(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、
前記燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、
前記算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、
目標圧力と前記算出された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、
前記算出された次回の操作量に基づいて前記燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御する
ことを特徴とする燃料圧力制御方法。
【請求項２】
電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、
前記燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、
前記算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、
前記算出された次回の推定圧力を前記内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正し、
前記目標圧力と前記補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、
前記算出された次回の操作量に基づいて前記燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御する
ことを特徴とする燃料圧力制御方法。
【請求項３】
電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、
前記燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、
前記算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、
前記算出された次回の推定圧力を前記燃料ポンプの温度状態に基づいて補正し、
前記目標圧力と前記補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、
前記算出された次回の操作量に基づいて前記燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御する
ことを特徴とする燃料圧力制御方法。
【請求項４】
電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、
前記燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、
前記算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、
前記算出された次回の推定圧力を前記内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正し、
前記補正された次回の推定圧力を前記燃料ポンプの温度状態に基づいて補正し、
前記目標圧力と前記補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、
前記算出された次回の操作量に基づいて前記燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御する
ことを特徴とする燃料圧力制御方法。
【請求項５】
電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御装置であって、
前記燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出するための到達圧力算出手段と、
前記算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出するための推定圧力算出手段と、
前記目標圧力と前記算出された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出するための操作量算出手段と、
前記算出された次回の操作量に基づいて前記燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御するための制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御するようにした燃料圧力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料タンクより内燃機関へ燃料を圧送するために電動式の燃料ポンプが使用されている。この種の燃料ポンプを含む燃料供給装置として、内燃機関へ供給される燃料の余剰分を燃料タンクへ戻すためのリターンパイプを省略したリターンレス式の燃料供給装置が既にいくつか提案されている。特開平９−１８４４６０号公報には、この種の燃料供給装置の一例が開示される。
【０００３】
この公報のリターンレス式燃料供給装置は、電動式の燃料ポンプを使用して燃料タンクより内燃機関へ燃料を圧送すると共に、燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を制御するようにしている。この燃料供給装置は、燃料ポンプを構成する電動モータに供給される電流を所定値に制御する電流制御部を備える。この電流制御部は、電動モータに流れる電流値を検出し、その検出値を予め設定された目標値と比較し、その検出値が目標値となるように電動モータへの供給電流をフィードバック制御している。これにより、内燃機関に供給される燃料圧力を所望の目標圧力に制御している。
【０００４】
これ以前の燃料供給装置として、内燃機関に供給される燃料圧力を圧力センサを使用して検出し、その検出圧力と目標圧力との差が小さくなるよう燃料ポンプの電動モータに対する印加電圧を制御するタイプのものがある。このタイプの場合、内燃機関に供給される燃料流量に応じて燃料圧力が変化することから、実際の燃料圧力を目標圧力にするためには、燃料流量に応じて電動モータの制御電圧を調節しなければならない。これに対して、前記公報の燃料供給装置では、電動モータに流れる電流の検出値と電流の目標値とが一致するように供給電流をフィードバック制御しているので、制御電圧を燃料流量に応じて調節する必要がない。これは、燃料圧力が電動モータの出力トルクに比例し、燃料圧力が電動モータへの供給電流に比例するという燃料ポンプの特性を利用したものであることが前記公報で説明されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来公報の燃料供給装置では、燃料圧力を目標圧力に制御するために、電動モータへの供給電流（燃料ポンプの操作量）をフィードバック制御していることから、燃料圧力を変化させる過渡時に制御の適合性が問題になる。例えば、燃料圧力を増加させるときには、燃料ポンプの駆動力を一旦増大させなければならず、そのために電動モータへの供給電流（操作量）を急増させなければならない。このとき、燃料圧力と供給電流（操作量）との比例の相関性は一時的に大きく崩れることになる。このため、このときの電流の検出値に基づいてフィードバック制御を行うと、本来の制御目標の燃料圧力の値に対して大きなずれを生じてしまう。又、従来公報の燃料供給装置では、電動モータに流れる電流（操作量）を検出するために、電流検出回路を設けなけらばならず、その分だけ回路構成が複雑になっていた。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動式の燃料ポンプに対する操作量をフィードバック制御することなく、目標圧力と推定圧力との差に基づく操作量を用い、到達圧力に基づく見込み制御により推定圧力を算出することで、燃料圧力を変更させる過渡時にも、実際の燃料圧力の挙動からの燃料圧力のずれを抑えることを可能にした燃料圧力制御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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の燃料圧力制御方法は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、その算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、目標圧力と算出された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、その算出された次回の操作量に基づいて燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御することを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づき操作することにより燃料圧力を所要の目標圧力に制御するのに際して、今回の操作量に応じた到達圧力から次回の推定圧力が算出され、その次回の推定圧力の目標圧力に対する差から次回の操作量が算出される。そして、この操作量に基づいて燃料ポンプが操作されることにより、燃料圧力が目標圧力に近付けられる。従って、実際の燃料圧力の変化が次回の推定圧力として見込まれ、その見込みの推定圧力を目標圧力に近付けるのに必要な次の操作量が逐次算出されることになる。このため、操作量の挙動が燃料圧力の挙動からかけ離れることがなくなる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明の燃料圧力制御方法は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、その算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、その算出された次回の推定圧力を内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正し、目標圧力と補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、その算出された次回の操作量に基づいて燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御することを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、到達圧力と今回の推定圧力との差から算出される次回の推定圧力が、内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正されることから、内燃機関で燃料が消費されることによる燃料圧力の減衰分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められる。従って、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられることになる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の燃料圧力制御方法は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、その算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、その算出された次回の推定圧力を燃料ポンプの温度状態に基づいて補正し、目標圧力と補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、その算出された次回の操作量に基づいて燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、到達圧力と今回の推定圧力との差から算出される次回の推定圧力が、燃料ポンプの温度状態に基づいて補正されることから、燃料ポンプの温度が高まることによる燃料圧力の変化分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められる。従って、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられることになる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明の燃料圧力制御方法は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御方法であって、燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出し、算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出し、その算出された次回の推定圧力を内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正し、その補正された次回の推定圧力を燃料ポンプの温度状態に基づいて補正し、目標圧力と補正された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出し、その算出された次回の操作量に基づいて燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御することを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、到達圧力と今回の推定圧力との差から算出される次回の推定圧力が、内燃機関で消費される燃料量に基づいて補正され、燃料ポンプの温度状態に基づいて補正されることから、内燃機関で燃料が消費されることによる燃料圧力の減衰分を見込んで、かつ、燃料ポンプの温度が高まることによる燃料圧力の変化分を見込んで、次回の推定圧力がより正確に求められる。従って、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられることになる。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明の燃料圧力制御装置は、電動式の燃料ポンプを所要の操作量に基づいて操作することにより燃料タンクより内燃機関へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御装置であって、燃料ポンプに対する今回の操作量に応じた到達圧力を算出するための到達圧力算出手段と、算出された到達圧力と今回の推定圧力との差に基づいて次回の推定圧力を算出するための推定圧力算出手段と、目標圧力と前記算出された次回の推定圧力との差に基づいて次回の操作量を算出するための操作量算出手段と、算出された次回の操作量に基づいて燃料ポンプを操作することにより燃料圧力を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の燃料圧力制御方法を実施することができ、これにより同発明と同様の作用が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料圧力制御方法及び燃料圧力制御装置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。
【００１８】
図１に、本実施の形態の燃料供給装置の概念構成を示す。この燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンク１と、その燃料タンク１の中に収容された電動式の燃料ポンプ２と、燃料ポンプ２の吸入側に設けられた高圧フィルタ３と、燃料ポンプ２の吐出側から燃料タンク１を貫通して外部へ延びる燃料ライン４と、燃料タンク１の中で燃料ライン４から分岐する戻し通路５と、その戻し通路５にそれぞれ設けられたバイパスバルブ６、リークジェット７及び電磁式の制御弁８とを備える。
【００１９】
燃料ライン４の先端は、内燃機関（エンジン）９に設けられたデリバリパイプ１０に接続される。デリバリパイプ１０に設けられた複数のインジェクタ１１は、エンジン９の各気筒に対応して配置される。この燃料供給装置は、いわゆるリターンレス式のものであり、デリバリパイプ１０に供給された燃料の圧力を調整するためのプレシャレギュレータやデリバリパイプ１０における余剰燃料を燃料タンク１へ戻すためのリターンラインは設けられていない。
【００２０】
燃料ポンプ２は、直流モータにより羽根車を回転駆動させることにより、燃料タンク１の中の燃料を吸引・吐出させるものである。燃料ポンプ２から吐出される燃料流量は、直流モータに流れる電流、延いては、直流モータによる羽車の回転速度により決定される。この燃料流量は、燃料ライン４を通じてデリバリパイプ１０に供給される燃料圧力にほぼ比例することから、直流モータを流れる電流と燃料圧力との間には相関性が存在する。図２に、この燃料ポンプ２に関する電流−燃料圧力特性をグラフに示す。この実施の形態で、燃料ポンプ２の直流モータに対する通電はデューティ制御により行われる。ここで、直流モータに流れる電流と通電デューティefpdtyとの間には、ほぼ比例関係が成立する。図３に、この燃料ポンプ２に関するefpdty−電流特性をグラフに示す。このように、電流と燃料圧力が比例し、通電デューティefpdtyと電流とに比例関係が成立することから、通電デューティefpdtyと燃料圧力との間にも、所定の相関性が成立する。図４に、この燃料ポンプ２に関するefpdty−燃料圧力特性をグラフに示す。
【００２１】
燃料タンク１の外壁上には、燃料ポンプ２を駆動するための駆動回路（ドライバ）１２が設けられる。
【００２２】
燃料ポンプ２に設けられる高圧フィルタ３は、燃料ポンプ２に吸引される燃料中の異物を除去するためのものである。戻し通路５は、燃料ポンプ２により吐出される燃料の一部を燃料タンク１へ直接戻すためのものである。リークジェット７は、戻し通路５を流れる燃料を所定流量に制限するためのものである。バイパスバルブ６は、リークジェット７より上流の戻し通路５に設けられ、燃料ポンプ２により吐出されて各インジェクタ１１に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して戻し通路５を開くものである。
【００２３】
電磁式の制御弁８は、戻し通路５を開閉するために制御されるものであり、リークジェット７より下流の戻し通路５の出口側に設けられる。図５に実線で示すように、この制御弁８は、印加電圧の変化に対して選択的に開弁又は閉弁されるようになっている。
【００２４】
燃料ポンプ２が動作することにより、燃料タンク１の燃料が同ポンプ２に吸引され、高圧フィルタ３で異物が除去されて燃料ライン４へ吐出され、デリバリパイプ１０へ供給されて各インジェクタ１１へ分配される。このとき、燃料ポンプ２により吐出される燃料流量に応じて、燃料ライン４及びデリバリパイプ１０を含む配管中の燃料圧力が決定される。各インジェクタ１１へ分配された燃料は、各インジェクタ１１が開弁されることにより噴射され、吸気通路（図示略）を流れる空気と共にエンジン９の各気筒へ供給され、燃焼に供される。
【００２５】
エンジン９に設けられた回転速度センサ３１は、エンジン９のクランクシャフト（図示略）の回転速度を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。エンジン９に設けられた水温センサ３２は、エンジン９の内部を流れる冷却水温を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。エンジン９の吸気通路に設けられた吸気圧センサ３３は、同通路における吸気圧力を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。吸気通路に設けられた吸気温センサ３４は、吸気通路に吸入される空気の温度（吸気温）ethaを検出し、その検出値に応じた信号を出力する。
【００２６】
電子制御装置（ＥＣＵ）４０は、入出力回路、メモリ及び演算処理回路等により構成される。ＥＣＵ４０は、前述した各種センサ３１〜３４、インジェクタ１１、制御弁８及びドライバ１２に接続される。又、ＥＣＵ４０には、イグニションスイッチ３５を介してバッテリ３６が接続される。ＥＣＵ４０は、各種センサ３１〜３４からの信号に基づき燃料噴射制御等を実行する。ＥＣＵ４０は、各種センサ３１〜３４の信号に基づいてドライバ１２を介して燃料ポンプ２を制御することにより、燃料供給制御を実行する。
【００２７】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン９の運転状態に応じて各インジェクタ１１の開弁時間を制御することにより、各インジェクタ１１から噴射される燃料量を制御することである。燃料噴射制御に当たって、ＥＣＵ４０は、各種センサ３１〜３４により検出されるエンジン運転状態に関する各種パラメータの値に基づいてエンジン９の運転に必要な燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、算出された燃料噴射量の値に基づいて各インジェクタ１１の開弁時間を制御することにより、エンジン９の各気筒へ供給されるべき燃料量を制御する。
【００２８】
燃料供給制御とは、エンジン９の運転状態に応じて燃料ポンプ２を制御することにより、燃料ポンプ２により吐出されてデリバリパイプ１０へ供給される燃料圧力を制御することである。燃料供給制御に当たり、ＥＣＵ４０は、各種センサ３１〜３４により検出される各種パラメータの値に基づき、各インジェクタ１１へ供給されるべき燃料圧力の目標圧力を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、算出された目標圧力に基づいて燃料ポンプ２の直流モータに対する通電デューティefpdtyを制御することにより、同ポンプ２より吐出される燃料流量を制御し、これによりデリバリパイプ１０に供給される燃料圧力を制御する。ＥＣＵ４０は、エンジン９の減速運転時及び停止時には、燃料ポンプ２を停止させるようになっている。ＥＣＵ４０は、エンジン９の運転状態に基づいて制御弁８を適宜選択的に開弁又は閉弁させるようになっている。
【００２９】
このように、各インジェクタ１１からエンジン９の各気筒へ供給される燃料量は、デリバリパイプ１０において各インジェクタ１１へ分配供給される燃料圧力が制御されることと、各インジェクタ１１の開弁時間が制御されることとの協働により決定され、エンジン９の運転状態に応じて調整されるようになっている。
【００３０】
この実施の形態で、ＥＣＵ４０は、エンジン９の定常運転時又は加速運転時に制御弁８を閉じ、エンジン９の停止時、エンスト発生時又は減速運転時に制御弁８を開くように制御弁８を制御する。
【００３１】
従って、エンジン９の停止時又は減速運転時には、燃料ポンプ２が停止し、制御弁８が開く。このため、燃料ライン４に残留する燃料圧力が、バイパスバルブ６の持つ保持圧力より低いときには、バイパスバルブ６が閉じて燃料圧力のそれ以上の上昇が抑えられる。一方、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、制御弁８が閉じ、戻し通路５の燃料流通が遮断される。これにより、バイパスバルブ６の開弁又は閉弁に拘わらず、燃料ポンプ２により吐出される燃料は、戻し通路５から燃料タンク１へ戻されることなく、その全てがデリバリパイプ１０へ供給される。このため、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、燃料ポンプ２の駆動力の可変範囲の全域にわたって燃料圧力を直線的に制御することができるようになる。
【００３２】
次に、ＥＣＵ４０が実行する燃料圧力制御の内容を詳しく説明する。この実施の形態で、ＥＣＵ４０は、電動式の燃料ポンプ２を所要の操作量としての通電デューティefpdtyに基づいて操作することにより、燃料タンク２よりエンジン９のデリバリパイプ１０へ供給される燃料圧力を制御する。概略的には、ＥＣＵ４０は、燃料ポンプ２に対する今回の通電デューティefpdty1に応じた到達圧力epfsatを算出し、その算出された到達圧力epfsatと今回の推定圧力epfpred1との差に基づいて次回の推定圧力epfpred2を算出し、その算出された次回の推定圧力epfpred2をエンジン９で消費される燃料量（燃料噴射量tau）に基づいて補正し、その補正された次回の推定圧力epfpred2を燃料ポンプ２の温度状態に基づいて更に補正し、所要の目標圧力ekpftと補正された次回の推定圧力epfpredとの差に基づいて次回の通電デューティefpdty2を算出し、その算出された次回の通電デューティefpdty2に基づいて燃料ポンプ２を操作することにより燃料圧力を制御するようになっている。
【００３３】
ここで、先ず、上記推定圧力epfpredの算出方法について説明する。図６には、この推定圧力epfpredの算出ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ４０は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００３４】
ステップ１００で、ＥＣＵ４０は、今回の通電デューティefpdty1を読み込む。この通電デューティefpdty1は、別途の算出ルーチンに従い算出されるものであり、その算出方法については後述する。
【００３５】
ステップ１１０で、ＥＣＵ４０は、今回の通電デューティefpdty1に基づいて燃料ポンプ２を駆動し続けたときの到達圧力epfsatを算出する。ＥＣＵ４０は、以下の計算式（１）に従いこの到達圧力epfsatを算出する。
epfsat＝（efpdty1−efpdtyof）＊edtytopf    ・・・（１）
ここで、「efpdtyof」は、通電デューティefpdtyのオフセット値を示し、燃料ポンプ２が駆動されたとき、同ポンプ２に燃料が実際に吸引され始めるときの通電デューティを意味する。即ち、図４に示すように、燃料圧力が実際に現れ始める通電デューティefpdtyの値を示し、この実施の形態の燃料ポンプ２では、例えば「２０％」に相当する。「edtytopf」は、通電デューティefpdtyを燃料圧力に変換するための変換係数を意味する。
【００３６】
ステップ１２０で、ＥＣＵ４０は、なまし係数epftimcを読み込む。このなまし係数epftimcは、別途の算出ルーチンに従い算出されるものであり、その算出方法については後述する。
【００３７】
ステップ１３０で、ＥＣＵ４０は、前回算出された今回の推定圧力epfpred1を読み込む。
【００３８】
ステップ１４０で、ＥＣＵ４０は、到達圧力epfsatと今回の推定圧力epfpred1との差等から、次回の推定圧力epfpred２を算出する。ＥＣＵ４０は、以下の計算式（２）に従い次回の推定圧力epfpred2を算出する。
epfpred2＝（epfsat−epfpred1）＊epftimc＋epfpred1    ・・・（２）
【００３９】
次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ４０は、吸気温センサ３４により検出される吸気温ethaの値を読み込む。
【００４０】
更に、ステップ１６０で、ＥＣＵ４０は、燃料ポンプ２の温度の違いによる燃料圧力のずれを補正するための温度補正値ekpfpredを算出する。エンジン９を長時間放置した後に始動させたときは、燃料ポンプ２の温度は吸気温ethaと同じになることから、ＥＣＵ４０は、読み込まれた吸気温ethaの値に基づき、図７に示すデータマップを参照することにより、この温度補正値ekpfpredを算出する。
【００４１】
次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ４０は、別途のルーチンによりエンジン９の運転状態に基づき算出される燃料噴射量tauの値を読み込む。
【００４２】
そして、ステップ１８０で、ＥＣＵ４０は、次回の推定圧力epfpred2の値を温度補正係数ekpfpredと、各インジェクタ１１で噴射される燃料噴射量tauとに基づいて補正することにより、最終的な次回の推定圧力epfpredを算出する。即ち、ＥＣＵ４０は、燃料ポンプ２の温度状態と、エンジン９で消費される燃料量に基づいて次回の推定圧力epfpred2を補正するのである。ＥＣＵ４０は、以下の計算式（３）に従い最終的な推定圧力epfpredを算出する。
epfpred＝epfpred2＊ekpfpred−tau＊tautopf    ・・・（３）
ここで、「tautopf」は、燃料噴射量tauを燃料圧力に置き換えるために噴射量補正係数を意味する。
【００４３】
次に、上記した「なまし係数epftimc」の算出方法について説明する。図８には、この「なまし係数epftimc」の算出ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ４０は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００４４】
先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ４０は、上記算出された最終的な次回の推定圧力epfpredの値を読み込む。
【００４５】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ４０は、読み込まれた最終的な次回の推定圧力epfpredの値が所定の高圧判定値kpf以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、高圧状態であるものとして、ＥＣＵ４０は処理をステップ２２０へ移行し、この判断結果が否定である場合、高圧状態ではないものとして、ＥＣＵ４０は処理をステップ２６０へ移行する。
【００４６】
ステップ２２０で、ＥＣＵ４０は、前記算出された到達圧力epfsatの値を読み込む。
【００４７】
次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ４０は、最終的な次回の推定圧力epfpredの値が読み込まれた到達圧力epfsatの値以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、燃料圧力が上昇しているものとして、ＥＣＵ４０はステップ２４０で、高圧上昇なまし係数epftmchuをなまし係数epftimcとして設定し、その後の処理を一旦終了する。この高圧上昇なまし係数epftmchuは、燃料圧力が高圧側で上昇するときに適合した値を有するものである。
【００４８】
これに対し、ステップ２３０の判断結果が否定である場合、燃料圧力が上昇しているものではないものとして、ＥＣＵ４０はステップ２４０で、高圧下降なまし係数epftmchdをなまし係数epftimcとして設定し、その後の処理を一旦終了する。この高圧下降なまし係数epftmchdは、燃料圧力が高圧側で下降するときに適合した値を有するものである。
【００４９】
一方、ステップ２１０から移行してステップ２６０では、ＥＣＵ４０は、前記算出された到達圧力epfsatの値を読み込む。
【００５０】
次に、ステップ２７０で、ＥＣＵ４０は、最終的な次回の推定圧力epfpredの値が読み込まれた到達圧力epfsatの値以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、燃料圧力が上昇しているものとして、ＥＣＵ４０はステップ２８０で、低圧上昇なまし係数epftmcluをなまし係数epftimcとして設定し、その後の処理を一旦終了する。この低圧上昇なまし係数epftmcluは、燃料圧力が低圧側で上昇するときに適合した値を有するものである。
【００５１】
これに対し、ステップ２７０の判断結果が否定である場合、燃料圧力が上昇しているものではないものとして、ＥＣＵ４０はステップ２９０で、低圧下降なまし係数epftmcldをなまし係数epftimcとして設定し、その後の処理を一旦終了する。この低圧下降なまし係数epftmcldは、燃料圧力が低圧側で下降するときに適合した値を有するものである。
【００５２】
ここで、上記した「次回の通電デューティefpdty2」の算出方法について説明する。図９には、この「次回の通電デューティefpdty2」の算出ルーチンをフローチャートに示す。図１０には、目標圧力ekpft及び推定圧力epfpredの挙動をタイムチャートに示す。ＥＣＵ４０は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００５３】
先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ４０は、上記算出された次回の推定圧力epfpredの値を読み込む。即ち、図１０の時刻ｔ２に対応して算出された推定圧力epfpred2の値を読み込む。
【００５４】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ４０は、目標圧力ekpftの値を読み込む。即ち、図１０に実線で示すように、時刻ｔ０で変化した目標圧力ekpftの値を読み込む。この目標圧力ekpftは、エンジン９の運転状態に対応して設定されるものであり、各種センサ３１〜３４により検出される各種パラメータに基づき決定される運転領域に応じ、別途の算出ルーチンにより算出されるものでる。
【００５５】
次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ４０は、目標圧力ekpftと次回の推定圧力epfpredとの差から、次回の偏差error2を算出する。即ち、図１０の時刻ｔ２における目標圧力epftと次回の推定圧力epfpred2との差を算出するのである。ＥＣＵ４０は、以下の計算式（４）に従い次回の偏差error2を算出する。
error2＝ekpft−epfpred    ・・・（４）
【００５６】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ４０は、前回の偏差error1と次回の偏差error2との差から、偏差変化量Δerrorを算出する。即ち、図１０の時刻ｔ１における偏差error1と時刻ｔ２における偏差error2との差を算出するのである。ＥＣＵ４０は、以下の計算式（５）に従い偏差変化量Δerrorを算出する。
Δerror＝error1−error2    ・・・（５）
【００５７】
そして、ステップ３４０で、ＥＣＵ４０は、今回の通電デューティefpdty1、偏差変化量Δerror及び次回の偏差error2等の値に基づき、以下の計算式（６）に従い次回の通電デューティefpdty2を算出し、その後の処理を一旦終了する。
efpdty2＝efpdty1＋Δerror1＊kp＋error2＊ki  ・・・（６）
ここで、「kp」は、所定の比例定数であり、「ki」は、所定の積分定数である。
【００５８】
即ち、ＥＣＵ４０は、図１０に破線で示すように、推定圧力epfpredが曲線的に推移するものと想定し、その推定圧力epfpredの推移に応じた燃料圧力となるような次回の通電デューティefpdty2を算出するのである。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態の燃料圧力制御方法によれば、電動式の燃料ポンプ２を所要の通電デューティefpdtyの値に基づき操作することにより、エンジン９のデリバリパイプ１０に供給される燃料圧力を所要の目標圧力ekpftの値に制御するようにしている。この制御に際して、図６のステップ１１０に示すように、今回の通電デューティefpdty1の値に応じた到達圧力epfsatの値を算出する。次いで、図６のステップ１４０に示すように、その到達圧力epfsatの値と前回の推定圧力epfpred1の値との差から次回の推定圧力epfpred2の値が算出される。次に、図９のステップ３２０に示すように、次回の推定圧力epfpred2の値の目標圧力ekpftの値に対する差から次回の偏差error2の値が算出され、その次回の偏差error2の値の前回の偏差error1の値に対する差から偏差変化量Δerrorの値が算出される。更に、図９のステップ３４０に示すように、今回の通電デューティefpdty1の値と、偏差変化量Δerrorの値と、次回の偏差error2の値等とに基づいて次回の通電デューティefpdty2が算出される。そして、この次回の通電デューティefpdty2の値に基づいて燃料ポンプ２が操作されることにより、燃料圧力が目標圧力ekpftの値に近付けられる。従って、実際の燃料圧力の変化が次回の推定圧力epfpred2の値として見込まれ、その見込みの推定圧力epfpred2の値を目標圧力ekpftの値に近付けるのに必要な次回の通電デューティefpdty2が逐次算出されることになる。これにより、通電デューティefpdtyの挙動が燃料圧力の挙動からかけ離れることがなくなる。このため、電動式の燃料ポンプ２に対する通電デューティefpdtyをフィードバック制御することなく、目標圧力ekpftと推定圧力epfpredとの差に基づく通電デューティefpdtyを用い、到達圧力epfsatに基づく見込み制御により推定圧力epfpredを算出することで、燃料圧力を変更させる過渡時にも、実際の燃料圧力の挙動からの燃料圧力のずれを抑えることができる。
【００６０】
図１１及び図１２には、目標圧力ekpftを変更させた過渡時における各種パラメータの相対的な挙動を示す。時刻ｔ１で、目標圧力ekpftが増加すると、それに伴い到達圧力epfsatが増加し、その到達圧力epfsat等から求められる推定圧力epfpredが徐々に増加する。そして、この推定圧力epfpredの変化に応じて求められる通電デューティepfdutyに基づき燃料ポンプ２が操作されることにより、推定圧力epfpredの挙動に近似して変化する実際の燃料圧力が得られる。図１１に示すように、時刻ｔ１〜ｔ３の間では、通電デューティepfdutyに基づいて算出された推定圧力epfpredの挙動は、実際の燃料圧力の挙動と良く一致することが分かる。
【００６１】
又、この実施の形態の燃料圧力制御方法によれば、上記のように推定圧力epfpredに基づいて次回の通電デューティefpdty2を算出しており、燃料ポンプ２の電動モータに流れる電流を検出する必要がないことから、電流検出回路を別途設ける必要がなく、その分だけ回路構成を簡略化することができる。
【００６２】
更に、この実施の形態の燃料圧力制御方法によれば、図６のステップ１４０に示すように、到達圧力epfsatと今回の推定圧力epfpred1との差に基づいて算出される次回の推定圧力epfpred2が、図６のステップ１８０に示すように、エンジン９で消費される燃料噴射量tauに基づいて補正される。このことから、エンジン９で燃料が消費されることによる燃料圧力の減衰分を見込んで最終的な次回の推定圧力epfpredがより正確に求められるようになる。従って、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力ekpftへ近付けられることになり、その分だけ燃料圧力の制御精度を高めることができる。
【００６３】
加えて、この実施の形態の燃料圧力制御方法によれば、図６のステップ１４０に示すように、到達圧力epfsatと今回の推定圧力epfpred1との差に基づいて算出される次回の推定圧力epfpred2が、図６のステップ１８０に示すように、燃料ポンプ２の温度状態に応じた温度補正係数ekpfpredに基づいて補正される。このことから、燃料ポンプ２の温度が高まることによる燃料圧力の変化分を見込んで次回の推定圧力epfpred2がより正確に求められるようになる。従って、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力ekpftへ近付けられることになり、その分だけ燃料圧力の制御精度を高めることができる。
【００６４】
そして、この実施の形態では、電動式の燃料ポンプ２を所要の通電デューティefpdtyに基づいて操作することにより燃料タンク１よりエンジン９のデリバリパイプ１０へ供給される燃料圧力を制御する燃料圧力制御装置において、燃料ポンプ２に対する今回の通電デューティefpdty1に応じた到達圧力epfsatを算出するための到達圧力算出手段としてのＥＣＵ４０と、その算出された到達圧力epfsatと今回の推定圧力epfpred1との差に基づいて次回の推定圧力epfpred2を算出するための推定圧力算出手段としてのＥＣＵ４０と、目標圧力ekpftと算出された次回の推定圧力epfpred2との差に基づいて次回の通電デューティepfduty2を算出するための操作量算出手段としてのＥＣＵ４０と、その算出された次回の通電デューティepfduty2に基づいて燃料ポンプ２を操作することにより燃料圧力を制御するための制御手段としてのＥＣＵ４０とを備えている。更に、この実施の形態の燃料圧力制御装置では、次回の推定圧力epfpred2をエンジン９で消費される燃料量（燃料噴射量tau）に基づいて補正するための燃料量対応補正手段としてのＥＣＵ４０と、その補正された次回の推定圧力epfpred2を燃料ポンプ２の温度状態に基づいて補正するための温度状態補正手段としてのＥＣＵ４０とを備える。従って、この燃料圧力制御装置により上記した燃料圧力制御方法を実施することができ、この制御方法による作用及び効果を得ることができる。
【００６５】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００６６】
（１）前記実施の形態の燃料圧力制御方法では、算出された次回の推定圧力epfpred2をエンジン９で消費される燃料量に基づいて補正し、その補正された次回の推定圧力epfpred2を燃料ポンプ２の温度状態に基づいて補正するように構成しが、これら両補正の一方又は両方を省略するように構成してもよい。
【００６７】
（２）前記実施の形態の燃料圧力制御装置では、算出された次回の推定圧力epfpred2をエンジン９で消費される燃料量に基づいて補正するための燃料量対応補正手段としてＥＣＵ４０を設けると共に、その補正された次回の推定圧力epfpred2を燃料ポンプ２の温度状態に基づいて補正するための温度状態補正手段としてのＥＣＵ４０を設けたが、これら両手段の一方又は両方を省略するように構成してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、電動式の燃料ポンプに対する操作量をフィードバック制御することなく、目標圧力と推定圧力との差に基づく操作量を用い、到達圧力に基づく見込み制御により推定圧力を算出することで、燃料圧力を変更させる過渡時にも、実際の燃料圧力の挙動からの燃料圧力のずれを抑えることができるという効果がある。併せて、燃料ポンプの電動モータに流れる電流を検出するための電流検出回路を別途設ける必要がなく、その分だけ回路構成を簡略化することができるという効果がある。
【００６９】
請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関で燃料が消費されることによる燃料圧力の減衰分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められることから、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられることになり、その分だけ燃料圧力の制御精度を高めることができるという効果がある。
【００７０】
請求項３に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、燃料ポンプの温度が高まることによる燃料圧力の変化分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められることから、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられ、その分だけ燃料圧力の制御精度を高めることができるという効果がある。
【００７１】
請求項４に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関で燃料が消費されることによる燃料圧力の減衰分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められると共に、燃料ポンプの温度が高まることによる燃料圧力の変化分を見込んで次回の推定圧力がより正確に求められることから、実際の燃料圧力がより正確に目標圧力へ近付けられることになり、その分だけ燃料圧力の制御精度を高めることができるという効果がある。
【００７２】
請求項５に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の燃料圧力制御方法を実施することができ、これにより、電動式の燃料ポンプに対する操作量をフィードバック制御することなく、目標圧力と推定圧力との差に基づく操作量を用い、到達圧力に基づく見込み制御により推定圧力を算出することで、燃料圧力を変更させる過渡時にも、実際の燃料圧力の挙動からの燃料圧力のずれを抑えることができる。併せて、燃料ポンプの電動モータに流れる電流を検出するための電流検出回路を別途設ける必要がなく、その分だけ回路構成を簡略化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係り、燃料圧力制御装置を示す概略構成図である。
【図２】燃料ポンプに関する電流−燃料圧力特性を示すグラフである。
【図３】燃料ポンプに関するefpdty−電流特性を示すグラフである。
【図４】燃料ポンプに関するefpdty−燃料圧力特性を示すグラフである。
【図５】制御弁の開閉特性を示すグラフである。
【図６】「epfpred算出ルーチン」を示すフローチャートである。
【図７】吸気温と温度補正値との関係を示すデータマップである。
【図８】「epftimc算出ルーチン」を示すフローチャートである。
【図９】「efpdty2算出ルーチン」を示すフローチャートである。
【図１０】目標圧力と推定圧力の挙動を説明するタイムチャートである。
【図１１】各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
【図１２】各種パラメータの挙動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１        燃料タンク
２        燃料ポンプ
９        エンジン
１０      デリバリパイプ
４０      ＥＣＵ（各種算出手段及び制御手段を構成する。）
efpdty    通電デューティ（操作量）
etha      吸気温（温度状態に相当する。）
epfpred   推定圧力
epfsat    到達圧力
tau       燃料噴射量（内燃機関で消費される燃料量に相当する。）
ekpft      目標圧力
【図１】
0003836000.tif 000002
【図２】
0003836000.tif 000003
【図３】
0003836000.tif 000004
【図４】
0003836000.tif 000005
【図５】
0003836000.tif 000006
【図６】
0003836000.tif 000007
【図７】
0003836000.tif 000008
【図８】
0003836000.tif 000009
【図９】
0003836000.tif 000010
【図１０】
0003836000.tif 000011
【図１１】
0003836000.tif 000012
【図１２】
0003836000.tif 000013