JP4979738B2

JP4979738B2 - エンジン制御システム

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Publication number: JP4979738B2
Application number: JP2009141229A
Authority: JP
Inventors: 允令友松; 康弘高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: JP2010285949A; CN101922364A; CN101922364B

Description

この発明は、エンジン制御システムに係わるものであり、特に、エンジン制御システムにおける燃料ポンプの制御技術に関するものである。

従来のエンジン制御システムにおいては、燃料タンクから汲み上げた燃料をエンジンへ噴射する燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出される燃料の圧力（以下、燃圧と略す）を所定圧力に調圧するプレッシャレギュレータと、エンジンの運転状態に応じて燃料ポンプ等の各種アクチュエータを制御するエンジンコントロールユニットとを備えたシステムが知られている。
この種のエンジン制御システムでは、燃料ポンプを常時駆動させて燃料ポンプから燃料を吐出させ、且つ、プレッシャレギュレータにて余剰燃料を燃料タンクへリターンすることで、常時一定の燃圧の燃料を燃料噴射弁へ供給可能としている。

燃料ポンプを駆動する燃料ポンプモータは、電磁式リレーの通電のON/OFFを切り替えることで制御する方法が一般的である。そのような燃料ポンプ制御の場合、燃料ポンプの燃料吐出量は一定量となる。燃料ポンプが一定量の燃料を吐出する場合、例えばエンジンの要求する燃料量が低く、燃料噴射弁からの燃料噴射量が少ないときは、燃料噴射弁に過剰に燃料が供給されることになる。その場合、過剰燃料分はプレッシャレギュレータを通じて燃料タンクに戻されることになるが、高温状態となった燃料が燃料タンクに戻ることで燃料蒸気が発生し易いという問題がある。
この問題に対し、燃料ポンプの吐出量を燃料噴射弁からの基本噴射量やバッテリ電圧変化等の補正を加えて制御する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）

特開平９−１２６０２９号公報

しかしながら、従来の技術には次のような課題がある。
即ち、エンジンが要求する燃料量が一定である定常運転や緩やかな加速・減速運転であれば、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量（車両要求燃料）と燃料ポンプから吐出される燃料量が一致し、プレッシャレギュレータの燃料通過流量は一定となるが、エンジンの急加速や、急減速などの過渡的な運転状況では、燃料ポンプの応答性が低い場合、燃料ポンプの燃料吐出量不足や過剰が発生し、プレッシャレギュレータの燃料通過流量が安定しなくなる。低性能なプレッシャレギュレータの場合は、燃圧の調圧限度を超えてしまい、燃圧低下や燃圧上昇を招き、噴射量不安定、エンジン回転速度不整、車両の挙動不安定にも繋がる可能性が出てくる。
このような場合、燃圧を一定に維持するためにはプレッシャレギュレータの高性能化が必要となるが、車両の低コスト化の妨げとなる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安価なシステム構成で、燃圧、燃料噴射量の安定化を実現するエンジン制御システムを得ることを目的とするものである。

この発明に係るエンジン制御システムは、エンジンの運転状態を検出するセンサの出力に基づき、燃料噴射弁の燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、前記燃料噴射量演算手段から得られた燃料噴射量とエンジンの回転速度から燃料ポンプの燃料吐出量を演算する燃料吐出量演算手段と、前記燃料吐出量演算手段で得られた燃料吐出量に基づき、燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を演算する目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段と、スロットル開度急閉時に燃料カットを実施する減速燃料カット手段を有するエンジン制御システムにおいて、前記燃料吐出量演算手段に、スロットル弁のスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサの出力からスロットル弁のスロットル開度変化量を検出し、該スロットル開度変化量が所定値以上の場合と所定値以下の場合に、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正する燃料ポンプモータ回転速度補正手段と、前記減速燃料カット手段による減速燃料カット期間中は、予め決められた時間と変化量に応じて燃料ポンプモータの回転速度を徐々に落とし、最終的にはエンジンがアイドル回転可能な燃料吐出量までテーリング処理を実施し、減速燃料カット継続期間に応じた燃料ポンプ吐出量にする減速燃料カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えたものである。

この発明のエンジン制御システムによれば、安価な構成で、燃圧、燃料噴射量の安定化を実現するエンジン制御システムを得ることができる。

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。

この発明の実施の形態１におけるエンジン制御システムの概略全体構成図である。この発明の実施の形態１における制御ブロック図である。この発明の実施の形態１におけるエンジンコントロールユニットで行われる演算処理のフローチャートである。この発明の実施の形態１における通常時燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１における加速時燃料ポンプ吐出量補正制御時の燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１における加速時燃料ポンプ吐出量補正制御時のスロットル開度と燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１における減速時燃料ポンプ吐出量補正制御時の燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１における減速時燃料ポンプ吐出量補正制御時のスロットル開度と燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１におけるエンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御時の燃料噴射量と燃料ポンプ吐出量関係図である。この発明の実施の形態１における燃料ポンプ吐出量と燃料ポンプのモータ回転速度との関係図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるエンジン制御システムの概略全体構成図である。図１において、コントロールユニット１は、エンジン全体の動作を制御する為のプログラムやマップを格納しており、スロットル弁２の開度を計測するスロットルポジションセンサ３、エンジンの壁面温度を計測するエンジン温度センサ４、クランク位置計測やエンジン回転速度演算に使用するクランク角センサ５や、その他吸入空気の温度を測定する吸気温センサ１０（図２参照）などの各センサ情報から、適切な燃料噴射時期、燃料噴射量を演算し、燃料噴射装置である燃料噴射弁９に駆動信号を出力する。また同じく、各種センサの情報から適切なタイミングで点火信号を図示しない点火コイルに出力し、図示しない点火プラグで火花を発生させてエンジンシリンダ内の燃料と吸入空気の混合気を燃焼させ、エンジンのピストンが押し出されることによりクランクシャフトが回転する。
コントロールユニット１からの駆動信号により燃料ポンプの燃料ポンプモータ７が駆動され、この燃料ポンプによりフィルタを介して燃料タンク６から燃料を吸入し吐出する。
吐出された燃料は、プレッシャレギュレータ８により所定圧に調整され、高圧燃料配管を通り、燃料噴射弁９に供給される。
図１では燃料ポンプの燃料ポンプモータ７は燃料タンク６の外に配置されているが、燃料タンク６内に配置されていても本発明においては影響ない。

図２にこの発明の実施の形態１のエンジン制御システムにおけるコントロールユニット１の制御ブロック図を示す。
図２において、コントロールユニット１は、エンジン回転速度やエンジン負荷（スロットル開度など）などエンジンの運転状態を各センサ３〜５、１０から検出し、これらセンサ３〜５、１０の出力に基づき、エンジンが要求する燃料噴射量Qinjを燃料噴射量演算手段１００にて決定する。
決定された燃料噴射量Qinjとスロットルポジションセンサ３からの情報を、燃料吐出量演算手段２００内で処理し、燃料ポンプ吐出量Qpump_fixを演算する。なお、燃料吐出量演算手段２００を含むコントロールユニット１の制御の詳細については図３を用いて後述する。

燃料吐出量演算手段２００で演算された燃料ポンプ吐出量Qpump_fixと、クランク角センサ５からのエンジン回転速度から、目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段３００で燃料ポンプモータ７の目標回転速度Npump_trgtを演算する。
燃料ポンプモータ７の制御方法に関しては、燃料ポンプの経年劣化や個体差等を鑑み、燃料ポンプモータ７から得られる実回転速度Npump_realを使用したフィードバック制御を用いることが考えられるが、フィードバック制御を用いない場合においても本発明は使用できる。
燃料ポンプモータ７のフィードバック制御を行う場合は、燃料ポンプモータ７からの実回転速度Npump_realと、目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段３００からの目標回転速度Npump_trgtから、燃料ポンプモータ回転速度ＦＢ制御手段４００で、燃料ポンプモータ７へ指令するのに最適なフィードバック回転速度Npump_fbを算出する。
そしてこのフィードバック回転速度Npump_fb（フィードバック制御を使用せずオープンループ制御で燃料ポンプを駆動させる場合は目標回転速度Npump_trgt）を、燃料ポンプモータ指令値変換手段５００において実際に燃料ポンプへの駆動指令値であるPWM DUTY値DUTYpumpへ変換し、変換した指令値PWM DUTY値DUTYpumpを燃料ポンプモータ７へ伝達し、燃料ポンプモータを目標回転速度となるように制御する。

図３はこの発明の実施の形態１におけるエンジンコントロールユニット１で行われる演算処理の１サイクル分のフローチャートである。図２のエンジンコントロールユニット１内部での制御内容について図３を用いて詳細に説明する。
図３において、ステップＳ１では、コントロールユニット１に接続された各種センサ３〜５、１０からの出力信号を読み込む。
ステップＳ２では、各種センサ３〜５、１０から車両の運転状態を検出し、燃料噴射量演算手段１００で車両が必要とする燃料噴射量Qinjを演算する。燃料噴射弁９から噴射される燃料噴射量はステップＳ２で演算された燃料噴射量Qinjとなる。燃料噴射量Qinjは燃料噴射弁９から噴射される１回分の燃料量を示す。
実際には燃料噴射弁を駆動させる為に燃料噴射量Qinjを燃料噴射弁駆動時間Tinjに変換し、各種センサ情報から車両の状態に応じた燃料噴射タイミングに合わせて燃料噴射弁を燃料噴射弁駆動時間Tinj分だけ駆動させ、燃料を噴射する。

燃料吐出量演算手段２００は、燃料ポンプ吐出量Qpumpを前記燃料噴射量Qinjに応じて変化させることで、燃料ポンプ吐出量Qpumpの供給過剰や供給不足による燃圧不安定の発生を防ぐ。車両の状態が加速状態、減速状態、燃料カット状態でない通常状態の燃料ポンプの燃料吐出量Qpump_nmlと、燃料噴射量Qinjの関係は図４の破線ａの通りであり、下記の関係式となる。
図４は横軸を前記燃料噴射量Qinj、縦軸を通常時の燃料ポンプ吐出量Qpump_nmlとする。

燃料ポンプ吐出量Qpump_nml ← 燃料噴射量Qinj

ステップＳ３では、エンジンコントロールユニット内の情報から、現在、燃料カット制御中であるかを判断する。燃料カット制御はエンジン高回転速度時に実施されるエンジンの保護を目的としたエンジン保護カット、スロットル開度の急閉動作等によって実施される車両速度の減速を目的とした減速燃料カットに分類することが出来る。
ステップＳ３ではこれら燃料カット中でない場合はステップＳ４に進み、燃料カット中である場合はステップＳ１１に進む。

ステップＳ４では、ステップＳ２で演算した燃料噴射量Qinjを前回燃料噴射量Qinj_oldとして保存する。燃料噴射量Qinjはサイクル毎に更新される為、前回値の燃料噴射量Qinjを参照する場合を考慮しての処理である。

前回燃料噴射量Qinj_old ← 今回燃料噴射量Qinj

保存した前回燃料噴射量Qinj_oldは、後述する燃料カット時処理にて使用する。

ステップＳ５では、前記スロットルポジションセンサ３からの出力に応じて車両が加速状態で燃料ポンプの燃料ポンプ吐出量Qpumpを補正する必要があるかを判断する。
スロットル開度変化量△ＴＨが所定値1以上の場合は、車両が加速状態であると判断し、ステップＳ６に進む。ステップＳ５で条件が成立しない場合はステップＳ８に進む。

ステップＳ６では、後述するステップＳ７での加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で燃料ポンプ吐出量を補正許可するか判定する。
判定条件としては、後述する加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段にてまだ燃料ポンプ吐出量を補正していない場合はステップＳ７に進む。既に補正済みの場合は何もせずステップＳ１５に進む。

ステップＳ７では、加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段により、前記ステップＳ２で演算した燃料噴射量Qinjを加速時用の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngに変換する。
通常運転時の燃料噴射量Qinjと、加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段時の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を図５に記す。
図５は横軸を前記燃料噴射量Qinj、縦軸を補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとする。図５中の破線ａは通常状態の燃料ポンプの燃料吐出量Qpump_nmlと燃料噴射量Qinjの関係を示している。図５中の実線ｂは加速状態である場合の燃料噴射量Qinjと補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を示しており、燃料噴射量Qinjに対し補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngは通常時と比較して増量されていることが特徴である。

燃料ポンプモータの応答性が低く、プレッシャレギュレータの燃圧調圧能力も低い場合、燃料噴射量Qinjに合わせて燃料ポンプモータの回転速度を決定していては、加速した瞬間の燃料ポンプの燃料吐出量が不足し、燃圧が低下する可能性がある。その状態を防ぐため、図５中の実線ｂのような燃料噴射量Qinjと補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を予めエンジンコントロールユニットに記憶させておく。この場合の一連のスロット開度と燃料噴射量、補正がない場合の燃料ポンプ吐出量、補正有りの場合の燃料ポンプ吐出量の関係を図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。

図６で示すように、スロットル開度が急開し、燃料噴射量Qinjも増大し、それに伴い燃料ポンプの吐出量Qpumpも変化させるが、通常の方法で燃料ポンプを制御していては燃料ポンプのモータの応答性が悪い場合、必要な燃料ポンプ吐出量に到達するまで時間がかかり、燃料噴射量Qinjに対して実燃料ポンプ吐出量Qpump_realが不足し、燃圧低下を招く可能性がある。そのため、加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段によって、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとなるように燃料ポンプモータの回転速度を増加させ、実燃料ポンプ吐出量Qpump_realを確保する。（図６（ｄ）参照）

ステップＳ８では、スロットルポジションセンサ３の出力に応じて車両が減速状態であるか判断する。スロットル開度変化量△ＴＨが所定値2以下の場合は、車両が減速状態であると判断し、ステップＳ９に進む。
ステップＳ８で条件が成立しない場合はステップＳ１５に進む。

ステップＳ９では、後述するステップＳ１０での減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で燃料ポンプ吐出量を補正許可するか判定する。判定条件としては、後述する減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段にてまだ燃料ポンプ吐出量を補正していない場合はステップＳ１０に進む。既に補正済みの場合は何もせずステップＳ１５に進む。

ステップＳ１０では、減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段により、前記ステップＳ２で演算した燃料噴射量Qinjを減速時用の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngに変換する。通常運転時の燃料噴射量Qinjと減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段時の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を図７に記す。図７は横軸を前記燃料噴射量Qinj、縦軸を補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとする。図７中の破線ａは通常状態の燃料ポンプの燃料吐出量Qpump_nmlと燃料噴射量Qinjの関係を示している。図７中の実線ｃは減速状態である場合の燃料噴射量Qinjと補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を示しており、燃料噴射量Qinjに対し補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngは通常時と比較して減量されていることが特徴である。

燃料ポンプモータの応答性が低く、プレッシャレギュレータの燃圧調圧能力も低い場合、燃料噴射量Qinjに合わせて燃料ポンプモータの回転速度を決定していては、減速した瞬間の燃料ポンプの燃料吐出量が過剰となり、燃圧が上昇する可能性がある。その状態を防ぐため、図７中の実線ｃのような燃料噴射量Qinjと補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を予めエンジンコントロールユニットに記憶させておく。
この場合の一連のスロット開度と燃料噴射量、補正がない場合の燃料ポンプ吐出量、補正有りの場合の燃料ポンプ吐出量の関係を図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。

図８で示すように、スロットル開度が急閉し、燃料噴射量Qinjも減少し、それに伴い燃料ポンプの吐出量Qpumpも変化させるが、通常の方法で燃料ポンプを制御していては燃料ポンプのモータの応答性が悪い場合、必要な燃料ポンプ吐出量に到達するまで時間がかかり、燃料噴射量Qinjに対して実燃料ポンプ吐出量Qpump_realが過剰となり、燃圧上昇を招く可能性がある。そのため、減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段によって、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとなるように燃料ポンプモータの回転速度を減少させ、実燃料ポンプ吐出量Qpump_realの追従精度を向上させる。（図８（ｄ）参照）

ステップＳ１１では、エンジンコントロールユニット１内の情報から、現在実施されている燃料カット制御がエンジン保護カットであるかを判断する。エンジン保護カット中である場合はステップＳ１２に進み、エンジン保護カット中でない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１２では、後述するステップＳ１３でのエンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で、燃料ポンプ吐出量を補正許可するか判定する。判定条件としては、後述するエンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段にてまだ燃料ポンプ吐出量を補正していない場合はステップＳ１３に進む。既に補正済みの場合は何もせずステップＳ１５に進む。

ステップＳ１３では、燃料カット中、基本的に燃料噴射量Qinjは0となる為、前記ステップＳ４で保存していた燃料カット直前の前回燃料噴射量Qinj_oldを、エンジン保護カット中の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngに変換する。
通常運転時の燃料噴射量Qinjとエンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段時の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を図９に示す。
図９は横軸を前記前回燃料噴射量Qinj_old、縦軸を補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとする。図９中の破線ａは通常状態の燃料ポンプの燃料吐出量Qpump_nmlと燃料噴射量Qinjの関係を示している。図９中の実線ｄはエンジン保護カット直前の燃料噴射量Qinj_oldと補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngの関係を示しており、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngは通常時と比較して若干減量されていることが特徴である。

エンジン保護カットはエンジン回転速度が高回転時に実施され、所定回転数以上にエンジンが回転することを防止することを目的とする。その為、エンジン保護カットが解除され、再び燃料噴射が実施される際には、エンジン保護カット実施直前時と同じ多量の燃料噴射量が必要となる。よって、エンジン保護カット中もエンジン保護カット直前の燃料噴射量を噴射するつもりで燃料ポンプを駆動させる。エンジン保護カット中は燃料噴射が実施されない為、燃料ポンプ吐出量が過剰となり燃圧が上昇するが、エンジン保護カット中であるため問題ない。

ステップＳ１４では、減速燃料カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段によって、減速燃料カット中の燃料ポンプ吐出量を補正する。減速燃料カットの場合、減速燃料カットが成立した状態と減速燃料カットから復帰する状態ではエンジンの回転速度が落ちている。よって、減速燃料カット復帰時の燃料ポンプ吐出量も減少させておく必要がある。減速燃料カットの継続期間が長いほどエンジンに燃料が供給されない状態が続くことになり、エンジン回転速度も落ちる傾向にある。そのため、減速燃料カット中の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngは、下記のように１サイクル毎に所定値ずつ減少させる。
しかし、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngは予め決められたエンジンのアイドル回転速度時の燃料吐出量Qpump_idle以下に減少させないこととする。

Qpump_chng(1) = Qinj_old
Qpump_chng(n) = Qpump_chng(n-1) - 所定値

減速燃料カットから復帰した時、燃料ポンプは補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngに基づいた燃料吐出量となるように駆動しており、エンジン回転速度が落ち、減少した燃料噴射量に対し、燃料ポンプの燃料吐出量が過剰となることを防止する。

ステップＳ１５では、加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段、減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段、エンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段、減速燃料カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段が実施されていない場合であるか、燃料ポンプ吐出量復帰条件が成立しているかを判断し、どちらかが成立する場合はステップＳ１６に進む。
どちらも成立しない場合はステップＳ１７に進む。

燃料ポンプ吐出量復帰条件は、前記加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と前記減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段の場合、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとステップＳ２で演算した燃料噴射量Qinjが一致する場合、燃料ポンプの補正復帰成立と判断する。
また、所定時間経過しても補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngとステップＳ２で演算した燃料噴射量Qinjが一致しない場合も燃料ポンプの補正復帰成立と判断し、サイクル毎の補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngをQinjと同量となるように単位量毎減少または増加させるテーリング処理を実施する。
前記エンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段、前記減速燃料カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段の場合、エンジン保護カットまたは減速燃料カットから復帰した場合、燃料ポンプの補正復帰成立と判断する。

ステップＳ１６では、最終燃料ポンプ吐出量Qpump_fixを決定し、ステップＳ２で演算された通常時燃料ポンプ吐出量Qpump_nmlが最終燃料ポンプ吐出量Qpump_fixとなる。
また、前記ステップＳ１５で加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で所定時間経過しても補正が一致しない場合、テーリング処理した補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngを最終燃料ポンプ吐出量Qpump_fixとする。
ステップＳ１７では、補正後燃料ポンプ吐出量Qpump_chngを最終燃料ポンプ吐出量
Qpump_fixとする。
ステップＳ１８では、目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段３００により、最終燃料ポンプ吐出量Qpump_fixから燃料ポンプのモータ回転速度を決定する。最終燃料ポンプ吐出量Qpump_fixと燃料ポンプのモータ回転速度Npump_trgtの関係は図１０に示す。

燃料ポンプの経年劣化や燃料ポンプ個体差から、目標燃料ポンプモータ回転速度Npump_trgtと後述するステップＳ２０での燃料ポンプモータへの指令値DUTYpumpとが一致しない場合が生じる可能性がある。そのような場合を鑑み、ステップＳ１９では、燃料ポンプの駆動方法として実際の燃料ポンプモータ７の回転速度をエンジンコントロールユニット１に取り込み、燃料ポンプモータ回転速度ＦＢ制御手段４００で、目標の燃料ポンプモータ回転速度へフィードバック制御する。目標となる燃料ポンプモータ回転速度は前記ステップＳ１８で演算した燃料ポンプのモータ回転速度Npump_trgtとし、燃料ポンプモータの実回転速度Npump_realは、例えば、燃料ポンプモータの誘起電圧の周期を測定し、実回転速度を演算する。実回転速度Npump_realと目標回転速度Npump_trgtから燃料ポンプへ指令するのに最適なフィードバック回転速度Npump_fbを算出する。なお、フィードバック制御の方法については従来から使用されている既知の制御である為、ここでは割愛する。燃料ポンプモータの実回転速度を測定することが不可の場合、ステップＳ１８からステップＳ２０に進んでも良い。

ステップＳ２０では、燃料ポンプモータ指令値変換手段５００により、燃料ポンプモータの回転速度をフィードバック制御する場合はフィードバック回転速度Npump_fbを、フィードバック制御を使用せずオープンループ制御で燃料ポンプモータを駆動させる場合は目標回転速度Npump_trgtを、実際に燃料ポンプモータへの駆動指令値であるPWM DUTY値DUTYpumpへ変換する。そして、変換したPWM DUTY値DUTYpumpを燃料ポンプモータ７へ伝達し、燃料ポンプモータ７を駆動させる。

以上のように、この発明の実施の形態１のエンジン制御システムによれば、安価な構成で燃圧、燃料噴射量の安定化を実現するエンジン制御システムを得ることができる。

即ち、この発明の実施の形態１のエンジン制御システムによれば、
（１）エンジンの運転状態を検出するセンサの出力に基づき、燃料噴射弁の燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、前記燃料噴射量演算手段から得られた燃料噴射量とエンジンの回転速度から燃料ポンプの燃料吐出量を演算する燃料吐出量演算手段と、前記燃料吐出量演算手段から得られた燃料吐出量を得る為に、燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を演算する目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段を有するエンジン制御システムにおいて、燃料ポンプモータ回転速度補正手段により、スロットル弁のスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサの出力からスロットル弁のスロットル開度変化量を検出し、スロットル開度変化量が所定値以上の場合と所定値以下の場合に燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正することが可能となるので、エンジンが必要とする燃料供給量が急激に変化するスロットル開度変化時において、燃料ポンプモータの応答性が低い場合でも燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を変化させることで、燃料ポンプの吐出量過剰・不足による燃圧変動を防ぐことが出来る。

（２）また、前記燃料ポンプモータ回転速度補正手段は、スロットル開度変化量が所定値以上の場合、前記燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を、補正後目標燃料ポンプモータ回転速度として予め定められた量だけ所定時間増加させ、所定時間は前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い、前記燃料ポンプモータを制御することで前記燃料ポンプの燃料吐出量を増加させる加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えるので、燃料ポンプモータの応答性が低く、プレッシャレギュレータの調圧性能も低い場合においても、事前に燃料ポンプの吐出量を増加させることで吐出量不足による燃圧低下を防ぐことが可能となる。また、加速時は通常の燃料噴射だけではなく、非同期燃料噴射が実施されることがあり、燃料ポンプ吐出量を増加させることで、非同期燃料噴射分も補うことが可能となる。

（３）また、前記燃料ポンプモータ回転速度補正手段は、スロットル開度変化量が所定値以下の場合は、前記燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を、補正後目標燃料ポンプモータ回転速度として予め定められた量だけ所定時間減少させ、所定時間は前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い、前記燃料ポンプモータを制御することで前記燃料ポンプの燃料吐出量を減少させる減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えるので、燃料ポンプモータの応答性が低く、プレッシャレギュレータの調圧性能も低い場合においても、事前に燃料ポンプの吐出量を減少させることで吐出量過剰による燃圧上昇を防ぐことが可能となる。

（４）さらに、前記加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と前記減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正し、所定時間固定された前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い燃料ポンプモータを制御している場合において、補正を実行する所定時間以内に前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度が前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度と一致した場合、以降は前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度に従い前記燃料ポンプモータを制御することを特徴とするので、エンジンの要求する燃料噴射量と燃料ポンプの燃料吐出量が一致した場合は速やかに通常の燃料ポンプモータ制御に移行し、必要以上に燃料ポンプの吐出量を増加・減少させることを防ぎ、燃圧の変動を最小限に抑えることが可能となる。

（５）また、前記加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と前記減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正し、所定時間固定された前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い燃料ポンプモータを制御している場合において、補正を実行する所定時間経過後、前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度を前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度に一致させるように予め決められた時間と変化量に従い増加または減少させるテーリング処理を行うことを特徴とするので、必要以上に燃料ポンプの吐出量を増加・減少させることを防ぎ、燃圧の変動を最小限に抑えることが可能となる。

（６）また、エンジン回転速度が高くエンジンを損傷させる恐れがある場合に燃料カットを実施し、エンジンの回転速度上昇を抑えることでエンジンを保護するエンジン保護カットにおいて、エンジン保護カットからの復帰時もエンジン回転速度は高回転であることから、多量の燃料を必要とする。そのために、前記燃料ポンプモータの回転速度をエンジン保護カット前と同等の回転速度に維持するため、エンジン保護カット復帰時に燃料ポンプ吐出量不足による燃圧減少を防止することが可能となる。

（７）また、車両減速、燃費向上などを目的として、スロットル開度急閉時に燃料カットを実施する減速燃料カットにおいて、減速燃料カットからの復帰時はエンジン回転速度が落ち、必要とする燃料噴射量も下がることから減速燃料カット期間中は燃料ポンプモータの回転速度を予め決められた時間と変化量に応じて燃料ポンプモータの回転速度を徐々に落とし、最終的にはエンジンがアイドル回転可能な燃料吐出量までテーリング処理を実施し、減速燃料カット継続期間に応じた燃料ポンプ吐出量にすることで、減速燃料カットから復帰した場合に燃料ポンプ吐出量過剰による燃圧上昇を防止することが可能となる。減速燃料カットから復帰する際のエンジン回転速度は不定であるが、減速燃料カット中の燃料ポンプ吐出量テーリング処理により、減速燃料カット継続時間に応じて燃料ポンプ吐出量を制御することが可能となる。
なお、テーリング処理はエンジンの最低回転速度であるアイドル運転時に必要とする燃料吐出量の確保可能な燃料ポンプモータ回転速度までとする。

（８）燃料カット復帰時は即座に燃料ポンプモータの回転速度を補正前の状態に戻すため、必要以上に燃料ポンプ吐出量を補正することがなくなる。
そして、上述した制御とすることで、応答性の低い燃料ポンプモータ、安価な低性能プレッシャレギュレータ等でも燃圧、燃料噴射量の安定化を実現するエンジン制御システムを得ることが出来る。

１コントロールユニット、２スロットル弁、３スロットルポジションセンサ、
４エンジン温度センサ、５クランク角センサ、６燃料タンク、７燃料供給装置
８プレッシャレギュレータ、９燃料供給弁、
１００燃料噴射量演算手段、２００燃料吐出量演算手段、
３００目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段、
４００燃料ポンプモータ回転速度ＦＢ制御手段、
５００燃料ポンプモータ指令値変換手段

Claims

エンジンの運転状態を検出するセンサの出力に基づき、燃料噴射弁の燃料噴射量を演算
する燃料噴射量演算手段と、前記燃料噴射量演算手段から得られた燃料噴射量とエンジン
の回転速度から燃料ポンプの燃料吐出量を演算する燃料吐出量演算手段と、前記燃料吐出
量演算手段で得られた燃料吐出量に基づき、燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回
転速度を演算する目標燃料ポンプモータ回転速度演算手段と、スロットル開度急閉時に燃料カットを実施する減速燃料カット手段を有するエンジン制御システムにおいて、
前記燃料吐出量演算手段に、スロットル弁のスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサの出力からスロットル弁のスロットル開度変化量を検出し、該スロットル開度変化量が所定値以上の場合と所定値以下の場合に、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正する燃料ポンプモータ回転速度補正手段と、前記減速燃料カット手段による減速燃料カット期間中は、予め決められた時間と変化量に応じて燃料ポンプモータの回転速度を徐々に落とし、最終的にはエンジンがアイドル回転可能な燃料吐出量までテーリング処理を実施し、減速燃料カット継続期間に応じた燃料ポンプ吐出量にする減速燃料カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えたことを特徴とするエンジン制御システム。
前記燃料ポンプモータ回転速度補正手段は、スロットル開度変化量が所定値以上の場合に、前記燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を、補正後目標燃料ポンプモータ回転速度として予め定められた量だけ所定時間増加させ、所定時間は該補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い前記燃料ポンプモータを制御することで、前記燃料ポンプの燃料吐出量を増加させる加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。
前記燃料ポンプモータ回転速度補正手段は、スロットル開度変化量が所定値以下の場合に、前記燃料ポンプモータの目標燃料ポンプモータ回転速度を、補正後目標燃料ポンプモータ回転速度として予め定められた量だけ所定時間減少させ、所定時間は該補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い前記燃料ポンプモータを制御することで、前記燃料ポンプの燃料吐出量を減少させる減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。
前記加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と前記減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正し、所定時間固定された前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い燃料ポンプモータを制御している場合において、補正を実行する所定時間以内に前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度が前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度と一致した場合、以降は前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度に従い前記燃料ポンプモータを制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエンジン制御システム。
前記加速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段と前記減速時燃料ポンプ吐出量補正制御手段で、燃料ポンプモータの前記目標燃料ポンプモータ回転速度を補正し、所定時間固定された前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度に従い燃料ポンプモータを制御している場合において、補正を実行する所定時間経過後、前記補正後目標燃料ポンプモータ回転速度を
前記燃料噴射弁の燃料噴射量から演算された前記目標燃料ポンプモータ回転速度に一致させるように、予め決められた時間と変化量に従い増加または減少させるテーリング処理を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエンジン制御システム。
エンジン回転速度が高くエンジンを損傷させる恐れがある場合に燃料カットを実施し、エンジンの回転速度上昇を抑えることでエンジンを保護するエンジン保護カット手段を備え、前記エンジン保護カット手段による燃料カット期間中は、前記燃料ポンプモータの回転速度をエンジン保護カット直前と同等の回転速度に維持するエンジン保護カット時燃料ポンプ吐出量補正制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。
燃料カット復帰時は即座に燃料ポンプモータの回転速度を補正前の状態に戻すことを特徴とする請求項１または請求項６に記載のエンジン制御システム。