００３２】一方、イナーシャ（慣性）を模擬したモデ
ル３５の伝達関数は、Ｇ／ｓとなる（Ｇ：定数）。この
イナーシャのモデル３５の伝達関数Ｇ／ｓによって、燃
料ポンプ１２に加わるトルクΔＴp を積分することで、
回転数Ｎp が求められる。
ル３５の伝達関数は、Ｇ／ｓとなる（Ｇ：定数）。この
イナーシャのモデル３５の伝達関数Ｇ／ｓによって、燃
料ポンプ１２に加わるトルクΔＴp を積分することで、
回転数Ｎp が求められる。
【００３３】次に、燃料ポンプ１２の回転数Ｎp と燃圧
Ｐp と吐出量Ｑとの関係を模擬したモデル３６について
説明する。図５に示すように、回転数Ｎp が高くなるほ
ど、吐出量Ｑが増加し、燃圧Ｐp が高くなるほど、吐出
量Ｑが減少する特性があり、この特性は次式で表され
る。 Ｑ＝ａ・Ｎp ＋ｂ ……（３）
Ｐp と吐出量Ｑとの関係を模擬したモデル３６について
説明する。図５に示すように、回転数Ｎp が高くなるほ
ど、吐出量Ｑが増加し、燃圧Ｐp が高くなるほど、吐出
量Ｑが減少する特性があり、この特性は次式で表され
る。 Ｑ＝ａ・Ｎp ＋ｂ ……（３）
【００３４】ここで、ａは図５の直線の傾き、ｂは縦軸
の切片であり、次式で求められる。 ａ＝Ｂ・Ｐp ＋Ｃ ……（４） ｂ＝Ｄ・Ｐp ＋Ｅ ……（５） （Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ：定数）
の切片であり、次式で求められる。 ａ＝Ｂ・Ｐp ＋Ｃ ……（４） ｂ＝Ｄ・Ｐp ＋Ｅ ……（５） （Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ：定数）
【００３５】このモデル３６では、燃料ポンプ１２内の
燃圧Ｐp を基にして上記（４），（５）式の演算を行っ
て図５の直線の傾きａと縦軸の切片ｂを求め、これら
ａ，ｂとイナーシャのモデル３５の出力値である回転数
Ｎp を用いて上記（３）式の演算を行って吐出量Ｑを求
める。これにより、燃料ポンプ１２の吐出量Ｑを精度良
く求めることができる。
燃圧Ｐp を基にして上記（４），（５）式の演算を行っ
て図５の直線の傾きａと縦軸の切片ｂを求め、これら
ａ，ｂとイナーシャのモデル３５の出力値である回転数
Ｎp を用いて上記（３）式の演算を行って吐出量Ｑを求
める。これにより、燃料ポンプ１２の吐出量Ｑを精度良
く求めることができる。
【００３６】次に、燃料配管１５，１７の燃圧伝搬遅れ
を模擬したモデル３２について説明する。燃料配管１
５，１７の燃圧伝搬は、実際には、燃料配管１５，１７
を微小間隔に区切り、隣り合う２つの領域の圧力差によ
り流体に加わる力を求める方法を用いるが、このモデル
３２では、燃圧伝搬の特徴のみをとらえるため、一次遅
れにより近似する。伝搬遅れ（時定数：Ｔ）は、燃料配
管１５，１７の形状や材質等によって変化するので、車
種毎に時定数Ｔの適合が必要となる。
を模擬したモデル３２について説明する。燃料配管１
５，１７の燃圧伝搬は、実際には、燃料配管１５，１７
を微小間隔に区切り、隣り合う２つの領域の圧力差によ
り流体に加わる力を求める方法を用いるが、このモデル
３２では、燃圧伝搬の特徴のみをとらえるため、一次遅
れにより近似する。伝搬遅れ（時定数：Ｔ）は、燃料配
管１５，１７の形状や材質等によって変化するので、車
種毎に時定数Ｔの適合が必要となる。
【００３７】次に、燃料配管系（デリバリパイプ１８を
含む）の弾性係数Ｅによる配管容積の伸縮を模擬したモ
デル３３について説明する。燃料配管系の燃圧の変化Ｐ
／dtは燃料配管系への流入量Ｑinと流出量Ｑout との差
と容積Ｖの比に弾性係数Ｅを乗算して求められる。 Ｐ／dt＝｛（Ｑin−Ｑout ）／Ｖ｝・Ｅ ＝（Ｑin−Ｑout ）・Ｈ （但し、Ｈ＝Ｅ／Ｖ）
含む）の弾性係数Ｅによる配管容積の伸縮を模擬したモ
デル３３について説明する。燃料配管系の燃圧の変化Ｐ
／dtは燃料配管系への流入量Ｑinと流出量Ｑout との差
と容積Ｖの比に弾性係数Ｅを乗算して求められる。 Ｐ／dt＝｛（Ｑin−Ｑout ）／Ｖ｝・Ｅ ＝（Ｑin−Ｑout ）・Ｈ （但し、Ｈ＝Ｅ／Ｖ）
【００３８】このモデル３３では、上記伝搬遅れの場合
と同じく、特徴をつかむため、それぞれの値は燃料供給
系全体でまとめたものを用いる。 つまり、Ｑin：燃料ポンプ１２の吐出量が遅れて伝わっ
た量 Ｑout ：エンジン消費燃料量 Ｖ：燃料ポンプ１２や燃料フィルタ１６を含む燃料配管
系の全容積 Ｅ：燃料の弾性も考慮した総合弾性係数
と同じく、特徴をつかむため、それぞれの値は燃料供給
系全体でまとめたものを用いる。 つまり、Ｑin：燃料ポンプ１２の吐出量が遅れて伝わっ
た量 Ｑout ：エンジン消費燃料量 Ｖ：燃料ポンプ１２や燃料フィルタ１６を含む燃料配管
系の全容積 Ｅ：燃料の弾性も考慮した総合弾性係数
【００３９】以上のように構成された燃料輸送モデルか
ら図６に示す補正電流演算モデルを導き出す。この補正
電流演算モデルは、インジェクタ１９の噴射量（エンジ
ン消費燃料量）Ｑout から補正電流Δｉを算出するモデ
ルであり、燃料輸送モデルの式を逆算することで設定さ
れている（つまり補正電流演算モデルは燃料輸送モデル
の逆モデルである）。この補正電流演算モデルは、噴射
量Ｑout を１回微分して波形整形した値と、該噴射量Ｑ
out を２回微分して波形整形した値とを加算すること
で、補正電流（応答遅れ補正量）Δｉを求める。そし
て、この補正電流Δｉを、エンジン制御回路２０で設定
した目標電流値（基本制御量）ｉbas に加算すること
で、目標電流値を補正し、燃料ポンプ１２の制御電流ｉ
を補正する。これら一連の処理は、補正電流演算回路２
４を内蔵した定電流型制御回路２３によってソフト的又
はハード的に行われる。
ら図６に示す補正電流演算モデルを導き出す。この補正
電流演算モデルは、インジェクタ１９の噴射量（エンジ
ン消費燃料量）Ｑout から補正電流Δｉを算出するモデ
ルであり、燃料輸送モデルの式を逆算することで設定さ
れている（つまり補正電流演算モデルは燃料輸送モデル
の逆モデルである）。この補正電流演算モデルは、噴射
量Ｑout を１回微分して波形整形した値と、該噴射量Ｑ
out を２回微分して波形整形した値とを加算すること
で、補正電流（応答遅れ補正量）Δｉを求める。そし
て、この補正電流Δｉを、エンジン制御回路２０で設定
した目標電流値（基本制御量）ｉbas に加算すること
で、目標電流値を補正し、燃料ポンプ１２の制御電流ｉ
を補正する。これら一連の処理は、補正電流演算回路２
４を内蔵した定電流型制御回路２３によってソフト的又
はハード的に行われる。
【００４０】次に、燃料輸送モデル（補正電流演算モデ
ル）を用いた燃料ポンプ１２の制御方法の一例を図９の
フローチャートに従って説明する。まず、ステップ１０
１で、エンジン運転状態（例えばエンジン回転数，燃料
噴射量，吸気管圧力，エンジン冷却水温等）を読み込
み、次のステップ１０２で、始動時か否かを判定する。
始動時の場合には、ステップ１０３に進み、始動時の基
本制御量ｉbas （始動時目標燃圧）を例えばエンジン冷
却水温に応じて設定する。この際、例えば図１０に示す
ように、エンジン冷却水温が高くなるほど、始動時目標
燃圧を高くするように設定する。この理由は、高温再始
動時に燃料配管内のベーパ発生を抑制して始動性を向上
させるためである。
ル）を用いた燃料ポンプ１２の制御方法の一例を図９の
フローチャートに従って説明する。まず、ステップ１０
１で、エンジン運転状態（例えばエンジン回転数，燃料
噴射量，吸気管圧力，エンジン冷却水温等）を読み込
み、次のステップ１０２で、始動時か否かを判定する。
始動時の場合には、ステップ１０３に進み、始動時の基
本制御量ｉbas （始動時目標燃圧）を例えばエンジン冷
却水温に応じて設定する。この際、例えば図１０に示す
ように、エンジン冷却水温が高くなるほど、始動時目標
燃圧を高くするように設定する。この理由は、高温再始
動時に燃料配管内のベーパ発生を抑制して始動性を向上
させるためである。
【００４１】尚、図１０の例では、エンジン冷却水温に
応じて始動時目標燃圧を２段階に設定するようにしてい
るが、３段階以上に設定しても良い。或は、始動時目標
燃圧を段階的に変化させるのではなく、図１０に点線で
示すように、燃料の飽和蒸気圧特性に基づいてエンジン
冷却水温に応じて始動時目標燃圧を連続的に設定しても
良く、また、これを単純化するためにエンジン冷却水温
に応じて始動時目標燃圧をリニアに変化させるようにし
ても良い。また、エンジン冷却水温の代わりに、デリバ
リパイプ１８内の燃料温度又は吸気温度を検出して、こ
の燃料温度又は吸気温度に応じて始動時目標燃圧を設定
するようにしても良い。この他、処理を単純化するため
に、始動時目標燃圧を常に一定の高燃圧に制御するよう
にしても良い。
応じて始動時目標燃圧を２段階に設定するようにしてい
るが、３段階以上に設定しても良い。或は、始動時目標
燃圧を段階的に変化させるのではなく、図１０に点線で
示すように、燃料の飽和蒸気圧特性に基づいてエンジン
冷却水温に応じて始動時目標燃圧を連続的に設定しても
良く、また、これを単純化するためにエンジン冷却水温
に応じて始動時目標燃圧をリニアに変化させるようにし
ても良い。また、エンジン冷却水温の代わりに、デリバ
リパイプ１８内の燃料温度又は吸気温度を検出して、こ
の燃料温度又は吸気温度に応じて始動時目標燃圧を設定
するようにしても良い。この他、処理を単純化するため
に、始動時目標燃圧を常に一定の高燃圧に制御するよう
にしても良い。
【００４２】一方、始動後であれば、ステップ１０２か
らステップ１０３に進み、始動後の基本制御量ｉbas
（始動後の目標燃圧）を例えばエンジン負荷に応じて設
定する。図１１は、始動後の目標燃圧を設定するマップ
の一例を示している。このマップは、エンジン負荷の情
報であるエンジン回転数と吸気管圧力をパラメータと
し、始動後の目標燃圧を、低負荷時には低く、高負荷時
に高く設定する。これにより、低負荷時の燃料ポンプ１
２の騒音低減と燃費向上（消費電力低減）を図り、高負
荷時に目標燃圧を高くしてエンジン性能を向上させる。
尚、図１１のマップは、あくまでも一例であり、目標燃
圧の設定値を適宜変更しても良いことは言うまでもな
い。また、エンジン回転数と吸気管圧力のいずれか一方
のみで目標燃圧を設定しても良く、更には、エンジン冷
却水温、吸気温度、燃料温度等の他の情報を用いて目標
燃圧を設定しても良い。勿論、始動後の目標燃圧を一定
燃圧に固定するようにしても良い。
らステップ１０３に進み、始動後の基本制御量ｉbas
（始動後の目標燃圧）を例えばエンジン負荷に応じて設
定する。図１１は、始動後の目標燃圧を設定するマップ
の一例を示している。このマップは、エンジン負荷の情
報であるエンジン回転数と吸気管圧力をパラメータと
し、始動後の目標燃圧を、低負荷時には低く、高負荷時
に高く設定する。これにより、低負荷時の燃料ポンプ１
２の騒音低減と燃費向上（消費電力低減）を図り、高負
荷時に目標燃圧を高くしてエンジン性能を向上させる。
尚、図１１のマップは、あくまでも一例であり、目標燃
圧の設定値を適宜変更しても良いことは言うまでもな
い。また、エンジン回転数と吸気管圧力のいずれか一方
のみで目標燃圧を設定しても良く、更には、エンジン冷
却水温、吸気温度、燃料温度等の他の情報を用いて目標
燃圧を設定しても良い。勿論、始動後の目標燃圧を一定
燃圧に固定するようにしても良い。
【００４３】また、始動前の目標燃圧と始動後の目標燃
圧を同じ一定燃圧にしても良い。この場合には、ステッ
プ１０２〜１０４の処理を省略できる。尚、ステップ１
０２〜１０４の処理は、特許請求の範囲でいう基本制御
量演算手段としての役割を果たす。
圧を同じ一定燃圧にしても良い。この場合には、ステッ
プ１０２〜１０４の処理を省略できる。尚、ステップ１
０２〜１０４の処理は、特許請求の範囲でいう基本制御
量演算手段としての役割を果たす。
【００４４】基本制御量ｉbas （目標燃圧）の設定後、
ステップ１０５に進み、燃料タンク１１からインジェク
タ１９までの燃料輸送モデルの逆モデル（補正電流演算
モデル）に基づいて応答遅れ補正量Δｉ（補正電流）を
算出する。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲
でいう補正量演算手段としての役割を果たす。
ステップ１０５に進み、燃料タンク１１からインジェク
タ１９までの燃料輸送モデルの逆モデル（補正電流演算
モデル）に基づいて応答遅れ補正量Δｉ（補正電流）を
算出する。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲
でいう補正量演算手段としての役割を果たす。
【００４５】応答遅れ補正量Δｉの算出後、ステップ１
０６に進み、基本制御量ｉbas に応答遅れ補正量Δｉを
加算することで、燃料ポンプ１２の制御電流ｉを算出
し、この制御電流ｉにて燃料ポンプ１２を制御する。こ
のステップ１０６の処理が特許請求の範囲でいう燃料ポ
ンプ制御量演算手段としての役割を果たす。尚、ステッ
プ１０１〜１０４の処理はエンジン制御回路２０にて実
行され、ステップ１０５，１０６の処理は定電流型制御
回路２３にて実行される。
０６に進み、基本制御量ｉbas に応答遅れ補正量Δｉを
加算することで、燃料ポンプ１２の制御電流ｉを算出
し、この制御電流ｉにて燃料ポンプ１２を制御する。こ
のステップ１０６の処理が特許請求の範囲でいう燃料ポ
ンプ制御量演算手段としての役割を果たす。尚、ステッ
プ１０１〜１０４の処理はエンジン制御回路２０にて実
行され、ステップ１０５，１０６の処理は定電流型制御
回路２３にて実行される。
【００４６】次に、燃料輸送モデル（補正電流演算モデ
ル）を用いて燃料ポンプ１２の制御電流を補正する効果
を図７及び図８のタイムチャートを用いて説明する。
ル）を用いて燃料ポンプ１２の制御電流を補正する効果
を図７及び図８のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】従来の定電流制御方式では、噴射量が急激
に増減する過渡時でも、燃料ポンプ１２のモータに供給
する制御電流が一定であるため、噴射量の急激な変化に
対して燃料ポンプ１２の回転数（吐出能力）の変化が遅
れて、噴射量の急激な変化に対する吐出量の追従性が悪
い。このため、過渡時に、デリバリパイプ１８内の燃圧
が大きく変動し、内燃機関に供給する混合気の空燃比が
ずれて、エミッションの悪化やドライバビリティの低下
を招く。
に増減する過渡時でも、燃料ポンプ１２のモータに供給
する制御電流が一定であるため、噴射量の急激な変化に
対して燃料ポンプ１２の回転数（吐出能力）の変化が遅
れて、噴射量の急激な変化に対する吐出量の追従性が悪
い。このため、過渡時に、デリバリパイプ１８内の燃圧
が大きく変動し、内燃機関に供給する混合気の空燃比が
ずれて、エミッションの悪化やドライバビリティの低下
を招く。
【００４８】これに対し、本実施形態では、図８に示す
ように、噴射量を１回微分して波形整形した値と、該噴
射量を２回微分して波形整形した値とを加算すること
で、補正電流Δｉを求め、この補正電流Δｉを目標電流
値に加算して、燃料ポンプ１２の制御電流を補正する。
これにより、過渡時に、噴射量の変化に対して燃料ポン
プ１２の回転数（吐出能力）が追従性良く変化し、噴射
量の変化に対する吐出量の追従性が良くなって、過渡時
のデリバリパイプ１８内の燃圧変動が抑制される。この
結果、過渡時でも、内燃機関に供給する混合気の空燃比
がずれなくなり、エミッションやドライバビリティを向
上できる。
ように、噴射量を１回微分して波形整形した値と、該噴
射量を２回微分して波形整形した値とを加算すること
で、補正電流Δｉを求め、この補正電流Δｉを目標電流
値に加算して、燃料ポンプ１２の制御電流を補正する。
これにより、過渡時に、噴射量の変化に対して燃料ポン
プ１２の回転数（吐出能力）が追従性良く変化し、噴射
量の変化に対する吐出量の追従性が良くなって、過渡時
のデリバリパイプ１８内の燃圧変動が抑制される。この
結果、過渡時でも、内燃機関に供給する混合気の空燃比
がずれなくなり、エミッションやドライバビリティを向
上できる。
【００４９】また、本実施形態では、定電流型制御回路
２３と燃料ポンプ１２の負荷を低減するため、制御電流
を０〜５Ａの範囲に制限（ガード）している。これによ
り、定電流型制御回路２３の構成を簡単化して、低コス
ト化できると共に、定電流型制御回路２３と燃料ポンプ
１２を過負荷にならないように保護することができ、耐
久性・信頼性を向上させることができる。但し、制御電
流の制限範囲は、０〜５Ａに限定されないことは言うま
でもない。
２３と燃料ポンプ１２の負荷を低減するため、制御電流
を０〜５Ａの範囲に制限（ガード）している。これによ
り、定電流型制御回路２３の構成を簡単化して、低コス
ト化できると共に、定電流型制御回路２３と燃料ポンプ
１２を過負荷にならないように保護することができ、耐
久性・信頼性を向上させることができる。但し、制御電
流の制限範囲は、０〜５Ａに限定されないことは言うま
でもない。
【００５０】［実施形態（２）］上記実施形態（１）の
燃料輸送モデルでは、図２に示すように、燃料配管系の
燃圧伝搬遅れを模擬したモデル３２と、燃料配管系の弾
性係数による配管容積の伸縮を模擬したモデル３３との
双方を考慮している。
燃料輸送モデルでは、図２に示すように、燃料配管系の
燃圧伝搬遅れを模擬したモデル３２と、燃料配管系の弾
性係数による配管容積の伸縮を模擬したモデル３３との
双方を考慮している。
【００５１】これに対し、図１２に示す実施形態（２）
の燃料輸送モデルでは、燃料配管系のの燃圧伝搬遅れを
燃料配管系の膨張による燃圧変動の吸収とみなし、燃料
配管系の燃圧伝搬遅れを模擬したモデル３２を省略した
構成としている。従って、燃料輸送モデルは、燃料ポン
プ１２の特性のモデル３１と燃料配管系の弾性係数のモ
デル３３とから構成されている。これ以外は図２のモデ
ルと同じである。
の燃料輸送モデルでは、燃料配管系のの燃圧伝搬遅れを
燃料配管系の膨張による燃圧変動の吸収とみなし、燃料
配管系の燃圧伝搬遅れを模擬したモデル３２を省略した
構成としている。従って、燃料輸送モデルは、燃料ポン
プ１２の特性のモデル３１と燃料配管系の弾性係数のモ
デル３３とから構成されている。これ以外は図２のモデ
ルと同じである。
【００５２】また、実施形態（２）の補正電流演算モデ
ルは、図１３に示すように、噴射量Ｑout の微分値（す
なわち変化量）に定数Ｍを乗算して補正電流Δｉを求め
る。これにより、噴射量Ｑout の変化の度合いに応じた
適正な補正電流Δｉを設定することができ、過渡時の燃
圧変動を抑えた燃圧制御が可能となる。尚、この実施形
態（２）においても、図６の補正電流演算モデルを用い
ても良い。
ルは、図１３に示すように、噴射量Ｑout の微分値（す
なわち変化量）に定数Ｍを乗算して補正電流Δｉを求め
る。これにより、噴射量Ｑout の変化の度合いに応じた
適正な補正電流Δｉを設定することができ、過渡時の燃
圧変動を抑えた燃圧制御が可能となる。尚、この実施形
態（２）においても、図６の補正電流演算モデルを用い
ても良い。
【００５３】［実施形態（３）］実施形態（３）では、
燃料配管系の弾性係数に応じた膨張を燃料配管系の燃圧
伝搬遅れとみなし、図１４に示すように、燃料輸送モデ
ルを、燃料ポンプ１２の特性のモデル３１と燃料配管系
の燃圧伝搬遅れのモデル３２とから構成している。この
場合、燃圧Ｐの変化Ｐ／ｄｔは次式で求められる。 Ｐ／ｄｔ＝（Ｑin−Ｑout ）・Ｈ” （Ｑin：吐出量，Ｑout ：噴射量，Ｈ”：定数） 尚、補正電流演算モデルは、図６又は図１３の補正電流
演算モデルを用いれば良い。
燃料配管系の弾性係数に応じた膨張を燃料配管系の燃圧
伝搬遅れとみなし、図１４に示すように、燃料輸送モデ
ルを、燃料ポンプ１２の特性のモデル３１と燃料配管系
の燃圧伝搬遅れのモデル３２とから構成している。この
場合、燃圧Ｐの変化Ｐ／ｄｔは次式で求められる。 Ｐ／ｄｔ＝（Ｑin−Ｑout ）・Ｈ” （Ｑin：吐出量，Ｑout ：噴射量，Ｈ”：定数） 尚、補正電流演算モデルは、図６又は図１３の補正電流
演算モデルを用いれば良い。
【００５４】［実施形態（４）］実施形態（４）では、
燃料配管系の燃圧伝搬遅れと弾性係数を燃料ポンプ１２
の特性（イナーシャ等）に含めたモデルとし、図１５に
示すように、燃料輸送モデルを燃料ポンプ１２の特性の
モデル３１のみで構成している。この場合も、補正電流
演算モデルは、図６又は図１３の補正電流演算モデルを
用いれば良い。
燃料配管系の燃圧伝搬遅れと弾性係数を燃料ポンプ１２
の特性（イナーシャ等）に含めたモデルとし、図１５に
示すように、燃料輸送モデルを燃料ポンプ１２の特性の
モデル３１のみで構成している。この場合も、補正電流
演算モデルは、図６又は図１３の補正電流演算モデルを
用いれば良い。
【００５５】［実施形態（５）］図１３に示す補正電流
演算モデルでは、噴射量Ｑout の微分値に定数Ｍを乗算
して補正電流Δｉを求めるようにしたが、実施形態
（５）では、図１６に示すように噴射量Ｑout とその一
次遅れ分との差分に定数Ｍ’を乗算して補正電流Δｉを
求めるようにしている。このようにしても、図１３の補
正電流演算モデルと実質的に同じ補正電流Δｉが得られ
る。図１３と図１６の補正電流演算モデルは、制御電流
を十分に低い値に制限する場合（例えば０〜５Ａ）に、
簡易的なモデルとして用いることができ、回路構成や演
算処理を簡単化できる。
演算モデルでは、噴射量Ｑout の微分値に定数Ｍを乗算
して補正電流Δｉを求めるようにしたが、実施形態
（５）では、図１６に示すように噴射量Ｑout とその一
次遅れ分との差分に定数Ｍ’を乗算して補正電流Δｉを
求めるようにしている。このようにしても、図１３の補
正電流演算モデルと実質的に同じ補正電流Δｉが得られ
る。図１３と図１６の補正電流演算モデルは、制御電流
を十分に低い値に制限する場合（例えば０〜５Ａ）に、
簡易的なモデルとして用いることができ、回路構成や演
算処理を簡単化できる。
【００５６】［実施形態（６）］実施形態（６）では、
図１７に示す燃料輸送モデルを用いる。この燃料輸送モ
デルは、逆モデル（補正電流演算モデル）を算出しやす
くするために、燃料ポンプ１２の回転数Ｎp と燃圧Ｐp
と吐出量Ｑとの関係を模擬した燃料ポンプモデル３６を
簡略化したものであり、これ以外は、前記実施形態
（１）で用いた図２の燃料輸送モデルと同じである。
図１７に示す燃料輸送モデルを用いる。この燃料輸送モ
デルは、逆モデル（補正電流演算モデル）を算出しやす
くするために、燃料ポンプ１２の回転数Ｎp と燃圧Ｐp
と吐出量Ｑとの関係を模擬した燃料ポンプモデル３６を
簡略化したものであり、これ以外は、前記実施形態
（１）で用いた図２の燃料輸送モデルと同じである。
【００５７】図１７の燃料輸送モデルで用いる燃料ポン
プモデル３６は、燃料ポンプ１２の回転数Ｎp と燃圧Ｐ
p と吐出量Ｑとの関係を次式により模擬している。 Ｑ＝Ｂ’・Ｎp ＋ｂ ｂ＝Ｄ・Ｐp ＋Ｅ （Ｂ’，Ｄ，Ｅ：定数）
プモデル３６は、燃料ポンプ１２の回転数Ｎp と燃圧Ｐ
p と吐出量Ｑとの関係を次式により模擬している。 Ｑ＝Ｂ’・Ｎp ＋ｂ ｂ＝Ｄ・Ｐp ＋Ｅ （Ｂ’，Ｄ，Ｅ：定数）
【００５８】図１７の燃料輸送モデルを、燃圧Ｐ、噴射
量Ｑout 、電流ｉの伝達関数で表現すると、次の（６）
式のようになり、この伝達関数から燃料供給系の応答遅
れ要素を抽出する。 Ｐ＝Ｇ1(ｓ）・ｉ＋Ｇ2(ｓ）・Ｑout ＋Ｇ3(ｓ） ……（６） ここで、Ｇ1(ｓ）、Ｇ2(ｓ）、Ｇ3(ｓ）は次式で表され
る。
量Ｑout 、電流ｉの伝達関数で表現すると、次の（６）
式のようになり、この伝達関数から燃料供給系の応答遅
れ要素を抽出する。 Ｐ＝Ｇ1(ｓ）・ｉ＋Ｇ2(ｓ）・Ｑout ＋Ｇ3(ｓ） ……（６） ここで、Ｇ1(ｓ）、Ｇ2(ｓ）、Ｇ3(ｓ）は次式で表され
る。
【００５９】
【数１】
【００６０】ここで、噴射量Ｑout がＱout ＋ΔＱout
に変化したときに、燃圧Ｐを一定に保つための電流値を
ｉ＋Δｉとすると、前記（６）式は次の（７）式のよう
になる。 Ｐ＝Ｇ1(ｓ）・（ｉ＋Δｉ）＋Ｇ2(ｓ）・（Ｑout ＋ΔＱout ）＋Ｇ3(ｓ） ……（７）
に変化したときに、燃圧Ｐを一定に保つための電流値を
ｉ＋Δｉとすると、前記（６）式は次の（７）式のよう
になる。 Ｐ＝Ｇ1(ｓ）・（ｉ＋Δｉ）＋Ｇ2(ｓ）・（Ｑout ＋ΔＱout ）＋Ｇ3(ｓ） ……（７）
【００６１】これら（６）式と（７）式から次の（８）
式で表される補正電流演算モデル（逆モデル）が導き出
される。 Δｉ＝−Ｇ2(ｓ）／Ｇ1(ｓ）・ΔＱout ……（８） この（８）式を整理すると、補正電流演算モデルの式は
次のようになる。
式で表される補正電流演算モデル（逆モデル）が導き出
される。 Δｉ＝−Ｇ2(ｓ）／Ｇ1(ｓ）・ΔＱout ……（８） この（８）式を整理すると、補正電流演算モデルの式は
次のようになる。
【００６２】
【数２】
【００６３】この補正電流演算モデルの式を用いて、補
正電流Δｉを算出すれば、過渡時に噴射量Ｑout の変化
に対して燃料ポンプ１２の回転数（吐出能力）が追従性
良く変化し、噴射量Ｑout の変化に対する吐出量の追従
性が良くなって、過渡時のデリバリパイプ１８内の燃圧
変動が抑制される。この結果、過渡時でも、内燃機関に
供給する混合気の空燃比がずれなくなり、エミッション
やドライバビリティを向上できる。
正電流Δｉを算出すれば、過渡時に噴射量Ｑout の変化
に対して燃料ポンプ１２の回転数（吐出能力）が追従性
良く変化し、噴射量Ｑout の変化に対する吐出量の追従
性が良くなって、過渡時のデリバリパイプ１８内の燃圧
変動が抑制される。この結果、過渡時でも、内燃機関に
供給する混合気の空燃比がずれなくなり、エミッション
やドライバビリティを向上できる。
【００６４】［実施形態（７）］前記実施形態（１）で
説明した図１のシステム構成例では、定電流型制御回路
２３内に補正電流演算回路２４を設けたが、図１８に示
す実施形態（７）では、補正電流演算回路２４をエンジ
ン制御回路２０内に設けている。この場合、補正電流演
算回路２４はハードウエアで構成しても良いが、これと
同じ機能をエンジン制御回路２０内のマイクロコンピュ
ータが実行するソフトウエア（プログラム）で実現する
ようにしても良い。
説明した図１のシステム構成例では、定電流型制御回路
２３内に補正電流演算回路２４を設けたが、図１８に示
す実施形態（７）では、補正電流演算回路２４をエンジ
ン制御回路２０内に設けている。この場合、補正電流演
算回路２４はハードウエアで構成しても良いが、これと
同じ機能をエンジン制御回路２０内のマイクロコンピュ
ータが実行するソフトウエア（プログラム）で実現する
ようにしても良い。
【００６５】この実施形態（７）においても、前述した
いずれかの実施形態で用いた補正電流演算モデルによっ
て補正電流Δｉを算出すれば良い。
いずれかの実施形態で用いた補正電流演算モデルによっ
て補正電流Δｉを算出すれば良い。
【００６６】［その他の実施形態］上記各実施形態
（１）〜（７）は、いずれも、燃料ポンプ１２の制御電
流を一定に制御する定電流制御方式の燃料供給システム
に本発明を適用したものであるが、燃料配管系の燃圧を
検出する燃圧センサを設け、その検出結果に基づいて燃
圧を目標燃圧に一致させるように、燃料ポンプの印加電
圧をフィードバック制御する電圧制御方式の燃料供給シ
ステムに本発明を適用しても良い。この場合には、前述
したいずれかのモデルを用いて補正電圧を求め、目標電
圧をこの補正電圧で補正すれば良い。
（１）〜（７）は、いずれも、燃料ポンプ１２の制御電
流を一定に制御する定電流制御方式の燃料供給システム
に本発明を適用したものであるが、燃料配管系の燃圧を
検出する燃圧センサを設け、その検出結果に基づいて燃
圧を目標燃圧に一致させるように、燃料ポンプの印加電
圧をフィードバック制御する電圧制御方式の燃料供給シ
ステムに本発明を適用しても良い。この場合には、前述
したいずれかのモデルを用いて補正電圧を求め、目標電
圧をこの補正電圧で補正すれば良い。
【図１】本発明の実施形態（１）を示す燃料供給システ
ム全体の概略構成図
ム全体の概略構成図
【図２】燃料輸送モデルの構成図
【図３】燃料ポンプの吐出量Ｑと圧力損失Ｔq との関係
を示す図
を示す図
【図４】燃料ポンプの回転数Ｎp とロストルクＴn との
関係を示す図
関係を示す図
【図５】燃料ポンプの回転数Ｎp と吐出量Ｑと燃圧との
関係を示す図
関係を示す図
【図６】補正電流演算モデルの構成図
【図７】過渡時の制御例を示すタイムチャート
【図８】制御電流、補正電流、噴射量の１回微分と２回
微分との関係を示すタイムチャート
微分との関係を示すタイムチャート
【図９】燃料ポンプ制御プログラムの処理の流れを示す
フローチャート
フローチャート
【図１０】エンジン冷却水温に応じて始動時目標燃圧を
設定するマップの一例を示す図
設定するマップの一例を示す図
【図１１】エンジン回転数と吸気管圧力に応じて始動後
の目標燃圧を設定するマップの一例を示す図
の目標燃圧を設定するマップの一例を示す図
【図１２】本発明の実施形態（２）の燃料輸送モデルの
構成図
構成図
【図１３】本発明の実施形態（２）の補正電流演算モデ
ルの構成図
ルの構成図
【図１４】本発明の実施形態（３）の燃料輸送モデルの
構成図
構成図
【図１５】本発明の実施形態（４）の燃料輸送モデルの
構成図
構成図
【図１６】本発明の実施形態（５）の補正電流演算モデ
ルの構成図
ルの構成図
【図１７】本発明の実施形態（６）の燃料輸送モデルの
構成図
構成図
【図１８】本発明の実施形態（７）を示す燃料供給シス
テム全体の概略構成図
テム全体の概略構成図
１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１５…燃料配
管、１６…燃料フィルタ、１７…燃料配管、１８…デリ
バリパイプ、１９…インジェクタ、２０…エンジン制御
回路（燃料ポンプ制御手段，基本制御量演算手段，内燃
機関制御回路）、２３…定電流型制御回路（燃料ポンプ
制御手段，燃料ポンプ制御量演算手段，燃料ポンプ制御
回路）、２４…補正電流演算回路（補正量演算手段）、
３１…燃料ポンプの特性を模擬したモデル、３２…燃料
配管の燃圧伝搬遅れを模擬したモデル、３３…燃料配管
の弾性係数による燃圧変化特性を模擬したモデル、３４
…燃料ポンプのモータの制御電流と発生トルクとの関係
を模擬したモデル、３５…イナーシャを模擬したモデ
ル、３６…燃料ポンプの回転数と燃圧と吐出量との関係
を模擬したモデル。
管、１６…燃料フィルタ、１７…燃料配管、１８…デリ
バリパイプ、１９…インジェクタ、２０…エンジン制御
回路（燃料ポンプ制御手段，基本制御量演算手段，内燃
機関制御回路）、２３…定電流型制御回路（燃料ポンプ
制御手段，燃料ポンプ制御量演算手段，燃料ポンプ制御
回路）、２４…補正電流演算回路（補正量演算手段）、
３１…燃料ポンプの特性を模擬したモデル、３２…燃料
配管の燃圧伝搬遅れを模擬したモデル、３３…燃料配管
の弾性係数による燃圧変化特性を模擬したモデル、３４
…燃料ポンプのモータの制御電流と発生トルクとの関係
を模擬したモデル、３５…イナーシャを模擬したモデ
ル、３６…燃料ポンプの回転数と燃圧と吐出量との関係
を模擬したモデル。
Claims (12)
- 【請求項１】 燃料タンク内の燃料をインジェクタに送
る燃料ポンプと、 前記燃料ポンプを制御して前記インジェクタに供給する
燃料の圧力を調整する燃料ポンプ制御手段とを備え、 前記燃料ポンプ制御手段は、前記インジェクタに供給す
る燃料の圧力が目標燃料圧力となるように基本制御量を
演算する基本制御量演算手段と、前記燃料タンクから前
記インジェクタまでの燃料供給系の燃料輸送モデルに基
づいて前記燃料供給系の応答遅れ補正量を演算する補正
量演算手段と、前記基本制御量と前記応答遅れ補正量と
に基づいて前記燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御量
を演算する燃料ポンプ制御量演算手段とを備えることを
特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項２】 前記燃料輸送モデルは、少なくとも前記
燃料ポンプの特性を含むことを特徴とする請求項１に記
載の内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項３】 前記燃料輸送モデルは、前記燃料ポンプ
から前記インジェクタまでの燃料配管の燃料圧力（以下
「燃圧」という）の伝搬遅れを含むことを特徴とする請
求項２に記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項４】 前記燃料輸送モデルは、前記燃料配管の
弾性係数による配管容積の伸縮特性を含むことを特徴と
する請求項２又は３に記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項５】 前記燃料輸送モデルに含まれる前記燃料
ポンプの特性は、回転数と燃圧と吐出量との関係を考慮
して設定されていることを特徴とする請求項２乃至４の
いずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項６】 前記燃料輸送モデルに含まれる前記燃料
ポンプの特性は、該燃料ポンプを駆動するモータに加わ
るトルクを考慮して設定されていることを特徴とする請
求項２乃至５のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装
置。 - 【請求項７】 前記燃料輸送モデルに含まれる前記燃料
ポンプの特性は、イナーシャを考慮して設定されている
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の内
燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項８】 前記補正量演算手段は、前記燃料輸送モ
デルの式を逆算して求められた逆モデルを用いて前記燃
料供給系の応答遅れ補正量を演算することを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給
装置。 - 【請求項９】 前記補正量演算手段は、内燃機関を制御
する内燃機関制御回路内に設けられていることを特徴と
する請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の燃料
供給装置。 - 【請求項１０】 前記燃料ポンプ制御手段は、内燃機関
を制御する内燃機関制御回路と、この内燃機関制御回路
からの制御信号に基づいて前記燃料ポンプを駆動する燃
料ポンプ制御回路とから構成され、 前記補正量演算手段は、前記燃料ポンプ制御回路内に設
けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
かに記載の内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項１１】 燃料タンク内の燃料をインジェクタに
送る燃料ポンプと、 前記燃料ポンプを制御して前記インジェクタに供給する
燃料の圧力を調整する燃料ポンプ制御手段とを備え、 前記燃料ポンプ制御手段は、前記インジェクタに供給す
る燃料の圧力が目標燃料圧力となるように基本制御量を
演算する基本制御量演算手段と、前記インジェクタの燃
料噴射量の一次遅れ分と実噴射量との差分に基づいて前
記燃料供給系の応答遅れ補正量を演算する補正量演算手
段と、前記基本制御量と前記応答遅れ補正量とに基づい
て前記燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御量を演算す
る燃料ポンプ制御量演算手段とを備えることを特徴とす
る内燃機関の燃料供給装置。 - 【請求項１２】 燃料タンク内の燃料をインジェクタに
送る燃料ポンプと、 前記燃料ポンプを制御して前記インジェクタに供給する
燃料の圧力を調整する燃料ポンプ制御手段とを備え、 前記燃料ポンプ制御手段は、前記インジェクタに供給す
る燃料の圧力が目標燃料圧力となるように基本制御量を
演算する基本制御量演算手段と、前記インジェクタの燃
料噴射量の変化量に基づいて前記燃料供給系の応答遅れ
補正量を演算する補正量演算手段と、前記基本制御量と
前記応答遅れ補正量とに基づいて前記燃料ポンプを制御
する燃料ポンプ制御量を演算する燃料ポンプ制御量演算
手段とを備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10548297A JP3804814B2 (ja) | 1996-09-09 | 1997-04-23 | 内燃機関の燃料供給装置 |
| US08/920,728 US6223731B1 (en) | 1996-09-09 | 1997-08-29 | Fuel feeding apparatus with response delay compensation |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-237567 | 1996-09-09 | ||
| JP23756796 | 1996-09-09 | ||
| JP9-29934 | 1997-02-14 | ||
| JP2993497 | 1997-02-14 | ||
| JP10548297A JP3804814B2 (ja) | 1996-09-09 | 1997-04-23 | 内燃機関の燃料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288108A true JPH10288108A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3804814B2 JP3804814B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=27286770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10548297A Expired - Fee Related JP3804814B2 (ja) | 1996-09-09 | 1997-04-23 | 内燃機関の燃料供給装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6223731B1 (ja) |
| JP (1) | JP3804814B2 (ja) |
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