JP2004162573A

JP2004162573A - Driving circuit of electromagnetic fuel pump, in-tank type pump module and in-line type fuel pump

Info

Publication number: JP2004162573A
Application number: JP2002328245A
Authority: JP
Inventors: Migaku Miura; 三浦　　磨; Masaki Murakami; 正樹村上
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a sound generated by the movement of a plunger; to minimize the generating sound even when return spring force is increased; and to easily and inexpensively manufacture. <P>SOLUTION: A snubber circuit 10 is connected in parallel to an electromagnetic coil 3. After stopping power supply to the electromagnetic coil 3, possessing energy of the electromagnetic coil 3 becomes a regenerative current between the snubber circuit 10 and the electromagnetic coil 3, and a resistance 12 has a resistance value Rs, and consumes the possessing energy of the electromagnetic coil 3. The electromagnetic coil 3 is attenuated in excitation force still in a state of having the excitation force, and gradually reduces a lowering speed of the plunger 2. The plunger 2 reaches the lower dead center, and reduces a collision sound when contacting with a fuel liquid surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁コイルを有して燃料を吸入および吐出する電磁燃料ポンプにおいて、特に、電磁コイルの励磁を制御して動作音を低減化させることのできる電磁燃料ポンプの駆動回路、インタンク式ポンプモジュールおよびインライン式燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両における燃料供給は、ＤＣモータ等を用いたウエスコ式ポンプと、電磁力により往復移動するプランジャを用いた電磁燃料ポンプがある。近年における燃料供給では、燃費向上など実際の走行状態に応じた燃料消費の最適化のために、電子制御で燃料噴射を行うＦＩ化（ＦＩ；ＦｕｅｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）が進められている。この燃料噴射制御機構においては、必要な吐出圧および吐出量を確保しやすいウエスコ式のものが主に用いられている。
【０００３】
一方の電磁燃料ポンプは、構造が簡単で小型であるため小型エンジンの燃料供給用として用いることにより、エンジン全体の小型化と低消費電力が実現できる。この電磁燃料ポンプにおける吐出圧は３０ＫＰａ程度である。ここで、上記燃料噴射制御機構にこの電磁燃料ポンプを用いようとした場合には、吐出圧を３００ＫＰａ程度まで上げる必要がある。
【０００４】
このためには、電磁燃料ポンプ内部に設けられるリターンスプリングの力を従来に比して増大させなければならない。したがって、このようなスプリング力が大きなリターンスプリングを設けた電磁燃料ポンプでは、今まで無視できる程度に小さかった動作音が騒音程度にまで大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
電磁コイルに通電して燃料を吸引するためのプランジャが作動した後、通電を止めるとリターンスプリングによりプランジャを復帰（一方向に付勢）させる。上記騒音の発生原因は、このときに、燃料とプランジャの間のベーパ（燃料気化ガス）を押しつぶして、プランジャが燃料液面を叩きつける音であると推定される。これを解決するものとしてプランジャの移動時の駆動量を制御する技術が開示されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９４３４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は、プランジャを駆動する電磁コイルに供給する電流値をプランジャの移動状態に合わせて制御する構成であるため、制御機構が複雑でコスト高となる問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、プランジャの移動で発生する音を低減化し、リターンスプリング力を大きくした場合であっても発生音を低く抑えることができ、簡単かつ低コストに製造できる電磁燃料ポンプの駆動回路、インタンク式ポンプモジュールおよびインライン式燃料ポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる電磁燃料ポンプの駆動回路は、電磁コイルの駆動が停止されたときにプランジャを一方向に付勢するリターンスプリングを備えた電磁燃料ポンプの駆動回路において、前記電磁コイルの駆動が停止されてから前記プランジャが前記一方向の端面に達するまでの期間における励磁力を減衰させるスナバー回路を備えた構成を採用できる。前記スナバー回路は、前記電磁コイルを非励磁状態とした後に該電磁コイルに回生電流を流すダイオードと、前記電磁コイルの保有エネルギーを消費する所定の抵抗値を有する抵抗体によって構成できる。
【００１０】
この発明によれば、プランジャが一方向の端面に達するまでの期間で電磁コイルの励磁力が減衰されるため、プランジャがこの端面に達するときに移動速度を低くでき、端面に達した際に発生する音を低く抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電磁燃料ポンプの駆動回路、インタンク式ポンプモジュールおよびインライン式燃料ポンプの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、この発明が適用される電磁燃料ポンプの構造を示す図である。この電磁燃料ポンプ１は、図示のように図中上下方向に往復移動するプランジャ２と、プランジャ２の外周に設けられこのプランジャ２を上方向に移動させる電磁コイル３を備える。電磁燃料ポンプ１の内部には、プランジャ２の上部に通電停止後にプランジャ２をバネ力で下方向に付勢する送出スプリング４が設けられる。一方、プランジャ２の下部には、送出スプリング４と逆にプランジャ２を上方向へ付勢するキャンセルスプリング５を備える。
【００１３】
これら送出スプリング４とキャンセルスプリング５は、つり合い位置θで力がつり合う。これら送出スプリング４とキャンセルスプリング５によってプランジャ２をバネ力で下方向に付勢するリターンスプリングが構成されている。
【００１４】
電磁コイル３を通電させると、電磁コイル３の励磁作用によりプランジャ２が送出スプリング４の付勢力に抗して図中上方向に移動する。プランジャ２が移動することによって、内部圧力が減少し吸入弁８から燃料が吸入される。
【００１５】
一方、電磁コイル３への通電を停止させると、送出スプリング４の付勢力によりプランジャ２が下方に移動し、内部室の圧力が増加し、吐出弁９から図示しない燃料圧送路に燃料が吐出される。このように、電磁コイル３への通電および非通電を繰り返すことにより燃料の吸入および吐出が行われる。
【００１６】
次に、プランジャ２の運動方程式を式（１）に示す。ここで、送出スプリング４は、バネ定数＝ｋｓ，自由長＝ｌｓ，セット長＝ｌｓｏとし、プランジャ２の質量＝ｍ，電磁コイル３のインダクタンス＝Ｌ，抵抗値＝Ｒｌ，キャンセルスプリング５は、バネ定数＝ｋｃ，自由長＝ｌｃ，セット長＝ｌｃｏとする。
【００１７】
【数１】

【００１８】
プランジャ２が上死点の場合を考える。プランジャ２が上死点にあるときは、下記式（２）
【００１９】
【数２】

【００２０】
であるので、運動方程式は、下記式（３）となる。
【００２１】
【数３】

【００２２】
また、任意の位置χにおける送出スプリング４のスプリング力は下記式（４）となり、キャンセルスプリング５のスプリング力は下記式（５）となる。
【数４】

【００２３】
次に、電磁コイル３のコイル磁力（励磁力）による力Ｆ_ｍは、下記式（６）で表される。
【００２４】
【数５】

【００２５】
図２は、この発明にかかる電磁燃料ポンプの駆動回路に設けられるスナバー回路を示す回路図である。図示のスナバー回路１０は、電磁コイル３への通電停止後における電磁コイル３の放電時間を設定するもので、クランプダイオード１１と抵抗体１２の直列回路を電磁コイル３と並列接続してなる。クランプダイオード１１は、電磁コイル３への通電を停止させた後に、電磁コイル３に回生電流を流す。抵抗体１２は、電磁コイル３の保有エネルギーを消費する所定の抵抗値Ｒｓを有する。
【００２６】
このスナバー回路１０を用いた場合、電磁コイル３へ通電させ通電を停止させたときに電磁コイル３に流れるコイル電流ｉは、下記式（７）で表される。
【００２７】
【数６】

【００２８】
式（７）に示したように、スナバー回路１０の抵抗値Ｒｓの選定によりプランジャ２の移動状態を規定することができるようになる。
【００２９】
但し、抵抗値Ｒｓが大きい場合には、電磁コイル３への通電停止後におけるコイル電流ｉが小さいため、上方への電磁コイル３の励磁力Ｆ_ｍが発生せず、プランジャ２が急激に上方に移動することになる。一方、抵抗値Ｒｓが小さい場合には、電磁コイル３への通電停止後のプランジャ２の動作は緩やかなものとなり、上方への励磁力Ｆ_ｍが大きく長い時間発生することになる。この場合、次のコイル電流の通電までプランジャ２が下方に移動できず、十分な吐出圧および流量を確保できなくなる。抵抗値Ｒｓの選定は、上記の点を考慮してプランジャ２の急激な動作を抑制しつつ、性能の確保に十分な振幅を確保することが望ましい。
【００３０】
したがって、電磁コイル３の通電停止後に電磁コイル３に必要な励磁力Ｆ_ｍに相当するコイル電流ｉを流すよう抵抗値Ｒｓを選定する。これにより、プランジャ２の通電停止後に送出スプリング４の付勢力によって下降するプランジャ２の移動状態を制御できるようになる。
【００３１】
具体的には、電磁コイル３への通電停止後、電磁コイル３と並列接続されたスナバー回路１０により、電磁コイル３の保有エネルギーがこれらスナバー回路１０と電磁コイル３との間の回生電流として循環する。この際、クランプダイオード１１が回生電流の循環を規定する。同時に、抵抗体１２は、電磁コイル３の保有エネルギー（コイル電流ｉ）を上記式（７）に基づき所定時間で消費する。
【００３２】
これにより、電磁コイル３への通電停止後、電磁コイル３は励磁力を有したままの状態でこの励磁力が徐々に弱められ（減衰され）、プランジャ２の下降速度を次第に低速にさせる。これによって、プランジャ２が下死点に到達し、燃料液面に接触する際の衝突音を低減化させることができるようになる。
【００３３】
また、抵抗体１２の抵抗値Ｒｓは、電磁コイル３の励磁周期と、リターンスプリング（特に送出スプリング４）のスプリング力と、電磁コイル３の励磁力Ｆ_ｍとに基づき設定する。電磁コイル３の励磁周期内で回生電流を消費させる必要があり、また、送出スプリング４のスプリング力と電磁コイル３の励磁力Ｆ_ｍのバランスをとった状態で、コイル電流ｉを励磁周期内で消費させる抵抗値Ｒｓを選定する。
【００３４】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、電磁コイル３と並列接続されたスナバー回路１０を設けることにより、電磁コイル３への通電停止後に電磁コイル３の保有エネルギーを回生電流として循環させ、スナバー回路１０の抵抗体１２により消費させることができる。これにより、送出スプリング４の付勢力でプランジャ２が下死点に到達するまでの期間でプランジャ２の移動速度を徐々に低速化（減衰）させ下死点で発生する衝突音を低減化できるようになる。そして、スナバー回路１０は、ダイオードと抵抗体からなる簡単な構成であり、低コストで組み立ても簡単に行える。
【００３５】
そして、上述した本実施の形態で説明した電磁燃料ポンプは、燃料タンクの内部に装着されるインタンク式ポンプモジュールに適用することができる。ＦＩ化した電磁燃料ポンプは、吐出圧が従来より格段に高いためリターンスプリング（送出スプリング４）のスプリング力が高められており、電磁燃料ポンプの発生音が高くなる。この電磁燃料ポンプをそのままインタンク式ポンプモジュールに適用すると、発生した音が燃料タンクに共鳴して騒音となる。しかしながら、上記のようなスナバー回路１０により電磁燃料ポンプを制御することにより、この電磁燃料ポンプをインタンク式ポンプモジュールに適用しても騒音の発生を防止でき発生音の低減化を図れるようになる。
【００３６】
【実施例】
以下に、スナバー回路１０の有無別の動作状態と各パラメータの設定を例示する。条件として電圧＝１２Ｖ，電磁コイル３のインダクタンスＬ＝１０ｍＨ，抵抗値Ｒｌ＝２Ωである。
【００３７】
図３は、この条件でスナバー回路１０を設けない場合（Ｒｓ＝∞）の各波形を示す図表である。上記説明したプランジャ式の電磁燃料ポンプ１は、スナバー回路１０を設けない条件下で駆動周期４０ｍｓ，ＯＮ時間１２ｍｓで最大の吐出圧，流量性能が確保できる。よって、ＯＦＦ時間２８ｍｓにて、下記の条件を満たす回生電流波形、すなわち、抵抗体１２の抵抗値Ｒｓの範囲を設定する必要がある。
【００３８】
（１）抵抗値Ｒｓが大きい場合
抵抗値Ｒｓが大きい場合、電磁コイル３の通電停止（ＯＦＦ）後におけるコイル電流ｉが小さいため、上方への電磁コイル３の励磁力Ｆ_ｍが発生せず、プランジャ２が急激に上方に移動することになる。図示の例では、プランジャ２が下死点到達後に時期ｔ１（５ｍｓ程度）で急激に動作している。この図に基づき、プランジャ２の動作を緩やかにするためには、プランジャ２の動作が電流波形より時期ｔ０（２ｍｓ程度）分遅れているので、それ以上の時間、回生電流を流す必要があることが判る。
【００３９】
（２）抵抗値Ｒｓが小さい場合
一方、抵抗値Ｒｓが小さい場合には、電磁コイル３への通電停止（ＯＦＦ）後のプランジャ２の動作は緩やかなものとなり、上方への励磁力Ｆ_ｍが大きく長い時間発生することになる。この場合、次のコイル電流の通電までプランジャ２が下方に移動できず、十分な吐出圧および流量を確保できなくなる。したがって、回生電流が流れる時間はＯＦＦ時間（２８ｍｓ）以下でなくてはならない。回生電流の時定数は、
【００４０】
【数７】

【００４１】
で表すことができるので、上記条件（１），（２）から抵抗値Ｒｓの上下限値は、
【００４２】
【表１】

【００４３】
程度となる。図４は、時間−回生電流特性を示す図表である。抵抗値Ｒｓの上下限値に基づき、各抵抗値Ｒｓ（０．１，１，５，１０，２０〔Ω〕）での時間−回生電流特性は、上記式（７）により図４に示すようになる。図示のように、回生電流がプランジャ２の動作に作用する適性時間（プランジャ２の動作が急激となる５ｍｓの間程度）の抵抗値Ｒｓは５Ωであった。
【００４４】
図５は、スナバー回路１０を設けた（Ｒｓ＝５Ω）の各波形を示す図表である。図３と図５を比べて判るように、スナバー回路１０を設けることにより、通電停止後にプランジャ２が下死点に移動するときの移動量を示す波形が緩やかになり、騒音が抑えられ、プランジャ２の振幅も確保されている。以上より、抵抗体１２の抵抗値Ｒｓ＝５Ωにて実際のプランジャ式の電磁燃料ポンプの動作を確認したところ、プランジャ２の急激な動作を抑制しつつ、性能の確保に十分なプランジャの振幅を得ることができた。
【００４５】
また、図６は、発生音の周波数成分を示す図表である。（ａ）はスナバー回路１０を設けた場合、（ｂ）はスナバー回路１０を設けない場合である。図示のように、スナバー回路１０を設けることにより、測定した全周波数に渡り発生音のレベルを低減化できたことが判る。図示の結果では測定周波数の計測領域において−１０ｄＢ〜−３０ｄＢの騒音改善を図れた。
【００４６】
また、図７は、電磁コイル３の通電時間（ＯＮ時間）に対する燃料の流量特性を示す図表である。図示のように、スナバー回路１０を設けた場合（図中実線の特性線）には、比較的広範囲の通電時間ｔ１に渡り安定した流量（吐出量）を確保することができている。これに比してスナバー回路１０を設けない場合（図中点線）には、所望する流量を短い範囲の通電時間ｔ２でしか得ることができない。図７に示す特性は、図６に示したプランジャ２の移動特性と関連している。プランジャ２をゆっくりと移動させることにより、吸入弁８にある逆止弁からの漏れを少なくすることができ、これによって十分な流量特性（吐出量）が得られることが示されている。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、プランジャの移動で発生する音を低減化し、簡単かつ低コストに製造できるという効果を奏する。また、吐出量を大きくするためにリターンスプリング力を大きくした場合であっても発生音を低く抑えることができるという効果を奏する。また、このような電磁燃料ポンプをインタンク式モジュールのタンクに内蔵した場合でも電磁燃料ポンプの発生音が小さいため、タンクに共鳴せず騒音の発生を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用される電磁燃料ポンプの構造を示す図である。
【図２】この発明にかかる電磁燃料ポンプの駆動回路に設けられるスナバー回路を示す回路図である。
【図３】スナバー回路を設けない場合の各波形を示す図表である。
【図４】時間−回生電流特性を示す図表である。
【図５】この発明のスナバー回路を設けた場合の電流と、プランジャの移動状態と、発生音の各波形を示す図表である。
【図６】発生音の周波数成分を示す図表である。
【図７】電磁コイルの通電時間に対する燃料の流量特性を示す図表である。
【符号の説明】
１電磁燃料ポンプ
２プランジャ
３電磁コイル
４送出スプリング
５キャンセルスプリング
８吸入弁
９吐出弁
１０スナバー回路
１１クランプダイオード
１２抵抗体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic fuel pump having an electromagnetic coil for sucking and discharging fuel, and in particular, to a drive circuit of an electromagnetic fuel pump capable of controlling excitation of the electromagnetic coil to reduce operation noise, and an in-tank type. The present invention relates to a pump module and an inline fuel pump.
[0002]
[Prior art]
Fuel supply to vehicles such as automobiles includes a Wesco pump using a DC motor and the like, and an electromagnetic fuel pump using a plunger that reciprocates by electromagnetic force. In recent years, in fuel supply, FI (Fuel Injection), in which fuel injection is performed by electronic control, has been promoted in order to optimize fuel consumption according to actual driving conditions such as improvement of fuel efficiency. In this fuel injection control mechanism, a Wesco-type fuel injection control mechanism which is easy to secure a necessary discharge pressure and discharge amount is mainly used.
[0003]
On the other hand, since the electromagnetic fuel pump has a simple structure and is small in size, it is used for supplying fuel to a small engine, so that the entire engine can be downsized and low power consumption can be realized. The discharge pressure of this electromagnetic fuel pump is about 30 KPa. Here, when this electromagnetic fuel pump is used for the fuel injection control mechanism, it is necessary to increase the discharge pressure to about 300 KPa.
[0004]
For this purpose, the force of the return spring provided inside the electromagnetic fuel pump must be increased as compared with the related art. Therefore, in the electromagnetic fuel pump provided with such a return spring having a large spring force, there arises a problem that the operation sound which has been negligibly small until now becomes as loud as the noise.
[0005]
After the plunger for energizing the electromagnetic coil and sucking the fuel is activated, when the energization is stopped, the plunger is returned (biased in one direction) by the return spring. At this time, the cause of the noise is presumed to be the sound of the plunger striking the fuel level by crushing the vapor (fuel vaporized gas) between the fuel and the plunger. As a solution to this problem, a technique for controlling the driving amount of the plunger during movement has been disclosed (for example, see Patent Document 1 below).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-294343
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technique has a configuration in which a current value supplied to an electromagnetic coil for driving the plunger is controlled in accordance with a moving state of the plunger, and thus has a problem that a control mechanism is complicated and cost increases.
[0008]
The present invention solves the above-described problems of the related art by reducing the noise generated by the movement of the plunger and suppressing the generated noise even when the return spring force is increased, and is simple and low. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic fuel pump drive circuit, an in-tank type pump module, and an in-line type fuel pump which can be manufactured at low cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electromagnetic fuel pump drive circuit according to the present invention includes an electromagnetic fuel pump having a return spring that biases a plunger in one direction when driving of an electromagnetic coil is stopped. In the drive circuit of the pump, it is possible to adopt a configuration including a snubber circuit that attenuates an exciting force in a period from when the driving of the electromagnetic coil is stopped to when the plunger reaches the end surface in the one direction. The snubber circuit can be configured by a diode that causes a regenerative current to flow through the electromagnetic coil after the electromagnetic coil is de-energized, and a resistor having a predetermined resistance value that consumes energy held by the electromagnetic coil.
[0010]
According to the present invention, since the exciting force of the electromagnetic coil is attenuated until the plunger reaches the end surface in one direction, the moving speed can be reduced when the plunger reaches this end surface, and the movement speed is generated when the plunger reaches the end surface. The sound to be played can be kept low.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of a drive circuit for an electromagnetic fuel pump, an in-tank type pump module, and an in-line type fuel pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an electromagnetic fuel pump to which the present invention is applied. The electromagnetic fuel pump 1 includes a plunger 2 that reciprocates vertically in the figure as shown in the figure, and an electromagnetic coil 3 provided on the outer periphery of the plunger 2 to move the plunger 2 upward. Inside the electromagnetic fuel pump 1, a delivery spring 4 is provided above the plunger 2 for urging the plunger 2 downward by a spring force after the power supply is stopped. On the other hand, a lower part of the plunger 2 is provided with a cancel spring 5 for urging the plunger 2 upward, contrary to the delivery spring 4.
[0013]
The sending spring 4 and the cancel spring 5 balance forces at a balancing position θ. A return spring for urging the plunger 2 downward by a spring force is constituted by the sending spring 4 and the cancel spring 5.
[0014]
When the electromagnetic coil 3 is energized, the plunger 2 moves upward in the drawing against the urging force of the delivery spring 4 due to the exciting action of the electromagnetic coil 3. As the plunger 2 moves, the internal pressure decreases, and fuel is sucked from the suction valve 8.
[0015]
On the other hand, when the energization of the electromagnetic coil 3 is stopped, the plunger 2 moves downward by the urging force of the delivery spring 4, the pressure in the internal chamber increases, and the fuel is discharged from the discharge valve 9 to a fuel pressure feed path (not shown). You. As described above, the energization and the non-energization of the electromagnetic coil 3 are repeated, so that the fuel is sucked and discharged.
[0016]
Next, the equation of motion of the plunger 2 is shown in equation (1). Here, the sending spring 4 has a spring constant = ks, a free length = ls, a set length = lso, the mass of the plunger 2 = m, the inductance of the electromagnetic coil 3 = L, the resistance = Rl, and the cancel spring 5 Constant = kc, free length = lc, set length = lco.
[0017]
(Equation 1)

[0018]
Consider the case where the plunger 2 is at the top dead center. When the plunger 2 is at the top dead center, the following equation (2)
[0019]
(Equation 2)

[0020]
Therefore, the equation of motion becomes the following equation (3).
[0021]
[Equation 3]

[0022]
The spring force of the delivery spring 4 at an arbitrary position χ is given by the following equation (4), and the spring force of the cancel spring 5 is given by the following equation (5).
(Equation 4)

[0023]
Then, the force F _m of the coil the magnetic force of the electromagnetic coil 3 (excitation force) is represented by the following formula (6).
[0024]
(Equation 5)

[0025]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a snubber circuit provided in a drive circuit of the electromagnetic fuel pump according to the present invention. The illustrated snubber circuit 10 is for setting the discharge time of the electromagnetic coil 3 after the power supply to the electromagnetic coil 3 is stopped. The series circuit of the clamp diode 11 and the resistor 12 is connected in parallel with the electromagnetic coil 3. The clamp diode 11 supplies a regenerative current to the electromagnetic coil 3 after stopping the energization of the electromagnetic coil 3. The resistor 12 has a predetermined resistance value Rs that consumes the energy held by the electromagnetic coil 3.
[0026]
When this snubber circuit 10 is used, the coil current i flowing through the electromagnetic coil 3 when the current is stopped when the current is supplied to the electromagnetic coil 3 is expressed by the following equation (7).
[0027]
(Equation 6)

[0028]
As shown in Expression (7), the movement state of the plunger 2 can be specified by selecting the resistance value Rs of the snubber circuit 10.
[0029]
However, when the resistance value Rs is large, the coil current i after deenergization of the electromagnetic coil 3 is small, the excitation force F _m of the electromagnetic coil 3 upwards without occurs, the plunger 2 is abruptly upward Will move. On the other hand, when the resistance value Rs is small, the operation of the plunger 2 after the power supply to the electromagnetic coil 3 is stopped becomes gentle, and the upward exciting force _Fm is generated for a long time. In this case, the plunger 2 cannot move downward until the energization of the next coil current, so that a sufficient discharge pressure and flow rate cannot be secured. In selecting the resistance value Rs, it is desirable to secure an amplitude sufficient for ensuring performance while suppressing the sudden operation of the plunger 2 in consideration of the above points.
[0030]
Therefore, selecting the resistance value Rs to flow the coil current i corresponding to the excitation force F _m required to the electromagnetic coil 3 after deenergization of the electromagnetic coil 3. This makes it possible to control the moving state of the plunger 2 which is lowered by the urging force of the delivery spring 4 after the energization of the plunger 2 is stopped.
[0031]
Specifically, after the power supply to the electromagnetic coil 3 is stopped, the energy held by the electromagnetic coil 3 is circulated as a regenerative current between the snubber circuit 10 and the electromagnetic coil 3 by the snubber circuit 10 connected in parallel with the electromagnetic coil 3. I do. At this time, the clamp diode 11 regulates the circulation of the regenerative current. At the same time, the resistor 12 consumes the energy (coil current i) held by the electromagnetic coil 3 for a predetermined time based on the above equation (7).
[0032]
Thus, after the energization of the electromagnetic coil 3 is stopped, the exciting force is gradually reduced (attenuated) while the exciting force of the electromagnetic coil 3 is maintained, and the lowering speed of the plunger 2 is gradually reduced. Thereby, the collision sound when the plunger 2 reaches the bottom dead center and comes into contact with the fuel liquid level can be reduced.
[0033]
The resistance value Rs of the resistor 12 is set on the basis of the excitation period of the electromagnetic coil 3, and the spring force of the return spring (especially delivery spring 4), and the excitation force F _m of the electromagnetic coil 3. It is necessary to consume the regenerative current in the excitation period of the electromagnetic coil 3, also in a state of balance of the excitation force F _m of the spring force of the delivery spring 4 and the electromagnetic coil 3, the coil current i in exciting periods The resistance value Rs to be consumed is selected.
[0034]
According to the embodiment of the present invention described above, by providing the snubber circuit 10 connected in parallel with the electromagnetic coil 3, the energy held in the electromagnetic coil 3 is circulated as a regenerative current after the power supply to the electromagnetic coil 3 is stopped. It can be consumed by the resistor 12 of the snubber circuit 10. Accordingly, the moving speed of the plunger 2 is gradually reduced (attenuated) until the plunger 2 reaches the bottom dead center by the urging force of the delivery spring 4, so that the collision sound generated at the bottom dead center can be reduced. become. The snubber circuit 10 has a simple configuration including a diode and a resistor, and can be easily assembled at low cost.
[0035]
The electromagnetic fuel pump described in the above-described embodiment can be applied to an in-tank type pump module installed inside a fuel tank. Since the discharge pressure of the FI fuel electromagnetic pump is much higher than in the past, the spring force of the return spring (delivery spring 4) is increased, and the noise generated by the electromagnetic fuel pump increases. If this electromagnetic fuel pump is applied to an in-tank type pump module as it is, the generated sound resonates with the fuel tank and becomes noise. However, by controlling the electromagnetic fuel pump by the snubber circuit 10 as described above, even if this electromagnetic fuel pump is applied to an in-tank type pump module, generation of noise can be prevented and generation noise can be reduced. .
[0036]
【Example】
Hereinafter, the operation states and the setting of each parameter depending on the presence or absence of the snubber circuit 10 will be exemplified. The conditions are as follows: voltage = 12 V, inductance L of the electromagnetic coil 3 = 10 mH, and resistance value R1 = 2Ω.
[0037]
FIG. 3 is a table showing waveforms when the snubber circuit 10 is not provided under this condition (Rs = ∞). The plunger-type electromagnetic fuel pump 1 described above can ensure the maximum discharge pressure and flow rate performance with a drive cycle of 40 ms and an ON time of 12 ms under the condition that the snubber circuit 10 is not provided. Therefore, it is necessary to set the regenerative current waveform satisfying the following condition, that is, the range of the resistance value Rs of the resistor 12 at the OFF time of 28 ms.
[0038]
(1) if when the resistance value Rs is greater resistance Rs is large, because the coil current i is smaller after deenergization of the electromagnetic coil 3 (OFF), the excitation force F _m of the electromagnetic coil 3 upward is not generated, The plunger 2 moves rapidly upward. In the illustrated example, the plunger 2 is rapidly operating at time t1 (about 5 ms) after reaching the bottom dead center. Based on this figure, in order to slow down the operation of the plunger 2, since the operation of the plunger 2 is delayed from the current waveform by the time t0 (about 2 ms), it is necessary to supply the regenerative current for a longer time. I understand.
[0039]
(2) When the resistance value Rs is small On the other hand, when the resistance value Rs is small, the operation of the plunger 2 after the power supply to the electromagnetic coil 3 is stopped (OFF) becomes gentle, and the upward exciting force _Fm is reduced. It will occur for a long time. In this case, the plunger 2 cannot move downward until the energization of the next coil current, so that a sufficient discharge pressure and flow rate cannot be secured. Therefore, the time during which the regenerative current flows must be shorter than the OFF time (28 ms). The time constant of the regenerative current is
[0040]
(Equation 7)

[0041]
From the above conditions (1) and (2), the upper and lower limits of the resistance value Rs are
[0042]
[Table 1]

[0043]
About. FIG. 4 is a chart showing time-regeneration current characteristics. Based on the upper and lower limit values of the resistance value Rs, the time-regeneration current characteristics at each resistance value Rs (0.1, 1, 5, 10, 20 [Ω]) are obtained by the above equation (7) as shown in FIG. become. As shown in the figure, the resistance value Rs at an appropriate time during which the regenerative current acts on the operation of the plunger 2 (about 5 ms when the operation of the plunger 2 is sharp) was 5Ω.
[0044]
FIG. 5 is a table showing waveforms of the case where the snubber circuit 10 is provided (Rs = 5Ω). As can be seen by comparing FIGS. 3 and 5, by providing the snubber circuit 10, the waveform indicating the amount of movement when the plunger 2 moves to the bottom dead center after the power supply is stopped becomes gentle, noise is suppressed, and the plunger is suppressed. 2 is also ensured. From the above, when the actual operation of the plunger-type electromagnetic fuel pump was confirmed with the resistance value Rs of the resistor 12 being 5Ω, the plunger amplitude sufficient for ensuring the performance was suppressed while suppressing the sudden operation of the plunger 2. I got it.
[0045]
FIG. 6 is a chart showing frequency components of the generated sound. (A) shows the case where the snubber circuit 10 is provided, and (b) shows the case where the snubber circuit 10 is not provided. As shown in the figure, it can be seen that the provision of the snubber circuit 10 reduced the level of the generated sound over all measured frequencies. According to the results shown in the figure, the noise was improved by -10 dB to -30 dB in the measurement range of the measurement frequency.
[0046]
FIG. 7 is a table showing the flow rate characteristics of the fuel with respect to the energizing time (ON time) of the electromagnetic coil 3. As shown in the figure, when the snubber circuit 10 is provided (solid characteristic line in the figure), a stable flow rate (discharge amount) can be secured over a relatively wide energizing time t1. In contrast, when the snubber circuit 10 is not provided (dotted line in the figure), a desired flow rate can be obtained only in a short range of the energization time t2. The characteristic shown in FIG. 7 is related to the movement characteristic of the plunger 2 shown in FIG. It is shown that by moving the plunger 2 slowly, leakage from the check valve in the suction valve 8 can be reduced, thereby obtaining a sufficient flow characteristic (discharge amount).
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the noise generated due to the movement of the plunger, and to produce a simple and low-cost manufacturing. In addition, even when the return spring force is increased in order to increase the discharge amount, the effect that the generated sound can be suppressed to a low level can be obtained. Further, even when such an electromagnetic fuel pump is built in the tank of the in-tank type module, the sound generated by the electromagnetic fuel pump is low, so that there is an effect that the noise does not resonate with the tank and generation of noise can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an electromagnetic fuel pump to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a snubber circuit provided in a drive circuit of the electromagnetic fuel pump according to the present invention.
FIG. 3 is a table showing waveforms when a snubber circuit is not provided.
FIG. 4 is a table showing time-regeneration current characteristics.
FIG. 5 is a table showing a current when a snubber circuit of the present invention is provided, a moving state of a plunger, and each waveform of a generated sound.
FIG. 6 is a table showing frequency components of generated sounds.
FIG. 7 is a table showing a fuel flow rate characteristic with respect to an energization time of an electromagnetic coil.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 electromagnetic fuel pump 2 plunger 3 electromagnetic coil 4 delivery spring 5 cancel spring 8 intake valve 9 discharge valve 10 snubber circuit 11 clamp diode 12 resistor

Claims

電磁コイルの非通電時にプランジャを一方向に付勢するリターンスプリングを備えた電磁燃料ポンプの駆動回路において、
前記電磁コイルの駆動が停止されてから前記プランジャが前記一方向の端面に達するまでの期間における励磁力を減衰させるスナバー回路を備えたことを特徴とする電磁燃料ポンプの駆動回路。In the drive circuit of the electromagnetic fuel pump having a return spring that biases the plunger in one direction when the electromagnetic coil is not energized,
A driving circuit for an electromagnetic fuel pump, comprising: a snubber circuit that attenuates an exciting force in a period from when the driving of the electromagnetic coil is stopped to when the plunger reaches the end surface in the one direction.

前記スナバー回路は、
前記電磁コイルの駆動が停止された後に該電磁コイルに回生電流を流すダイオードと、
前記電磁コイルの保有エネルギーを消費する所定の抵抗値を有する抵抗体と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁燃料ポンプの駆動回路。The snubber circuit,
A diode for supplying a regenerative current to the electromagnetic coil after the driving of the electromagnetic coil is stopped;
The driving circuit for an electromagnetic fuel pump according to claim 1, further comprising: a resistor having a predetermined resistance value that consumes energy held by the electromagnetic coil.

前記抵抗体の抵抗値は、
前記駆動回路による前記電磁コイルの励磁周期と、前記リターンスプリングのスプリング力と、前記電磁コイルの励磁力とに基づき設定することを特徴とする請求項２に記載の電磁燃料ポンプの駆動回路。The resistance value of the resistor is:
The drive circuit for an electromagnetic fuel pump according to claim 2, wherein the drive circuit is set based on an excitation cycle of the electromagnetic coil by the drive circuit, a spring force of the return spring, and an excitation force of the electromagnetic coil.

前記請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁燃料ポンプが燃料タンクの内部に装着されたことを特徴とするインタンク式ポンプモジュール。An in-tank type pump module, wherein the electromagnetic fuel pump according to any one of claims 1 to 3 is mounted inside a fuel tank.

前記請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁燃料ポンプが燃料タンクとインジェクタ間の燃料パイプラインに配置されたことを特徴とするインライン式燃料ポンプ。An in-line fuel pump, wherein the electromagnetic fuel pump according to any one of claims 1 to 3 is disposed in a fuel pipeline between a fuel tank and an injector.