KR20070105859A - 엔진의 연료 공급 장치 - Google Patents

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KR20070105859A
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KR1020070038869A
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사유트 우메루잔
마사시 이와사키
신야 야마구치
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가부시키가이샤 닛키
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Abstract

본 발명은 엔진의 연료 공급 장치에 관한 것으로서, 엔진의 연료 공급 장치에 대하여, 연료 펌프의 운전에 의한 에너지의 낭비를 최소한으로 하는 동시에 내구성이 우수한 것으로 한다. 연료 탱크(2)로부터 연장된 선단측에 인젝터(8)를 가지는 연료 공급 관로(9A, 9B)와, 이것에 설치된 전동 모터(3a)를 가지는 연료 펌프(3)와, 이 전동 모터(3a) 및 인젝터(8)를 구동 제어하기 위한 연료 공급 제어 프로그램이 저장된 전자 제어 유닛(10)을 구비한 리턴리스(returnless)식의 엔진의 연료 공급 장치로서, 연료 펌프(3) 하류측의 연료 공급 관로(9B)의 소정 위치에서 연료 압력을 검출하여 전자 제어 유닛(10)에 출력하는 압력 센서(11)를 설치하고, 전자 제어 유닛(10)이 연속적으로 검지한 연료 압력값을 기초로, 목표로 하는 연료 분사 압력을 유지하는 데 필요한 전동 모터(3a)의 최저한의 구동량을 연속적으로 산출하여 지령하는 것으로서, 연료 펌프(3)의 운전을 피드백 제어하여 연료 분사 압력을 대략 일정하게 유지하는 것으로 하였다.
엔진의 연료 공급 장치, 인젝터, 연료 공급 관로, 연료 펌프

Description

엔진의 연료 공급 장치 {FUEL SUPPLY APPARATUS OF ENGINE}
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 배치도이다.
도 2 (a)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 펌프 토출 압력의 그래프이다.
도 2 (b)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 부하 토크의 그래프이다.
도 3 (a)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 펌프 토출 유량의 그래프이다.
도 3 (b)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 연료 분사량의 그래프이다.
도 4 (a)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 전동 모터의 입력 전압의 파형도이다.
도 4 (b)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 캠 각속도의 그래프이다.
도 4 (c)는 도 1의 연료 공급 장치에 의한 모터 전류의 파형도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
(1) 엔진, (2) 연료 탱크, (3) 연료 펌프,
(3a) 전동 모터, (4) 흡기 관로, (7) 점화전,
(8) 인젝터, (9A, 9B) 연료 공급 관로,
(10) 전자 제어 유닛, (11) 압력 센서
[특허 문헌] 일본국 특개평 7-54725호 공보
본 발명은, 전자 제어 유닛으로 연료 펌프를 운전 제어하면서 연료 탱크의 연료를 인젝터에 보내어 엔진에 공급하는 연료 공급 장치에 관한 것이다.
최근, 자동차용 엔진에 있어서 고토크화·고출력화의 요청에 더하여, 배기 가스 성능 등의 환경 대응이나 저연비화의 요청이 높아지고 있다. 특히, 연료 펌프 제어에 대하여는, 엔진의 제어 성능 및 신뢰성에 관련성이 높으므로, 고속화·고성능화·에너지 절약화가 요구되는 동시에, 높은 신뢰성의 확보도 요구되고 있다.
종래의 엔진의 연료 공급 제어에서는, 구동 모터로 연료 펌프를 구동시켜 연료를 가압하는 동시에 압력 레귤레이터로 일정 압력을 유지하는 것으로 하고, 송출한 연료 중 인젝터로부터 분사되지 않는 잉여분은 압력 레귤레이터 등을 경유한 리턴 배관에 의해 연료 탱크로 되돌리도록 하고 있는 것이 일반적이다. 이 경우, 연료 펌프의 토출 유량은 모든 엔진 운전 조건에 대응 가능하도록, 인젝터로부터 분사되는 연료의 최대량 이상으로 설정함으로써 연료 펌프를 항상 일정한 고회전으로 운전하고 있다.
그러나, 예를 들면, 아이들링 중이나 연료 컷 시 등 인젝터로부터의 연료 분 사량이 제로 또는 극히 적은 상황에 있어서는, 송출 연료의 대부분이 압력 레귤레이터 등으로부터 연료 탱크로 되돌아 오므로, 연료 펌프에 주어진 에너지(전력)가 낭비로 소비되게 된다. 또, 잉여 연료가 대량으로 연료 탱크로 되돌려짐으로써 탱크 내 연료 온도가 상승하게 되고, 특히, 기화하기 쉬운 연료를 사용하는 경우에는 탱크 내 압력의 과잉 상승이 문제로 되기 쉽다. 또한, 연료 펌프를 항상 고회전으로 운전시키는 것은 부품의 마모 등에 의한 장치의 내구성 저하가 문제로 된다.
이 문제에 대하여, 일본국 특개평 7-54725호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 펌프 토출량을 통상 운전용과 하이존용의 2단계로 전환하도록 함으로써, 전력 소비량의 저감과 연료 펌프의 내구성 확보, 및 연료 탱크로 되돌아오는 잉여 연료를 감소시키는 방법이 고려된다. 그러나, 이와 같이 러프한 펌프 제어에서는 엔진의 운전 상태에 따라 정밀하게 또는 대폭 변화하는 연료 요구 유량에 정확하게 대응할 수 없으므로, 잉여 연료를 충분히 감소시킬 수 없고, 또 소비 전력의 낭비의 삭감도 충분하다고는 말할 수 없다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하려고 하는 것이며, 연료 탱크에 저장된 연료를 연료 펌프로 인젝터에 송출하여 엔진에 공급하는 연료 공급 장치에 있어서, 연료 펌프의 운전에 의한 에너지 낭비를 최소한으로 하는 동시에 내구성이 우수한 것으로 하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명은, 연료 탱크로부터 연장된 선단측에 인젝터를 가지는 연료 공급 관로(管路)와, 이 연료 공급 관로에 설치된 전 동 모터 구동식의 연료 펌프와, 이 전동 모터 및 인젝터를 구동 제어하기 위한 연료 공급 제어 프로그램이 저장된 전자 제어 유닛을 구비하고, 연료 펌프로 연료를 가압하여 연료 공급 관로를 통해 인젝터에 보내어 엔진에 공급하는 리턴리스식(returnless)의 엔진의 연료 공급 장치로서, 연료 압력이 연료 분사 압력에 대략 일치하는 연료 공급 관로의 연료 펌프 하류측의 소정 위치에서 연료 압력을 검출하여 전자 제어 유닛에 출력하는 압력 센서를 설치하고, 전자 제어 유닛이 연속적으로 검지한 연료 압력값을 기초로, 목표로 하는 연료 분사 압력을 유지하는 데 필요한 전동 모터의 최저한의 구동량을 연속적으로 산출하여 지령함으로써, 연료 펌프의 운전을 피드백 제어하여 연료 분사 압력을 대략 일정하게 유지하는 것이다.
이와 같이, 송출한 연료가 연료 탱크로 되돌아오지 않는 리턴리스식의 연료 공급 시스템을 구성하여, 전자 제어 유닛이 연료 펌프 하류측의 연료 압력을 모니터링 하면서 소정의 연료 분사 압력을 유지하도록 연료 펌프의 운전을 정밀하게 피드백 제어하도록 하였으므로, 연료 분사 압력의 변동을 최소한으로 억제하면서 연료 펌프의 운전량을 필요 최소한으로 억제할 수 있어, 전동 모터 구동을 위한 에너지 소비량을 감소시키는 동시에 연료 펌프의 구성 부품의 소모를 회피하여 내구성을 높일 수 있다.
또, 이 전자 제어 유닛에 저장된 연료 공급 제어 프로그램을, 전동 모터의 성능을 고려한 연료 펌프 제어에 관한 소정의 수식 모델, 및 연료 분사량의 변화에 대응하여 펌프 토출 압력을 산출하기 위한 연료 펌프 하류측의 연료 송출 관로의 용적을 고려한 소정의 수식 모델을 이용하여 설계함으로써, 전자 제어 유닛에 의한 연료 공급 제어에 모델 기반 제어 방법을 이용하는 것이 가능하며 실제로 시험을 행하지 않고도 정밀한 제어를 실현하는 연료 공급 장치를 용이하게 설계하여 제작할 수 있고, 펌프 토출 압력을 일정하게 하기 위한 펌프 회전 속도 및 펌프 토출 유량을 넓은 범위에서 용이하고, 또한 적정하게 제어할 수 있다.
검지한 연료 압력값을 기초로 전자 제어 유닛으로 전동 모터의 구동을 피드백 제어하여 연료 분사 압력 일정하게 유지하는 리턴리스식의 연료 공급 방법을 실현하는 본 발명에 의하면, 연료 펌프의 운전량을 필요 최소한으로 하여 에너지의 낭비를 회피하면서 내구성이 우수한 것으로 할 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예]
본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여, 이하에 도면을 참조하하면서 상세하게 설명한다
도 1은, 본 실시예의 연료 공급 장치를 배치한 가솔린 엔진용의 연료 공급 시스템의 배치도를 나타내고, 연료 탱크(2)로부터 연장 형성된 연료 공급 관로(9A) 선단측에는 전동 모터(3a)를 가지는 연료 펌프(3)가 설치되고, 연료 펌프(3)로부터 연장 형성된 연료 공급 관로(9B)의 선단측이 엔진(1)의 흡기 관로(4)에 배치한 인젝터(8)에 접속되어 있고, 인젝터(8)의 하류측에 연료 반환 관로를 가지고 있지 않은 리턴리스식의 연료 공급 시스템을 구성하고 있다.
연료 펌프(3), 인젝터(8), 점화전(点火栓)(7)은 전자 제어 유닛(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 엔진(1)의 운전 상태에 따라 각각 구동 제어되도록 되어 있 다. 또, 연료 펌프(3)의 하류측인 연료 공급 관로(9B)의 인젝터(8) 바로 앞에는 연료 압력을 검출하는 압력 센서(11)가 설치되어 있고, 전자 제어 유닛(10)에 검출 신호를 출력하도록 되어 있다.
이 전자 제어 유닛(10)은, 압력 센서(11)의 검출 신호를 연속적으로 모니터하여, 연료 분사 압력에 대략 일치하는 인젝터(8) 직전의 실제의 연료 압력과, 미리 정한 목표로 하는 연료 분사 압력과의 편차를 계산하고, 펌프 토출 압력이 목표하는 연료 분사 압력에 일치하도록 전동 모터(3a)의 구동을 피드백 제어하는 것으로 되어 있고, 모터 회전 속도를 제어함으로써 펌프 토출 유량, 펌프 토출 압력을 컨트롤하도록 하여, 일정한 연료 분사압을 유지할 수 있도록 되어 있고, 이 점이 본 발명의 제1 특징 부분으로 되어 있다.
그리고, 이 피드백 제어는, PID 제어나 현대 제어 이론 등 주지의 제어 이론을 이용한 소정의 수순·계산 방법을 실행하기 위한 연료 공급 제어 프로그램을, 범용의 전자 제어 유닛의 기억 수단에 기억시켜 설치함으로써 실행할 수 있다.
그리고, 이와 같은 전자 제어 유닛(10)을 구비한 본 발명의 연료 공급 장치는, 이하에 설명하는 수식을 이용하여 시뮬레이션을 행함으로써 모델 기반 제어 방법을 이용하여 그 설계를 행한 점이 본 발명의 제2 특징으로 되어 있다.
[수식 1]
Figure 112007030139434-PAT00001
수식(1)은, 본 발명에 있어서의 모델 제어에 사용되는 전동 모터(3a)를 포함 하는 연료 펌프(3)의 제어에 관한 수식 모델이며, 수식(1)에 있어서의 θ"는 연료 펌프의 회전 속도, Ua는 전기자(電機子) 양단의 입력 전압, Ra는 전기자의 저항, Ke는 유기 전압 정수(定數), N은 기어비, θ은 캠 각도, θ'는 ω캠 각속도, J는 시스템의 펌프 크랭크축 환산에서의 전체 관성 모멘트, D는 점성(粘性) 마찰 계수, dk는 쿨롱(Coulomb) 마찰 계수, Ks는 리턴 스프링의 스프링 정수, Kt는 토크 정수, TL은 부하 토크이다.
상기 수식(1)은 다음과 같이 하여 구해진다. 먼저, 제어 대상의 구동 부분인 전동 모터의 전기적인 특성을 생각하면, 전기자 회로에 대하여 전기자에 있어서의 전류와 전압의 관계는 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙에 의해 이하의 수식(2)에 의해 표현된다.
[수식 2]
Figure 112007030139434-PAT00002
단, 수식(2)에 있어서의 ia는 전기자 전류, Ua는 전기자 양단의 입력 전압, L은 전기자의 인덕턴스, Ra는 전기자의 저항, Ke는 유기 전압 정수, N은 기어비, θ은 캠 각도이다.
다음에, 제어 대상의 기계적 특성을 생각하면, 전기자에 가하는 전자적인 토크(T)를 T= NKtia라고 하면, 뉴턴의 법칙에 따라 최종적으로 연료 펌프 시스템의 운동 방정식은 이하의 수식(3)과 같이 된다.
[수식 3]
Figure 112007030139434-PAT00003
단, 수식(3)에 있어서의 ia는 전기자 전류, N은 기어비, θ은 캠 각도, J는 시스템의 펌프 크랭크축 환산에서의 전체 관성 모멘트, D는 점성 마찰 계수, dk는 쿨롱 마찰 계수, Ks은 리턴 스프링의 스프링 정수, Kt는 토크 정수, TL은 부하 토크이다.
그리고, 모터 전류를 지연없이 제어할 수 있는, 즉 전기자의 인덕턴스 성분은 무시할 수 없는 것으로 가정하여, 수식(2)를 수식(3)에 대입하면 상기 수식(1)을 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 모델 제어에 사용되는 분사량을 변화시켰을 때의 입구 압력의 변화에 대한 수식 모델에 대하여 설명하면, 펌프 용적 Vr은, 연료 펌프(3)의 피스톤 단면적 Am과 피스톤 스트로크 hr에 의해 수식(4)와 같이 계산되고, 연료 펌프(3)의 토출 유량 Qi는, 펌프 용적 Vr와 캠 각속도 x2에 의해 수식(5)와 같이 계산된다.
[수식 4]
Figure 112007030139434-PAT00004
[수식 5]
Figure 112007030139434-PAT00005
그리고, 펌프 출구로부터 인젝터(8)까지의 길이 l, 단면적 S, 용적 V의 연료 공급 관로(9B)의 입력 압력(분사 압력)을 P, 출력 압력(대기압) Pa라고 했을 때, 이하의 수식(6)에 의해 분사량을 변화시켰을 때의 입구 압력 P의 변화를 구할 수 있다.
[수식 6]
Figure 112007030139434-PAT00006
단, 수식(6)에 있어서의 dP(t)/dt는 연료 분사량의 변화에 대한 펌프 입구측 토출 압력, Qi(t)는 펌프 토출 유량[m3/S], Qij(t)는 분사량[m3/s], ρi(t)는 유입 밀도(572.467[kg/m3]), ρ(t)는 유출 밀도[kg/m3], V(t)는 용적[m3], Kr은 탄성 계수[N/m2]이다.
그리고, 상기 수식(6)에 있어서의 Qij(t)와 ρ(t)는, 이하의 수식(7),(8)에 의해 나타낸다.
[수식 7]
Figure 112007030139434-PAT00007
단, 수식(7)에 있어서의 Qij(t)는 분사량[m3/s], ρ(t)는 유출 밀도[kg/m3], ρ(t)는 펌프 토출 압력[N/m2], Pa(t)는 대기 압력[N/m2], Cn은 분사 유량 계수, An은 분사구 면적[m2]이다.
[수식 8]
Figure 112007030139434-PAT00008
단, 수식(8)에 있어서의 ρ(t)는 유출 밀도[kg/m3], ρ(t)는 펌프 토출 압력[N/m2], ka 및 kb는 압력 계산 계수이다.
이상의 수식을 이용하여 연료 공급 장치 설계를 위한 시뮬레이션을 행함으로써, 연료 탱크(2)로부터 연장된 연료 공급 배관(9A), 연료 공급 배관(9B), 인젝터(8), 압력 센서(11), 연료 펌프(3), 전자 제어 유닛(10)을 구비한 엔진(1)의 연료 공급 장치의 설계, 특히, 전자 제어 유닛(10)에 저장하는 연료 공급 제어 프로그램에 대하여, 모델 기반 제어에 의해 용이하고 정확하게 기초로 되는 각 수치를 결정할 수 있어, 실제로 시험을 행하지 않아도 정확한 제어를 실행할 수 있는 연료 공급 장치를 용이하게 설계·제작 가능하게 된다. 또, 이 모델 기반 제어 방법을 이용한 것에 의해, 연료 공급 제어 프로그램에 의한 제어는 펌프 토출 압력을 일정하게 하면서, 펌프 회전 속도 및 펌프 토출 유량을 넓은 범위에서 용이하게 제어할 수 있게 된다.
다음에, 본 실시예의 엔진의 연료 공급 장치에 의한 제어에 관한 실험 결과를 나타낸 도 2 내지 도 4의 각 그래프를 참조하면서, 그 작용에 대하여 설명한다.
도 2 (a)는 펌프 토출 압력, 도 2 (b)는 부하 토크를 나타내고, 도 3 (a)는 그 때의 펌프 토출 유량을, 도 3 (b)는 인젝터로부터의 연료 분사량을 나타내고 있다. 또, 도 4 (a)는 그 때의 전동 모터로의 입력 전압을 나타내고, 도 4 (b)는 캠 각속도, 도 4 (c)는 모터 전기자 전류를 나타내고 있다. 이들 결과로부터, 엔진이 어떠한 운전 상태라도, 펌프 토출 압력(연료 분사 압력)이 항상 일정한 목표 압력(3MPa)에 수속(收束)되고 있고, 본 발명의 엔진의 연료 공급 장치에서의 연료 공급 제어가 유효하게 작용하고 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 종래의 엔진의 액 연료 공급 장치가 엔진의 최대 요구 유량에 대응 가능하므로, 항상 그 이상의 연료 유량을 확보하는 펌프 구동량으로 설정되어 극히 큰 전력 소비와 펌프 회전 속도를 유지할 필요가 있던 것에 대하여, 본 발명에서는, 엔진 회전 속도의 변동에 따라 변동하는 연료 펌프 하류측의 연료 압력을 적어도 유지할 뿐인 펌프 토출 유량으로 되어 있어, 필요 최저한의 입력 전압, 모터 전류로서 필요 최소한의 전력 소비량으로 할 수 있다.
즉, 연료 분사량이 변화되어도, 펌프 토출 압력을 지정된 목표 압력에 대하여 정상 오차가 없게 제어하는 것이 가능해진다. 또, 연료 분사량이 극히 적은 경우나 연료 컷 중에는 전동 모터(3a)에 대략 전류가 흐르지 않게 되어, 연료 펌프(3)가 저회전으로 운전 또는 정지하게 되어, 소비 전력을 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다. 또, 펌프 운전량이 필요 최소한으로 되는 것은 장치 수명을 연 장하는 것으로 이어져, 장기간에 걸쳐 양호한 연료 공급 기능을 발휘하기 쉬운 것로 되는 것이다.
그리고, 전술한 실시예에 있어서, 본 발명의 연료 공급 장치를 가솔린 엔진용의 연료 공급 시스템에 적용한 경우를 설명하였으나, 본 발명은 가솔린 엔진용에 한정되지 않고, LPG나 CNG 등의 가솔린보다 기화하기 쉬운 연료를 사용한 것 등, 다른 연료 공급 시스템에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
전술한 바와 같이, 검지한 연료 압력값을 기초로 전자 제어 유닛으로 전동 모터의 구동을 피드백 제어하여 연료 분사 압력 일정하게 유지하는 리턴리스식의 연료 공급 방법을 실현하는 본 발명에 의하면, 연료 펌프의 운전량을 필요 최소한으로 하여 에너지의 낭비를 회피하면서 내구성이 우수한 것으로 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 연료 탱크로부터 연장되어 선단측에 인젝터(injector)를 가지는 연료 공급 관로(管路)와, 상기 연료 공급 관로에 설치된 전동 모터 구동식의 연료 펌프와, 상기 전동 모터 및 상기 인젝터를 구동 제어하기 위한 연료 공급 제어 프로그램이 저장된 전자 제어 유닛을 구비하고, 상기 연료 펌프에 의해 가압한 연료를 상기 연료 공급 관로를 통해 상기 인젝터에 보내어 엔진에 공급하는 리턴리스(returnless)식의 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 연료 공급 관로는, 연료 압력과 연료 분사 압력이 대략 일치하는 동시에 상기 연료 공급 관로의 연료 펌프 하류측의 소정 위치에서 연료 압력을 검출하여 상기 전자 제어 유닛에 출력하는 압력 센서가 설치되고, 상기 전자 제어 유닛에서는 상기 압력 센서에 의해 연속적으로 검지한 연료 압력값을 기초로, 목표로 하는 연료 분사 압력을 유지하는 데 필요한 상기 전동 모터의 최저한의 구동량을 연속적으로 산출하여 지령함으로써, 상기 연료 펌프의 운전을 피드백 제어하여 연료 분사 압력을 대략 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛에 저장된 연료 공급 제어 프로그램은, 상기 전동 모터의 성능을 고려한 연료 펌프 제어에 관한 소정의 수식 모델, 및 연료 분사량의 변화에 대응하여 펌프 토출 압력을 산출하기 위한 상기 연료 펌프 하류측의 상기 연 료 송출 관로의 용적을 고려한 소정의 수식 모델을 이용하여 설계된 것이며, 상기 전자 제어 유닛에 의한 연료 공급 제어가 모델 기반 제어 방법을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛에 저장된 연료 공급 제어 프로그램은, 상기 전동 모터의 성능을 고려한 연료 펌프 제어에 관한 수식인
    Figure 112007030139434-PAT00009
    및 연료 분사량의 변화에 대응하여 펌프 토출 압력을 산출하기 위한 상기 연료 펌프 하류측의 상기 연료 송출 관로의 용적을 고려한 소정의 수식 모델을 이용하여 설계된 것이며, 상기 전자 제어 유닛에 의한 연료 공급 제어가 모델 기반 제어 방법을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 공급 장치.
    (단, θ"는 연료 펌프의 회전 속도, Ua는 전기자 양단의 입력 전압, Ra는 전기자의 저항, Ke는 유기 전압 정수, N은 기어비, θ은 캠 각도, θ'는 ω캠 각속도, J는 시스템의 펌프 크랭크축 환산에서의 전체 관성 모멘트, D는 점성(粘性) 마찰 계수, dk는 쿨롱(Coulomb) 마찰 계수, Ks는 리턴 스프링의 스프링 정수(定數), Kt는 토크 정수, TL은 부하 토크이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛에 저장된 연료 공급 제어 프로그램은, 상기 전동 모터의 성능을 고려한 연료 펌프 제어에 관한 소정의 수식 모델, 및 연료 분사량의 변화에 대응하여 펌프 토출 압력을 산출하기 위한 상기 연료 펌프 하류측의 상기 연료 송출 관로의 용적을 고려한 수식인
    Figure 112007030139434-PAT00010
    을 이용하여 설계된 것이며, 상기 전자 제어 유닛에 의한 연료 공급 제어가 모델 기반 제어 방법을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 공급 장치.
    (단, dP(t)/dt는 연료 분사량의 변화에 대한 펌프 입구측 토출 압력, Qi(t)는 펌프 토출 유량[m3/S], Qij(t)는 분사량[m3/S], ρi(t)는 유입 밀도(572.467[kg/m3]), ρ(t)는 유출 밀도[kg/m3], V(t)는 용적[m3], Kr은 탄성 계수[N/m2]이다.)
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛에 저장된 연료 공급 제어 프로그램은, 상기 전동 모터의 성능을 고려한 연료 펌프 제어에 관한 수식인
    Figure 112007030139434-PAT00011
    및 연료 분사량의 변화에 대응하여 펌프 토출 압력을 산출하기 위한 상기 연료 펌프 하류측의 상기 연료 송출 관로의 용적을 고려한 수식인
    Figure 112007030139434-PAT00012
    을 이용하여 설계된 것이며, 상기 전자 제어 유닛에 의한 연료 공급 제어가 모델 기반 제어 방법을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 공급 장치.
    (단, θ"는 연료 펌프의 회전 속도, Ua는 전기자 양단의 입력 전압, Ra는 전기자의 저항, Ke는 유기 전압 정수, N은 기어비, θ는 캠 각도, θ'는 ω캠 각속도, J는 시스템의 펌프 크랭크축 환산에서의 전체 관성 모멘트, D는 점성 마찰 계수, dk는 쿨롱 마찰 계수, Ks는 리턴 스프링의 스프링 정수, Kt는 토크 정수, TL은 부하 토크, dP(t)/dt는 연료 분사량의 변화에 대한 펌프 입구측 토출 압력, Qi(t)는 펌프 토출 유량[m3/s], Qij(t)는 분사량[m3/s], ρi(t)는 유입 밀도(572.467[kg/m3]), ρ(t)는 유출 밀도[kg/m3], V(t)는 용적[m3], Kr은 탄성 계수[N/m2]이다.)
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