JP2012036886A - Control method and control device of high pressure fuel supply pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプの制御方法、ならびに高圧燃料供給ポンプを制御する制御装置に関する。さらに、本発明は、高圧燃料供給ポンプを制御するように特にエンジン制御部等の制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。 The present invention relates to a control method for a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine, and a control device that controls the high-pressure fuel supply pump. Furthermore, the present invention relates to a computer program product including computer program code for configuring a control device such as an engine control unit to control a high pressure fuel supply pump.
具体的には、本発明は、常時閉型の電磁吸気弁のソレノイドへの通電によって磁力により開かれ、かつ/または開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸気弁を備える高圧燃料供給ポンプの制御方法および制御装置に関する。これは、常時開型の電磁吸気弁への通電によって磁力により閉じられかつ/または閉じたまま保持される、常時開型の電磁吸気弁を備える高圧燃料供給ポンプと区別される。 Specifically, the present invention relates to a high pressure fuel supply pump having a normally closed electromagnetic intake valve that is opened and / or held open by a magnetic force by energizing a solenoid of a normally closed electromagnetic intake valve. The present invention relates to a control method and a control apparatus. This is distinguished from a high pressure fuel supply pump comprising a normally open electromagnetic intake valve that is closed and / or held closed by magnetic force by energizing the normally open electromagnetic intake valve.
本発明は、制御電圧または制御電流を印加することによって電磁吸気弁を開くために電磁吸気弁の制御電流を制御することに関し、電磁吸気弁の制御電流の制御は、制御電流を電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させること、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内において上死点(TDC)と下死点(BDC)との間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸気行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させることを含む。 The present invention relates to controlling a control current of an electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve by applying a control voltage or a control current, and the control of the control current of the electromagnetic intake valve is applied to the electromagnetic intake valve. Increasing to the first control current value for energization, in particular, the compression plunger reciprocating between top dead center (TDC) and bottom dead center (BDC) in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump is compressed Including increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve before reaching BDC at the end of the intake stroke of the plunger.
加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプは、噴射器によって内燃機関の燃焼室内へ燃料が直接噴射される直接噴射運転に基づいた燃料供給系に使用することができる。内燃機関の燃焼室内へ直接噴射される加圧燃料は、高圧燃料供給ポンプによって加圧される。 A high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine can be used in a fuel supply system based on a direct injection operation in which fuel is directly injected into a combustion chamber of an internal combustion engine by an injector. The pressurized fuel that is directly injected into the combustion chamber of the internal combustion engine is pressurized by a high-pressure fuel supply pump.
例えば、特許文献1において、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給系であって、電磁吸気弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸気弁を備える供給系が知られている。ここで常時閉弁とは、遮断状態すなわち制御電流/制御電圧が電磁吸気弁のソレノイドに印加されていないときは、閉じている型の弁を指す。
For example, in
特許文献1では、常時閉電磁吸気弁の運転ノイズを低減するという課題に取り組んでおり、電磁吸気弁のソレノイドに通電する前に、流体力によって弁を開くための弁の上流側と下流側との間の流体圧差を利用することが提案された。しかし、常時閉電磁吸気弁の運転ノイズをさらに低減し信頼性の高い運転を可能にするための、さらなる最適化の方策および最適化の方法を見出す努力が継続されている。
従来技術において、電磁吸気弁が既に開いた後、すなわち電磁吸気弁が既に全開位置に達した後に制御電流を低減することによって、ソレノイドの熱的過負荷を回避するためにソレノイドに供給される制御電流が低減される技術が存在する。この様な制御方法では、電磁吸気弁を開くために制御電流を制御するステップでは制御電流はまだ低減されず、常時閉電磁吸気弁が磁力によって既に全閉のまま保持されている運転行程の間、例えば、高圧燃料供給ポンプの吐出弁を通して加圧燃料を出力する行程の間にのみ制御電流が低減される(例えば、特許文献2を参照)。 In the prior art, the control supplied to the solenoid to avoid thermal overload of the solenoid by reducing the control current after the electromagnetic intake valve has already opened, i.e. after the electromagnetic intake valve has already reached the fully open position. There are technologies that reduce the current. In such a control method, the control current is not yet reduced in the step of controlling the control current to open the electromagnetic intake valve, and the normally closed electromagnetic intake valve is already fully closed by the magnetic force during the operation stroke. For example, the control current is reduced only during the process of outputting the pressurized fuel through the discharge valve of the high-pressure fuel supply pump (see, for example, Patent Document 2).
従来の高圧燃料供給系では、例えば内燃機関のアイドル運転中など、モータが低回転速度条件にあるとき、主要な運転ノイズは電磁吸気弁から発せられるノイズであり、このノイズは、特に弁を開閉するとき例えば電磁吸気弁の吸気弁部材が弁の全閉位置にある弁座と接触したときに発生する。したがって、運転ノイズを低減させることができる、電磁吸気弁を有する燃料供給系を提供することが望ましい。 In conventional high-pressure fuel supply systems, when the motor is in a low rotational speed condition, for example, during idling of an internal combustion engine, the main operating noise is noise emitted from the electromagnetic intake valve, and this noise especially opens and closes the valve. For example, this occurs when the intake valve member of the electromagnetic intake valve comes into contact with the valve seat in the fully closed position of the valve. Therefore, it is desirable to provide a fuel supply system having an electromagnetic intake valve that can reduce operating noise.
本発明の目的は、加圧燃料を内燃機関に供給するように構成され、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸気弁を備える高圧燃料供給ポンプの運転ノイズを低減することである。 It is an object of the present invention to reduce the operating noise of a high pressure fuel supply pump that is configured to supply pressurized fuel to an internal combustion engine and that is normally opened or held open, with a normally closed electromagnetic intake valve. It is to reduce.
[1]本発明の第1の態様によれば、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプを制御するための、高圧燃料供給ポンプの制御方法が提案される。高圧燃料供給ポンプは、電磁吸気弁を開き、かつ/または開いたまま保持されるため、特に制御電圧または制御電流を電磁吸気弁に印加したときに磁力によって開かれ、かつ/または開いたまま保持されるように構成され、一方、流体圧が電磁吸気弁に作用せず、かつ制御電圧または制御電流が電磁吸気弁に印加されないときは、付勢部材によって電磁吸気弁が閉じたままである常時閉型の電磁吸気弁を備える。 [1] According to the first aspect of the present invention, a method for controlling a high-pressure fuel supply pump for controlling a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine is proposed. The high-pressure fuel supply pump opens and / or holds the electromagnetic intake valve open, so that it is opened by magnetic force and / or held open especially when a control voltage or control current is applied to the electromagnetic intake valve On the other hand, when the fluid pressure does not act on the electromagnetic intake valve and no control voltage or control current is applied to the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake valve remains closed by the biasing member. A type electromagnetic intake valve is provided.
本発明によれば、高圧燃料供給ポンプの制御方法は、制御電圧または制御電流を電磁吸気弁に印加することによって電磁吸気弁を開くため電磁吸気弁の制御電流を制御することを含み、電磁吸気弁の制御電流の制御は、制御電流を電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させること、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸気行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させることを含む。 According to the present invention, a method for controlling a high pressure fuel supply pump includes controlling a control current of an electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve by applying a control voltage or a control current to the electromagnetic intake valve, The control current of the valve is controlled by increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve, in particular, reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump. Including increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve before the compression plunger reaches the BDC at the end of the intake stroke of the compression plunger.
本発明によれば、電磁吸気弁を開くため電磁吸気弁の制御電流を制御することは、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸気行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値へ低減することを含む。 According to the present invention, controlling the control current of the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve means that the compression plunger reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump Including reducing the control current from a first control current value to a lower second control current value before reaching BDC at the end of the stroke.
したがって、電磁吸気弁の運転ノイズを低減するため、常時閉型の電磁吸気弁を開くための制御電流は、最初は電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加し、その後、より低い第2の制御電流値へ再び低減されるように制御される。電磁吸気弁のソレノイド内の制御電流を減少させることによって電磁吸気弁に作用する磁力が低減するので、電磁吸気弁の閉方向で作用する常時閉型の電磁吸気弁の付勢部材の付勢力を用いて、開方向での電磁吸気弁の移動を減速させることができる。 Therefore, in order to reduce the operation noise of the electromagnetic intake valve, the control current for opening the normally closed electromagnetic intake valve first increases to the first control current value for energizing the electromagnetic intake valve, and then Control is performed so as to be reduced again to a lower second control current value. Since the magnetic force acting on the electromagnetic intake valve is reduced by reducing the control current in the solenoid of the electromagnetic intake valve, the urging force of the normally closed electromagnetic intake valve urging member acting in the closing direction of the electromagnetic intake valve is reduced. By using it, the movement of the electromagnetic intake valve in the opening direction can be decelerated.
開位置への電磁吸気弁の移動速度の減速によって、例えば全開位置にある制限部材、ストッパー、または弁座などの機械的係止部に全開位置で当たるときの電磁吸気弁の速度を低減することができるので、発生する衝撃ノイズをさらに低減することができる。換言すれば、例えば弁座などの機械的係止部に電磁吸気弁が滑らかに着地することができるように、電磁吸気弁の開方向での移動を減速する(または全開位置へ向かう加速を少なくとも低減する)ことができ、それによって衝撃ノイズを大幅に低減することが可能になる。 Decreasing the speed of the electromagnetic intake valve when it hits the mechanical locking part such as a restricting member, stopper, or valve seat in the fully open position in the fully open position by slowing down the moving speed of the electromagnetic intake valve to the open position Therefore, the generated impact noise can be further reduced. In other words, the movement of the electromagnetic intake valve in the opening direction is decelerated (or at least acceleration toward the fully opened position is performed so that the electromagnetic intake valve can smoothly land on a mechanical locking portion such as a valve seat, for example. Impact noise can be greatly reduced.
電磁吸気弁を開くため、最初に第1の制御電流値へ増加させ、その後、より低い第2の制御電流値へ減少させるように制御電流を制御することによって、運転ノイズを低減することは、高圧燃料供給ポンプの機械的設計の修正を必要とすることなく、単に印加電流制御を修正することによって運転ノイズを低減することができるという利点を有する。機械的設計に対する変更および修正は、通常、開発または実現するのにコストが非常に掛かり、かつ労力を有するので、ソレノイドの電流制御の修正によるノイズの低減は、機械的設計に修正を加えるよりも大幅なコスト削減となる。これは、自動車産業での部品の大量生産における多量の生産数を考えると特に有利である。 In order to open the electromagnetic intake valve, reducing operating noise by first increasing to a first control current value and then controlling the control current to decrease to a lower second control current value is It has the advantage that operating noise can be reduced by simply modifying the applied current control without requiring modification of the mechanical design of the high pressure fuel supply pump. Changes and modifications to the mechanical design are usually very expensive and laborious to develop or implement, so reducing the noise by modifying the solenoid current control is more than modifying the mechanical design. Significant cost savings. This is particularly advantageous when considering the large number of productions in the mass production of parts in the automotive industry.
特に、今日の高圧燃料供給ポンプは、一般に、電子エンジン制御装置によって自動的に制御されるので、エンジン制御装置を再プログラムするかまたは構成させること例えばソフトウェアの修正によって、電流制御の最適化されたアルゴリズムを既存の高圧燃料供給ポンプの制御において実現することができる。 In particular, today's high pressure fuel supply pumps are generally automatically controlled by an electronic engine controller, so that the current controller has been optimized by reprogramming or configuring the engine controller, for example by software modifications. The algorithm can be implemented in the control of existing high pressure fuel supply pumps.
さらに、電磁吸気弁のソレノイドに印加される制御電流を精密に制御することによって、ソレノイドに供給されるエネルギー量を、開方向での移動中における電磁吸気弁の加速および/または減速を精密に制御することができる。つまり、制御電流の制御によって発生する磁気付勢力の量に直接影響を及ぼすことが可能になるので、例えば電磁吸気弁に作用する流体力の増加または減少に基づいて、磁気付勢力の増加および/または減少を制御することができる。 In addition, by precisely controlling the control current applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve, the amount of energy supplied to the solenoid is precisely controlled to accelerate and / or decelerate the electromagnetic intake valve during movement in the open direction. can do. In other words, since it becomes possible to directly influence the amount of the magnetic biasing force generated by the control current control, for example, based on the increase or decrease of the fluid force acting on the electromagnetic intake valve, the increase of the magnetic biasing force and / or Or the reduction can be controlled.
本発明の意味での「電流制御」は、例えばPWM制御または閾値電流制御などの電流制御の様々な方法よって実現することができる。本発明の基本概念は、最初に制御電流をソレノイドに通電するための第1の制御電流値へ増加させ、その後、特に電磁吸気弁が全開位置に達する前に、制御電流を電磁吸気弁の移動を減速するかまたは少なくともその加速を低減するためのより低い第2の制御電流値へ減少させることによって、電磁吸気弁を開くために制御電流が制御される限り、制御電流の制御の具体的な構成に限定されるものではない。 “Current control” in the sense of the present invention can be realized by various methods of current control such as PWM control or threshold current control. The basic concept of the present invention is to first increase the control current to a first control current value for energizing the solenoid, and then move the control current to the electromagnetic intake valve, particularly before the electromagnetic intake valve reaches the fully open position. As long as the control current is controlled to open the electromagnetic intake valve by slowing down or at least reducing it to a lower second control current value to reduce its acceleration, The configuration is not limited.
例えば、制御電流の制御は、PWM制御電圧を電磁吸気弁のソレノイドに印加することによって行うことができ、その際、ソレノイドにおける制御電流の値および/または変化は、PWM制御電圧信号のデューティサイクルによって制御することができる。 For example, the control current can be controlled by applying a PWM control voltage to the solenoid of the electromagnetic intake valve, wherein the value and / or change of the control current in the solenoid depends on the duty cycle of the PWM control voltage signal. Can be controlled.
また、PWM制御信号の周波数を変更することによって、ソレノイドに印加される制御電流を制御することが可能である。したがって、PWM電圧制御信号のデューティサイクルとPWM制御の周波数の変更とを組み合わせることによって、制御電流を制御するためにPWM制御を使用することが可能である。 Further, the control current applied to the solenoid can be controlled by changing the frequency of the PWM control signal. Therefore, it is possible to use PWM control to control the control current by combining the duty cycle of the PWM voltage control signal and changing the frequency of the PWM control.
PWM電圧制御を用いて制御電流を制御できることに加えて、例えば連続的に印加される制御電圧を用いて制御電圧または制御電流のいずれかを制御することによって、例えば増幅器を用いてアナログ的に制御電流を直接制御することもできる。例えば、電圧信号のパルス幅変調などの変調を必要とすることなく、電流が特定の閾値に調節される閾値電流制御を用いて電流制御を達成することができる。制御電流の値は、集積回路を用いて直接調節することもできる。 In addition to being able to control the control current using PWM voltage control, for example, controlling either the control voltage or the control current using a continuously applied control voltage, for example, using an amplifier to control analogly The current can also be controlled directly. For example, current control can be achieved using threshold current control in which the current is adjusted to a specific threshold without requiring modulation such as pulse width modulation of the voltage signal. The value of the control current can also be adjusted directly using an integrated circuit.
これらの従来技術とは対照的に、本発明によれば、第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値への制御電流の減少は、電磁吸気弁を開くために制御電流を制御して高圧燃料供給ポンプの運転ノイズの低減を可能にするステップにおいて行われる。 In contrast to these prior arts, according to the present invention, the reduction of the control current from the first control current value to the lower second control current value controls the control current to open the electromagnetic intake valve. Thus, it is performed in a step that enables reduction of operation noise of the high-pressure fuel supply pump.
一方、特許文献1に記載されているような制御方法は、電磁吸気弁が既に全開位置に達した後にしか制御電流が低減されず、弁が全開位置にある弁座または機械的機械的係止部と接触するときの、電磁吸気弁の開動作の終了時における衝撃が既に起こっているので、運転ノイズを低減するのには全く適していない。
[2]好ましくは、制御電流は、電磁吸気弁が全開する前に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが吸気行程の終了時にBDCに達する前に、第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減される。
[3]本発明によれば、第2の制御電流値は第1の制御電流値より低く、かつ第1の制御電流値より低い非ゼロ電流値であってもよい。
On the other hand, in the control method described in
[2] Preferably, before the electromagnetic intake valve is fully opened, the control current is applied before the compression plunger that reciprocates between BDC and TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump reaches BDC at the end of the intake stroke. The first control current value is reduced to the second control current value.
[3] According to the present invention, the second control current value may be a non-zero current value lower than the first control current value and lower than the first control current value.
あるいは圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸気弁が全開することを確保するため、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが吸気行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流がゼロまたはほぼゼロまで低減されてもよい。
[4]本発明の一実施形態によれば、電磁吸気弁を開くための電磁吸気弁の電流制御は、さらに、圧縮プランジャがBDCに達する前に制御電流を第2の制御電流値からより高い第3の制御電流値へ増加させることを含む。この態様によれば、標準的な大量生産品の高圧燃料供給ポンプおよび電磁吸気弁の運転ノイズを大幅に低減することが可能であるとともに、大量生産によるばらつきが生じている場合でも、特に圧縮行程が始まる前に確実に全開位置に達するように一連の大量生産品を制御できる。
Alternatively, in order to ensure that the electromagnetic intake valve is fully opened before the compression plunger reaches BDC, the compression plunger that reciprocates between BDC and TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump reaches BDC at the end of the intake stroke. Previously, the control current may be reduced to zero or nearly zero.
[4] According to one embodiment of the present invention, the current control of the electromagnetic intake valve for opening the electromagnetic intake valve further increases the control current from the second control current value before the compression plunger reaches the BDC. Including increasing to a third control current value. According to this aspect, it is possible to greatly reduce the operation noise of the standard mass-produced high-pressure fuel supply pump and the electromagnetic intake valve, and in particular, even when there is a variation due to mass production, the compression stroke A series of mass-produced products can be controlled to ensure that the fully open position is reached before the start of.
つまり、本発明の基礎となる高圧燃料供給ポンプおよび電磁吸気弁は、一般に、多量の生産数で生産されている標準的な大量生産品からなる。そのような大量生産品に関して、各製品間で少なくとも小規模な生産のばらつきが生じる可能性がある。本発明によれば、例えば大量生産品の標準的な電磁吸気弁に基づいて、電磁吸気弁の制御電流の制御を最適化することが可能であり、制御電流を第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加させることを含む、本発明の上述の態様では、大量生産品同士で小規模な大量生産によるばらつきが生じる可能性を考慮した場合であっても、運転制御の信頼性をより高めることができる。 That is, the high-pressure fuel supply pump and the electromagnetic intake valve that form the basis of the present invention are generally composed of standard mass-produced products that are produced in large quantities. For such mass-produced products, there may be at least a small production variation between the products. According to the present invention, it is possible to optimize the control of the control current of the electromagnetic intake valve based on, for example, a standard electromagnetic intake valve of a mass-produced product. In the above-described aspect of the present invention, including increasing to a third control current value higher than the control current value of 2, in consideration of the possibility of variations due to small-scale mass production between mass-produced products Even if it exists, the reliability of operation control can be improved more.
例えば、最小制御電流値を、圧縮プランジャがBDCに達する前に大量生産品の標準的な電磁吸気弁を開くのに十分であって、圧縮プランジャがTDCに向かって上向きに再び移動し始めるよりも前に、大量生産品の標準的な電磁吸気弁が全開位置に達することができるように制御する。すなわち電磁吸気弁が、実際に全開位置になった後に圧縮室内の燃料を加圧する圧縮行程が始まり電磁吸気弁を全開位置で開いたまま保持されることができるように、第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値に最小制御電流値を制御することが可能である。 For example, a minimum control current value may be sufficient to open a mass produced standard electromagnetic intake valve before the compression plunger reaches the BDC, rather than the compression plunger begins to move upward again toward the TDC. Before, control so that the mass production standard electromagnetic intake valve can reach the fully open position. That is, the first control current value is set so that the compression stroke for pressurizing the fuel in the compression chamber starts after the electromagnetic intake valve is actually in the fully open position, and the electromagnetic intake valve can be held open in the fully open position. It is possible to control the minimum control current value to a lower second control current value.
圧縮プランジャがBDCからTDCへの移動を開始するときに圧縮室内の燃料を加圧し始める時点で、電磁吸気弁が既に全開位置にない場合、圧縮プランジャがTDCに向かって移動しているとき、燃料圧が電磁吸気弁に電磁吸気弁の磁力と逆向きの閉方向に作用するため、標準的な電磁吸気弁に対する最小制御電流値が、電磁吸気弁を全開させ開いたまま保持させるのに十分ではないことがある。 If the electromagnetic plunger is not already in the fully open position when the compression plunger begins to pressurize the fuel in the compression chamber when the compression plunger starts to move from BDC to TDC, the fuel when the compression plunger is moving toward TDC Since the pressure acts on the electromagnetic intake valve in the closing direction opposite to the magnetic force of the electromagnetic intake valve, the minimum control current value for a standard electromagnetic intake valve is not sufficient to keep the electromagnetic intake valve fully open and open. There may not be.
具体的には、圧縮プランジャの速度が増加するとともに圧縮室内の燃料圧が増加することがあり燃料が部分的に開いた電磁吸気弁から漏れ出す。例えば部分的に開いた電磁吸気弁のコアとアンカーとの間の間隙が原因で磁力が低減され、磁力が電磁吸気弁を開いたまま保持されるのに十分ではないことがある。 Specifically, as the speed of the compression plunger increases, the fuel pressure in the compression chamber may increase, and the fuel leaks from the partially opened electromagnetic intake valve. For example, the magnetic force may be reduced due to the gap between the core and anchor of the partially open electromagnetic intake valve, and the magnetic force may not be sufficient to hold the electromagnetic intake valve open.
この場合、大量生産品に起こり得るばらつきを考慮した上で高圧燃料供給ポンプの運転の信頼性高い制御を可能にするため、大量生産によるばらつきが原因でより低い第2の制御電流値が電磁吸気弁を全開するのに十分ではない場合に、制御電流を第2からさらに第3の制御電流値へ増加させて磁力を増加させることによって、圧縮行程が始まる時点の前に電磁吸気弁の全開を確実にするように、制御電流が第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加されることが好ましい。 In this case, in order to enable highly reliable control of the operation of the high-pressure fuel supply pump in consideration of the variation that may occur in the mass-produced product, the lower second control current value due to the variation due to mass production is reduced by electromagnetic intake. If it is not sufficient to fully open the valve, the electromagnetic intake valve is fully opened before the start of the compression stroke by increasing the magnetic force by increasing the control current from the second to the third control current value. In order to ensure, it is preferred that the control current is increased from the second control current value to a third control current value higher than the second control current value.
したがって、第2の制御電流値を設定する基本となる標準的な大量生産品からなる電磁吸気弁を大幅に低減された運転ノイズで運転することができるとともに、大量生産によるばらつきがある場合であっても、大量生産品からなる電磁吸気弁を信頼性高く全開位置へ開くことができる。
[5]好ましくは、高圧燃料供給ポンプはさらに、圧縮室と、電磁吸気弁が全閉であり、圧縮プランジャがTDCに向かって移動するとき、圧縮室内の燃料を加圧するため、圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャとを備える。
Therefore, the electromagnetic intake valve, which is a standard mass-produced product that is the basis for setting the second control current value, can be operated with greatly reduced operation noise, and there are variations due to mass production. However, the electromagnetic intake valve made of mass-produced products can be reliably opened to the fully open position.
[5] Preferably, the high pressure fuel supply pump further includes a BDC in the compression chamber to pressurize the fuel in the compression chamber when the compression chamber and the electromagnetic intake valve are fully closed and the compression plunger moves toward the TDC. And a compression plunger that reciprocates between the TDC and the TDC.
好ましくは、圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸気弁が全開になることを確保するため、制御電流を第2の制御電流値から第3の制御電流値への増加が、圧縮プランジャがBDCに達する前に行われる。したがって、圧縮プランジャがBDCからTDCに向かって移動する圧縮行程の開始前に、電磁吸気弁が全開位置にあることを確保することができる。
[6]本発明の一実施形態によれば、第3の制御電流値は、電磁吸気弁を全開のまま保持されるための目標制御電流値であり、特に第3の制御電流値は、圧縮プランジャがBDCに達した後に電磁吸気弁を全開のまま保持されるための目標制御電流値である。したがって、第3の制御電流値は、高圧燃料供給ポンプの吐出弁を通して内燃機関のコモンレールへ加圧燃料が吐出される出力行程を開始するために閉じられるときまで、電磁吸気弁を全開位置で保持されるために維持される目標制御電流値である。
Preferably, in order to ensure that the electromagnetic intake valve is fully opened before the compression plunger reaches the BDC, an increase in the control current from the second control current value to the third control current value causes the compression plunger to change to the BDC. Done before reaching. Therefore, it can be ensured that the electromagnetic intake valve is in the fully open position before the start of the compression stroke in which the compression plunger moves from the BDC toward the TDC.
[6] According to one embodiment of the present invention, the third control current value is a target control current value for keeping the electromagnetic intake valve fully open, and in particular, the third control current value is a compression value. This is a target control current value for keeping the electromagnetic intake valve fully opened after the plunger reaches BDC. Thus, the third control current value holds the electromagnetic intake valve in the fully open position until it is closed to initiate an output stroke in which pressurized fuel is discharged through the discharge valve of the high pressure fuel supply pump to the common rail of the internal combustion engine. This is the target control current value that is maintained to be performed.
ポンプ設計によっては、制御電流を第3の制御電流値へ増加させるステップは、圧縮行程中(すなわち圧縮プランジャがBDCに達しTDCに向かって再び移動開始した後)に燃料圧が増加するのに対抗して電磁吸気弁を開いたまま保持されることを保証する。 Depending on the pump design, the step of increasing the control current to the third control current value may counter the increase in fuel pressure during the compression stroke (ie, after the compression plunger reaches the BDC and begins moving again toward the TDC). This ensures that the electromagnetic intake valve is held open.
あるいは、電磁吸気弁の制御電流の制御は、エネルギー消費を低減するために電磁吸気弁を全開したまま保持されるため、電磁吸気弁が全開した後に第3の制御電流値から目標制御電流値へ低減することを含み、電磁吸気弁の制御電流の制御は、圧縮プランジャがBDCに達した後に電磁吸気弁を全開のまま保持されるため、圧縮プランジャがBDCに達した後の第3の制御電流値を、電磁吸気弁が全開した後の目標制御電流値へ低減させることを含む。 Alternatively, the control of the control current of the electromagnetic intake valve is held with the electromagnetic intake valve fully opened in order to reduce energy consumption, so that the third control current value is changed from the third control current value to the target control current value after the electromagnetic intake valve is fully opened. The control of the control current of the electromagnetic intake valve includes reducing the third control current after the compression plunger reaches the BDC because the electromagnetic intake valve is held fully open after the compression plunger reaches the BDC. Including reducing the value to a target control current value after the electromagnetic intake valve is fully opened.
エネルギー消費を低減するため、目標制御電流値は第3の制御電流値よりも低く、好ましくは、圧縮行程中(すなわち、圧縮プランジャがBDCに達し、TDCに向かって再び移動開始した後)に電磁吸気弁が開いたままの状態を確保するのに十分である。 In order to reduce energy consumption, the target control current value is lower than the third control current value and is preferably electromagnetic during the compression stroke (ie, after the compression plunger reaches BDC and starts moving again toward TDC). It is sufficient to ensure that the intake valve remains open.
したがって、上述したように圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸気弁が全開位置に達することを確保するために増加させた制御電流値である第3の制御電流値は、次に、加圧燃料が吐出弁を介して圧縮室から吐出される出力行程を開始するために電磁吸気弁を閉じるべきときまで全開のまま保持されるように維持される、より低い目標制御電流値へ再び低減される。 Therefore, as described above, the third control current value, which is an increased control current value to ensure that the electromagnetic intake valve reaches the fully open position before the compression plunger reaches the BDC, Is again reduced to a lower target control current value, which is maintained to remain fully open until the electromagnetic intake valve should be closed to initiate the output stroke discharged from the compression chamber via the discharge valve .
これによって、漏出行程(spill phase)の間維持される目標制御電流値は第3の制御電流値よりも低いので、高圧燃料供給ポンプのエネルギー消費を低減することが可能になる。目標制御電流値は第2の制御電流値に等しくてもよい。また、圧縮プランジャがBDCに達した後に、制御電流は再び第3の制御電流値から目標制御電流値へ低減されるので、ソレノイドの熱的過負荷を効率的に回避することができる。 This makes it possible to reduce the energy consumption of the high-pressure fuel supply pump, since the target control current value maintained during the spill phase is lower than the third control current value. The target control current value may be equal to the second control current value. Further, after the compression plunger reaches BDC, the control current is reduced again from the third control current value to the target control current value, so that the thermal overload of the solenoid can be efficiently avoided.
ここで、漏出行程とは、圧縮行程において圧縮プランジャが既にTDCに向かって移動している場合に、電磁吸気弁が全開位置で保持されており燃料が電磁吸気弁を通して圧縮室から電磁吸気弁を通って漏れ出しており、それによって燃料が加圧されず加圧燃料が電磁吸気弁の吐出弁を通して放出されないようにされる運転行程を指す。
[7]電磁吸気弁の制御電流の制御は、電磁吸気弁に供給されるPWM電圧信号のデューティサイクルを制御し、電磁吸気弁に供給されるPWM電圧信号のデューティサイクルおよび周波数を制御することによって、または、電磁吸気弁に供給されるPWM電圧信号の値を制御すること、例えば増幅器手段を用いて電磁吸気弁に供給されるPWM電圧信号の値を直接制御することによって行われてもよい。
Here, the leakage stroke means that when the compression plunger has already moved toward the TDC in the compression stroke, the electromagnetic intake valve is held in the fully opened position, and the fuel is moved from the compression chamber through the electromagnetic intake valve. It refers to the operating stroke through which the fuel is not pressurized and thereby the pressurized fuel is not released through the discharge valve of the electromagnetic intake valve.
[7] The control current of the electromagnetic intake valve is controlled by controlling the duty cycle of the PWM voltage signal supplied to the electromagnetic intake valve and controlling the duty cycle and frequency of the PWM voltage signal supplied to the electromagnetic intake valve. Alternatively, it may be performed by controlling the value of the PWM voltage signal supplied to the electromagnetic intake valve, for example, by directly controlling the value of the PWM voltage signal supplied to the electromagnetic intake valve using an amplifier means.
上述したように、本発明の基本的な考え方は、電磁吸気弁のソレノイドに供給される制御電流を制御することに関し、電磁吸気弁がPWM制御によって制御されるときにPWM電圧信号のデューティサイクルを制御することによって、または、PWM制御のPWM電圧信号の周波数およびデューティサイクルを制御することによって、制御電流を制御する様々なやり方で実現することができる。 As described above, the basic idea of the present invention relates to controlling the control current supplied to the solenoid of the electromagnetic intake valve, and the duty cycle of the PWM voltage signal is controlled when the electromagnetic intake valve is controlled by PWM control. It can be realized in various ways of controlling the control current by controlling or by controlling the frequency and duty cycle of the PWM voltage signal of the PWM control.
PWM制御を用いて電圧信号を制御できることに加えて、制御電流は、例えば増幅器および/または集積回路を用いて、制御電圧および/または制御電流を直接調節することによって直接制御することもできる。電圧閾値制御によって制御電流を直接制御することが可能であり、制御電流は例えば集積回路によって直接制御される。 In addition to being able to control the voltage signal using PWM control, the control current can also be controlled directly by directly adjusting the control voltage and / or control current, for example using an amplifier and / or integrated circuit. The control current can be directly controlled by voltage threshold control, and the control current is directly controlled by, for example, an integrated circuit.
増幅器または集積回路による制御電流の直接的な調節は、電流を精密に制御できるが、PWM電圧信号のオンオフ切替えが原因で、PWM制御が制御電流の漸進的変化におけるリップルにつながることがある。しかし、PWM電圧信号によって制御される制御電流のリップルの影響は、PWM電圧信号の周波数を増加させることにより効率的に低減することもできる。PWM制御の別の利点は簡単に実現できることであり、PWM制御信号を供給するために共通の電子エンジン制御装置が既に製造されており、例えばソフトウェアおよび/またはハードウェアの修正によって、本発明による制御を行うように簡単に構成させることができる。
[8]好ましくは、電磁吸気弁の制御電流の制御はさらに、制御電流を第1の制御電流値へ好ましくは迅速に増加させるため初期電圧パルスを印加すること、ならびに、制御電流を第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減するため、初期電圧パルスを印加した後に第1のPWM電圧信号を印加することを含む。
Although direct adjustment of the control current by an amplifier or integrated circuit can precisely control the current, PWM control can lead to ripple in the gradual change of the control current due to the on / off switching of the PWM voltage signal. However, the influence of the ripple of the control current controlled by the PWM voltage signal can be effectively reduced by increasing the frequency of the PWM voltage signal. Another advantage of PWM control is that it can be easily implemented, and a common electronic engine controller has already been manufactured to supply the PWM control signal, for example by software and / or hardware modifications. Can be easily configured.
[8] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic intake valve further comprises applying an initial voltage pulse to increase the control current to the first control current value, preferably rapidly, and the control current to the first Applying the first PWM voltage signal after applying the initial voltage pulse includes reducing the control current value to the second control current value.
初期電圧パルスは、初期電圧パルスを具体化する短く印加される定電圧信号によって、または初期電圧パルスを具体化する初期PWM電圧信号として具体化することができ、初期PWM電圧信号のデューティサイクルは、好ましくは第1のPWM電圧信号のデューティサイクルよりも大きい。特に、初期PWM電圧信号のデューティサイクルは、100%または少なくともほぼ100%であってもよい。 The initial voltage pulse can be embodied by a short applied constant voltage signal that embodies the initial voltage pulse or as an initial PWM voltage signal that embodies the initial voltage pulse, where the duty cycle of the initial PWM voltage signal is: Preferably it is greater than the duty cycle of the first PWM voltage signal. In particular, the duty cycle of the initial PWM voltage signal may be 100% or at least approximately 100%.
この実施形態によれば、PWM制御は電磁吸気弁に供給された制御電流を制御するために使用される。最初は、制御電流を第1の制御電流値まで増加させるため、制御電流を増加させるための初期電圧パルスを印加することができる。PWM制御を使用するとき、初期電圧パルスは、100%または少なくともほぼ100%のデューティサイクルを有するPWM電圧信号パルスによって実現されてもよい。この初期電圧パルスを印加した後、好ましくは100%未満の(特に初期電圧パルスのデューティサイクルよりも小さい)デューティサイクルを有する第1のPWM電圧信号が印加され、特に、電磁吸気弁のソレノイドに印加される制御電流を第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値へ低減することができるように構成される。
[9]好ましくは、電磁吸気弁の制御電流の制御はさらに、制御電流を第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加させるため、第1のPWM電圧信号を印加した後に第2のPWM電圧信号を印加することを含み、特に、第1のPWM電圧信号は第2のPWM電圧信号よりも小さいデューティサイクルを有する。第2のPWM電圧信号は、100%以下またはほぼ100%以下のデューティサイクルを有してもよい。
According to this embodiment, PWM control is used to control the control current supplied to the electromagnetic intake valve. Initially, in order to increase the control current to the first control current value, an initial voltage pulse for increasing the control current can be applied. When using PWM control, the initial voltage pulse may be realized by a PWM voltage signal pulse having a duty cycle of 100% or at least approximately 100%. After applying this initial voltage pulse, a first PWM voltage signal having a duty cycle of preferably less than 100% (especially less than the duty cycle of the initial voltage pulse) is applied, in particular applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve. The control current can be reduced from the first control current value to the lower second control current value.
[9] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic intake valve further increases the control current from the second control current value to a third control current value higher than the second control current value. Including applying the second PWM voltage signal after applying the PWM voltage signal, in particular, the first PWM voltage signal has a smaller duty cycle than the second PWM voltage signal. The second PWM voltage signal may have a duty cycle of 100% or less, or approximately 100% or less.
この実施形態によれば、例えば、大量生産によるばらつきなどがある場合であっても、圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸気弁が全開位置に達するのを確保するため、第2の制御電流値から第3の制御電流値へ再び増加するように制御電流を制御するために、第1のPWM電圧信号よりも大きいデューティサイクルを有するさらなる第2のPWM電圧信号を、電圧電流を再び増加させるために印加することができる。 According to this embodiment, even if there is a variation due to mass production, for example, the second control current value is used to ensure that the electromagnetic intake valve reaches the fully open position before the compression plunger reaches the BDC. In order to control the control current so as to increase again from 1 to the third control current value, a further second PWM voltage signal having a duty cycle greater than the first PWM voltage signal is used to increase the voltage current again. Can be applied.
第2のPWM電圧信号は、制御電流が目標制御電流値に達するように、または、圧縮室内の燃料を加圧し高圧燃料供給ポンプの吐出弁を介して加圧燃料を吐出するために電磁吸気弁を閉じるべきときまで、圧縮プランジャがTDCに向かう上向きの行程で上向きに移動する漏出行程の間、電磁吸気弁を全開位置で保持されるための最終目標制御電流よりも大きい電流に達するように設定することができる。
[10]第1のPWM電圧信号は第2のPWM制御電圧信号に切り替えられてもよい。本発明の別の実施形態によれば、第1のPWM電圧信号は、段階的PWM制御によって第2のPWM電圧信号に変更されてもよい。次に、第1のPWM電圧信号の後、かつ第2のPWM電圧信号の前に、少なくとも第3のPWM電圧信号が印加されてもよい。その結果、第3のPWM電圧信号のデューティサイクルは、第1のPWM制御電圧信号のデューティサイクルよりも大きく、かつ第2のPWM制御電圧信号のデューティサイクルよりも小さくてもよい。
The second PWM voltage signal is an electromagnetic intake valve so that the control current reaches the target control current value, or in order to pressurize the fuel in the compression chamber and discharge the pressurized fuel via the discharge valve of the high-pressure fuel supply pump. Set to reach a current greater than the final target control current to hold the electromagnetic intake valve in the fully open position during the leakage stroke in which the compression plunger moves upward on the upward stroke toward TDC can do.
[10] The first PWM voltage signal may be switched to the second PWM control voltage signal. According to another embodiment of the present invention, the first PWM voltage signal may be changed to the second PWM voltage signal by stepwise PWM control. Next, at least a third PWM voltage signal may be applied after the first PWM voltage signal and before the second PWM voltage signal. As a result, the duty cycle of the third PWM voltage signal may be greater than the duty cycle of the first PWM control voltage signal and smaller than the duty cycle of the second PWM control voltage signal.
本発明のさらに別の実施形態によれば、第1のPWM電圧信号のデューティサイクルは、漸増的PWM制御によって、第2のPWM制御電圧信号へ連続的または反復的に増加されてもよい。 According to yet another embodiment of the present invention, the duty cycle of the first PWM voltage signal may be increased continuously or repetitively to the second PWM control voltage signal by incremental PWM control.
制御電流が第2の制御電流値から第3の制御電流値まで迅速に増加される場合、標準的な大量生産品の高圧燃料供給ポンプは、第2の制御電流値を印加する行程の間または少なくともその直後に既に全開位置に達しているが、大量生産によるばらつきが原因で電磁吸気弁が全開位置に達しておらず、制御電流が第2から第3の制御電流値へ増加されることによって全開するという状況が起こることがある。第2から第3の制御電流値へのこの増加が迅速に行われると、電磁吸気弁が高速で弁座または機械的係止部に当たり、それによって稀に望ましくない衝撃ノイズが発生する。 If the control current is rapidly increased from the second control current value to the third control current value, the standard mass-produced high pressure fuel supply pump is either in the process of applying the second control current value or At least immediately after that, the fully-open position has already been reached, but the electromagnetic intake valve has not reached the fully-open position due to variations due to mass production, and the control current is increased from the second to the third control current value. The situation of full opening may occur. If this increase from the second to the third control current value is made rapidly, the electromagnetic intake valve hits the valve seat or the mechanical locking part at high speed, which rarely causes undesirable impact noise.
しかし、段階的または漸増的PWM制御によって、第2から第3の制御電流値への制御電流の増加がより低速で滑らかに行われる上述の実施形態によれば、この様な状況であっても、電磁吸気弁は低速で全開位置に達するので、第2の制御電流値に対応する制御電流によって電磁吸気弁が全開しない稀な場合であっても、衝撃ノイズを大幅に低減することができる。 However, according to the above-described embodiment in which the increase of the control current from the second to the third control current value is performed more slowly and smoothly by the stepwise or incremental PWM control, even in such a situation, Since the electromagnetic intake valve reaches the fully open position at a low speed, the impact noise can be greatly reduced even in a rare case where the electromagnetic intake valve is not fully opened by the control current corresponding to the second control current value.
段階的PWM制御を利用する一実施形態によれば、第1のPWM電圧信号を印加した後、制御電流を第3の制御電流値へよりゆっくりと増加させるためにPWM制御電圧のデューティサイクルを反復的に増加させるため、以前の各PWM制御信号のデューティサイクルに比べてデューティサイクルがそれぞれ増加した複数のPWM制御信号を印加することができる。 According to one embodiment utilizing stepped PWM control, after applying the first PWM voltage signal, the duty cycle of the PWM control voltage is repeated to increase the control current more slowly to the third control current value. Therefore, it is possible to apply a plurality of PWM control signals each having a duty cycle increased as compared with the previous duty cycle of each PWM control signal.
代替実施形態によれば、制御電流を第3の制御電流値へ増加させるため、印加されるPWM電圧信号のデューティサイクルが連続的または反復的に増加する漸増的PWM制御を利用することによって、PWM制御を行うことができる。これは、例えば、オン状態にあるPWM制御の持続時間が連続的もしくは反復的に増加し、かつ/またはオフ状態にあるPWM制御の持続時間が連続的もしくは持続的に減少するという点で達成することができる。 According to an alternative embodiment, the PWM current is increased by utilizing incremental PWM control in which the duty cycle of the applied PWM voltage signal increases continuously or repeatedly to increase the control current to a third control current value. Control can be performed. This is achieved, for example, in that the duration of the PWM control in the on state increases continuously or repeatedly and / or the duration of the PWM control in the off state decreases continuously or continuously. be able to.
さらに、第2の制御電流値から第3の制御電流値への制御電流のほぼ連続的な増加はまた、PWM制御信号の周波数を連続的もしくは反復的に変更するか、または、PWM電圧信号のデューティサイクルの連続的もしくは反復的な変更とPWM電圧信号の周波数の連続的もしくは反復的な変更との組み合わせによっても達成されてもよい。 Furthermore, the substantially continuous increase of the control current from the second control current value to the third control current value also changes the frequency of the PWM control signal continuously or repetitively, or the PWM voltage signal It may also be achieved by a combination of continuous or repetitive changes in duty cycle and continuous or repetitive changes in the frequency of the PWM voltage signal.
例えば、増幅器および/または集積回路を用いた上述の閾値電流制御による直流制御の場合、制御電流は、例えば、圧縮プランジャがBDCに達するタイミングまたはほぼそのタイミング(好ましくはその前もしくは直前)で、第3の制御電流値に達するように、より小さい傾斜で増加させることができる。
[11]好ましくは、電磁吸気弁の制御電流の制御はさらに、初期電圧パルスの印加を開始するタイミングを設定すること、初期電圧パルスを印加する持続時間を設定すること、ならびに第1のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または第1のPWM電圧信号を印加する持続時間を設定することの少なくとも1つを含んでもよい。初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、電磁吸気弁の開方向に作用する流体力と、電磁吸気弁の閉方向で作用する付勢力とに応じて、電磁吸気弁の磁力を制御するために行われてもよい。
For example, in the case of the direct current control by the above threshold current control using an amplifier and / or an integrated circuit, the control current is, for example, at the timing when the compression plunger reaches the BDC or almost at that timing (preferably before or just before). It can be increased with a smaller slope to reach a control current value of 3.
[11] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic intake valve further sets the timing for starting application of the initial voltage pulse, sets the duration for applying the initial voltage pulse, and the first PWM voltage. It may include at least one of setting a timing for applying the signal and / or a duration for applying the first PWM voltage signal. The timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal are set according to the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve and the urging force acting in the closing direction of the electromagnetic intake valve. This may be done to control the magnetic force of the valve.
制御電流を制御するためにPWM制御を利用するとき、制御は簡単に行うことができ、制御を最適化するため、複数の制御パラメータを設定し、かつ/または電磁吸気弁が全閉位置に達するときの衝撃ノイズを制限するように最適化することができる。制御パラメータは、好ましくは、磁力(すなわち、電磁吸気弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力)と、常時閉電磁吸気弁では一般的であるような弁を閉じる方向で電磁吸気弁を付勢する付勢力(すなわち、圧縮プランジャがBDCに向かう下向きの行程にあるときの電磁吸気弁の上流および下流の圧力差によって発生する流体力であって、それによって圧縮室の容積を増加させるとともにその中の圧力を減少させ、電磁吸気弁の開方向で作用する電磁吸気弁に対する流体力が発生する)とが平衡し、電磁吸気弁が全開位置に達するときの衝撃ノイズを低減するために最適化されるように設定される。 When using PWM control to control the control current, the control can be easily performed, a plurality of control parameters are set to optimize the control and / or the electromagnetic intake valve reaches the fully closed position It can be optimized to limit the impact noise. The control parameters preferably energize the electromagnetic intake valve in a direction that closes the magnetic force (ie, the magnetic force generated by energizing the solenoid of the electromagnetic intake valve) and the normally closed electromagnetic intake valve. Biasing force (i.e., fluid force generated by the pressure difference upstream and downstream of the electromagnetic intake valve when the compression plunger is in a downward stroke toward the BDC, thereby increasing the volume of the compression chamber and Optimized to reduce the impact noise when the electromagnetic intake valve reaches the fully open position, reducing pressure and generating fluid force against the electromagnetic intake valve acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve) It is set as follows.
例えば、流体力の振幅は、一般に、圧縮室内の圧縮プランジャの移動速度に依存し、圧縮プランジャは最初に、下死点に近付くときに再び減速するまで、TDCから移動する間に加速し、すなわち、圧縮プランジャの移動速度は、圧縮プランジャを駆動する回転カムのプロファイルに依存する周期関数例えば正弦波にほぼ対応し、最大速度はTDCとBDCとの間のほぼ中間に達してもよい(正弦波の場合、最大速度はTDCとBDCとの間の中間に生じる)。 For example, the amplitude of the fluid force generally depends on the speed of movement of the compression plunger in the compression chamber, and the compression plunger first accelerates while moving from TDC until it decelerates again when approaching bottom dead center, ie , The movement speed of the compression plunger corresponds approximately to a periodic function that depends on the profile of the rotating cam that drives the compression plunger, for example a sine wave, and the maximum speed may reach approximately halfway between TDC and BDC (sinusoidal wave). The maximum speed occurs halfway between TDC and BDC).
他方で、電磁吸気弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力は、一般に、印加される制御電流、ならびに例えば電磁吸気弁のアンカーおよびコアなど、磁力によって引き付けられる部品間の距離に依存する。他方で、付勢力は電磁吸気弁の位置に依存し、一般に、全閉位置から全開位置へ線形的に増加してもよい。 On the other hand, the magnetic force generated by energizing the solenoid of the electromagnetic intake valve generally depends on the applied control current and the distance between components attracted by the magnetic force, such as the anchor and core of the electromagnetic intake valve. On the other hand, the biasing force depends on the position of the electromagnetic intake valve, and may generally increase linearly from the fully closed position to the fully open position.
電磁吸気弁の移動は、上述の力の合計、すなわち付勢力、流体力、および磁力の合計によって得られる。流体力ならびに磁力は電磁吸気弁の開方向で作用してもよく、例えばバネ力などの付勢力は電磁吸気弁の閉方向で作用してもよい。 The movement of the electromagnetic intake valve is obtained by the sum of the aforementioned forces, i.e. the sum of the biasing force, fluid force and magnetic force. Fluid force and magnetic force may act in the opening direction of the electromagnetic intake valve, and for example, an urging force such as a spring force may act in the closing direction of the electromagnetic intake valve.
好ましくは、圧縮プランジャがTDCからBDCへ移動するとき、磁力の時間的変化は流体力の時間的変化と平衡され、その際、本発明による方法は、好ましくは、例えば制御電流の増加を開始するタイミングを設定すること、第1の制御電流値に達するタイミングを設定すること、および/または第1の制御電流値の値を設定することなど、制御パラメータを設定することを含む。 Preferably, when the compression plunger moves from TDC to BDC, the temporal change in magnetic force is balanced with the temporal change in fluid force, in which case the method according to the invention preferably initiates, for example, an increase in control current Including setting a control parameter, such as setting a timing, setting a timing to reach a first control current value, and / or setting a value of the first control current value.
例えば、PWM制御を利用するとき、電磁吸気弁を全開位置に向かって変位させながら、好ましくは流体力および磁力を線形的に増加する付勢力と付加的に平衡させることを含む、流体力および磁力の時間的変化を平衡させるため、初期電圧パルスの印加を開始する時点、初期電圧パルスの印加の持続時間、ならびに第1のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/またはその持続時間の少なくとも1つを設定することができる。 For example, when utilizing PWM control, the fluid force and magnetic force preferably include additional balancing of the fluid force and magnetic force with a biasing force that increases linearly while displacing the electromagnetic intake valve toward the fully open position. In order to balance the temporal change of the first voltage pulse, at least one of the time when the application of the initial voltage pulse is started, the duration of the application of the initial voltage pulse, and the timing and / or the duration of the application of the first PWM voltage signal is determined. Can be set.
上述のタイミングおよび/または持続時間を設定することによって、高圧燃料供給ポンプの運転ノイズを低減するように、全開位置に達するときの平均衝撃速度を最小限に抑える(すなわち、全開位置における電磁吸気弁の軟着陸を確保する)ための最適化が可能になる。さらに、例えば、カムのプロファイル、ならびに高圧燃料供給ポンプに供給される低圧燃料のフィード圧など、ポンプ設計のパラメータは、流体力およびその挙動に影響する可能性があるので、それらのパラメータが最適化のために考慮されてもよい。 By setting the timing and / or duration described above, the average impact speed when reaching the fully open position is minimized (ie, the electromagnetic intake valve in the fully open position) so as to reduce operating noise of the high pressure fuel supply pump. To ensure a soft landing). In addition, pump design parameters, such as cam profile and low pressure fuel feed pressure supplied to the high pressure fuel supply pump, can affect fluid forces and their behavior, so they are optimized May be considered for.
好ましくは、上述のタイミングおよび持続時間の設定は、流体力、磁力、および付勢力の合計である合力が、電磁吸気弁を全開位置で保持されるのに適した閾値力の値(例えば、大量生産品の一般的な標準的電磁吸気弁が全開位置に達した後に、その弁を開いたまま保持されるのに十分な力)よりも高い、弁を開く方向で作用する合力であるようにして行われる。 Preferably, the timing and duration settings described above are such that the resultant force, which is the sum of fluid force, magnetic force, and biasing force, is a threshold force value suitable for holding the electromagnetic intake valve in the fully open position (e.g., a large amount After the general standard electromagnetic intake valve of the product reaches the fully open position, the resultant force should be higher than the force that is sufficient to hold the valve open. Done.
下向きの行程中における圧縮室の移動速度が最大である時点で、すなわちTDCとBDCとの間のほぼ中間で流体力が最大値を有し、その後、流体力が全体的に再び減少することを考慮するのが必要なことがある。その結果、例えば大量生産によるばらつきが原因で、BDCに向かう圧縮プランジャの移動速度の減少によって電磁吸気弁の開方向に作用する流体力が再び減少する時点で、電磁吸気弁が全開位置に達していない場合、電磁吸気弁を全開位置まで依然として移動させるためにより大きな磁力が必要となる。 It can be seen that the fluid force has a maximum value at the point when the moving speed of the compression chamber during the downward stroke is maximum, that is, approximately in the middle between TDC and BDC, and thereafter the fluid force decreases overall again. Sometimes it is necessary to consider. As a result, the electromagnetic intake valve has reached the fully open position when the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve decreases again due to a decrease in the moving speed of the compression plunger toward the BDC due to variations due to mass production, for example. If not, a larger magnetic force is required to still move the electromagnetic intake valve to the fully open position.
一実施形態によれば、この様な状況であっても、初期電圧パルスを印加するタイミングがより初期の値に、例えば流体力が最大値に達する前のタイミングに設定されている場合、大幅に低減された衝撃速度と低減された衝撃ノイズとを達成することができる。 According to one embodiment, even in such a situation, if the timing of applying the initial voltage pulse is set to an earlier value, for example, the timing before the fluid force reaches the maximum value, Reduced impact speed and reduced impact noise can be achieved.
したがって、圧縮プランジャの下向きの行程中における初期の時点では、電磁吸気弁の開方向に作用する流体力が、圧縮プランジャがTDCとBDCとの間のほぼ中間にある行程の最中のこのタイミングにおいて大きいので、電磁吸気弁を全開位置まで移動させるのにより小さな磁力で十分なことがある。
[12]好ましくは、電磁吸気弁の制御電流の制御はさらに、第2のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または第2のPWM電圧信号を印加する持続時間を設定することを含んでもよい。初期電圧パルス、第1のPWM電圧信号、および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、流体力および付勢力に応じて磁力を制御するために行われてもよい。
Thus, at an early point during the downward stroke of the compression plunger, the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve is at this timing during the stroke when the compression plunger is approximately halfway between TDC and BDC. Because it is large, a smaller magnetic force may be sufficient to move the electromagnetic intake valve to the fully open position.
[12] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic intake valve may further include setting a timing for applying the second PWM voltage signal and / or a duration for applying the second PWM voltage signal. Setting the timing and duration of the initial voltage pulse, the first PWM voltage signal, and the second PWM voltage signal may be performed to control the magnetic force according to the fluid force and the biasing force.
制御電流を第2の制御電流値から第3の制御電流値へ再び増加させるために第2のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または持続時間を設定することによって、高圧燃料供給ポンプおよび/または電磁吸気弁の大量生産によるばらつきがある場合であっても、電磁吸気弁が全開位置に常に達することを確保することができる。
[13]好ましくは、初期電圧パルスを印加するタイミングは、電磁吸気弁の開方向に作用する最大流体力が生じる前に設定されてもよい。換言すれば、初期電圧パルスを印加するタイミングは、BDCに向かう方向で高圧燃料供給ポンプの圧縮室内で往復運動する圧縮プランジャの移動の最大速度が生じる前に設定されてもよい。
By setting the timing and / or duration of applying the second PWM voltage signal to increase the control current again from the second control current value to the third control current value, and / or Even when there is variation due to mass production of electromagnetic intake valves, it is possible to ensure that the electromagnetic intake valves always reach the fully open position.
[13] Preferably, the timing of applying the initial voltage pulse may be set before the maximum fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve is generated. In other words, the timing of applying the initial voltage pulse may be set before the maximum speed of movement of the compression plunger that reciprocates in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump in the direction toward the BDC occurs.
上述のパラメータのタイミングおよび持続時間の設定は、好ましくは、全開位置に達するタイミングが、流体力が最大値のときに、例えばBDCに向かう圧縮プランジャの移動速度がほぼ最大であるタイミングで生じるように設定される。初期電圧パルスを印加するタイミングは、流体力が最大値に達する前の、換言すれば、BDCに向かう圧縮プランジャの移動速度が最大になる前のタイミングに設定される。 The timing and duration settings for the above parameters are preferably such that the timing to reach the fully open position occurs when the fluid force is at a maximum value, for example, at a timing at which the moving speed of the compression plunger toward the BDC is approximately maximum. Is set. The timing of applying the initial voltage pulse is set to the timing before the fluid force reaches the maximum value, in other words, before the moving speed of the compression plunger toward the BDC becomes maximum.
さらに、初期電圧パルスを印加する持続時間(および/または後述するような第1のPWM電圧信号を印加する時点)は、流体力が最大値の時点で、または換言すればBDCに向かう圧縮プランジャの移動が行程の最中に最大値に達するタイミングで、電磁吸気弁が全開位置にほぼ近付くように設定される。その後、制御電流は第1のPWM制御信号を印加することによって低減され(制御電流はゼロもしくはほぼゼロまでも低減することができる)、それによって、ソレノイドによって発生する磁力は制御電流の減少によって低減されるので、電磁吸気弁に作用する合力は、全開位置に向かう速度が減速されるか、またはその加速が大幅に減少されるように変動される。
[14]好ましくは、初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号または第1および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、PWM制御が低電流条件にある、例えば電磁吸気弁に印加されるPWM信号のオフ状態のタイミングで電磁吸気弁がその全開状態に達するように設定される。これは、例えば単一スイッチのPWM制御で最も一般的に使用されるような、低周波のPWM制御にとって(例えば、約100〜1000Hz、好ましくは200〜600Hz、好ましくはほぼ400Hzの範囲のPWM制御周波数において)特に有利である。
Furthermore, the duration of application of the initial voltage pulse (and / or the time of application of the first PWM voltage signal as described below) is at the point where the fluid force is at a maximum value, or in other words, the compression plunger towards the BDC. The electromagnetic intake valve is set so as to approach the fully open position at the timing when the movement reaches the maximum value during the stroke. Thereafter, the control current is reduced by applying a first PWM control signal (the control current can be reduced to zero or nearly zero), whereby the magnetic force generated by the solenoid is reduced by a decrease in the control current. Thus, the resultant force acting on the electromagnetic intake valve is varied so that the speed toward the fully open position is reduced or the acceleration is greatly reduced.
[14] Preferably, the setting of the timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal or the first and second PWM voltage signals is applied to the electromagnetic intake valve, for example, when the PWM control is in a low current condition The electromagnetic intake valve is set to reach its fully open state at the timing when the PWM signal is turned off. This is for low frequency PWM control, for example most commonly used in single switch PWM control (eg, PWM control in the range of about 100-1000 Hz, preferably 200-600 Hz, preferably about 400 Hz). This is particularly advantageous (in frequency).
制御信号がPWM制御によって制御される場合、少なくとも低周波のPWM制御が使用される場合、PWM電圧信号のオンオフの切替えによって制御電流の漸進的変化にリップルが生じることがあり、その際、好ましくは、初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号または第1および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、制御電流のリップルが低電流条件である、すなわち制御電流がPWM制御による平均制御電流値よりもわずかに低い条件である電流平均値よりも低いタイミングで、換言すれば、ソレノイドに印加されるPWM信号がほぼオフ状態のとき、電磁吸気弁が全開位置に達するように設定される。
[15]好ましくは、電磁吸気弁に通電するために制御電流を第1の制御電流値へ増加させるのを開始するタイミングは、電磁吸気弁の開方向に作用する最大流体力が生じる前のタイミングに設定される。これは、例えばPWM制御、または電流閾値制御など上述した直接調節する電流制御等の別のタイプの電流制御のための、上述したような初期電圧パルスのタイミングと持続時間を設定することによって達成することができる。
When the control signal is controlled by PWM control, at least when low-frequency PWM control is used, the switching of the PWM voltage signal may cause a ripple in the gradual change of the control current, preferably at that time The setting of the timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal or the first and second PWM voltage signals is such that the ripple of the control current is a low current condition, that is, the control current is average controlled by PWM control. At a timing lower than the current average value, which is a condition slightly lower than the current value, in other words, when the PWM signal applied to the solenoid is substantially OFF, the electromagnetic intake valve is set to reach the fully open position. .
[15] Preferably, the timing to start increasing the control current to the first control current value to energize the electromagnetic intake valve is the timing before the maximum fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve is generated. Set to This is accomplished by setting the timing and duration of the initial voltage pulse as described above for another type of current control, such as PWM control, or directly adjusting current control as described above, such as current threshold control. be able to.
これは、例えば単一スイッチのPWM制御で最も一般的に使用されるような、低周波のPWM制御にとって(例えば、約100〜1000Hz、好ましくは200〜600Hz、さらに好ましくはほぼ400Hzの範囲のPWM制御周波数において)特に有利である。
[16]一実施形態によれば、電磁吸気弁は、単位体として形成された吸気弁部材および吸気弁プランジャ、すなわち、互いに固定されるか一体的に形成された吸気弁部材および吸気弁プランジャを有する、統合型の電磁吸気弁である。代替実施形態によれば、電磁吸気弁はまた、別個の部材として形成された吸気弁部材および吸気弁プランジャを有する、分離型の電磁吸気弁であることができる。その結果、電磁吸気弁の磁力は好ましくは吸気弁プランジャに作用する。
This is for low frequency PWM control, for example most commonly used in single switch PWM control (e.g. PWM in the range of about 100-1000 Hz, preferably 200-600 Hz, more preferably about 400 Hz). This is particularly advantageous (at the control frequency).
[16] According to one embodiment, the electromagnetic intake valve includes an intake valve member and an intake valve plunger formed as a unit body, that is, an intake valve member and an intake valve plunger that are fixed to each other or integrally formed. And an integrated electromagnetic intake valve. According to an alternative embodiment, the electromagnetic intake valve can also be a separate electromagnetic intake valve having an intake valve member and an intake valve plunger formed as separate members. As a result, the magnetic force of the electromagnetic intake valve preferably acts on the intake valve plunger.
分離型の電磁吸気弁の場合、電磁吸気弁に通電するために制御電流の第1の制御電流値への増加を開始するタイミングは、吸気弁部材の開方向に作用する流体力によって吸気弁部材が移動を開始した後のタイミングに設定され、特にそれによって、吸気弁プランジャは、吸気弁部材が吸気弁部材の開方向で移動すると、吸気弁部材と接触するようになる。 In the case of a separate type electromagnetic intake valve, the timing at which the control current starts to increase to the first control current value to energize the electromagnetic intake valve is determined by the fluid force acting in the opening direction of the intake valve member. Is set at a timing after the movement starts, and in particular, the intake valve plunger comes into contact with the intake valve member when the intake valve member moves in the opening direction of the intake valve member.
統合型の電磁吸気弁では、磁力は、好ましくは吸気弁プランジャに作用するが、電磁吸気弁の開方向で吸気弁部材にも作用してもよく、一方、統合型のソレノイド電磁吸気弁を閉じるための付勢力は、電磁吸気弁の閉方向で吸気弁プランジャおよび/または吸気弁部材に作用してもよく、流体力は主に吸気弁部材に作用してもよい。磁力、流体力、および付勢力によって得られる合力は、一体的に形成された吸気弁部材ならびに吸気弁プランジャを備える単一体に、または互いに固定された吸気弁プランジャおよび吸気弁部材を備える単一体に作用してもよい。したがって、合力は、吸気弁部材ならびに吸気弁プランジャがともに移動するように作用してもよい。 In the integrated electromagnetic intake valve, the magnetic force preferably acts on the intake valve plunger, but may also act on the intake valve member in the opening direction of the electromagnetic intake valve, while closing the integrated solenoid electromagnetic intake valve The biasing force may act on the intake valve plunger and / or the intake valve member in the closing direction of the electromagnetic intake valve, and the fluid force may mainly act on the intake valve member. The resultant force obtained by the magnetic force, the fluid force, and the urging force is applied to the single body including the intake valve member and the intake valve plunger that are integrally formed, or to the single body including the intake valve plunger and the intake valve member that are fixed to each other. It may act. Therefore, the resultant force may act so that the intake valve member and the intake valve plunger move together.
代替実施形態によれば、本発明はまた、互いに独立して変位させることができる別個の部材としての吸気弁プランジャおよび吸気弁部材を有する、分離型の電磁吸気弁を制御するのに適用することができる。この様な分離型の電磁吸気弁では、流体力は、一般に吸気弁部材に作用し、磁力は一般に電磁吸気弁を開く方向で吸気弁プランジャに作用する。少なくとも、吸気弁部材を閉方向に付勢する付勢部材が提供されても良く、別の付勢部材が吸気弁プランジャに作用してもよい。吸気弁プランジャに作用する付勢部材は、電磁吸気弁の閉方向または開方向のいずれかで作用する付勢力を発生させるように構成することが可能である。 According to an alternative embodiment, the invention is also applied to control a separate electromagnetic intake valve having an intake valve plunger and an intake valve member as separate members that can be displaced independently of each other. Can do. In such a separate electromagnetic intake valve, fluid force generally acts on the intake valve member, and magnetic force generally acts on the intake valve plunger in the direction of opening the electromagnetic intake valve. At least a biasing member that biases the intake valve member in the closing direction may be provided, and another biasing member may act on the intake valve plunger. The urging member acting on the intake valve plunger can be configured to generate an urging force that acts in either the closing direction or the opening direction of the electromagnetic intake valve.
分離型の電磁吸気弁は、本発明による常時閉電磁吸気弁として実現されるので、付勢部材が吸気弁部材に作用する場合、弁を開く方向で作用する付勢力を発生させてもよい。吸気弁プランジャに作用する付勢部材が開方向で作用する場合、吸気弁部材に作用する付勢部材は、大きな(特に、吸気弁プランジャに作用する付勢力よりも大きな)付勢力を発生させ、それによって、吸気弁部材および吸気弁プランジャが互いに接触し、流体力または磁力がない状況において付勢力全体が閉方向に作用して、吸気弁プランジャに作用する付勢力に対抗して吸気弁部材が全閉位置で保持されるように構成されてもよい。 Since the separation type electromagnetic intake valve is realized as a normally closed electromagnetic intake valve according to the present invention, when the urging member acts on the intake valve member, an urging force acting in the direction of opening the valve may be generated. When the urging member acting on the intake valve plunger acts in the opening direction, the urging member acting on the intake valve member generates a large urging force (particularly larger than the urging force acting on the intake valve plunger), As a result, the intake valve member and the intake valve plunger are in contact with each other, and in the situation where there is no fluid force or magnetic force, the entire urging force acts in the closing direction, and the intake valve member It may be configured to be held in the fully closed position.
分離型の電磁吸気弁の場合、流体力は、一般に、上述したように吸気弁部材のみに作用し、その結果、吸気弁部材が電磁吸気弁の開方向に移動する。特に、付勢力が弁を閉じる方向で吸気弁プランジャに作用する、分離型の電磁吸気弁構成の場合、制御電流の増加を開始するタイミングは、例えば初期電圧パルスのタイミングを設定することによって、流体力によって吸気弁部材が弁を開く方向での移動を既に開始した後のタイミングに設定されてもよい。それによって、増加する磁力によって弁を開く方向で移動されている吸気弁プランジャは、吸気弁部材が既に流体力によって開方向で移動しているとき、吸気弁部材と接触するようになる。 In the case of a separate electromagnetic intake valve, the fluid force generally acts only on the intake valve member as described above, and as a result, the intake valve member moves in the opening direction of the electromagnetic intake valve. In particular, in the case of a separated electromagnetic intake valve configuration in which the urging force acts on the intake valve plunger in the direction of closing the valve, the timing at which the control current starts to increase is set by, for example, setting the timing of the initial voltage pulse. The timing may be set after the intake valve member has already started moving in the direction to open the valve due to physical strength. Thereby, the intake valve plunger which is moved in the direction of opening the valve by the increasing magnetic force comes into contact with the intake valve member when the intake valve member has already been moved in the opening direction by the fluid force.
したがって、そのような分離型の電磁吸気弁において、吸気弁プランジャが吸気弁部材と接触するときに一般的に発生する第1の衝撃ノイズを、大幅に低減することができる。吸気弁部材が吸気弁プランジャとともに全開位置に達するときに発生する第2の衝撃ノイズは、本発明の上述の態様の少なくとも一つによって、電磁吸気弁のソレノイドに印加される制御電流を制御することによって、大幅に低減することができる。
[17]本発明の第2の態様によれば、加圧燃料を内燃機関に供給する、高圧燃料供給ポンプを制御する制御装置が提案される。本発明の第2の態様による制御装置は、本発明の第1の態様による上述の実施形態の少なくとも1つによって、電磁吸気弁を開くための電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成される。
Therefore, in such a separate electromagnetic intake valve, it is possible to significantly reduce the first impact noise that is generally generated when the intake valve plunger contacts the intake valve member. The second impact noise generated when the intake valve member reaches the fully open position together with the intake valve plunger controls the control current applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve according to at least one of the above-described aspects of the present invention. Can be greatly reduced.
[17] According to the second aspect of the present invention, a control device for controlling a high-pressure fuel supply pump for supplying pressurized fuel to an internal combustion engine is proposed. The control device according to the second aspect of the present invention is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve for opening the electromagnetic intake valve according to at least one of the above-described embodiments according to the first aspect of the present invention. The
具体的には、本発明の制御装置は、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプを制御するように構成される。高圧燃料供給ポンプは、特に、電磁吸気弁を開くかまたは開いたまま保持されるために制御電圧を電磁吸気弁に印加したとき、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持され、一方、流体圧が電磁吸気弁に作用せず、制御電圧が電磁吸気弁に印加されないとき、電磁吸気弁は付勢部材によって閉じたままでいる、常時閉型の電磁吸気弁を備える。 Specifically, the control device of the present invention is configured to control a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to the internal combustion engine. The high pressure fuel supply pump is opened or held open by magnetic force, particularly when applying a control voltage to the electromagnetic intake valve to open or hold the electromagnetic intake valve, while the fluid pressure Does not act on the electromagnetic intake valve, and when the control voltage is not applied to the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake valve comprises a normally closed electromagnetic intake valve that remains closed by the biasing member.
本発明によれば、本発明の制御装置は、制御電圧を電磁吸気弁に印加することによって電磁吸気弁を開くため、電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成される。本発明の第2の態様による制御装置は、制御電流が電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加されるように、電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成される。 According to the present invention, the control device of the present invention is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve in order to open the electromagnetic intake valve by applying a control voltage to the electromagnetic intake valve. The control device according to the second aspect of the present invention is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve so that the control current is increased to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve. .
特に、制御電流は、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸気行程の終了時に下死点(BDC)に達する前に、電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加される。 In particular, the control current is applied to the electromagnetic intake valve before the compression plunger reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump reaches bottom dead center (BDC) at the end of the intake stroke of the compression plunger. Is increased to a first control current value for energizing.
本発明の制御装置は、制御電流が第1の制御電流値から第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値へ低減されるように、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸気行程の終了時にBDCに達する前に制御電流が第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減されるように電磁吸気弁を開くため、電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成される。 The control device of the present invention is particularly suitable for the BDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump so that the control current is reduced from the first control current value to the second control current value lower than the first control current value. And the compression plunger reciprocating between TDC and TDC so that the control current is reduced from the first control current value to the second control current value before reaching the BDC at the end of the intake stroke of the compression plunger. It is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve to open the valve.
さらに、本発明の制御装置は、さらに、本発明の第1の態様の上述した実施形態の少なくとも一つによって、電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成されてもよい。
[18]本発明の第3の態様によれば、制御装置が、本発明の第1の態様と関連して記載した実施形態の少なくとも一つによって、電磁吸気弁を開くために電磁吸気弁の制御電流を制御するように構成されるように、制御装置を、特にエンジン制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを備える、コンピュータプログラム製品が提案される。つまり、コンピュータプログラム製品は、制御装置が本発明の第2の態様と関連して上述したような制御装置を具体化するように、制御装置、特にエンジン制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを備える。
Furthermore, the control device of the present invention may be further configured to control the control current of the electromagnetic intake valve according to at least one of the above-described embodiments of the first aspect of the present invention.
[18] According to a third aspect of the present invention, the control device may be configured to open the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve according to at least one of the embodiments described in connection with the first aspect of the present invention. A computer program product is proposed, comprising computer program code for configuring the control device, in particular the engine control device, to be configured to control the control current. That is, the computer program product comprises computer program code that configures the control device, particularly the engine control device, so that the control device embodies the control device as described above in connection with the second aspect of the invention.
本発明による方法の上述した特徴および態様、並びにその好ましい特徴および態様は、上述した制御装置ならびにコンピュータプログラム製品にも当てはまり、方法の態様に記載したような利点もやはり当てはまり、それらは本明細書を簡潔にする目的で省略される。上述の好ましい特徴および態様は、任意のやり方で修正し、または組み合わせることができる。 The above-mentioned features and aspects of the method according to the invention, as well as preferred features and aspects thereof, also apply to the control device and the computer program product described above, and the advantages as described in the method aspects also apply, which Omitted for brevity. The preferred features and aspects described above can be modified or combined in any manner.
本発明は、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される常時閉型の電磁吸気弁を有し、電磁吸気弁を開くために電磁吸気弁の制御電流を制御するステップを含み、電磁吸気弁の制御電流を制御するステップが、制御電流を電磁吸気弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させるステップを含む、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプの制御方法において、電磁吸気弁を開くために電磁吸気弁の制御電流を制御するステップが、さらに制御電流を第1の制御電流値から第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値へ低減するステップを含むことにより、
開位置への電磁吸気弁の移動速度の減速によって機械的係止部に全開位置で当たるときの電磁吸気弁の速度を低減することができるので、発生する衝撃ノイズを大幅に低減することができる。
The present invention includes a normally closed electromagnetic intake valve that is opened or held open by a magnetic force, and includes a step of controlling a control current of the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve. In the control method of the high pressure fuel supply pump for supplying pressurized fuel to the internal combustion engine, the step of controlling the control current of the method includes the step of increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve The step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve further reduces the control current from the first control current value to a second control current value lower than the first control current value. By including
By reducing the moving speed of the electromagnetic intake valve to the open position, it is possible to reduce the speed of the electromagnetic intake valve when hitting the mechanical locking portion at the fully open position, so that the generated impact noise can be greatly reduced. .
本発明の好ましい実施形態を図面を参照して以下に記載する。実施形態の特徴および態様は、本発明のさらなる実施形態を形成するために修正されるか、または組み合わされてもよい。好ましい実施形態の記載において、制御電流およびこの様な制御電流を発生させるPWM電圧信号が例示的に示される。しかし、電流制御のためのあらゆる方法を使用することによって、PWM制御または直流制御を使用できる。 Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. The features and aspects of the embodiments may be modified or combined to form further embodiments of the invention. In the description of the preferred embodiment, control currents and PWM voltage signals that generate such control currents are exemplarily shown. However, PWM control or DC control can be used by using any method for current control.
実際の電流プロファイルは、電磁吸気弁が機械的係止部と衝突したときの電流リップル(特にPWM制御に伴う)または電流の低下などの特性を呈することがあるが、この様な特性は図面では省略されており、平均電流のみが示される。
〔第1の実施形態〕
図1は、常時閉電磁吸気弁を備えた高圧燃料供給ポンプを備える燃料供給系の一例を示す。高圧燃料供給ポンプ100は、加圧燃料を内燃機関の燃焼室内へ直接噴射するため、高圧燃料を内燃機関に供給するように構成される。
The actual current profile may exhibit characteristics such as current ripple (particularly associated with PWM control) or current drop when the electromagnetic intake valve collides with the mechanical locking part. It is omitted and only the average current is shown.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an example of a fuel supply system including a high-pressure fuel supply pump including a normally closed electromagnetic intake valve. The high-pressure
燃料供給系は、吸気管300を介して高圧燃料供給ポンプ100に燃料タンクから低圧燃料を供給するため、燃料タンク600および低圧燃料ポンプ200を備える。高圧燃料供給ポンプ100内の燃料を加圧した後、加圧燃料は、吐出管400を介してコモンレール800に供給され、次に4つの噴射器810a、810b、810c、および810dを用いて内燃機関の圧縮室内へ直接噴射される。
The fuel supply system includes a
本発明は4つの噴射器を有する燃料供給系に限定されず、一般に、少なくとも一つの噴射器をそれぞれ有する少なくとも一つのコモンレールを備えた燃料供給系に適用することができる。 The present invention is not limited to a fuel supply system having four injectors, and is generally applicable to a fuel supply system having at least one common rail each having at least one injector.
高圧燃料供給ポンプは、常時閉型の電磁吸気弁110と、圧縮室120と、圧縮室120内においてTDCとBDCとの間で往復運動する圧縮プランジャ130とを備える。
The high-pressure fuel supply pump includes a normally closed
高圧燃料供給ポンプはさらに、吐出弁座140aと、吐出弁部材140bと、吐出弁140の閉方向で吐出弁部材140bに作用する付勢力を発生させる吐出弁バネ140cとを備える吐出弁140を備え、吐出弁140が全閉状態のとき、吐出弁部材140bは吐出弁座140aと接触している。
The high-pressure fuel supply pump further includes a
圧縮プランジャ130の往復運動はカム500の回転によって駆動される。圧縮プランジャがTDCからBDCに向かって移動すると、圧縮室120の容積が増加し、圧縮プランジャ130はBDCに達した後、TDCに向かって再び移動し始め、それによって圧縮室120の容積が再び減少し、圧縮プランジャ130がTDCに達した時に最小となる。
The reciprocating motion of the
低圧燃料は、常時閉電磁吸気弁110を介して低圧燃料管300から圧縮室120に入れられ、吐出弁140によって高圧燃料管400を介して高圧で吐出される。吐出される加圧燃料の量およびタイミングは、エンジン制御装置700によって制御される電磁吸気弁110のソレノイドに印加される制御電流を制御することによって制御される。
The low-pressure fuel is put into the
図2Aおよび2Bは、常時閉型の電磁吸気弁110の一例の異なる状態を示す。
2A and 2B show different states of an example of a normally closed
図2Aでは、電磁吸気弁110は、全閉状態すなわち制御電圧または制御電流がソレノイド112に印加されず電磁吸気弁110が遮断状態にあるので電磁吸気弁に作用する磁力がなく、弁の上流と下流との間で圧力差がないので流体力が弁に作用しないときの状態で示される。その結果、電磁吸気弁110は、例えばバネ113などの付勢部材によって発生する、電磁吸気弁の閉方向に作用する付勢力によって閉じたまま保持される。
In FIG. 2A, the
図2Bでは、電磁吸気弁110は、例えば弁を全開位置で保持されるため、制御電圧または制御電流がソレノイド112に印加されたときの開状態で示される。
In FIG. 2B, the
図2Aおよび図2Bの電磁吸気弁110は、吸気弁プランジャ111aおよび吸気弁部材111eを備える。図2Aおよび2Bでは、吸気弁プランジャ111aおよび吸気弁部材111eは単一体として例示的に形成されているが、別体として形成することもできる(例えば、図15を参照)。
2A and 2B includes an
アンカー111bは、吸気弁プランジャ111aの他端に、吸気弁プランジャ111aの吸気弁部材111eとは反対側の端部に設けられる。電流がソレノイド112に印加されると、ソレノイド弁のアンカー111bとコア114とは磁力によって互いに引き付けられるので、アンカー111bおよびコア114が接触して変位が制限されるまで吸気弁プランジャ111aが弁を開く方向に変位する。アンカー111bおよびコア114が接触し、それによって吸気弁プランジャ111aの変位が制限される電磁吸気弁の位置は、電磁吸気弁がそれ以上開くことができないので、全開位置と呼ばれる。
The
電流がソレノイド112に印加されている限り、アンカー111bおよびコア114は接触状態に互いに引き付けられ、それによって弁を開いたまま保持されることができ、吸気弁部材111eは吸気弁座111dから離れて保持される。したがって、矢印によって示されるように、低圧燃料を吸気通路117を介して低圧系から取り出し、吸気ポート118を介して高圧燃料供給ポンプの圧縮室120へ給送することができる。
As long as current is applied to the
電流をソレノイド112に印加することによって弁が開いたまま保持されている限り、圧縮室120内の圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を減少させる上向きの行程にあるとき、非加圧燃料が、吸気通路117を介して吸気ポート118から低圧燃料系へ逆向きに漏出する場合もある。
As long as the valve is held open by applying an electric current to the
電流がソレノイド112に印加されていないとき、バネ113は、図2Aに示されるように弁を閉じるために吸気弁部材111eが吸気弁座111dと接触するまで、吸気弁プランジャ111aを付勢する。したがって、圧縮室120内における圧縮プランジャ130の上向きの行程では、燃料は吸気ポート118を通って漏出することはできず、燃料が圧縮室120内で加圧され吐出弁140を通して高圧で吐出される。
When no current is applied to the
他方で、電流がソレノイド112に印加されておらず、かつ圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を増加させるように吸気行程(下向きの行程)にあるとき、圧縮室120内の燃料圧は、低圧燃料系に接続された吸気通路117内の燃料の圧力と比べて減少するので、ソレノイド112に電流が印加されなくても、バネ113の付勢力に対抗して弁を開く方向で吸気弁部材111eの変位を生じさせる流体力が発生する。流体力は、アンカー111bがコア114と接触するまで、吸気弁プランジャ111aおよび/または吸気弁部材111eの十分な変位、あるいは、アンカー111bがコア114と接触するまでの十分な変位には至らない変位を生じさせることができる。
On the other hand, when no current is applied to the
その後、電流がソレノイド112に印加されると磁力によって弁が開かれ、かつ/または開いたまま保持される。特に、電流がソレノイド112に印加される前に、吸気弁プランジャ111aは吸気弁部材111eとともに変位される、図2Aおよび2Bに示されるような構造では、電磁吸気弁110の運転中にノイズレベルおよび振動を効率的に低減させることができる。ここで、吸気弁プランジャ111aおよび吸気弁部材111eは一体として形成される。
Thereafter, when a current is applied to the
吸気弁プランジャ111aおよび吸気弁部材111eは、互いに固定された別個の本体として形成することもできる。または吸気弁部材111eが流体力によって弁を開く方向に変位されたとき、吸気弁プランジャ111aおよび吸気弁部材111eが付勢メカニズムによって弁を閉じる方向に付勢され、吸気弁プランジャ111aが弁を開く方向に変位されるように吸気弁部材111eの方向にさらに付勢される、別体として形成することもできる。
〔従来の高圧燃料供給ポンプの制御方法〕
図3は、常時閉電磁吸気弁110を備える高圧燃料供給ポンプ100の従来の制御を示す。図3の最上列には、圧縮プランジャ130の移動の時間的変化(プランジャリフト)が示される。圧縮プランジャ130は、正弦波(または他の周期関数)に類似した動作を行い、TDCとBDCとの間で往復運動する。したがって、図3の上から2列目に示されるように、圧縮プランジャ130の速度は、圧縮プランジャ130がTDCまたはBDCにある時点では、圧縮プランジャ130がゼロの速度を有する。
The
[Control method of conventional high-pressure fuel supply pump]
FIG. 3 shows conventional control of the high-pressure
圧縮プランジャ130の動作の速度の最大値は圧縮プランジャ130の行程の中間で得られ、圧縮プランジャ130はこの実施形態では正弦波によって移動するので、TDCとBDCとの間、またはBDCとTDCとの間の中間で速度の最大値に達する。TDCとBDCとの間での圧縮プランジャ130の移動は下向き行程または吸気行程と呼ばれ、BDCとTDCとの間での圧縮プランジャ130の移動は上向き行程、出力行程、または吐出行程と呼ばれる。
The maximum speed of operation of the
図3の下から2列目に示されるように、吐出行程の開始時に電磁吸気弁110を開き、開いたまま保持されるため、下向きの行程で圧縮プランジャ130がBDCに達する前に(図3では「ON」と呼ばれる)電圧制御信号VCが印加され、それによって、圧縮室120の容積が減少されることにより(圧縮室120内の燃料をほぼ加圧することなく)、燃料は電磁吸気弁110を介して圧縮室120から漏出する。
As shown in the second column from the bottom of FIG. 3, the
図3の最下列には、電磁吸気弁110(特に吸気弁部材111e)の弁移動の時間的変化が示される。圧縮プランジャ130がTDCに達し、BDCに向かって再び移動し始めた直後、圧縮室120の容積は低減され、それによって電磁吸気弁110の吸気弁部材111eの上流と下流との圧力差が生じる。圧力差によって発生した流体力がバネ113の付勢力を上回るとすぐに、吸気弁部材111eを電磁吸気弁110の開方向に変位させることによって、流体力が電磁吸気弁110を開くように作用する。
In the lowermost row of FIG. 3, a temporal change in valve movement of the electromagnetic intake valve 110 (particularly, the intake valve member 111e) is shown. Immediately after the
流体力の振幅は圧縮プランジャ130の移動速度に依存し、圧縮プランジャ130の移動速度の最大値に達するまで増加するが、その後流体力は再び減少するので、電磁吸気弁110のソレノイド112に供給される制御電圧信号をオンにして通電するまで、流体力が減少するとともにバネ113の付勢力によって吸気弁部材111eが弁を閉じる方向に再び変位する。
The amplitude of the fluid force depends on the moving speed of the
電圧制御信号VCをオンにすると、ソレノイド112の制御電流は電磁吸気弁110に作用する磁力を発生させる。発生した磁力によって、吸気弁部材111eが吸気弁座111dと接触するようになる全開位置まで吸気弁部材111が変位され、それによって、例えばアイドル条件など内燃機関の低回転速度条件において、常時閉電磁吸気弁110を有する高圧燃料供給ポンプの運転における主要なノイズである衝撃ノイズが発生する。
When the voltage control signal VC is turned on, the control current of the
電磁吸気弁110は、アンカー111bおよびコア114を引き付ける磁力によって全開位置で保持され、ソレノイド112に供給される制御電圧VCがオフに切り替えられるまで、燃焼室120内の燃料が全開状態の電磁吸気弁110を介して圧縮室120から漏出する。その後、バネ113によって発生する電磁吸気弁110の閉方向の付勢力と、流体力とによって電磁吸気弁が閉じる。
The
電磁吸気弁110が全閉位置に達する時点で、加圧燃料を吐出弁140を介して圧縮室120から内燃機関へ吐出するための出力行程が始まる。具体的には、圧縮プランジャ130が依然としてTDCに向かって移動しており、圧縮室120の容積がさらに低減されるが、圧縮室120内の燃料の圧力は、吐出弁140の閉方向に作用する吐出弁バネ140cの付勢力を克服するまで増加し、それによって吐出弁140が開くので、吐出弁140および吐出管400を介して加圧燃料をコモンレール800へ給送することができる。
When the
吐出弁140を介して加圧燃料を吐出する出力行程は、圧縮プランジャ130がTDCに達するとすぐに終わる。圧縮プランジャ130がBDCの方向に再び移動し始めるとすぐに、次の吸気行程が始まる。
The output stroke of discharging pressurized fuel through the
図4は、圧縮プランジャ130が図3に示されるように下死点BDCに達する前に、常時閉電磁吸気弁を開くための従来のPWM制御を示す。図4の上の列は、電磁吸気弁のソレノイドに印加される制御電圧信号VCが、最小および最大制御電圧値の間でオンオフが切り替わることを示す(最小値はゼロであってもよく最大値よりも低い非ゼロ値であってもよい)。
FIG. 4 shows a conventional PWM control for opening the normally closed electromagnetic intake valve before the
図4の下の列は、図4の上の列における制御電圧信号VCに対応する制御電流ICの漸進的変化を示す。最初に、初期電圧パルスIVPはタイミングt1でオンに切り替わり、時間t2まで電磁吸気弁110のソレノイド112に印加される。ここで、t1およびt2は、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点の前の時間である。時間t2までに、PWM制御信号VCFが100%未満のデューティサイクルで印加されて、ほぼ一定の電流制御目標値ITで電磁吸気弁110のソレノイド112に制御電流ICが供給され続け、それが次に、上述の漏出行程の間、電磁吸気弁110を全開位置で保持されるためのほぼ一定の磁力を発生させるのに使用される。
The lower column of FIG. 4 shows the gradual change of the control current IC corresponding to the control voltage signal VC in the upper column of FIG. First, the initial voltage pulse IVP is turned on at timing t1, and is applied to the
ここで、時間t1およびt2の間に印加される初期電圧パルス信号IVP(例えば、100%またはほぼ100%のデューティサイクルのPWM信号)によって、ソレノイドに高速で通電され、一方、ソレノイドの熱的過負荷および場合によっては電気エネルギーの浪費に結び付く可能性があり得る振幅まで、制御電流が増加されるのを回避するため、PWM電圧信号VCFが100%未満のデューティサイクルで印加される。
〔PWM制御方法〕
図5Aは、電磁吸気弁110のソレノイド112をPWM制御するための一般的な系を示す。PWM制御系は、エンジン制御装置700の処理装置であるCPU710から出される信号1、2によって制御される2つのスイッチS1およびS2を備える。スイッチS1およびS2は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)、すなわち、CPU710によって制御される電界効果トランジスタのゲート電極に電圧信号を印加することによって切り替えることができる電子スイッチによって具体化されてもよい。図5Bは信号1、2およびソレノイド電流を示す。
Here, an initial voltage pulse signal IVP (for example, a PWM signal having a duty cycle of 100% or almost 100%) applied between times t1 and t2 energizes the solenoid at a high speed, while the solenoid's thermal excess is detected. The PWM voltage signal VCF is applied with a duty cycle of less than 100% to avoid increasing the control current to an amplitude that may lead to waste of load and possibly electrical energy.
[PWM control method]
FIG. 5A shows a general system for PWM control of the
一般的には、2つのスイッチを有するこの様なPWM制御系は、通常、パルス幅変調PWMの高い周波数(一般的に、1〜10kHzの範囲、好ましくは2〜6kHzの範囲、最も一般的には約4kHz)で制御され、1つのスイッチ(図5AではS2)は、必要なパルス幅変調によってソレノイド112に印加されるPWM信号のオンオフ切替えに使用される。系は、電池(電池電圧VBAT)および接地電位(GND)に接続され、または、電池の2つの極に接続されてもよい。スイッチS1はPWM制御を行うために使用され、スイッチS2は、ソレノイドを高速で遮断するのに、すなわち電圧を迅速に一定して下降させるのに使用される。
In general, such a PWM control system with two switches is usually a high frequency of pulse width modulated PWM (generally in the range of 1-10 kHz, preferably in the range of 2-6 kHz, most commonly Is controlled by about 4 kHz), and one switch (S2 in FIG. 5A) is used to turn on and off the PWM signal applied to the
図6Aは、電磁吸気弁110のソレノイド112をPWM制御するための代替の一般的な系を示す。PWM制御系は、エンジン制御装置700の処理装置710(例えば、CPU)からの信号1によって制御される1つのスイッチS1を備える。スイッチS1は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)、すなわちCPU710によって制御される電界効果トランジスタのゲート電極に電圧信号を印加することによって切り替えることができる電子スイッチによって具体化されてもよい。図6Bは信号1およびソレノイド電流を示す。
FIG. 6A shows an alternative general system for PWM control of
一般的には、1つのスイッチを有するこの様なPWM制御系は、通常、パルス幅変調PWMの低い周波数(一般的に、100〜1000Hzの範囲、好ましくは200〜600Hzの範囲、最も一般的には約400Hz)で制御される。系は、電池(電池電圧VBAT)および接地電位(GND)に接続され、または、電池の2つの極に接続されてもよい。 In general, such a PWM control system with one switch is usually the low frequency of pulse width modulated PWM (typically in the range of 100-1000 Hz, preferably in the range of 200-600 Hz, most commonly Is controlled at about 400 Hz). The system may be connected to a battery (battery voltage VBAT) and ground potential (GND), or may be connected to two poles of the battery.
図7は、本発明の第1の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸気弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図7の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
FIG. 7 shows control of the control current IC of the
時間t1の最初のポイントで、圧縮プランジャ130がBDCに達する前、かつ時間t2までは(t2−t1=ΔT1)、制御電流ICを、電磁吸気弁110に通電して弁を開くための制御電流値IC1へ増加させるため、初期電圧信号IVPが電磁吸気弁110のソレノイド112に供給される(例えば、100%デューティサイクルを有するPWM電圧信号)。
At the first point of time t1, before the
時間t2からは、電磁吸気弁110のソレノイド112に、100%未満のデューティサイクルを有する、特に制御電流が制御電流値IC1からより低い制御電流値IC2へ低減されるように、かつ弁を全開位置まで開くため、制御電流ICがこの制御電流値IC2でほぼ保持されるように設定されたデューティサイクルを有するPWM電圧信号VCFが印加される。
From time t2, the
圧縮プランジャ130がBDCからTDCに向かって移動し始める圧縮行程の開始時に、電磁吸気弁を全開のまま保持されるため、制御電流値IC2が維持され、すなわち、本発明の第1の実施形態における制御電流値IC2は、燃料が全開の電磁吸気弁110を通して高圧燃料供給ポンプ100の圧縮チャンバ120から漏れ出すことができるように、圧縮行程の開始時に圧縮プランジャ130がBDCに達した後に、電磁吸気弁110を全開位置で保持されるための目標制御電流値ITを表す。
At the start of the compression stroke in which the
図8は、第1の実施形態による電流制御と、図4に述べた従来例の電流制御との比較を示す。上述したように、従来の電流制御によれば(図8の破線を参照)、制御電流ICは最初に目標制御値ITまで増加され、その後、目標制御電流ITでほぼ一定して保持される。それとは対照的に、本発明によれば、制御電流ICは電流制御値IC1まで増加され、その後目標制御電流値ITである制御電流値IC2まで再び減少される。 FIG. 8 shows a comparison between the current control according to the first embodiment and the current control of the conventional example described in FIG. As described above, according to the conventional current control (see the broken line in FIG. 8), the control current IC is first increased to the target control value IT, and is then held substantially constant at the target control current IT. In contrast, according to the present invention, the control current IC is increased to the current control value IC1 and then decreased again to the control current value IC2 which is the target control current value IT.
特に、図8では、制御電流ICの制御電流IC1から制御電流値IC2への低減は、電磁吸気弁が全閉位置から全開位置に向かって移動し始めた後に行われる。しかし、図8の下の列に見られるように、制御電流ICを低減することにより、全開位置に向かう電磁吸気弁の移動速度は従来の電流制御による弁移動に比べて減速される。これによって、吸気弁部材111eが時間N2において吸気弁座111dと接触するとき、全開位置におけるより軟らかい着陸を達成することができる。時間N2の後、電磁吸気弁は、ソレノイド112の制御電流IC2によって誘導される磁力によって全閉位置で保持される。
In particular, in FIG. 8, the control current IC is reduced from the control current IC1 to the control current value IC2 after the electromagnetic intake valve starts to move from the fully closed position toward the fully open position. However, as can be seen in the lower row of FIG. 8, by reducing the control current IC, the moving speed of the electromagnetic intake valve toward the fully open position is reduced compared to the valve movement by the conventional current control. Thus, when the intake valve member 111e contacts the
従来の電流制御によれば、吸気弁部材111eは、初期の時間N1ではより高速で弁座111dに当たり、それによって大幅に大きい衝撃ノイズが生成される。第1の実施形態による制御によれば、吸気弁部材111eが全開位置に達するとき(弁座111dと接触するとき)に発生する衝撃ノイズを有効に低減することができる。
〔第2の実施形態〕
図9は、本発明の第2の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による電磁吸気弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図9の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
According to the conventional current control, the intake valve member 111e hits the
[Second Embodiment]
FIG. 9 shows control of the control current IC of the
第1の実施形態と同様に、時間t2までの時間t1では、ソレノイド112の制御電流ICを制御電流値IC1まで増加させるための初期電圧パルスIVPが供給される。第1の実施形態と同様に、時間t2から開始して制御電流ICを制御電流値IC2へ減少させるためのPWM電圧制御信号VC1が印加される。これは、全開位置に向かう吸気弁部材111eの移動が時間t2の後に減速され、または少なくともその加速が低減されるという効果を有する。
Similar to the first embodiment, at time t1 until time t2, an initial voltage pulse IVP for increasing the control current IC of the
全開位置へ向かう吸気弁部材111eの移動の最適な減速を達成するため、制御電流IC2が、大量生産品による標準的な電磁吸気弁110を開き、かつ開いたままで保持されるのに十分な(すなわち、標準的な大量生産の電磁吸気弁が圧縮行程中、弁を開いたまま保持されることに適した)ほぼ最小値であるように、電圧制御信号VC1のデューティサイクルを設定することができる。
In order to achieve optimum deceleration of the movement of the intake valve member 111e toward the fully open position, the control current IC2 is sufficient to open and hold the standard
その際、大量生産によるばらつきが原因で、電磁吸気弁の開方向に作用する磁力が小さくなり過ぎることがあり、開方向に作用する流体力がすぐに小さくなり過ぎ、かつ/または閉方向に作用する付勢力が大きくなり過ぎるため、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点の前に、電圧制御信号VC1および制御電流値IC2が吸気弁部材111eを全開位置まで移動させるのに十分ではないという状況が生じることがある。
At that time, due to variation due to mass production, the magnetic force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve may become too small, the fluid force acting in the opening direction will soon become too small and / or acting in the closing direction. Since the urging force to be increased becomes too large, a situation occurs in which the voltage control signal VC1 and the control current value IC2 are not sufficient to move the intake valve member 111e to the fully open position before the time when the
その結果、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点でアンカー111bとコア114との間に起こり得る間隙が原因で、磁力が圧縮プランジャ130がTDCに向かって再び上向きに移動し始めるとき、電磁吸気弁110を開いたまま保持されるのに十分ではないことがある。燃料が吸気ポート118を通って吸気弁部材111eに向かって流れ、それによって吸気ポート118および吸気通路117を通って圧縮室120から漏出するとすぐに、閉方向で吸気弁部材111eに作用する流体力が発生しうる。
As a result, when the magnetic force begins to move upward again toward the TDC due to a gap that may occur between the
第2の実施形態では、時間t3では、PWM電圧制御信号VC1に比べてより高いデューティサイクルのさらなるPWM電圧制御信号VCFが、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に制御電流ICをより高い制御電流値IC3まで再び増加させるために印加される。これによって、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、電磁吸気弁110の全開が確保される。
In the second embodiment, at time t3, a further PWM voltage control signal VCF with a higher duty cycle compared to the PWM voltage control signal VC1 causes the control current IC to reach a higher control current value before the
大量生産品の標準的な電磁吸気弁110の場合、制御電流IC2は、時間t2およびt3の間の行程で既に、全開位置で弁座111d上に吸気弁部材111eを滑らかに着陸させるのに十分であって、それによってアンカー111bとコア114との間に間隙がないように設定されてもよい。その結果、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、開方向に作用する流体力が再び低減するときであっても、ソレノイド112の制御電流IC2によって生じる磁力は電磁吸気弁を全開のまま保持されるのに十分である。この様な標準的構成では、制御電流ICを制御電流値IC2から制御電流値IC3へ増加させることによって、電磁吸気弁110が全開位置でさらに保持され、それによって衝撃ノイズは発生しない。
In the case of a mass-produced standard
大量生産によるばらつきが原因で、時間t2およびt3の間の行程中に電磁吸気弁110が全開しなかった場合、制御電流を制御電流値IC2から制御電流値IC3へ増加させることによって、吸気弁部材111eを全開位置まで変位するように、アンカー111bおよびコア114を引き付ける磁力が増加する。これは、時間t2とt3との間で既に全開した、大量生産によるばらつきがない標準的な電磁吸気弁110に比べて、より大きな衝撃ノイズに結び付くことがある。
If the
しかし、第2の実施形態では、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、電磁吸気弁110が全開位置に達することを確保することが可能なので、大量生産によるばらつきがある場合であっても開いたまま保持されることができる。
However, in the second embodiment, it is possible to ensure that the
図10は、本発明の第2の実施形態による制御電流および弁移動の漸進的変化を概略的に示す。図10は、制御電流ICが最初に制御電流値IC1へ増加され、次に、電磁吸気弁の移動の開始後に制御電流値IC2へ減少され、さらに、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、圧縮プランジャ130が下死点BDCに達した後に電磁吸気弁を全開位置で保持されるための最終目標制御電流値ITである電流制御値IC3へ再び増加される電流制御を示す。
FIG. 10 schematically illustrates a gradual change in control current and valve movement according to a second embodiment of the present invention. FIG. 10 shows that the control current IC is first increased to the control current value IC1, then decreased to the control current value IC2 after the start of the electromagnetic intake valve movement, and further compressed before the
図10の下の列では、制御電流値IC2を印加する行程の間(図9の時間t2およびt3の間)は全閉されず、圧縮プランジャ130がBDCに達する直前に減少される流体力により、全閉位置に向かって再び移動する電磁吸気弁に関する弁移動が示される。しかし、圧縮プランジャ130がBDCに達する直前に、制御電流ICが電流制御値IC2から制御電流値IC3へ増加するため、依然として全開位置まで変位させることができる。ここで、時間N3では、電磁吸気弁が全開位置に達するときに衝撃ノイズが発生する。しかし、大量生産によるばらつきがある場合であっても、圧縮プランジャ130がBDCに達した後、電磁吸気弁を全開位置で保持されることを確保できる。
In the lower row of FIG. 10, during the stroke of applying the control current value IC2 (between times t2 and t3 in FIG. 9), the fluid force is reduced just before the
図10に示されるように、第2の実施形態による制御を使用する場合であっても、標準的な大量生産品の電磁吸気弁110は図8に示されるのと同じ挙動を示し、すなわち、制御電流ICが制御電流値IC1から制御電流値IC2へ減少することに起因して、衝撃ノイズを大幅に低減して時間N2の全開位置での軟着陸を達成することが可能である。図10の破線はやはり、図4に記載したような従来例の電流制御に対応する。
As shown in FIG. 10, even when using the control according to the second embodiment, the standard mass-produced
上述したように、第2の実施形態による電流制御によれば、大量生産によるばらつきがある場合、電磁吸気弁110が低減された電流制御値IC2によって全開せず、その後、制御電流ICを再びより高い目標制御電流値ITへ増加させることによって全開させるため、場合によってはより大きな衝撃ノイズが生成されるものの、制御の信頼性は高まる。
〔第3の実施形態〕
図11は、本発明の第3の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸気弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図11の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
As described above, according to the current control according to the second embodiment, when there is a variation due to mass production, the
[Third Embodiment]
FIG. 11 shows control of the control current IC of the
第3の実施形態によれば、圧縮プランジャ130がBDCに達した後に電磁吸気弁を全開のまま保持されるための、制御電流ICの電流制御値IC2から最終目標制御電流値ITへの増加は、第2の実施形態に上述した大量生産によるばらつきがある場合であっても、全開位置での軟着陸を確保するため、徐々にしか増加されない。
According to the third embodiment, the increase of the control current IC from the current control value IC2 to the final target control current value IT for keeping the electromagnetic intake valve fully opened after the
第3の実施形態によれば、図11の上の列に示されるように、複数のPWM電圧制御VC1、VC2、VC3、およびVCFは、時間t2、t3、t4、t5で初期電圧パルスIVPの後に印加される。ここで、PWM電圧制御信号VC1から最終電圧制御信号VCFへの複数のPWM電圧制御信号のデューティサイクルは、圧縮プランジャ130がBDCに達した後で電磁吸気弁110を全開のまま保持されるために、制御電流ICを制御電流値IC2から制御電流値IC3へ、制御電流値IC4へ、また最終目標制御電流値ITへ連続的に増加させるため、段階的PWM制御によって徐々に増加される。
〔第4の実施形態〕
図12は、本発明の第4の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸気弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図12の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
According to the third embodiment, as shown in the upper column of FIG. 11, the plurality of PWM voltage controls VC1, VC2, VC3, and VCF are applied to the initial voltage pulse IVP at times t2, t3, t4, t5. It is applied later. Here, the duty cycle of the plurality of PWM voltage control signals from the PWM voltage control signal VC1 to the final voltage control signal VCF is to keep the
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 shows control of the control current IC of the
図12によれば、制御電流ICは制御電流値IC2から最終目標制御電流値ITへ増加される。しかし、図11に上述した第3の実施形態とは異なり、初期電圧パルスIVPと最終PWM電圧制御信号VCFとの間で、PWM電圧制御信号VC1のデューティサイクルは、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、制御電流値IC2を最終目標制御電流値ITへ連続的に(あるいはオン状態の持続時間の増加および/またはオフ状態の持続時間の減少を反復させる)増加させるように、時間t2と時間t3(t3−t2=ΔT2)との間で連続的に増加される。
According to FIG. 12, the control current IC is increased from the control current value IC2 to the final target control current value IT. However, unlike the third embodiment described above with reference to FIG. 11, the duty cycle of the PWM voltage control signal VC1 is between the initial voltage pulse IVP and the final PWM voltage control signal VCF before the
本発明の第4の実施形態による電磁吸気弁110のソレノイド112の制御電流ICの制御の影響が図13に示される。図13は、制御電流値IC2が最終目標制御電流値ITまで連続的に増加されることを上の列に示す。破線はやはり、図4のような従来の制御を指す。図13の下の列では、大量生産品の標準的な電磁吸気弁110が図8に上述したのと同様の挙動を示すことが示される。
The influence of control of the control current IC of the
しかし、第2の制御電流値IC2が電磁吸気弁110を全開するのに十分ではないことがある、大量生産によるばらつきがある場合、制御電流を連続的に増加させることで、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、時間N4において電磁吸気弁が依然として全開位置に達して、第2の実施形態に比べて衝撃速度がより低くなることが確保される。
However, if there is a variation due to mass production, the second control current value IC2 may not be enough to fully open the
制御電流値の制御電流値IC2から目標制御電流値ITへの連続的な増加によって、吸気弁座111dにある吸気弁部材111eの時間N4における滑らかな着陸が可能になり、それによって、大量生産によるばらつきがある場合でも確実に衝撃ノイズを大幅に低減することが可能になる。制御電流の制御電流値IC2から目標制御電流値ITへの増加が第2の実施形態による場合よりも低速で行われるので、段階的PWM電圧制御を使用することは同様の利点を有する。
The continuous increase of the control current value from the control current value IC2 to the target control current value IT enables a smooth landing at the time N4 of the intake valve member 111e in the
図14は、図3に示されるような従来の制御方法と、本発明の第4の実施形態による制御方法との比較を示す。図14で「A」と表示された破線の曲線は、全開位置において衝撃ノイズが大幅に低減されて滑らかに着陸するように制御される、標準的な大量生産品の弁移動を示す。図12および13に示されるように制御電流値IC2が減少することによって、全開位置に達する前の電磁吸気弁の移動速度を減速することができる。「B」と表示された破線の曲線は、低減された制御電流値IC2によってまだ全開されていないが、その直後に制御電流が目標制御電流値ITへ増加されることによって全開される電磁吸気弁の弁移動を示す。
〔プランジャ分離型の電磁吸気弁〕
図15は、分離型の電磁吸気弁210の例を概略的に示す。図2Aおよび2Bに示される電磁吸気弁110とは異なり、電磁吸気弁210の吸気弁部材211eおよび吸気弁プランジャ211aは、独立して移動することができる別個の本体として形成される。吸気弁プランジャ211aは、付勢部材、例えばバネ213aによって閉方向に付勢され、吸気弁部材211eは、別の付勢部材、例えばバネ213bによって閉方向に付勢される。
FIG. 14 shows a comparison between the conventional control method as shown in FIG. 3 and the control method according to the fourth embodiment of the present invention. The dashed curve labeled “A” in FIG. 14 shows a standard mass production valve movement that is controlled to land smoothly with significantly reduced impact noise in the fully open position. As shown in FIGS. 12 and 13, the control current value IC2 decreases, so that the moving speed of the electromagnetic intake valve before reaching the fully open position can be reduced. The broken curve indicated by “B” is not fully opened yet by the reduced control current value IC2, but immediately after that, the electromagnetic intake valve is fully opened by increasing the control current to the target control current value IT. The valve movement is shown.
[Separate plunger type electromagnetic intake valve]
FIG. 15 schematically shows an example of the separation type
アンカー211bは、吸気弁プランジャ211aの一端に、すなわち、吸気弁プランジャ211aが吸気弁部材211eと接触することができる側とは反対側の吸気弁プランジャ211aの端部に設けられる。電流がソレノイド212に印加されると、ソレノイド弁のアンカー211bおよびコア214は磁力によって互いに引き付けられるので、アンカー211bおよびコア214が接触するようになって、変位が制限されるまで吸気弁プランジャ2111aは弁を開く方向で変位される。この位置では、吸気弁プランジャ211aは、バネ213aおよび213bの付勢力に対抗して、吸気弁部材211eを全開位置で保持されることができる。
The
電流がソレノイド212に印加されている限り、アンカー211bおよびコア214は接触したままであるように互いに引き付けられたままであり、それによって弁を開いたまま保持されることができ、吸気弁部材211eは吸気弁座211dから離れて保持される。したがって、矢印によって示されるように、低圧燃料を吸気通路217を介して低圧系から取り出し、矢印によってさらに示されるように、吸気ポート218を介して高圧燃料供給ポンプの圧縮室120へ給送することができる。
As long as current is applied to the
電流をソレノイド212に印加することによって弁が開いたまま保持されている限り、圧縮室120内の圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を減少させる上向きの行程にあるとき、非加圧燃料が、吸気通路217を介して吸気ポート218から低圧燃料系へ逆向きに漏出する場合もある。
As long as the valve is held open by applying an electric current to the
しかし、電流がソレノイド212に印加されていないとき、バネ213aおよび213bは、弁を閉じるために吸気弁部材211eが吸気弁座211dと接触するまで、吸気弁プランジャ211aおよび吸気弁部材213bを弁を閉じる方向に付勢する。吸気弁プランジャ211aは、バネ213aの付勢力によって閉方向にさらに変位されてもよい。
However, when no current is applied to the
圧縮室120内における圧縮プランジャ130の上向きの行程では、燃料は吸気ポート218を通って漏出することはできず、吐出弁140を通して高圧で吐出されるように燃料が圧縮室120内で加圧される。他方で、電流がソレノイド212に印加されておらず、かつ圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を増加させるように吸気行程(下向きの行程)にあるとき、圧縮室120内の燃料圧は、低圧燃料系に接続された吸気通路217内の燃料の圧力と比べて減少するので、ソレノイド212に電流が印加されなくても、バネ213bの付勢力に対抗して弁を開く方向で吸気弁部材211eの変位を生じさせることができる流体力が発生する。流体力は、吸気弁部材211eの十分な変位を、あるいは、全開位置への吸気弁部材211eの十分ではない変位を生じさせることができる。
In the upward stroke of the
電流がソレノイド212に印加され通電されると、磁力によって吸気弁プランジャ211aが弁の開方向に変位される。その結果、一般に、この様な分離型の電磁吸気弁の従来の制御によれば、2つの衝撃ノイズが生じる。第1の衝撃ノイズは吸気弁プランジャ211aが吸気弁部材211eに当たるときに発生し、第2の衝撃ノイズは電磁吸気弁が全開位置に達したときに発生する。
When a current is applied to the
図16は、分離型の電磁吸気弁に対する本発明の背景に関連した、常時閉電磁吸気弁の従来の制御の一例を示す。最上列は、TDCとBDCとの間での圧縮プランジャの移動を示す。上から2列目は制御電流ICの漸進的変化を示し、最下列は吸気弁部材211eおよび吸気弁プランジャ211aの対応する移動を示す。図16は、時間N5およびN6において連続的に生成される2つの衝撃ノイズの発生を示す。
FIG. 16 shows an example of conventional control of a normally closed electromagnetic intake valve related to the background of the present invention for a separate electromagnetic intake valve. The top row shows the movement of the compression plunger between TDC and BDC. The second row from the top shows the gradual change of the control current IC, and the bottom row shows the corresponding movement of the
時間N6における、すなわち電磁吸気弁が全開位置に達したときの衝撃ノイズは、上述したような本発明による、特に上述の実施形態のいずれかによる電流制御によって大幅に低減することができる。さらに、以下に、吸気弁プランジャ211aが吸気弁部材211eに当たるときに生成される第1の衝撃ノイズも低減することを付加的に可能にする、別の実施形態が記載される。
〔第5の実施形態〕
図17は、本発明の第5の実施形態による、制御電流ICおよび弁移動の漸進的変化を概略的に示す。最上列は、TDCとBDCとの間での圧縮プランジャの移動を示す。上から2列目は制御電流ICの漸進的変化を示し(破線は、図16に上述した従来の制御に対応する)、最下列は吸気弁部材111eおよび吸気弁プランジャ111aの対応する移動を示す。
The impact noise at time N6, ie when the electromagnetic intake valve reaches the fully open position, can be greatly reduced by current control according to the invention as described above, in particular according to any of the embodiments described above. Furthermore, in the following, another embodiment will be described which additionally makes it possible to reduce the first impact noise generated when the
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 schematically illustrates a gradual change in control current IC and valve movement according to a fifth embodiment of the present invention. The top row shows the movement of the compression plunger between TDC and BDC. The second row from the top shows the gradual change of the control current IC (the broken line corresponds to the conventional control described above in FIG. 16), and the bottom row shows the corresponding movement of the intake valve member 111e and the
圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、制御電流は制御電流値IC1へ増加され、次に制御電流値IC2へ減少され、その後、第2の実施形態による制御電流と同様に、最終目標制御電流値ITへ再び増加される。あるいは、第1、第3、または第4の実施形態による制御電流を使用することができる。
Before the
さらに、例えば上述したように初期電圧パルスIVPのタイミングを設定することによる、制御電流ICの増加を開始するタイミングは、吸気弁部材111eが、流体力によって既に開方向でのその移動を開始した後のタイミングに設定される。図17に示されるように、制御電流ICの増加を開始するタイミングは、磁力の増加によって開方向に変位されている吸気弁プランジャ111aが、流体力によって開方向で既に移動しているときの吸気弁部材111eと接触するように設定される。したがって、一般に吸気弁プランジャ111aが吸気弁部材111eに当たると発生する、第1の衝撃ノイズを大幅に低減することができる。
〔第6の実施形態〕
図18は、本発明の第6の実施形態によるソレノイド112の制御電流を制御する制御方法を示す。図18において圧縮プランジャ130がBDCに達する時点より前の制御は、本発明の第2の実施形態に関して図9に記載したような制御に完全に対応する。
Further, for example, as described above, the timing of starting the increase of the control current IC by setting the timing of the initial voltage pulse IVP is after the intake valve member 111e has already started its movement in the opening direction by the fluid force. The timing is set. As shown in FIG. 17, the timing of starting the increase of the control current IC is the intake air when the
[Sixth Embodiment]
FIG. 18 shows a control method for controlling the control current of the
しかし、圧縮プランジャ130がBDCに達した後、TDCに向かって再び上へ移動するとき、第6の実施形態による制御方法、はさらに圧縮プランジャ130がBDCに達した後の時間t4において、図18の制御電流IC3を、圧縮プランジャ130がTDCに向かって移動する圧縮行程中であっても電磁吸気弁を全開位置で保持されるのには依然として十分である、より低い目標制御電流値ITへ減少させるため、それ以前に印加されたPWM電圧制御信号VC2よりも小さなデューティサイクルを有する最終PWM制御信号VCFを印加するステップを含む。
However, when the
第2の実施形態の利点に加え、第6の実施形態によって、エネルギー消費を低減するとともに、電磁吸気弁を全開位置で保持されるように維持される減少された目標制御電流値ITに起因する、ソレノイド112の熱的過負荷をさらに回避することが可能になる。
In addition to the advantages of the second embodiment, the sixth embodiment results in a reduced target control current value IT that reduces energy consumption and maintains the electromagnetic intake valve to be held in the fully open position. Further, it becomes possible to further avoid the thermal overload of the
図19は、PWM電圧制御信号の代替例の漸進的変化を示す。上述の実施形態では、ソレノイド(1つもしくは複数)のPWM制御は、単一スイッチまたは二重スイッチのPWM制御によって例示的に達成された。単一スイッチ制御が使用されるとき、PWM周波数は一般に非常に低く、一般的には100〜800Hz、好ましくは300〜600Hz、より好ましくは400Hzに等しいか少なくとも約400Hz(2.5msの周期と等価)である。 FIG. 19 shows a gradual change of an alternative example of the PWM voltage control signal. In the embodiments described above, PWM control of the solenoid (s) has been exemplarily achieved by single switch or dual switch PWM control. When single switch control is used, the PWM frequency is generally very low, typically 100-800 Hz, preferably 300-600 Hz, more preferably equal to 400 Hz or at least about 400 Hz (equivalent to a period of 2.5 ms). ).
これは、電磁吸気弁の機械的動作に比べて比較的低速なので、一般的に、電磁吸気弁は最初の数回のPWM周期後に機械的係止部に達する。そのような場合、全開位置における電磁吸気弁の「軟着陸」(すなわち、衝撃速度がほぼゼロに減速されることによって衝撃ノイズがほとんどない)も実現することができる。これは、最初の数サイクルに対して異なるデューティサイクルを使用し、その後、圧縮行程が始まる前に電磁吸気弁が全開位置に達することを確保するため、BDCに達する前にデューティサイクルを増加させることによって達成できる。 Since this is relatively slow compared to the mechanical operation of the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake valve generally reaches the mechanical lock after the first few PWM cycles. In such a case, “soft landing” of the electromagnetic intake valve in the fully open position (that is, there is almost no impact noise by reducing the impact speed to almost zero) can also be realized. This uses a different duty cycle for the first few cycles and then increases the duty cycle before reaching the BDC to ensure that the electromagnetic intake valve reaches the fully open position before the compression stroke begins. Can be achieved.
最初のPWM周期の実際の値は、いわゆるP_ONタイミング(すなわち、ポンプのTDCの時点に対する、ソレノイド(1つもしくは複数)の初期の通電を開始する時点)とエンジン速度とを考慮に入れて、各運転条件に対して決定することができる。ノイズ発生を最小限にするため、電磁吸気弁は、好ましくは、PWM電圧制御信号がオフ状態にある時点の間に、またはパルスの開始時に機械的係止部に達する。 The actual value of the first PWM period is determined by taking into account the so-called P_ON timing (i.e., the time at which initial energization of the solenoid (s) relative to the time of the TDC of the pump) and the engine speed are taken into account. It can be determined for operating conditions. In order to minimize noise generation, the electromagnetic intake valve preferably reaches the mechanical lock during the time when the PWM voltage control signal is in the off state or at the start of the pulse.
上述の方法は、較正プロセス中に使用して、全開位置にある電磁吸気弁が着陸する瞬間の決定を可能にすることができる。任意の条件では、圧縮サイクルの開始前により高いPWMデューティサイクルへの(BDCとTDCとの間の)切替えによって、運転条件のいかなる変更にも関わらず、または大量生産によるばらつきにも関わらず、電磁吸気弁が全開位置に達することが確保される。 The method described above can be used during the calibration process to allow determination of the moment when the electromagnetic intake valve in the fully open position will land. Under any conditions, switching to a higher PWM duty cycle (between BDC and TDC) prior to the start of the compression cycle will cause electromagnetic changes regardless of any changes in operating conditions or variations due to mass production. It is ensured that the intake valve reaches the fully open position.
較正手順は、(最初の数サイクルに対して)いくつかの別個のPWMデューティサイクルを決定することを伴ってもよい。図10では、例示的に、4つのデューティサイクル「Duty1」、「Duty2」、「Duty3」、および「Duty4」が示される(「初期PWM」と表示される)。一般的に、電磁吸気弁は、値が低すぎない限り、最初の2サイクル、3サイクル、または4サイクル以内で全開位置に達することができ、値が低い場合は、十分に高いデューティサイクルを、好ましくは約95%のデューティサイクルを有する最終PWMデューティサイクルによって全開位置へ移動させられる。
The calibration procedure may involve determining several distinct PWM duty cycles (for the first few cycles). FIG. 10 exemplarily shows four duty cycles “
したがって、1つの可能な構成は段階的PWM制御を使用することであり、初期PWM全体の持続時間に関しては、「Duty1」=「Duty2」=「Duty3」=「Duty4」である(例えば、75%デューティサイクル)。また、最終PWMのデューティサイクルは約95%(または85%〜100%デューティサイクル、好ましくは90%〜100%デューティサイクルの、別の十分に高い値)である。 Thus, one possible configuration is to use stepped PWM control, and for the duration of the entire initial PWM, “Duty1” = “Duty2” = “Duty3” = “Duty4” (eg, 75% Duty cycle). Also, the final PWM duty cycle is about 95% (or another sufficiently high value of 85% to 100% duty cycle, preferably 90% to 100% duty cycle).
別の可能な構成は、初期PWM持続時間におけるPWM電圧信号デューティサイクルを一定して上昇させるか、または大きな最初のデューティサイクル(初期電圧パルスなど)と、それに続いて第2の周期(Duty2)により低いデューティサイクルとを使用するものなどである。圧縮行程の開始前に電磁吸気弁が確実に全開していることを保証するため、BDCに達する前に大きなデューティサイクルを使用すべきである。このアルゴリズムは、次のように一般化することができる。 Another possible configuration is a constant increase in the PWM voltage signal duty cycle in the initial PWM duration, or a large initial duty cycle (such as an initial voltage pulse) followed by a second period (Duty2). Such as those using a low duty cycle. A large duty cycle should be used before reaching the BDC to ensure that the electromagnetic intake valve is fully open before the start of the compression stroke. This algorithm can be generalized as follows.
Duty1
Duty2=Duty1+a
Duty3=Duty2+b
Duty4=Duty3+c
ここで、a、b、c、…は較正プロセス中に決定することができる(一般的に±約5%)。次に、BDCに達する前に、一定した大きなデューティサイクルが使用される。
Duty1
Duty2 = Duty1 + a
Duty3 = Duty2 + b
Duty4 = Duty3 + c
Where a, b, c,... Can be determined during the calibration process (typically ± about 5%). Next, a constant large duty cycle is used before the BDC is reached.
Duty最終=DutyF(例えば、95%デューティサイクル)
上述の実施形態の構造の特徴、構成要素、および特定の詳細を入れ替えるか、または組み合わせて、個々の用途に向けて最適化されたさらなる実施形態を形成することができる。それらの修正が当業者には明白である限り、あらゆる可能な組み合わせを明示的に指定することなく、上述の記載によって暗示的に開示されているものとする。
Duty final = DutyF (eg, 95% duty cycle)
The structural features, components, and specific details of the embodiments described above can be interchanged or combined to form further embodiments optimized for individual applications. To the extent that such modifications are apparent to those skilled in the art, it is intended to be implicitly disclosed by the above description without explicitly specifying every possible combination.
100:高圧燃料供給ポンプ
110:電磁吸気弁
111a:吸気弁プランジャ
111e:吸気弁部材
120:圧縮室
130:圧縮プランジャ
700:制御装置
IC:制御電流
IC1:第1の制御電流値
IC2:第2の制御電流値
IC3:第3の制御電流値
IT:目標制御電流値
TDC:上死点
BDC:下死点
VC:電磁吸気弁の電圧信号
IVP:初期電圧パルス
VC1:第1のPWM電圧信号
VC2;VC3;VCF:第2のPWM電圧信号
ΔT1:初期電圧パルス(IVP)を印加する持続時間
ΔT2:第1のPWM電圧信号(VC1)を印加する持続時間
t1:初期電圧パルス(IVP)を印加し始めるタイミング
t2:第1のPWM電圧信号(VC1)を印加する持続時間(ΔT2)のタイミング
t3;t4;t5:第2のPWM電圧信号を印加するタイミング
ΔT3;ΔT4:第2のPWM電圧信号を印加する持続時間
100: high-pressure fuel supply pump 110:
本発明は、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプの制御方法、ならびに高圧燃料供給ポンプを制御する制御装置に関する。さらに、本発明は、高圧燃料供給ポンプを制御するように特にエンジン制御部等の制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。 The present invention relates to a control method for a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine, and a control device that controls the high-pressure fuel supply pump. Furthermore, the present invention relates to a computer program product including computer program code for configuring a control device such as an engine control unit to control a high pressure fuel supply pump.
具体的には、本発明は、常時閉型の電磁吸入弁のソレノイドへの通電によって磁力により開かれ、かつ/または開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸入弁を備える高圧燃料供給ポンプの制御方法および制御装置に関する。これは、常時開型の電磁吸入弁への通電によって磁力により閉じられかつ/または閉じたまま保持される、常時開型の電磁吸入弁を備える高圧燃料供給ポンプと区別される。 Specifically, the present invention provides a high-pressure fuel supply pump comprising opened by magnetic force energizing the solenoid of the normally closed solenoid inlet valve and retained / or open while the solenoid suction valve normally closed The present invention relates to a control method and a control apparatus. It is kept closed by magnetic force and / or closed by energizing the normally open electromagnetic intake valve is distinguished from the high-pressure fuel supply pump comprising a normally open type solenoid inlet valve.
本発明は、制御電圧または制御電流を印加することによって電磁吸入弁を開くために電磁吸入弁の制御電流を制御することに関し、電磁吸入弁の制御電流の制御は、制御電流を電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させること、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内において上死点(TDC)と下死点(BDC)との間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸入行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させることを含む。 The present invention relates to controlling the control current to the electromagnetic intake valve to open the solenoid inlet valve by applying a control voltage or control current, the control of the control current of the solenoid suction valve, a control current to the electromagnetic intake valve Increasing to the first control current value for energization, in particular, the compression plunger reciprocating between top dead center (TDC) and bottom dead center (BDC) in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump is compressed Including increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic suction valve before reaching BDC at the end of the plunger suction stroke.
加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプは、噴射器によって内燃機関の燃焼室内へ燃料が直接噴射される直接噴射運転に基づいた燃料供給系に使用することができる。内燃機関の燃焼室内へ直接噴射される加圧燃料は、高圧燃料供給ポンプによって加圧される。 A high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine can be used in a fuel supply system based on a direct injection operation in which fuel is directly injected into a combustion chamber of an internal combustion engine by an injector. The pressurized fuel that is directly injected into the combustion chamber of the internal combustion engine is pressurized by a high-pressure fuel supply pump.
例えば、特許文献1において、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給系であって、電磁吸入弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸入弁を備える供給系が知られている。ここで常時閉弁とは、遮断状態すなわち制御電流/制御電圧が電磁吸入弁のソレノイドに印加されていないときは、閉じている型の弁を指す。
For example, in
特許文献1では、常時閉電磁吸入弁の運転ノイズを低減するという課題に取り組んでおり、電磁吸入弁のソレノイドに通電する前に、流体力によって弁を開くための弁の上流側と下流側との間の流体圧差を利用することが提案された。しかし、常時閉電磁吸入弁の運転ノイズをさらに低減し信頼性の高い運転を可能にするための、さらなる最適化の方策および最適化の方法を見出す努力が継続されている。
従来技術において、電磁吸入弁が既に開いた後、すなわち電磁吸入弁が既に全開位置に達した後に制御電流を低減することによって、ソレノイドの熱的過負荷を回避するためにソレノイドに供給される制御電流が低減される技術が存在する。この様な制御方法では、電磁吸入弁を開くために制御電流を制御するステップでは制御電流はまだ低減されず、常時閉電磁吸入弁が磁力によって既に全閉のまま保持されている運転行程の間、例えば、高圧燃料供給ポンプの吐出弁を通して加圧燃料を出力する行程の間にのみ制御電流が低減される(例えば、特許文献2を参照)。 In the prior art, the control supplied to the solenoid to avoid thermal overload of the solenoid by reducing the control current after the electromagnetic suction valve has already opened, i.e. after the electromagnetic suction valve has already reached the fully open position. There are technologies that reduce the current. In such a control method, in the step of controlling the control current to open the electromagnetic suction valve, the control current is not yet reduced, and the normally closed electromagnetic suction valve is already fully closed by the magnetic force during the operation stroke. For example, the control current is reduced only during the process of outputting the pressurized fuel through the discharge valve of the high-pressure fuel supply pump (see, for example, Patent Document 2).
従来の高圧燃料供給系では、例えば内燃機関のアイドル運転中など、モータが低回転速度条件にあるとき、主要な運転ノイズは電磁吸入弁から発せられるノイズであり、このノイズは、特に弁を開閉するとき例えば電磁吸入弁の吸入弁部材が弁の全閉位置にある弁座と接触したときに発生する。したがって、運転ノイズを低減させることができる、電磁吸入弁を有する燃料供給系を提供することが望ましい。 In conventional high-pressure fuel supply systems, when the motor is in a low rotational speed condition, for example, when the internal combustion engine is idling, the main operating noise is noise emitted from the electromagnetic suction valve, and this noise especially opens and closes the valve. For example, this occurs when the intake valve member of the electromagnetic intake valve comes into contact with the valve seat in the fully closed position of the valve. Therefore, it is desirable to provide a fuel supply system having an electromagnetic intake valve that can reduce operating noise.
本発明の目的は、加圧燃料を内燃機関に供給するように構成され、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される、常時閉型の電磁吸入弁を備える高圧燃料供給ポンプの運転ノイズを低減することである。 It is an object of the present invention to reduce the operating noise of a high pressure fuel supply pump that is configured to supply pressurized fuel to an internal combustion engine and that is normally opened or held open, with a normally closed electromagnetic intake valve. It is to reduce.
[1]本発明の第1の態様によれば、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプを制御するための、高圧燃料供給ポンプの制御方法が提案される。高圧燃料供給ポンプは、電磁吸入弁を開き、かつ/または開いたまま保持されるため、特に制御電圧または制御電流を電磁吸入弁に印加したときに磁力によって開かれ、かつ/または開いたまま保持されるように構成され、一方、流体圧が電磁吸入弁に作用せず、かつ制御電圧または制御電流が電磁吸入弁に印加されないときは、付勢部材によって電磁吸入弁が閉じたままである常時閉型の電磁吸入弁を備える。 [1] According to the first aspect of the present invention, a method for controlling a high-pressure fuel supply pump for controlling a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to an internal combustion engine is proposed. The high-pressure fuel supply pump opens and / or holds the electromagnetic intake valve open, so that it is opened by magnetic force and / or held open especially when a control voltage or control current is applied to the electromagnetic intake valve is configured to be, on the other hand, does not act the fluid pressure to the electromagnetic intake valve, and when the control voltage or the control current is not applied to the electromagnetic intake valve, normally closed remains electromagnetic intake valve is closed by the urging member A type electromagnetic intake valve is provided.
本発明によれば、高圧燃料供給ポンプの制御方法は、制御電圧または制御電流を電磁吸入弁に印加することによって電磁吸入弁を開くため電磁吸入弁の制御電流を制御することを含み、電磁吸入弁の制御電流の制御は、制御電流を電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させること、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸入行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させることを含む。 According to the present invention, a control method of the high-pressure fuel supply pump, the method comprising controlling the control current to the electromagnetic intake valve for opening the electromagnetic intake valve by applying a control voltage or control current to the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake The control current of the valve is controlled by increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic suction valve, particularly, reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump. Including increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic suction valve before the compression plunger reaches the BDC at the end of the compression plunger suction stroke.
本発明によれば、電磁吸入弁を開くため電磁吸入弁の制御電流を制御することは、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸入行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流を第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値へ低減することを含む。 According to the present invention, by controlling the control current of the solenoid inlet valve for opening the electromagnetic intake valve, the compression plunger reciprocates between the BDC and TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump, the suction of the compression plunger Including reducing the control current from a first control current value to a lower second control current value before reaching BDC at the end of the stroke.
したがって、電磁吸入弁の運転ノイズを低減するため、常時閉型の電磁吸入弁を開くための制御電流は、最初は電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加し、その後、より低い第2の制御電流値へ再び低減されるように制御される。電磁吸入弁のソレノイド内の制御電流を減少させることによって電磁吸入弁に作用する磁力が低減するので、電磁吸入弁の閉方向で作用する常時閉型の電磁吸入弁の付勢部材の付勢力を用いて、開方向での電磁吸入弁の移動を減速させることができる。 Therefore, in order to reduce the operating noise of the electromagnetic intake valve, the control current for opening the electromagnetic intake valve of normally closed initially increases to the first control current value for energizing the electromagnetic inlet valve, thereafter, Control is performed so as to be reduced again to a lower second control current value. Since the magnetic force acting on the electromagnetic intake valve is reduced by reducing the control current in the solenoid of the solenoid inlet valve, the biasing force of the biasing member normally closed solenoid inlet valve acting in the closed direction of the electromagnetic intake valve By using it, the movement of the electromagnetic suction valve in the opening direction can be decelerated.
開位置への電磁吸入弁の移動速度の減速によって、例えば全開位置にある制限部材、ストッパー、または弁座などの機械的係止部に全開位置で当たるときの電磁吸入弁の速度を低減することができるので、発生する衝撃ノイズをさらに低減することができる。換言すれば、例えば弁座などの機械的係止部に電磁吸入弁が滑らかに着地することができるように、電磁吸入弁の開方向での移動を減速する(または全開位置へ向かう加速を少なくとも低減する)ことができ、それによって衝撃ノイズを大幅に低減することが可能になる。 Reduce the speed of the electromagnetic suction valve when it hits the mechanical locking part such as a restricting member, stopper, or valve seat in the fully open position in the fully open position by slowing down the moving speed of the solenoid intake valve to the open position Therefore, the generated impact noise can be further reduced. In other words, for example, the mechanical locking portions such as the valve seat to allow the electromagnetic intake valve is smoothly landing, the acceleration toward moving to decelerate (or fully opened position in the opening direction of the electromagnetic intake valve least Impact noise can be greatly reduced.
電磁吸入弁を開くため、最初に第1の制御電流値へ増加させ、その後、より低い第2の制御電流値へ減少させるように制御電流を制御することによって、運転ノイズを低減することは、高圧燃料供給ポンプの機械的設計の修正を必要とすることなく、単に印加電流制御を修正することによって運転ノイズを低減することができるという利点を有する。機械的設計に対する変更および修正は、通常、開発または実現するのにコストが非常に掛かり、かつ労力を有するので、ソレノイドの電流制御の修正によるノイズの低減は、機械的設計に修正を加えるよりも大幅なコスト削減となる。これは、自動車産業での部品の大量生産における多量の生産数を考えると特に有利である。 Reducing operating noise by controlling the control current to first increase to a first control current value and then decrease to a lower second control current value to open the electromagnetic suction valve, It has the advantage that operating noise can be reduced by simply modifying the applied current control without requiring modification of the mechanical design of the high pressure fuel supply pump. Changes and modifications to the mechanical design are usually very expensive and laborious to develop or implement, so reducing the noise by modifying the solenoid current control is more than modifying the mechanical design. Significant cost savings. This is particularly advantageous when considering the large number of productions in the mass production of parts in the automotive industry.
特に、今日の高圧燃料供給ポンプは、一般に、電子エンジン制御装置によって自動的に制御されるので、エンジン制御装置を再プログラムするかまたは構成させること例えばソフトウェアの修正によって、電流制御の最適化されたアルゴリズムを既存の高圧燃料供給ポンプの制御において実現することができる。 In particular, today's high pressure fuel supply pumps are generally automatically controlled by an electronic engine controller, so that the current controller has been optimized by reprogramming or configuring the engine controller, for example by software modifications. The algorithm can be implemented in the control of existing high pressure fuel supply pumps.
さらに、電磁吸入弁のソレノイドに印加される制御電流を精密に制御することによって、ソレノイドに供給されるエネルギー量を、開方向での移動中における電磁吸入弁の加速および/または減速を精密に制御することができる。つまり、制御電流の制御によって発生する磁気付勢力の量に直接影響を及ぼすことが可能になるので、例えば電磁吸入弁に作用する流体力の増加または減少に基づいて、磁気付勢力の増加および/または減少を制御することができる。 Furthermore, by precisely controlling the control current applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve, the amount of energy supplied to the solenoid is precisely controlled to accelerate and / or decelerate the electromagnetic intake valve while moving in the open direction. can do. In other words, since it becomes possible to directly influence the amount of the magnetic biasing force generated by the control current control, for example, based on the increase or decrease of the fluid force acting on the electromagnetic suction valve, the increase of the magnetic biasing force and / or Or the reduction can be controlled.
本発明の意味での「電流制御」は、例えばPWM制御または閾値電流制御などの電流制御の様々な方法よって実現することができる。本発明の基本概念は、最初に制御電流をソレノイドに通電するための第1の制御電流値へ増加させ、その後、特に電磁吸入弁が全開位置に達する前に、制御電流を電磁吸入弁の移動を減速するかまたは少なくともその加速を低減するためのより低い第2の制御電流値へ減少させることによって、電磁吸入弁を開くために制御電流が制御される限り、制御電流の制御の具体的な構成に限定されるものではない。 “Current control” in the sense of the present invention can be realized by various methods of current control such as PWM control or threshold current control. The basic concept of the present invention is to first increase the control current to a first control current value for energizing the solenoid, and then move the control current to the electromagnetic suction valve, especially before the electromagnetic suction valve reaches the fully open position. As long as the control current is controlled to open the electromagnetic suction valve by slowing down or at least reducing it to a lower second control current value to reduce its acceleration, The configuration is not limited.
例えば、制御電流の制御は、PWM制御電圧を電磁吸入弁のソレノイドに印加することによって行うことができ、その際、ソレノイドにおける制御電流の値および/または変化は、PWM制御電圧信号のデューティサイクルによって制御することができる。 For example, the control current can be controlled by applying a PWM control voltage to the solenoid of the electromagnetic suction valve, wherein the value and / or change of the control current in the solenoid depends on the duty cycle of the PWM control voltage signal. Can be controlled.
また、PWM制御信号の周波数を変更することによって、ソレノイドに印加される制御電流を制御することが可能である。したがって、PWM電圧制御信号のデューティサイクルとPWM制御の周波数の変更とを組み合わせることによって、制御電流を制御するためにPWM制御を使用することが可能である。 Further, the control current applied to the solenoid can be controlled by changing the frequency of the PWM control signal. Therefore, it is possible to use PWM control to control the control current by combining the duty cycle of the PWM voltage control signal and changing the frequency of the PWM control.
PWM電圧制御を用いて制御電流を制御できることに加えて、例えば連続的に印加される制御電圧を用いて制御電圧または制御電流のいずれかを制御することによって、例えば増幅器を用いてアナログ的に制御電流を直接制御することもできる。例えば、電圧信号のパルス幅変調などの変調を必要とすることなく、電流が特定の閾値に調節される閾値電流制御を用いて電流制御を達成することができる。制御電流の値は、集積回路を用いて直接調節することもできる。 In addition to being able to control the control current using PWM voltage control, for example, controlling either the control voltage or the control current using a continuously applied control voltage, for example, using an amplifier to control analogly The current can also be controlled directly. For example, current control can be achieved using threshold current control in which the current is adjusted to a specific threshold without requiring modulation such as pulse width modulation of the voltage signal. The value of the control current can also be adjusted directly using an integrated circuit.
これらの従来技術とは対照的に、本発明によれば、第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値への制御電流の減少は、電磁吸入弁を開くために制御電流を制御して高圧燃料供給ポンプの運転ノイズの低減を可能にするステップにおいて行われる。 In contrast to these prior arts, according to the present invention, the reduction of the control current from the first control current value to the lower second control current value controls the control current to open the electromagnetic suction valve. Thus, it is performed in a step that enables reduction of operation noise of the high-pressure fuel supply pump.
一方、特許文献1に記載されているような制御方法は、電磁吸入弁が既に全開位置に達した後にしか制御電流が低減されず、弁が全開位置にある弁座または機械的機械的係止部と接触するときの、電磁吸入弁の開動作の終了時における衝撃が既に起こっているので、運転ノイズを低減するのには全く適していない。
[2]好ましくは、制御電流は、電磁吸入弁が全開する前に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが吸入行程の終了時にBDCに達する前に、第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減される。
[3]本発明によれば、第2の制御電流値は第1の制御電流値より低く、かつ第1の制御電流値より低い非ゼロ電流値であってもよい。
On the other hand, in the control method described in
[2] Preferably, the control current is applied before the compression plunger reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump reaches BDC at the end of the intake stroke before the electromagnetic intake valve is fully opened. The first control current value is reduced to the second control current value.
[3] According to the present invention, the second control current value may be a non-zero current value lower than the first control current value and lower than the first control current value.
あるいは圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸入弁が全開することを確保するため、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが吸入行程の終了時にBDCに達する前に、制御電流がゼロまたはほぼゼロまで低減されてもよい。
[4]本発明の一実施形態によれば、電磁吸入弁を開くための電磁吸入弁の電流制御は、さらに、圧縮プランジャがBDCに達する前に制御電流を第2の制御電流値からより高い第3の制御電流値へ増加させることを含む。この態様によれば、標準的な大量生産品の高圧燃料供給ポンプおよび電磁吸入弁の運転ノイズを大幅に低減することが可能であるとともに、大量生産によるばらつきが生じている場合でも、特に圧縮行程が始まる前に確実に全開位置に達するように一連の大量生産品を制御できる。
Alternatively, in order to ensure that the electromagnetic intake valve is fully opened before the compression plunger reaches the BDC, the compression plunger that reciprocates between the BDC and the TDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump reaches the BDC at the end of the intake stroke. Previously, the control current may be reduced to zero or nearly zero.
[4] According to one embodiment of the present invention, the current control of the electromagnetic suction valve for opening the electromagnetic suction valve further increases the control current from the second control current value before the compression plunger reaches the BDC. Including increasing to a third control current value. According to this aspect, it is possible to greatly reduce the operation noise of the standard mass-produced high-pressure fuel supply pump and the electromagnetic suction valve, and in particular, even when there is a variation due to mass production, the compression stroke A series of mass-produced products can be controlled to ensure that the fully open position is reached before the start of.
つまり、本発明の基礎となる高圧燃料供給ポンプおよび電磁吸入弁は、一般に、多量の生産数で生産されている標準的な大量生産品からなる。そのような大量生産品に関して、各製品間で少なくとも小規模な生産のばらつきが生じる可能性がある。本発明によれば、例えば大量生産品の標準的な電磁吸入弁に基づいて、電磁吸入弁の制御電流の制御を最適化することが可能であり、制御電流を第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加させることを含む、本発明の上述の態様では、大量生産品同士で小規模な大量生産によるばらつきが生じる可能性を考慮した場合であっても、運転制御の信頼性をより高めることができる。 That is, the high-pressure fuel supply pump and the electromagnetic suction valve that are the basis of the present invention are generally composed of standard mass-produced products that are produced in large quantities. For such mass-produced products, there may be at least a small production variation between the products. According to the present invention, it is possible to optimize the control current of the electromagnetic suction valve based on, for example, a standard electromagnetic suction valve of a mass-produced product, and the control current can be optimized from the second control current value. In the above-described aspect of the present invention, including increasing to a third control current value higher than the control current value of 2, the possibility of variation due to small-scale mass production between mass-produced products is considered. Even if it exists, the reliability of operation control can be improved more.
例えば、最小制御電流値を、圧縮プランジャがBDCに達する前に大量生産品の標準的な電磁吸入弁を開くのに十分であって、圧縮プランジャがTDCに向かって上向きに再び移動し始めるよりも前に、大量生産品の標準的な電磁吸入弁が全開位置に達することができるように制御する。すなわち電磁吸入弁が、実際に全開位置になった後に圧縮室内の燃料を加圧する圧縮行程が始まり電磁吸入弁を全開位置で開いたまま保持されることができるように、第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値に最小制御電流値を制御することが可能である。 For example, a minimum control current value may be sufficient to open a mass produced standard solenoid intake valve before the compression plunger reaches the BDC, rather than the compression plunger begins to move upward again toward the TDC. Before, control the mass production standard electromagnetic intake valve to reach the fully open position. That is, the first control current value is set so that the compression stroke of pressurizing the fuel in the compression chamber starts after the electromagnetic intake valve is actually in the fully open position, and the electromagnetic intake valve can be held open at the fully open position. It is possible to control the minimum control current value to a lower second control current value.
圧縮プランジャがBDCからTDCへの移動を開始するときに圧縮室内の燃料を加圧し始める時点で、電磁吸入弁が既に全開位置にない場合、圧縮プランジャがTDCに向かって移動しているとき、燃料圧が電磁吸入弁に電磁吸入弁の磁力と逆向きの閉方向に作用するため、標準的な電磁吸入弁に対する最小制御電流値が、電磁吸入弁を全開させ開いたまま保持させるのに十分ではないことがある。 Once started pressurizes the fuel in the compression chamber when the compression plunger starts moving to TDC from BDC, when the electromagnetic intake valve is not already fully open position, when the compression plunger is moving toward the TDC, the fuel since pressure acts in the closing direction of the magnetic force in the opposite direction from the electromagnetic intake valve to the electromagnetic intake valve, the minimum control current value for the standard solenoid inlet valve is sufficient to remain open to fully open the electromagnetic intake valve There may not be.
具体的には、圧縮プランジャの速度が増加するとともに圧縮室内の燃料圧が増加することがあり燃料が部分的に開いた電磁吸入弁から漏れ出す。例えば部分的に開いた電磁吸入弁のコアとアンカーとの間の間隙が原因で磁力が低減され、磁力が電磁吸入弁を開いたまま保持されるのに十分ではないことがある。 Specifically, the fuel pressure in the compression chamber may increase as the speed of the compression plunger increases, and the fuel leaks from the partially opened electromagnetic intake valve. For example, the magnetic force may be reduced due to the gap between the core and anchor of the partially open electromagnetic intake valve, and the magnetic force may not be sufficient to hold the electromagnetic intake valve open.
この場合、大量生産品に起こり得るばらつきを考慮した上で高圧燃料供給ポンプの運転の信頼性高い制御を可能にするため、大量生産によるばらつきが原因でより低い第2の制御電流値が電磁吸入弁を全開するのに十分ではない場合に、制御電流を第2からさらに第3の制御電流値へ増加させて磁力を増加させることによって、圧縮行程が始まる時点の前に電磁吸入弁の全開を確実にするように、制御電流が第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加されることが好ましい。 In this case, in order to enable highly reliable control of the operation of the high-pressure fuel supply pump in consideration of variations that may occur in mass-produced products, the lower second control current value is electromagnetically sucked due to variations due to mass production. If it is not sufficient to fully open the valve, the electromagnetic suction valve is fully opened before the start of the compression stroke by increasing the control current from the second to the third control current value to increase the magnetic force. In order to ensure, it is preferred that the control current is increased from the second control current value to a third control current value higher than the second control current value.
したがって、第2の制御電流値を設定する基本となる標準的な大量生産品からなる電磁吸入弁を大幅に低減された運転ノイズで運転することができるとともに、大量生産によるばらつきがある場合であっても、大量生産品からなる電磁吸入弁を信頼性高く全開位置へ開くことができる。
[5]好ましくは、高圧燃料供給ポンプはさらに、圧縮室と、電磁吸入弁が全閉であり、圧縮プランジャがTDCに向かって移動するとき、圧縮室内の燃料を加圧するため、圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャとを備える。
Therefore, the electromagnetic suction valve, which is a standard mass-produced product that is the basis for setting the second control current value, can be operated with greatly reduced operation noise, and there is a variation due to mass production. However, the electromagnetic suction valve made of mass-produced products can be opened to the fully open position with high reliability.
[5] Preferably, the high pressure fuel supply pump further includes a BDC in the compression chamber to pressurize the fuel in the compression chamber when the compression chamber and the electromagnetic suction valve are fully closed and the compression plunger moves toward the TDC. And a compression plunger that reciprocates between the TDC and the TDC.
好ましくは、圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸入弁が全開になることを確保するため、制御電流を第2の制御電流値から第3の制御電流値への増加が、圧縮プランジャがBDCに達する前に行われる。したがって、圧縮プランジャがBDCからTDCに向かって移動する圧縮行程の開始前に、電磁吸入弁が全開位置にあることを確保することができる。
[6]本発明の一実施形態によれば、第3の制御電流値は、電磁吸入弁を全開のまま保持されるための目標制御電流値であり、特に第3の制御電流値は、圧縮プランジャがBDCに達した後に電磁吸入弁を全開のまま保持されるための目標制御電流値である。したがって、第3の制御電流値は、高圧燃料供給ポンプの吐出弁を通して内燃機関のコモンレールへ加圧燃料が吐出される出力行程を開始するために閉じられるときまで、電磁吸入弁を全開位置で保持されるために維持される目標制御電流値である。
Preferably, in order to ensure that the electromagnetic suction valve is fully opened before the compression plunger reaches the BDC, the increase in the control current from the second control current value to the third control current value causes the compression plunger to change to the BDC. Done before reaching. Therefore, it can be ensured that the electromagnetic suction valve is in the fully open position before the start of the compression stroke in which the compression plunger moves from the BDC toward the TDC.
[6] According to one embodiment of the present invention, the third control current value is a target control current value for keeping the electromagnetic suction valve fully open, and in particular, the third control current value is a compression value. This is the target control current value for holding the electromagnetic intake valve fully opened after the plunger reaches BDC. Therefore, the third control current value holds the electromagnetic suction valve in the fully open position until it is closed to initiate the output stroke through which the pressurized fuel is discharged through the discharge valve of the high pressure fuel supply pump to the common rail of the internal combustion engine. This is the target control current value that is maintained to be performed.
ポンプ設計によっては、制御電流を第3の制御電流値へ増加させるステップは、圧縮行程中(すなわち圧縮プランジャがBDCに達しTDCに向かって再び移動開始した後)に燃料圧が増加するのに対抗して電磁吸入弁を開いたまま保持されることを保証する。 Depending on the pump design, the step of increasing the control current to the third control current value may counter the increase in fuel pressure during the compression stroke (ie, after the compression plunger reaches the BDC and begins moving again toward the TDC). This ensures that the electromagnetic intake valve is held open.
あるいは、電磁吸入弁の制御電流の制御は、エネルギー消費を低減するために電磁吸入弁を全開したまま保持されるため、電磁吸入弁が全開した後に第3の制御電流値から目標制御電流値へ低減することを含み、電磁吸入弁の制御電流の制御は、圧縮プランジャがBDCに達した後に電磁吸入弁を全開のまま保持されるため、圧縮プランジャがBDCに達した後の第3の制御電流値を、電磁吸入弁が全開した後の目標制御電流値へ低減させることを含む。 Alternatively, the control of the control current of the solenoid inlet valve is to be kept fully opened electromagnetic intake valve in order to reduce energy consumption, the third control current value after the electromagnetic intake valve is fully opened to the target control electric current value The control of the control current of the electromagnetic suction valve includes reducing the third control current after the compression plunger reaches the BDC because the electromagnetic suction valve is held fully open after the compression plunger reaches the BDC. Including reducing the value to a target control current value after the electromagnetic suction valve is fully opened.
エネルギー消費を低減するため、目標制御電流値は第3の制御電流値よりも低く、好ましくは、圧縮行程中(すなわち、圧縮プランジャがBDCに達し、TDCに向かって再び移動開始した後)に電磁吸入弁が開いたままの状態を確保するのに十分である。 In order to reduce energy consumption, the target control current value is lower than the third control current value and is preferably electromagnetic during the compression stroke (ie, after the compression plunger reaches BDC and starts moving again toward TDC). It is sufficient to ensure that the intake valve remains open.
したがって、上述したように圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸入弁が全開位置に達することを確保するために増加させた制御電流値である第3の制御電流値は、次に、加圧燃料が吐出弁を介して圧縮室から吐出される出力行程を開始するために電磁吸入弁を閉じるべきときまで全開のまま保持されるように維持される、より低い目標制御電流値へ再び低減される。 Therefore, as described above, the third control current value, which is an increased control current value to ensure that the electromagnetic suction valve reaches the fully open position before the compression plunger reaches BDC, Is again reduced to a lower target control current value, which is maintained to remain fully open until the electromagnetic suction valve should be closed to initiate the output stroke discharged from the compression chamber through the discharge valve .
これによって、漏出行程(spill phase)の間維持される目標制御電流値は第3の制御電流値よりも低いので、高圧燃料供給ポンプのエネルギー消費を低減することが可能にな
る。目標制御電流値は第2の制御電流値に等しくてもよい。また、圧縮プランジャがBDCに達した後に、制御電流は再び第3の制御電流値から目標制御電流値へ低減されるので、ソレノイドの熱的過負荷を効率的に回避することができる。
This makes it possible to reduce the energy consumption of the high-pressure fuel supply pump, since the target control current value maintained during the spill phase is lower than the third control current value. The target control current value may be equal to the second control current value. Further, after the compression plunger reaches BDC, the control current is reduced again from the third control current value to the target control current value, so that the thermal overload of the solenoid can be efficiently avoided.
ここで、漏出行程とは、圧縮行程において圧縮プランジャが既にTDCに向かって移動している場合に、電磁吸入弁が全開位置で保持されており燃料が電磁吸入弁を通して圧縮室から電磁吸入弁を通って漏れ出しており、それによって燃料が加圧されず加圧燃料が電磁吸入弁の吐出弁を通して放出されないようにされる運転行程を指す。
[7]電磁吸入弁の制御電流の制御は、電磁吸入弁に供給されるPWM電圧信号のデューティサイクルを制御し、電磁吸入弁に供給されるPWM電圧信号のデューティサイクルおよび周波数を制御することによって、または、電磁吸入弁に供給されるPWM電圧信号の値を制御すること、例えば増幅器手段を用いて電磁吸入弁に供給されるPWM電圧信号の値を直接制御することによって行われてもよい。
Here, the leakage stroke, when the compressed plunger in the compression stroke is already moving towards TDC, the fuel is held electromagnetic intake valve is in the fully opened position the electromagnetic intake valve from the compression chamber through the electromagnetic intake valve It refers to the operating stroke in which the fuel is leaking through, thereby preventing pressurized fuel from being discharged through the discharge valve of the electromagnetic intake valve.
[7] the control of the control current to the electromagnetic intake valve, by controlling the duty cycle of the PWM voltage signal to be supplied to the electromagnetic intake valve, controls the duty cycle and frequency of the PWM voltage signal supplied to the electromagnetic intake valve or, by controlling the value of the PWM voltage signal to be supplied to the electromagnetic inlet valve, for example, the amplifier means may be performed by directly controlling the value of the PWM voltage signal to be supplied to the electromagnetic intake valve is used.
上述したように、本発明の基本的な考え方は、電磁吸入弁のソレノイドに供給される制御電流を制御することに関し、電磁吸入弁がPWM制御によって制御されるときにPWM電圧信号のデューティサイクルを制御することによって、または、PWM制御のPWM電圧信号の周波数およびデューティサイクルを制御することによって、制御電流を制御する様々なやり方で実現することができる。 As described above, the basic idea of the invention relates to controlling the control current supplied to the solenoid of the solenoid inlet valve, the duty cycle of the PWM voltage signal when the electromagnetic intake valve is controlled by the PWM control It can be realized in various ways of controlling the control current by controlling or by controlling the frequency and duty cycle of the PWM voltage signal of the PWM control.
PWM制御を用いて電圧信号を制御できることに加えて、制御電流は、例えば増幅器および/または集積回路を用いて、制御電圧および/または制御電流を直接調節することによって直接制御することもできる。電圧閾値制御によって制御電流を直接制御することが可能であり、制御電流は例えば集積回路によって直接制御される。 In addition to being able to control the voltage signal using PWM control, the control current can also be controlled directly by directly adjusting the control voltage and / or control current, for example using an amplifier and / or integrated circuit. The control current can be directly controlled by voltage threshold control, and the control current is directly controlled by, for example, an integrated circuit.
増幅器または集積回路による制御電流の直接的な調節は、電流を精密に制御できるが、PWM電圧信号のオンオフ切替えが原因で、PWM制御が制御電流の漸進的変化におけるリップルにつながることがある。しかし、PWM電圧信号によって制御される制御電流のリップルの影響は、PWM電圧信号の周波数を増加させることにより効率的に低減することもできる。PWM制御の別の利点は簡単に実現できることであり、PWM制御信号を供給するために共通の電子エンジン制御装置が既に製造されており、例えばソフトウェアおよび/またはハードウェアの修正によって、本発明による制御を行うように簡単に構成させることができる。
[8]好ましくは、電磁吸入弁の制御電流の制御はさらに、制御電流を第1の制御電流値へ好ましくは迅速に増加させるため初期電圧パルスを印加すること、ならびに、制御電流を第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減するため、初期電圧パルスを印加した後に第1のPWM電圧信号を印加することを含む。
Although direct adjustment of the control current by an amplifier or integrated circuit can precisely control the current, PWM control can lead to ripple in the gradual change of the control current due to the on / off switching of the PWM voltage signal. However, the influence of the ripple of the control current controlled by the PWM voltage signal can be effectively reduced by increasing the frequency of the PWM voltage signal. Another advantage of PWM control is that it can be easily implemented, and a common electronic engine controller has already been manufactured to supply the PWM control signal, for example by software and / or hardware modifications. Can be easily configured.
[8] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic suction valve further comprises applying an initial voltage pulse to increase the control current to the first control current value, preferably rapidly, and the control current to the first Applying the first PWM voltage signal after applying the initial voltage pulse includes reducing the control current value to the second control current value.
初期電圧パルスは、初期電圧パルスを具体化する短く印加される定電圧信号によって、または初期電圧パルスを具体化する初期PWM電圧信号として具体化することができ、初期PWM電圧信号のデューティサイクルは、好ましくは第1のPWM電圧信号のデューティサイクルよりも大きい。特に、初期PWM電圧信号のデューティサイクルは、100%または少なくともほぼ100%であってもよい。 The initial voltage pulse can be embodied by a short applied constant voltage signal that embodies the initial voltage pulse or as an initial PWM voltage signal that embodies the initial voltage pulse, where the duty cycle of the initial PWM voltage signal is: Preferably it is greater than the duty cycle of the first PWM voltage signal. In particular, the duty cycle of the initial PWM voltage signal may be 100% or at least approximately 100%.
この実施形態によれば、PWM制御は電磁吸入弁に供給された制御電流を制御するために使用される。最初は、制御電流を第1の制御電流値まで増加させるため、制御電流を増加させるための初期電圧パルスを印加することができる。PWM制御を使用するとき、初期電圧パルスは、100%または少なくともほぼ100%のデューティサイクルを有するPWM電圧信号パルスによって実現されてもよい。この初期電圧パルスを印加した後、好ましくは100%未満の(特に初期電圧パルスのデューティサイクルよりも小さい)デューティサイクルを有する第1のPWM電圧信号が印加され、特に、電磁吸入弁のソレノイドに印加される制御電流を第1の制御電流値からより低い第2の制御電流値へ低減することができるように構成される。
[9]好ましくは、電磁吸入弁の制御電流の制御はさらに、制御電流を第2の制御電流値から第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加させるため、第1のPWM電圧信号を印加した後に第2のPWM電圧信号を印加することを含み、特に、第1のPWM電圧信号は第2のPWM電圧信号よりも小さいデューティサイクルを有する。第2のPWM電圧信号は、100%以下またはほぼ100%以下のデューティサイクルを有してもよい。
According to this embodiment, PWM control is used to control the control current supplied to the electromagnetic intake valve. Initially, in order to increase the control current to the first control current value, an initial voltage pulse for increasing the control current can be applied. When using PWM control, the initial voltage pulse may be realized by a PWM voltage signal pulse having a duty cycle of 100% or at least approximately 100%. After applying this initial voltage pulse, a first PWM voltage signal having a duty cycle of preferably less than 100% (especially smaller than the duty cycle of the initial voltage pulse) is applied, in particular applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve. The control current can be reduced from the first control current value to the lower second control current value.
[9] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic suction valve further increases the control current from the second control current value to a third control current value higher than the second control current value. Including applying the second PWM voltage signal after applying the PWM voltage signal, in particular, the first PWM voltage signal has a smaller duty cycle than the second PWM voltage signal. The second PWM voltage signal may have a duty cycle of 100% or less, or approximately 100% or less.
この実施形態によれば、例えば、大量生産によるばらつきなどがある場合であっても、圧縮プランジャがBDCに達する前に電磁吸入弁が全開位置に達するのを確保するため、第2の制御電流値から第3の制御電流値へ再び増加するように制御電流を制御するために、第1のPWM電圧信号よりも大きいデューティサイクルを有するさらなる第2のPWM電圧信号を、電圧電流を再び増加させるために印加することができる。 According to this embodiment, even if there is a variation due to mass production, for example, the second control current value is used to ensure that the electromagnetic suction valve reaches the fully open position before the compression plunger reaches the BDC. In order to control the control current so as to increase again from 1 to the third control current value, a further second PWM voltage signal having a duty cycle greater than the first PWM voltage signal is used to increase the voltage current again. Can be applied.
第2のPWM電圧信号は、制御電流が目標制御電流値に達するように、または、圧縮室内の燃料を加圧し高圧燃料供給ポンプの吐出弁を介して加圧燃料を吐出するために電磁吸入弁を閉じるべきときまで、圧縮プランジャがTDCに向かう上向きの行程で上向きに移動する漏出行程の間、電磁吸入弁を全開位置で保持されるための最終目標制御電流よりも大きい電流に達するように設定することができる。
[10]第1のPWM電圧信号は第2のPWM制御電圧信号に切り替えられてもよい。本発明の別の実施形態によれば、第1のPWM電圧信号は、段階的PWM制御によって第2のPWM電圧信号に変更されてもよい。次に、第1のPWM電圧信号の後、かつ第2のPWM電圧信号の前に、少なくとも第3のPWM電圧信号が印加されてもよい。その結果、第3のPWM電圧信号のデューティサイクルは、第1のPWM制御電圧信号のデューティサイクルよりも大きく、かつ第2のPWM制御電圧信号のデューティサイクルよりも小さくてもよい。
The second PWM voltage signal is an electromagnetic intake valve so that the control current reaches a target control current value, or in order to pressurize the fuel in the compression chamber and discharge the pressurized fuel through the discharge valve of the high-pressure fuel supply pump. Set to reach a current greater than the final target control current to hold the electromagnetic suction valve in the fully open position during the leakage stroke in which the compression plunger moves upward on the upward stroke toward TDC can do.
[10] The first PWM voltage signal may be switched to the second PWM control voltage signal. According to another embodiment of the present invention, the first PWM voltage signal may be changed to the second PWM voltage signal by stepwise PWM control. Next, at least a third PWM voltage signal may be applied after the first PWM voltage signal and before the second PWM voltage signal. As a result, the duty cycle of the third PWM voltage signal may be greater than the duty cycle of the first PWM control voltage signal and smaller than the duty cycle of the second PWM control voltage signal.
本発明のさらに別の実施形態によれば、第1のPWM電圧信号のデューティサイクルは、漸増的PWM制御によって、第2のPWM制御電圧信号へ連続的または反復的に増加されてもよい。 According to yet another embodiment of the present invention, the duty cycle of the first PWM voltage signal may be increased continuously or repetitively to the second PWM control voltage signal by incremental PWM control.
制御電流が第2の制御電流値から第3の制御電流値まで迅速に増加される場合、標準的な大量生産品の高圧燃料供給ポンプは、第2の制御電流値を印加する行程の間または少なくともその直後に既に全開位置に達しているが、大量生産によるばらつきが原因で電磁吸入弁が全開位置に達しておらず、制御電流が第2から第3の制御電流値へ増加されることによって全開するという状況が起こることがある。第2から第3の制御電流値へのこの増加が迅速に行われると、電磁吸入弁が高速で弁座または機械的係止部に当たり、それによって稀に望ましくない衝撃ノイズが発生する。 If the control current is rapidly increased from the second control current value to the third control current value, the standard mass-produced high pressure fuel supply pump is either in the process of applying the second control current value or At least immediately after that, the fully-open position has already been reached, but the electromagnetic suction valve has not reached the fully-open position due to variations due to mass production, and the control current is increased from the second to the third control current value. The situation of full opening may occur. If this increase from the second to the third control current value takes place quickly, the electromagnetic suction valve hits the valve seat or the mechanical locking part at high speed, which rarely causes undesirable impact noise.
しかし、段階的または漸増的PWM制御によって、第2から第3の制御電流値への制御電流の増加がより低速で滑らかに行われる上述の実施形態によれば、この様な状況であっても、電磁吸入弁は低速で全開位置に達するので、第2の制御電流値に対応する制御電流によって電磁吸入弁が全開しない稀な場合であっても、衝撃ノイズを大幅に低減することができる。 However, according to the above-described embodiment in which the increase of the control current from the second to the third control current value is performed more slowly and smoothly by the stepwise or incremental PWM control, even in such a situation, Since the electromagnetic suction valve reaches the fully open position at a low speed, the impact noise can be greatly reduced even in a rare case where the electromagnetic suction valve is not fully opened by the control current corresponding to the second control current value.
段階的PWM制御を利用する一実施形態によれば、第1のPWM電圧信号を印加した後、制御電流を第3の制御電流値へよりゆっくりと増加させるためにPWM制御電圧のデューティサイクルを反復的に増加させるため、以前の各PWM制御信号のデューティサイクルに比べてデューティサイクルがそれぞれ増加した複数のPWM制御信号を印加することができる。 According to one embodiment utilizing stepped PWM control, after applying the first PWM voltage signal, the duty cycle of the PWM control voltage is repeated to increase the control current more slowly to the third control current value. Therefore, it is possible to apply a plurality of PWM control signals each having a duty cycle increased as compared with the previous duty cycle of each PWM control signal.
代替実施形態によれば、制御電流を第3の制御電流値へ増加させるため、印加されるPWM電圧信号のデューティサイクルが連続的または反復的に増加する漸増的PWM制御を利用することによって、PWM制御を行うことができる。これは、例えば、オン状態にあるPWM制御の持続時間が連続的もしくは反復的に増加し、かつ/またはオフ状態にあるPWM制御の持続時間が連続的もしくは持続的に減少するという点で達成することができる。 According to an alternative embodiment, the PWM current is increased by utilizing incremental PWM control in which the duty cycle of the applied PWM voltage signal increases continuously or repeatedly to increase the control current to a third control current value. Control can be performed. This is achieved, for example, in that the duration of the PWM control in the on state increases continuously or repeatedly and / or the duration of the PWM control in the off state decreases continuously or continuously. be able to.
さらに、第2の制御電流値から第3の制御電流値への制御電流のほぼ連続的な増加はまた、PWM制御信号の周波数を連続的もしくは反復的に変更するか、または、PWM電圧信号のデューティサイクルの連続的もしくは反復的な変更とPWM電圧信号の周波数の連続的もしくは反復的な変更との組み合わせによっても達成されてもよい。 Furthermore, the substantially continuous increase of the control current from the second control current value to the third control current value also changes the frequency of the PWM control signal continuously or repetitively, or the PWM voltage signal It may also be achieved by a combination of continuous or repetitive changes in duty cycle and continuous or repetitive changes in the frequency of the PWM voltage signal.
例えば、増幅器および/または集積回路を用いた上述の閾値電流制御による直流制御の場合、制御電流は、例えば、圧縮プランジャがBDCに達するタイミングまたはほぼそのタイミング(好ましくはその前もしくは直前)で、第3の制御電流値に達するように、より小さい傾斜で増加させることができる。
[11]好ましくは、電磁吸入弁の制御電流の制御はさらに、初期電圧パルスの印加を開始するタイミングを設定すること、初期電圧パルスを印加する持続時間を設定すること、ならびに第1のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または第1のPWM電圧信号を印加する持続時間を設定することの少なくとも1つを含んでもよい。初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、電磁吸入弁の開方向に作用する流体力と、電磁吸入弁の閉方向で作用する付勢力とに応じて、電磁吸入弁の磁力を制御するために行われてもよい。
For example, in the case of the direct current control by the above threshold current control using an amplifier and / or an integrated circuit, the control current is, for example, at the timing when the compression plunger reaches the BDC or almost at that timing (preferably before or just before). It can be increased with a smaller slope to reach a control current value of 3.
[11] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic suction valve further sets the timing for starting the application of the initial voltage pulse, sets the duration for applying the initial voltage pulse, and the first PWM voltage. It may include at least one of setting a timing for applying the signal and / or a duration for applying the first PWM voltage signal. Timing and duration setting of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal, the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic inlet valve, depending on the urging force which acts in the closing direction of the electromagnetic inlet valve, an electromagnetic suction This may be done to control the magnetic force of the valve.
制御電流を制御するためにPWM制御を利用するとき、制御は簡単に行うことができ、制御を最適化するため、複数の制御パラメータを設定し、かつ/または電磁吸入弁が全閉位置に達するときの衝撃ノイズを制限するように最適化することができる。制御パラメータは、好ましくは、磁力(すなわち、電磁吸入弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力)と、常時閉電磁吸入弁では一般的であるような弁を閉じる方向で電磁吸入弁を付勢する付勢力(すなわち、圧縮プランジャがBDCに向かう下向きの行程にあるときの電磁吸入弁の上流および下流の圧力差によって発生する流体力であって、それによって圧縮室の容積を増加させるとともにその中の圧力を減少させ、電磁吸入弁の開方向で作用する電磁吸入弁に対する流体力が発生する)とが平衡し、電磁吸入弁が全開位置に達するときの衝撃ノイズを低減するために最適化されるように設定される。 When using PWM control to control the control current, the control can be easily performed, a plurality of control parameters are set to optimize the control and / or the electromagnetic intake valve reaches the fully closed position It can be optimized to limit the impact noise. Control parameter, preferably, the magnetic force (i.e., the magnetic force generated by energization of the solenoid of the solenoid inlet valve) and biases the solenoid inlet valve in the direction for closing the valve as is common in a normally closed solenoid inlet valve Biasing force (ie, the fluid force generated by the pressure difference upstream and downstream of the electromagnetic suction valve when the compression plunger is in the downward stroke toward the BDC, thereby increasing the volume of the compression chamber and reducing the pressure, fluid force balanced to) the generator to the electromagnetic intake valve which acts in the open direction of the electromagnetic inlet valve, is optimized in order to reduce the impact noise when the electromagnetic intake valve reaches the full open position Is set as follows.
例えば、流体力の振幅は、一般に、圧縮室内の圧縮プランジャの移動速度に依存し、圧縮プランジャは最初に、下死点に近付くときに再び減速するまで、TDCから移動する間に加速し、すなわち、圧縮プランジャの移動速度は、圧縮プランジャを駆動する回転カムのプロファイルに依存する周期関数例えば正弦波にほぼ対応し、最大速度はTDCとBDCとの間のほぼ中間に達してもよい(正弦波の場合、最大速度はTDCとBDCとの間の中間に生じる)。 For example, the amplitude of the fluid force generally depends on the speed of movement of the compression plunger in the compression chamber, and the compression plunger first accelerates while moving from TDC until it decelerates again when approaching bottom dead center, ie , The movement speed of the compression plunger corresponds approximately to a periodic function that depends on the profile of the rotating cam that drives the compression plunger, for example a sine wave, and the maximum speed may reach approximately halfway between TDC and BDC (sinusoidal wave). The maximum speed occurs halfway between TDC and BDC).
他方で、電磁吸入弁のソレノイドへの通電によって発生する磁力は、一般に、印加される制御電流、ならびに例えば電磁吸入弁のアンカーおよびコアなど、磁力によって引き付けられる部品間の距離に依存する。他方で、付勢力は電磁吸入弁の位置に依存し、一般に、全閉位置から全開位置へ線形的に増加してもよい。 On the other hand, the magnetic force generated by energizing the solenoid of the electromagnetic suction valve generally depends on the applied control current and the distance between the components attracted by the magnetic force, such as the anchor and core of the electromagnetic suction valve. On the other hand, the biasing force depends on the position of the electromagnetic suction valve, and may generally increase linearly from the fully closed position to the fully open position.
電磁吸入弁の移動は、上述の力の合計、すなわち付勢力、流体力、および磁力の合計によって得られる。流体力ならびに磁力は電磁吸入弁の開方向で作用してもよく、例えばバネ力などの付勢力は電磁吸入弁の閉方向で作用してもよい。 The movement of the electromagnetic suction valve is obtained by the sum of the aforementioned forces, ie the sum of the biasing force, the fluid force and the magnetic force. Fluid force and magnetic force may act in the opening direction of the electromagnetic suction valve. For example, an urging force such as a spring force may act in the closing direction of the electromagnetic suction valve.
好ましくは、圧縮プランジャがTDCからBDCへ移動するとき、磁力の時間的変化は流体力の時間的変化と平衡され、その際、本発明による方法は、好ましくは、例えば制御電流の増加を開始するタイミングを設定すること、第1の制御電流値に達するタイミングを設定すること、および/または第1の制御電流値の値を設定することなど、制御パラメータを設定することを含む。 Preferably, when the compression plunger moves from TDC to BDC, the temporal change in magnetic force is balanced with the temporal change in fluid force, in which case the method according to the invention preferably initiates, for example, an increase in control current Including setting a control parameter, such as setting a timing, setting a timing to reach a first control current value, and / or setting a value of the first control current value.
例えば、PWM制御を利用するとき、電磁吸入弁を全開位置に向かって変位させながら、好ましくは流体力および磁力を線形的に増加する付勢力と付加的に平衡させることを含む、流体力および磁力の時間的変化を平衡させるため、初期電圧パルスの印加を開始する時点、初期電圧パルスの印加の持続時間、ならびに第1のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/またはその持続時間の少なくとも1つを設定することができる。 For example, when utilizing PWM control, the fluid force and magnetic force preferably include additional balancing of the fluid force and magnetic force with a biasing force that increases linearly while displacing the electromagnetic suction valve toward the fully open position. In order to balance the temporal change of the first voltage pulse, at least one of the time when the application of the initial voltage pulse is started, the duration of the application of the initial voltage pulse, and the timing and / or the duration of the application of the first PWM voltage signal is determined. Can be set.
上述のタイミングおよび/または持続時間を設定することによって、高圧燃料供給ポンプの運転ノイズを低減するように、全開位置に達するときの平均衝撃速度を最小限に抑える(すなわち、全開位置における電磁吸入弁の軟着陸を確保する)ための最適化が可能になる。さらに、例えば、カムのプロファイル、ならびに高圧燃料供給ポンプに供給される低圧燃料のフィード圧など、ポンプ設計のパラメータは、流体力およびその挙動に影響する可能性があるので、それらのパラメータが最適化のために考慮されてもよい。 By setting the timing and / or duration described above, the average impact speed when reaching the fully open position is minimized (ie, the electromagnetic intake valve in the fully open position) so as to reduce operating noise of the high pressure fuel supply pump. To ensure a soft landing). In addition, pump design parameters, such as cam profile and low pressure fuel feed pressure supplied to the high pressure fuel supply pump, can affect fluid forces and their behavior, so they are optimized May be considered for.
好ましくは、上述のタイミングおよび持続時間の設定は、流体力、磁力、および付勢力の合計である合力が、電磁吸入弁を全開位置で保持されるのに適した閾値力の値(例えば、大量生産品の一般的な標準的電磁吸入弁が全開位置に達した後に、その弁を開いたまま保持されるのに十分な力)よりも高い、弁を開く方向で作用する合力であるようにして行われる。 Preferably, the timing and duration settings described above are such that the resultant force, which is the sum of fluid force, magnetic force, and biasing force, is a threshold force value suitable for holding the electromagnetic suction valve in the fully open position (e.g., a large amount The product's general standard electromagnetic intake valve should have a resultant force that acts in the direction of opening the valve, which is higher than the force sufficient to hold the valve open after reaching the fully open position. Done.
下向きの行程中における圧縮室の移動速度が最大である時点で、すなわちTDCとBDCとの間のほぼ中間で流体力が最大値を有し、その後、流体力が全体的に再び減少することを考慮するのが必要なことがある。その結果、例えば大量生産によるばらつきが原因で、BDCに向かう圧縮プランジャの移動速度の減少によって電磁吸入弁の開方向に作用する流体力が再び減少する時点で、電磁吸入弁が全開位置に達していない場合、電磁吸入弁を全開位置まで依然として移動させるためにより大きな磁力が必要となる。 It can be seen that the fluid force has a maximum value at the point when the moving speed of the compression chamber during the downward stroke is maximum, that is, approximately in the middle between TDC and BDC, and thereafter the fluid force decreases overall again. Sometimes it is necessary to consider. As a result, due to variation e.g. by mass production, when the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve by reducing the moving speed of the compression plunger towards the BDC is reduced again, it has electromagnetic intake valve reaches the full open position If not, a greater magnetic force is required to still move the electromagnetic suction valve to the fully open position.
一実施形態によれば、この様な状況であっても、初期電圧パルスを印加するタイミングがより初期の値に、例えば流体力が最大値に達する前のタイミングに設定されている場合、大幅に低減された衝撃速度と低減された衝撃ノイズとを達成することができる。 According to one embodiment, even in such a situation, if the timing of applying the initial voltage pulse is set to an earlier value, for example, the timing before the fluid force reaches the maximum value, Reduced impact speed and reduced impact noise can be achieved.
したがって、圧縮プランジャの下向きの行程中における初期の時点では、電磁吸入弁の開方向に作用する流体力が、圧縮プランジャがTDCとBDCとの間のほぼ中間にある行程の最中のこのタイミングにおいて大きいので、電磁吸入弁を全開位置まで移動させるのにより小さな磁力で十分なことがある。
[12]好ましくは、電磁吸入弁の制御電流の制御はさらに、第2のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または第2のPWM電圧信号を印加する持続時間を設定することを含んでもよい。初期電圧パルス、第1のPWM電圧信号、および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、流体力および付勢力に応じて磁力を制御するために行われてもよい。
Thus, at an initial point during the downward stroke of the compression plunger, the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic suction valve is at this timing during the stroke when the compression plunger is approximately halfway between TDC and BDC. Because it is large, a small magnetic force may be sufficient to move the electromagnetic suction valve to the fully open position.
[12] Preferably, the control of the control current of the electromagnetic suction valve may further include setting a timing for applying the second PWM voltage signal and / or a duration for applying the second PWM voltage signal. Setting the timing and duration of the initial voltage pulse, the first PWM voltage signal, and the second PWM voltage signal may be performed to control the magnetic force according to the fluid force and the biasing force.
制御電流を第2の制御電流値から第3の制御電流値へ再び増加させるために第2のPWM電圧信号を印加するタイミングおよび/または持続時間を設定することによって、高圧燃料供給ポンプおよび/または電磁吸入弁の大量生産によるばらつきがある場合であっても、電磁吸入弁が全開位置に常に達することを確保することができる。
[13]好ましくは、初期電圧パルスを印加するタイミングは、電磁吸入弁の開方向に作用する最大流体力が生じる前に設定されてもよい。換言すれば、初期電圧パルスを印加するタイミングは、BDCに向かう方向で高圧燃料供給ポンプの圧縮室内で往復運動する圧縮プランジャの移動の最大速度が生じる前に設定されてもよい。
By setting the timing and / or duration of applying the second PWM voltage signal to increase the control current again from the second control current value to the third control current value, and / or even if there are variations due to mass production of the electromagnetic intake valve, it is possible to ensure that the electromagnetic intake valve is always reaches the fully open position.
[13] Preferably, the timing of applying the initial voltage pulse may be set before the maximum fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic suction valve is generated. In other words, the timing of applying the initial voltage pulse may be set before the maximum speed of movement of the compression plunger that reciprocates in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump in the direction toward the BDC occurs.
上述のパラメータのタイミングおよび持続時間の設定は、好ましくは、全開位置に達するタイミングが、流体力が最大値のときに、例えばBDCに向かう圧縮プランジャの移動速度がほぼ最大であるタイミングで生じるように設定される。初期電圧パルスを印加するタイミングは、流体力が最大値に達する前の、換言すれば、BDCに向かう圧縮プランジャの移動速度が最大になる前のタイミングに設定される。 The timing and duration settings for the above parameters are preferably such that the timing to reach the fully open position occurs when the fluid force is at a maximum value, for example, at a timing at which the moving speed of the compression plunger toward the BDC is approximately maximum. Is set. The timing of applying the initial voltage pulse is set to the timing before the fluid force reaches the maximum value, in other words, before the moving speed of the compression plunger toward the BDC becomes maximum.
さらに、初期電圧パルスを印加する持続時間(および/または後述するような第1のPWM電圧信号を印加する時点)は、流体力が最大値の時点で、または換言すればBDCに向かう圧縮プランジャの移動が行程の最中に最大値に達するタイミングで、電磁吸入弁が全開位置にほぼ近付くように設定される。その後、制御電流は第1のPWM制御信号を印加することによって低減され(制御電流はゼロもしくはほぼゼロまでも低減することができる)、それによって、ソレノイドによって発生する磁力は制御電流の減少によって低減されるので、電磁吸入弁に作用する合力は、全開位置に向かう速度が減速されるか、またはその加速が大幅に減少されるように変動される。
[14]好ましくは、初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号または第1および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、PWM制御が低電流条件にある、例えば電磁吸入弁に印加されるPWM信号のオフ状態のタイミングで電磁吸入弁がその全開状態に達するように設定される。これは、例えば単一スイッチのPWM制御で最も一般的に使用されるような、低周波のPWM制御にとって(例えば、約100〜1000Hz、好ましくは200〜600Hz、好ましくはほぼ400Hzの範囲のPWM制御周波数において)特に有利である。
Furthermore, the duration of application of the initial voltage pulse (and / or the time of application of the first PWM voltage signal as described below) is at the point where the fluid force is at a maximum value, or in other words, the compression plunger towards the BDC. The electromagnetic suction valve is set so as to approach the fully open position at the timing when the movement reaches the maximum value during the stroke. Thereafter, the control current is reduced by applying a first PWM control signal (the control current can be reduced to zero or nearly zero), whereby the magnetic force generated by the solenoid is reduced by a decrease in the control current. Thus, the resultant force acting on the electromagnetic intake valve is varied such that the speed toward the fully open position is reduced or the acceleration is greatly reduced.
[14] Preferably, the setting of the timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal or the first and second PWM voltage signals is applied to a low current condition, for example, an electromagnetic suction valve. The electromagnetic suction valve is set to reach its fully open state at the timing when the PWM signal is turned off. This is for low frequency PWM control, for example most commonly used in single switch PWM control (eg, PWM control in the range of about 100-1000 Hz, preferably 200-600 Hz, preferably about 400 Hz). This is particularly advantageous (in frequency).
制御信号がPWM制御によって制御される場合、少なくとも低周波のPWM制御が使用される場合、PWM電圧信号のオンオフの切替えによって制御電流の漸進的変化にリップルが生じることがあり、その際、好ましくは、初期電圧パルスおよび第1のPWM電圧信号または第1および第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間の設定は、制御電流のリップルが低電流条件である、すなわち制御電流がPWM制御による平均制御電流値よりもわずかに低い条件である電流平均値よりも低いタイミングで、換言すれば、ソレノイドに印加されるPWM信号がほぼオフ状態のとき、電磁吸入弁が全開位置に達するように設定される。
[15]好ましくは、電磁吸入弁に通電するために制御電流を第1の制御電流値へ増加させるのを開始するタイミングは、電磁吸入弁の開方向に作用する最大流体力が生じる前のタイミングに設定される。これは、例えばPWM制御、または電流閾値制御など上述した直接調節する電流制御等の別のタイプの電流制御のための、上述したような初期電圧パルスのタイミングと持続時間を設定することによって達成することができる。
When the control signal is controlled by PWM control, at least when low-frequency PWM control is used, the switching of the PWM voltage signal may cause a ripple in the gradual change of the control current, preferably at that time The setting of the timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal or the first and second PWM voltage signals is such that the ripple of the control current is a low current condition, that is, the control current is average controlled by PWM control. At a timing lower than the current average value, which is a condition slightly lower than the current value, in other words, when the PWM signal applied to the solenoid is substantially OFF, the electromagnetic intake valve is set to reach the fully open position. .
[15] Preferably, the timing to start increasing the control current for energizing the solenoid suction valve to the first control current value before the maximum fluid forces acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve occurs timing Set to This is accomplished by setting the timing and duration of the initial voltage pulse as described above for another type of current control, such as PWM control, or directly adjusting current control as described above, such as current threshold control. be able to.
これは、例えば単一スイッチのPWM制御で最も一般的に使用されるような、低周波のPWM制御にとって(例えば、約100〜1000Hz、好ましくは200〜600Hz、さらに好ましくはほぼ400Hzの範囲のPWM制御周波数において)特に有利である。
[16]一実施形態によれば、電磁吸入弁は、単位体として形成された吸入弁部材および吸入弁プランジャ、すなわち、互いに固定されるか一体的に形成された吸入弁部材および吸入弁プランジャを有する、統合型の電磁吸入弁である。代替実施形態によれば、電磁吸入弁はまた、別個の部材として形成された吸入弁部材および吸入弁プランジャを有する、分離型の電磁吸入弁であることができる。その結果、電磁吸入弁の磁力は好ましくは吸入弁プランジャに作用する。
This is for low frequency PWM control, for example most commonly used in single switch PWM control (e.g. PWM in the range of about 100-1000 Hz, preferably 200-600 Hz, more preferably about 400 Hz). This is particularly advantageous (at the control frequency).
According to [16] one embodiment, the electromagnetic intake valve, the intake valve member and the intake valve plunger are formed as a unit body, i.e., the intake valve member and the intake valve plunger is formed integrally with or secured to each other This is an integrated electromagnetic intake valve. According to an alternative embodiment, it is possible solenoid inlet valve also has a suction valve member and the intake valve plunger are formed as a separate member, the separation solenoid suction valve. As a result, the magnetic force of the electromagnetic suction valve preferably acts on the suction valve plunger.
分離型の電磁吸入弁の場合、電磁吸入弁に通電するために制御電流の第1の制御電流値への増加を開始するタイミングは、吸入弁部材の開方向に作用する流体力によって吸入弁部材が移動を開始した後のタイミングに設定され、特にそれによって、吸入弁プランジャは、吸入弁部材が吸入弁部材の開方向で移動すると、吸入弁部材と接触するようになる。 For isolation solenoid intake valve, timing to start increasing to the first control current value of the control current for energizing the solenoid suction valve, suction valve member by the fluid force acting in the opening direction of the intake valve member There is set to a timing after the start of the movement, in particular whereby the suction valve plunger, the intake valve member is moved in the opening direction of the inlet valve member, it comes into contact with the suction valve member.
統合型の電磁吸入弁では、磁力は、好ましくは吸入弁プランジャに作用するが、電磁吸入弁の開方向で吸入弁部材にも作用してもよく、一方、統合型のソレノイド電磁吸入弁を閉じるための付勢力は、電磁吸入弁の閉方向で吸入弁プランジャおよび/または吸入弁部材に作用してもよく、流体力は主に吸入弁部材に作用してもよい。磁力、流体力、および付勢力によって得られる合力は、一体的に形成された吸入弁部材ならびに吸入弁プランジャを備える単一体に、または互いに固定された吸入弁プランジャおよび吸入弁部材を備える単一体に作用してもよい。したがって、合力は、吸入弁部材ならびに吸入弁プランジャがともに移動するように作用してもよい。 In integrated electromagnetic inlet valve of the magnetic force is preferably acts on the intake valve plunger may act to suction valve member in the opening direction of the electromagnetic intake valve while closing the integrated solenoid electromagnetic intake valve The biasing force may act on the suction valve plunger and / or the suction valve member in the closing direction of the electromagnetic suction valve, and the fluid force may mainly act on the suction valve member. The resultant force obtained by the magnetic force, the fluid force, and the urging force is applied to a single body including the integrally formed suction valve member and the suction valve plunger, or to a single body including the suction valve plunger and the suction valve member fixed to each other. It may act. Therefore, the resultant force may act so that the suction valve member and the suction valve plunger move together.
代替実施形態によれば、本発明はまた、互いに独立して変位させることができる別個の部材としての吸入弁プランジャおよび吸入弁部材を有する、分離型の電磁吸入弁を制御するのに適用することができる。この様な分離型の電磁吸入弁では、流体力は、一般に吸入弁部材に作用し、磁力は一般に電磁吸入弁を開く方向で吸入弁プランジャに作用する。少なくとも、吸入弁部材を閉方向に付勢する付勢部材が提供されても良く、別の付勢部材が吸入弁プランジャに作用してもよい。吸入弁プランジャに作用する付勢部材は、電磁吸入弁の閉方向または開方向のいずれかで作用する付勢力を発生させるように構成することが可能である。 According to an alternative embodiment, the present invention also includes a suction valve plunger and the suction valve member as a separate member which can be displaced independently of one another, be applied to control the separation-type solenoid inlet valve Can do. In such a separate electromagnetic intake valve, fluid force generally acts on the intake valve member, and magnetic force generally acts on the intake valve plunger in the direction of opening the electromagnetic intake valve. At least a biasing member that biases the suction valve member in the closing direction may be provided, and another biasing member may act on the suction valve plunger. The biasing member acting on the suction valve plunger can be configured to generate a biasing force that acts in either the closing direction or the opening direction of the electromagnetic suction valve.
分離型の電磁吸入弁は、本発明による常時閉電磁吸入弁として実現されるので、付勢部材が吸入弁部材に作用する場合、弁を開く方向で作用する付勢力を発生させてもよい。吸入弁プランジャに作用する付勢部材が開方向で作用する場合、吸入弁部材に作用する付勢部材は、大きな(特に、吸入弁プランジャに作用する付勢力よりも大きな)付勢力を発生させ、それによって、吸入弁部材および吸入弁プランジャが互いに接触し、流体力または磁力がない状況において付勢力全体が閉方向に作用して、吸入弁プランジャに作用する付勢力に対抗して吸入弁部材が全閉位置で保持されるように構成されてもよい。 Since the separation type electromagnetic intake valve is realized as a normally closed electromagnetic intake valve according to the present invention, when the urging member acts on the intake valve member, an urging force acting in the direction of opening the valve may be generated. When the biasing member acting on the intake valve plunger acts in the opening direction, the biasing member acting on the suction valve member generates a large bias force (particularly, greater than the biasing force acting on the suction valve plunger), As a result, the suction valve member and the suction valve plunger come into contact with each other, and in the situation where there is no fluid force or magnetic force, the entire biasing force acts in the closing direction, and the suction valve member counters the biasing force acting on the suction valve plunger. It may be configured to be held in the fully closed position.
分離型の電磁吸入弁の場合、流体力は、一般に、上述したように吸入弁部材のみに作用し、その結果、吸入弁部材が電磁吸入弁の開方向に移動する。特に、付勢力が弁を閉じる方向で吸入弁プランジャに作用する、分離型の電磁吸入弁構成の場合、制御電流の増加を開始するタイミングは、例えば初期電圧パルスのタイミングを設定することによって、流体力によって吸入弁部材が弁を開く方向での移動を既に開始した後のタイミングに設定されてもよい。それによって、増加する磁力によって弁を開く方向で移動されている吸入弁プランジャは、吸入弁部材が既に流体力によって開方向で移動しているとき、吸入弁部材と接触するようになる。 In the case of a separate type electromagnetic intake valve, the fluid force generally acts only on the intake valve member as described above, and as a result, the intake valve member moves in the opening direction of the electromagnetic intake valve. In particular, in the case of a separation type electromagnetic suction valve configuration in which the biasing force acts on the suction valve plunger in the direction of closing the valve, the timing at which the control current starts to increase is set by, for example, setting the timing of the initial voltage pulse. The timing may be set after the intake valve member has already started moving in the direction of opening the valve by physical strength. Thereby, the intake valve plunger is moved in the direction of opening the valve by magnetic force increases when the inlet valve member has already moved in the opening direction by the fluid force, comes into contact with the suction valve member.
したがって、そのような分離型の電磁吸入弁において、吸入弁プランジャが吸入弁部材と接触するときに一般的に発生する第1の衝撃ノイズを、大幅に低減することができる。
吸入弁部材が吸入弁プランジャとともに全開位置に達するときに発生する第2の衝撃ノイズは、本発明の上述の態様の少なくとも一つによって、電磁吸入弁のソレノイドに印加される制御電流を制御することによって、大幅に低減することができる。
[17]本発明の第2の態様によれば、加圧燃料を内燃機関に供給する、高圧燃料供給ポンプを制御する制御装置が提案される。本発明の第2の態様による制御装置は、本発明の第1の態様による上述の実施形態の少なくとも1つによって、電磁吸入弁を開くための電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成される。
Therefore, in such a separate electromagnetic intake valve, the first impact noise generally generated when the intake valve plunger comes into contact with the intake valve member can be significantly reduced.
The second impact noise generated when the intake valve member reaches the fully open position together with the intake valve plunger controls the control current applied to the solenoid of the electromagnetic intake valve according to at least one of the above aspects of the present invention. Can be greatly reduced.
[17] According to the second aspect of the present invention, a control device for controlling a high-pressure fuel supply pump for supplying pressurized fuel to an internal combustion engine is proposed. Control apparatus according to the second aspect of the present invention, by at least one of the embodiments described above according to the first aspect of the present invention, is configured to control the control current of the solenoid inlet valve for opening the electromagnetic intake valve The
具体的には、本発明の制御装置は、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプを制御するように構成される。高圧燃料供給ポンプは、特に、電磁吸入弁を開くかまたは開いたまま保持されるために制御電圧を電磁吸入弁に印加したとき、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持され、一方、流体圧が電磁吸入弁に作用せず、制御電圧が電磁吸入弁に印加されないとき、電磁吸入弁は付勢部材によって閉じたままでいる、常時閉型の電磁吸入弁を備える。 Specifically, the control device of the present invention is configured to control a high-pressure fuel supply pump that supplies pressurized fuel to the internal combustion engine. The high-pressure fuel supply pump is opened or held open by magnetic force, especially when applying a control voltage to the electromagnetic intake valve to open or hold the electromagnetic intake valve, while the fluid pressure There does not act on the solenoid inlet valve, when the control voltage is not applied to the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake valve remain closed by the urging member comprises an electromagnetic inlet valve of the normally closed.
本発明によれば、本発明の制御装置は、制御電圧を電磁吸入弁に印加することによって電磁吸入弁を開くため、電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成される。本発明の第2の態様による制御装置は、制御電流が電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加されるように、電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成される。 According to the present invention, the control apparatus of the present invention, for opening the electromagnetic intake valve by applying a control voltage to the electromagnetic inlet valve configured to control the control current of the solenoid inlet valve. The control device according to the second aspect of the present invention is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve such that the control current is increased to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve. .
特に、制御電流は、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸入行程の終了時に下死点(BDC)に達する前に、電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加される。 In particular, the control current is applied to the electromagnetic intake valve before the compression plunger reciprocating between BDC and TDC in the compression chamber of the high pressure fuel supply pump reaches bottom dead center (BDC) at the end of the compression plunger intake stroke. Is increased to a first control current value for energizing.
本発明の制御装置は、制御電流が第1の制御電流値から第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値へ低減されるように、特に、高圧燃料供給ポンプの圧縮室内においてBDCとTDCとの間で往復運動する圧縮プランジャが、圧縮プランジャの吸入行程の終了時にBDCに達する前に制御電流が第1の制御電流値から第2の制御電流値へ低減されるように電磁吸入弁を開くため、電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成される。 The control device of the present invention is particularly suitable for the BDC in the compression chamber of the high-pressure fuel supply pump so that the control current is reduced from the first control current value to the second control current value lower than the first control current value. Electromagnetic suction so that the compression plunger that reciprocates between TDC and TDC is reduced in control current from the first control current value to the second control current value before reaching the BDC at the end of the suction stroke of the compression plunger. It is configured to control the control current of the electromagnetic intake valve to open the valve.
さらに、本発明の制御装置は、さらに、本発明の第1の態様の上述した実施形態の少なくとも一つによって、電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成されてもよい。
[18]本発明の第3の態様によれば、制御装置が、本発明の第1の態様と関連して記載した実施形態の少なくとも一つによって、電磁吸入弁を開くために電磁吸入弁の制御電流を制御するように構成されるように、制御装置を、特にエンジン制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを備える、コンピュータプログラム製品が提案される。つまり、コンピュータプログラム製品は、制御装置が本発明の第2の態様と関連して上述したような制御装置を具体化するように、制御装置、特にエンジン制御装置を構成させるコンピュータプログラムコードを備える。
Furthermore, the control device of the present invention may be further configured to control the control current of the electromagnetic suction valve according to at least one of the above-described embodiments of the first aspect of the present invention.
According to a third aspect of the 18 present invention, the control device, by at least one of the first embodiment described in connection with the embodiment of the present invention, the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve A computer program product is proposed, comprising computer program code for configuring the control device, in particular the engine control device, to be configured to control the control current. That is, the computer program product comprises computer program code that configures the control device, particularly the engine control device, so that the control device embodies the control device as described above in connection with the second aspect of the invention.
本発明による方法の上述した特徴および態様、並びにその好ましい特徴および態様は、上述した制御装置ならびにコンピュータプログラム製品にも当てはまり、方法の態様に記載したような利点もやはり当てはまり、それらは本明細書を簡潔にする目的で省略される。上述の好ましい特徴および態様は、任意のやり方で修正し、または組み合わせることができる。 The above-mentioned features and aspects of the method according to the invention, as well as preferred features and aspects thereof, also apply to the control device and the computer program product described above, and the advantages as described in the method aspects also apply, which Omitted for brevity. The preferred features and aspects described above can be modified or combined in any manner.
本発明は、磁力によって開かれるかまたは開いたまま保持される常時閉型の電磁吸入弁を有し、電磁吸入弁を開くために電磁吸入弁の制御電流を制御するステップを含み、電磁吸入弁の制御電流を制御するステップが、制御電流を電磁吸入弁に通電するための第1の制御電流値へ増加させるステップを含む、加圧燃料を内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプの制御方法において、電磁吸入弁を開くために電磁吸入弁の制御電流を制御するステップが、さらに制御電流を第1の制御電流値から第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値へ低減するステップを含むことにより、
開位置への電磁吸入弁の移動速度の減速によって機械的係止部に全開位置で当たるときの電磁吸入弁の速度を低減することができるので、発生する衝撃ノイズを大幅に低減することができる。
The present invention has a normally closed solenoid inlet valve to be held while being or open opened by magnetic force, comprising the step of controlling the control current of the solenoid inlet valve to open the electromagnetic intake valve, the electromagnetic intake valve In the control method of the high-pressure fuel supply pump for supplying pressurized fuel to the internal combustion engine, the step of controlling the control current of the method includes the step of increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic suction valve The step of controlling the control current of the electromagnetic suction valve to open the electromagnetic suction valve further reduces the control current from the first control current value to a second control current value lower than the first control current value. By including
By reducing the moving speed of the electromagnetic suction valve to the open position, it is possible to reduce the speed of the electromagnetic suction valve when it hits the mechanical locking portion at the fully open position, so that the generated impact noise can be greatly reduced. .
本発明の好ましい実施形態を図面を参照して以下に記載する。実施形態の特徴および態様は、本発明のさらなる実施形態を形成するために修正されるか、または組み合わされてもよい。好ましい実施形態の記載において、制御電流およびこの様な制御電流を発生させるPWM電圧信号が例示的に示される。しかし、電流制御のためのあらゆる方法を使用することによって、PWM制御または直流制御を使用できる。 Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. The features and aspects of the embodiments may be modified or combined to form further embodiments of the invention. In the description of the preferred embodiment, control currents and PWM voltage signals that generate such control currents are exemplarily shown. However, PWM control or DC control can be used by using any method for current control.
実際の電流プロファイルは、電磁吸入弁が機械的係止部と衝突したときの電流リップル(特にPWM制御に伴う)または電流の低下などの特性を呈することがあるが、この様な特性は図面では省略されており、平均電流のみが示される。
〔第1の実施形態〕
図1は、常時閉電磁吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプを備える燃料供給系の一例を示す。高圧燃料供給ポンプ100は、加圧燃料を内燃機関の燃焼室内へ直接噴射するため、高圧燃料を内燃機関に供給するように構成される。
The actual current profile may exhibit characteristics such as current ripple (particularly associated with PWM control) or current drop when the electromagnetic suction valve collides with the mechanical locking part. It is omitted and only the average current is shown.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an example of a fuel supply system including a high-pressure fuel supply pump including a normally closed electromagnetic intake valve. The high-pressure
燃料供給系は、吸入管300を介して高圧燃料供給ポンプ100に燃料タンクから低圧燃料を供給するため、燃料タンク600および低圧燃料ポンプ200を備える。高圧燃料供給ポンプ100内の燃料を加圧した後、加圧燃料は、吐出管400を介してコモンレール800に供給され、次に4つの噴射器810a、810b、810c、および810dを用いて内燃機関の圧縮室内へ直接噴射される。
The fuel supply system includes a
本発明は4つの噴射器を有する燃料供給系に限定されず、一般に、少なくとも一つの噴射器をそれぞれ有する少なくとも一つのコモンレールを備えた燃料供給系に適用することができる。 The present invention is not limited to a fuel supply system having four injectors, and is generally applicable to a fuel supply system having at least one common rail each having at least one injector.
高圧燃料供給ポンプは、常時閉型の電磁吸入弁110と、圧縮室120と、圧縮室120内においてTDCとBDCとの間で往復運動する圧縮プランジャ130とを備える。
The high-pressure fuel supply pump includes a normally closed
高圧燃料供給ポンプはさらに、吐出弁座140aと、吐出弁部材140bと、吐出弁140の閉方向で吐出弁部材140bに作用する付勢力を発生させる吐出弁バネ140cとを備える吐出弁140を備え、吐出弁140が全閉状態のとき、吐出弁部材140bは吐出弁座140aと接触している。
The high-pressure fuel supply pump further includes a
圧縮プランジャ130の往復運動はカム500の回転によって駆動される。圧縮プランジャがTDCからBDCに向かって移動すると、圧縮室120の容積が増加し、圧縮プランジャ130はBDCに達した後、TDCに向かって再び移動し始め、それによって圧縮室120の容積が再び減少し、圧縮プランジャ130がTDCに達した時に最小となる。
The reciprocating motion of the
低圧燃料は、常時閉電磁吸入弁110を介して低圧燃料管300から圧縮室120に入れられ、吐出弁140によって高圧燃料管400を介して高圧で吐出される。吐出される加圧燃料の量およびタイミングは、エンジン制御装置700によって制御される電磁吸入弁110のソレノイドに印加される制御電流を制御することによって制御される。
The low-pressure fuel is put into the
図2Aおよび2Bは、常時閉型の電磁吸入弁110の一例の異なる状態を示す。
2A and 2B show different states of an example of a normally closed
図2Aでは、電磁吸入弁110は、全閉状態すなわち制御電圧または制御電流がソレノイド112に印加されず電磁吸入弁110が遮断状態にあるので電磁吸入弁に作用する磁力がなく、弁の上流と下流との間で圧力差がないので流体力が弁に作用しないときの状態で示される。その結果、電磁吸入弁110は、例えばバネ113などの付勢部材によって発生する、電磁吸入弁の閉方向に作用する付勢力によって閉じたまま保持される。
In FIG. 2A, the
図2Bでは、電磁吸入弁110は、例えば弁を全開位置で保持されるため、制御電圧または制御電流がソレノイド112に印加されたときの開状態で示される。
In FIG. 2B, the
図2Aおよび図2Bの電磁吸入弁110は、吸入弁プランジャ111aおよび吸入弁部材111eを備える。図2Aおよび2Bでは、吸入弁プランジャ111aおよび吸入弁部材111eは単一体として例示的に形成されているが、別体として形成することもできる(例えば、図15を参照)。
アンカー111bは、吸入弁プランジャ111aの他端に、吸入弁プランジャ111aの吸入弁部材111eとは反対側の端部に設けられる。電流がソレノイド112に印加されると、ソレノイド弁のアンカー111bとコア114とは磁力によって互いに引き付けられるので、アンカー111bおよびコア114が接触して変位が制限されるまで吸入弁プランジャ111aが弁を開く方向に変位する。アンカー111bおよびコア114が接触し、それによって吸入弁プランジャ111aの変位が制限される電磁吸入弁の位置は、電磁吸入弁がそれ以上開くことができないので、全開位置と呼ばれる。
The
電流がソレノイド112に印加されている限り、アンカー111bおよびコア114は接触状態に互いに引き付けられ、それによって弁を開いたまま保持されることができ、吸入弁部材111eは吸入弁座111dから離れて保持される。したがって、矢印によって示されるように、低圧燃料を吸入通路117を介して低圧系から取り出し、吸入ポート118を介して高圧燃料供給ポンプの圧縮室120へ給送することができる。
As long as current is applied to the
電流をソレノイド112に印加することによって弁が開いたまま保持されている限り、圧縮室120内の圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を減少させる上向きの行程にあるとき、非加圧燃料が、吸入通路117を介して吸入ポート118から低圧燃料系へ逆向きに漏出する場合もある。
As long as the valve is held open by applying an electric current to the
電流がソレノイド112に印加されていないとき、バネ113は、図2Aに示されるように弁を閉じるために吸入弁部材111eが吸入弁座111dと接触するまで、吸入弁プランジャ111aを付勢する。したがって、圧縮室120内における圧縮プランジャ130の上向きの行程では、燃料は吸入ポート118を通って漏出することはできず、燃料が圧縮室120内で加圧され吐出弁140を通して高圧で吐出される。
When no current is applied to the
他方で、電流がソレノイド112に印加されておらず、かつ圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を増加させるように吸入行程(下向きの行程)にあるとき、圧縮室120内の燃料圧は、低圧燃料系に接続された吸入通路117内の燃料の圧力と比べて減少するので、ソレノイド112に電流が印加されなくても、バネ113の付勢力に対抗して弁を開く方向で吸入弁部材111eの変位を生じさせる流体力が発生する。流体力は、アンカー111bがコア114と接触するまで、吸入弁プランジャ111aおよび/または吸入弁部材111eの十分な変位、あるいは、アンカー111bがコア114と接触するまでの十分な変位には至らない変位を生じさせることができる。
On the other hand, when no current is applied to the
その後、電流がソレノイド112に印加されると磁力によって弁が開かれ、かつ/または開いたまま保持される。特に、電流がソレノイド112に印加される前に、吸入弁プランジャ111aは吸入弁部材111eとともに変位される、図2Aおよび2Bに示されるような構造では、電磁吸入弁110の運転中にノイズレベルおよび振動を効率的に低減させることができる。ここで、吸入弁プランジャ111aおよび吸入弁部材111eは一体として形成される。
Thereafter, when a current is applied to the
吸入弁プランジャ111aおよび吸入弁部材111eは、互いに固定された別個の本体として形成することもできる。または吸入弁部材111eが流体力によって弁を開く方向に変位されたとき、吸入弁プランジャ111aおよび吸入弁部材111eが付勢メカニズムによって弁を閉じる方向に付勢され、吸入弁プランジャ111aが弁を開く方向に変位されるように吸入弁部材111eの方向にさらに付勢される、別体として形成することもできる。
〔従来の高圧燃料供給ポンプの制御方法〕
図3は、常時閉電磁吸入弁110を備える高圧燃料供給ポンプ100の従来の制御を示す。図3の最上列には、圧縮プランジャ130の移動の時間的変化(プランジャリフト)が示される。圧縮プランジャ130は、正弦波(または他の周期関数)に類似した動作を行い、TDCとBDCとの間で往復運動する。したがって、図3の上から2列目に示されるように、圧縮プランジャ130の速度は、圧縮プランジャ130がTDCまたはBDCにある時点では、圧縮プランジャ130がゼロの速度を有する。
The
[Control method of conventional high-pressure fuel supply pump]
FIG. 3 shows the conventional control of the high-pressure
圧縮プランジャ130の動作の速度の最大値は圧縮プランジャ130の行程の中間で得られ、圧縮プランジャ130はこの実施形態では正弦波によって移動するので、TDCとBDCとの間、またはBDCとTDCとの間の中間で速度の最大値に達する。TDCとBDCとの間での圧縮プランジャ130の移動は下向き行程または吸入行程と呼ばれ、BDCとTDCとの間での圧縮プランジャ130の移動は上向き行程、出力行程、または吐出行程と呼ばれる。
The maximum speed of operation of the
図3の下から2列目に示されるように、吐出行程の開始時に電磁吸入弁110を開き、開いたまま保持されるため、下向きの行程で圧縮プランジャ130がBDCに達する前に(図3では「ON」と呼ばれる)電圧制御信号VCが印加され、それによって、圧縮室120の容積が減少されることにより(圧縮室120内の燃料をほぼ加圧することなく)、燃料は電磁吸入弁110を介して圧縮室120から漏出する。
As shown in the second column from the bottom of FIG. 3, the
図3の最下列には、電磁吸入弁110(特に吸入弁部材111e)の弁移動の時間的変化が示される。圧縮プランジャ130がTDCに達し、BDCに向かって再び移動し始めた直後、圧縮室120の容積は低減され、それによって電磁吸入弁110の吸入弁部材111eの上流と下流との圧力差が生じる。圧力差によって発生した流体力がバネ113の付勢力を上回るとすぐに、吸入弁部材111eを電磁吸入弁110の開方向に変位させることによって、流体力が電磁吸入弁110を開くように作用する。
The lowermost row in FIG. 3 shows a temporal change in valve movement of the electromagnetic suction valve 110 (particularly, the suction valve member 111e). Immediately after the
流体力の振幅は圧縮プランジャ130の移動速度に依存し、圧縮プランジャ130の移動速度の最大値に達するまで増加するが、その後流体力は再び減少するので、電磁吸入弁110のソレノイド112に供給される制御電圧信号をオンにして通電するまで、流体力が減少するとともにバネ113の付勢力によって吸入弁部材111eが弁を閉じる方向に再び変位する。
The amplitude of the fluid force depends on the moving speed of the
電圧制御信号VCをオンにすると、ソレノイド112の制御電流は電磁吸入弁110に作用する磁力を発生させる。発生した磁力によって、吸入弁部材111eが吸入弁座111dと接触するようになる全開位置まで吸入弁部材111が変位され、それによって、例えばアイドル条件など内燃機関の低回転速度条件において、常時閉電磁吸入弁110を有する高圧燃料供給ポンプの運転における主要なノイズである衝撃ノイズが発生する。
When the voltage control signal VC is turned on, the control current of the
電磁吸入弁110は、アンカー111bおよびコア114を引き付ける磁力によって全開位置で保持され、ソレノイド112に供給される制御電圧VCがオフに切り替えられるまで、燃焼室120内の燃料が全開状態の電磁吸入弁110を介して圧縮室120から漏出する。その後、バネ113によって発生する電磁吸入弁110の閉方向の付勢力と、流体力とによって電磁吸入弁が閉じる。
電磁吸入弁110が全閉位置に達する時点で、加圧燃料を吐出弁140を介して圧縮室120から内燃機関へ吐出するための出力行程が始まる。具体的には、圧縮プランジャ130が依然としてTDCに向かって移動しており、圧縮室120の容積がさらに低減されるが、圧縮室120内の燃料の圧力は、吐出弁140の閉方向に作用する吐出弁バネ140cの付勢力を克服するまで増加し、それによって吐出弁140が開くので、吐出弁140および吐出管400を介して加圧燃料をコモンレール800へ給送することができる。
When the
吐出弁140を介して加圧燃料を吐出する出力行程は、圧縮プランジャ130がTDCに達するとすぐに終わる。圧縮プランジャ130がBDCの方向に再び移動し始めるとすぐに、次の吸入行程が始まる。
The output stroke of discharging pressurized fuel through the
図4は、圧縮プランジャ130が図3に示されるように下死点BDCに達する前に、常時閉電磁吸入弁を開くための従来のPWM制御を示す。図4の上の列は、電磁吸入弁のソレノイドに印加される制御電圧信号VCが、最小および最大制御電圧値の間でオンオフが切り替わることを示す(最小値はゼロであってもよく最大値よりも低い非ゼロ値であってもよい)。
FIG. 4 shows a conventional PWM control for opening the normally closed electromagnetic intake valve before the
図4の下の列は、図4の上の列における制御電圧信号VCに対応する制御電流ICの漸進的変化を示す。最初に、初期電圧パルスIVPはタイミングt1でオンに切り替わり、時間t2まで電磁吸入弁110のソレノイド112に印加される。ここで、t1およびt2は、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点の前の時間である。時間t2までに、PWM制御信号VCFが100%未満のデューティサイクルで印加されて、ほぼ一定の電流制御目標値ITで電磁吸入弁110のソレノイド112に制御電流ICが供給され続け、それが次に、上述の漏出行程の間、電磁吸入弁110を全開位置で保持されるためのほぼ一定の磁力を発生させるのに使用される。
The lower column of FIG. 4 shows the gradual change of the control current IC corresponding to the control voltage signal VC in the upper column of FIG. First, the initial voltage pulse IVP is turned on at timing t1, and is applied to the
ここで、時間t1およびt2の間に印加される初期電圧パルス信号IVP(例えば、100%またはほぼ100%のデューティサイクルのPWM信号)によって、ソレノイドに高速で通電され、一方、ソレノイドの熱的過負荷および場合によっては電気エネルギーの浪費に結び付く可能性があり得る振幅まで、制御電流が増加されるのを回避するため、PWM電圧信号VCFが100%未満のデューティサイクルで印加される。
〔PWM制御方法〕
図5Aは、電磁吸入弁110のソレノイド112をPWM制御するための一般的な系を示す。PWM制御系は、エンジン制御装置700の処理装置であるCPU710から出される信号1、2によって制御される2つのスイッチS1およびS2を備える。スイッチS1およびS2は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)、すなわち、CPU710によって制御される電界効果トランジスタのゲート電極に電圧信号を印加することによって切り替えることができる電子スイッチによって具体化されてもよい。図5Bは信号1、2およびソレノイド電流を示す。
Here, an initial voltage pulse signal IVP (for example, a PWM signal having a duty cycle of 100% or almost 100%) applied between times t1 and t2 energizes the solenoid at a high speed, while the solenoid's thermal excess is detected. The PWM voltage signal VCF is applied with a duty cycle of less than 100% to avoid increasing the control current to an amplitude that may lead to waste of load and possibly electrical energy.
[PWM control method]
FIG. 5A shows a general system for PWM control of the
一般的には、2つのスイッチを有するこの様なPWM制御系は、通常、パルス幅変調PWMの高い周波数(一般的に、1〜10kHzの範囲、好ましくは2〜6kHzの範囲、最も一般的には約4kHz)で制御され、1つのスイッチ(図5AではS2)は、必要なパルス幅変調によってソレノイド112に印加されるPWM信号のオンオフ切替えに使用される。系は、電池(電池電圧VBAT)および接地電位(GND)に接続され、または、電池の2つの極に接続されてもよい。スイッチS1はPWM制御を行うために使用され、スイッチS2は、ソレノイドを高速で遮断するのに、すなわち電圧を迅速に一定して下降させるのに使用される。
In general, such a PWM control system with two switches is usually a high frequency of pulse width modulated PWM (generally in the range of 1-10 kHz, preferably in the range of 2-6 kHz, most commonly Is controlled by about 4 kHz), and one switch (S2 in FIG. 5A) is used to turn on and off the PWM signal applied to the
図6Aは、電磁吸入弁110のソレノイド112をPWM制御するための代替の一般的な系を示す。PWM制御系は、エンジン制御装置700の処理装置710(例えば、CPU)からの信号1によって制御される1つのスイッチS1を備える。スイッチS1は、例えば、電界効果トランジスタ(FET)、すなわちCPU710によって制御される電界効果トランジスタのゲート電極に電圧信号を印加することによって切り替えることができる電子スイッチによって具体化されてもよい。図6Bは信号1およびソレノイド電流を示す。
FIG. 6A shows an alternative general system for PWM control of
一般的には、1つのスイッチを有するこの様なPWM制御系は、通常、パルス幅変調PWMの低い周波数(一般的に、100〜1000Hzの範囲、好ましくは200〜600Hzの範囲、最も一般的には約400Hz)で制御される。系は、電池(電池電圧VBAT)および接地電位(GND)に接続され、または、電池の2つの極に接続されてもよい。 In general, such a PWM control system with one switch is usually the low frequency of pulse width modulated PWM (typically in the range of 100-1000 Hz, preferably in the range of 200-600 Hz, most commonly Is controlled at about 400 Hz). The system may be connected to a battery (battery voltage VBAT) and ground potential (GND), or may be connected to two poles of the battery.
図7は、本発明の第1の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸入弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図7の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
FIG. 7 shows control of the control current IC of the
時間t1の最初のポイントで、圧縮プランジャ130がBDCに達する前、かつ時間t2までは(t2−t1=ΔT1)、制御電流ICを、電磁吸入弁110に通電して弁を開くための制御電流値IC1へ増加させるため、初期電圧信号IVPが電磁吸入弁110のソレノイド112に供給される(例えば、100%デューティサイクルを有するPWM電圧信号)。
At the first point of time t1, before the
時間t2からは、電磁吸入弁110のソレノイド112に、100%未満のデューティサイクルを有する、特に制御電流が制御電流値IC1からより低い制御電流値IC2へ低減されるように、かつ弁を全開位置まで開くため、制御電流ICがこの制御電流値IC2でほぼ保持されるように設定されたデューティサイクルを有するPWM電圧信号VCFが印加される。
From time t2, the
圧縮プランジャ130がBDCからTDCに向かって移動し始める圧縮行程の開始時に、電磁吸入弁を全開のまま保持されるため、制御電流値IC2が維持され、すなわち、本発明の第1の実施形態における制御電流値IC2は、燃料が全開の電磁吸入弁110を通して高圧燃料供給ポンプ100の圧縮チャンバ120から漏れ出すことができるように、圧縮行程の開始時に圧縮プランジャ130がBDCに達した後に、電磁吸入弁110を全開位置で保持されるための目標制御電流値ITを表す。
At the start of the compression stroke in which the
図8は、第1の実施形態による電流制御と、図4に述べた従来例の電流制御との比較を示す。上述したように、従来の電流制御によれば(図8の破線を参照)、制御電流ICは最初に目標制御値ITまで増加され、その後、目標制御電流ITでほぼ一定して保持される。それとは対照的に、本発明によれば、制御電流ICは電流制御値IC1まで増加され、その後目標制御電流値ITである制御電流値IC2まで再び減少される。 FIG. 8 shows a comparison between the current control according to the first embodiment and the current control of the conventional example described in FIG. As described above, according to the conventional current control (see the broken line in FIG. 8), the control current IC is first increased to the target control value IT, and is then held substantially constant at the target control current IT. In contrast, according to the present invention, the control current IC is increased to the current control value IC1 and then decreased again to the control current value IC2 which is the target control current value IT.
特に、図8では、制御電流ICの制御電流IC1から制御電流値IC2への低減は、電磁吸入弁が全閉位置から全開位置に向かって移動し始めた後に行われる。しかし、図8の下の列に見られるように、制御電流ICを低減することにより、全開位置に向かう電磁吸入弁の移動速度は従来の電流制御による弁移動に比べて減速される。これによって、吸入弁部材111eが時間N2において吸入弁座111dと接触するとき、全開位置におけるより軟らかい着陸を達成することができる。時間N2の後、電磁吸入弁は、ソレノイド112の制御電流IC2によって誘導される磁力によって全閉位置で保持される。
In particular, in FIG. 8, the reduction of the control current IC from the control current IC1 to the control current value IC2 is performed after the electromagnetic suction valve starts to move from the fully closed position toward the fully open position. However, as can be seen in the lower row of FIG. 8, by reducing the control current IC, the moving speed of the electromagnetic suction valve toward the fully open position is reduced compared to the valve movement by the conventional current control. Thereby, when the suction valve member 111e contacts the
従来の電流制御によれば、吸入弁部材111eは、初期の時間N1ではより高速で弁座111dに当たり、それによって大幅に大きい衝撃ノイズが生成される。第1の実施形態による制御によれば、吸入弁部材111eが全開位置に達するとき(弁座111dと接触するとき)に発生する衝撃ノイズを有効に低減することができる。
〔第2の実施形態〕
図9は、本発明の第2の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による電磁吸入弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図9の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
According to conventional current control, the intake valve member 111e hits the
[Second Embodiment]
FIG. 9 shows control of the control current IC of the
第1の実施形態と同様に、時間t2までの時間t1では、ソレノイド112の制御電流ICを制御電流値IC1まで増加させるための初期電圧パルスIVPが供給される。第1の実施形態と同様に、時間t2から開始して制御電流ICを制御電流値IC2へ減少させるためのPWM電圧制御信号VC1が印加される。これは、全開位置に向かう吸入弁部材111eの移動が時間t2の後に減速され、または少なくともその加速が低減されるという効果を有する。
Similar to the first embodiment, at time t1 until time t2, an initial voltage pulse IVP for increasing the control current IC of the
全開位置へ向かう吸入弁部材111eの移動の最適な減速を達成するため、制御電流IC2が、大量生産品による標準的な電磁吸入弁110を開き、かつ開いたままで保持されるのに十分な(すなわち、標準的な大量生産の電磁吸入弁が圧縮行程中、弁を開いたまま保持されることに適した)ほぼ最小値であるように、電圧制御信号VC1のデューティサイクルを設定することができる。
In order to achieve an optimum deceleration of the movement of the suction valve member 111e towards the fully open position, the control current IC2 is sufficient to open and hold the standard
その際、大量生産によるばらつきが原因で、電磁吸入弁の開方向に作用する磁力が小さくなり過ぎることがあり、開方向に作用する流体力がすぐに小さくなり過ぎ、かつ/または閉方向に作用する付勢力が大きくなり過ぎるため、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点の前に、電圧制御信号VC1および制御電流値IC2が吸入弁部材111eを全開位置まで移動させるのに十分ではないという状況が生じることがある。
At that time, due to variations due to mass production, the magnetic force acting in the opening direction of the electromagnetic suction valve may become too small, the fluid force acting in the opening direction will soon become too small and / or acting in the closing direction. Since the urging force to be applied becomes too large, a situation occurs in which the voltage control signal VC1 and the control current value IC2 are not sufficient to move the suction valve member 111e to the fully open position before the time when the
その結果、圧縮プランジャ130がBDCに達する時点でアンカー111bとコア114との間に起こり得る間隙が原因で、磁力が圧縮プランジャ130がTDCに向かって再び上向きに移動し始めるとき、電磁吸入弁110を開いたまま保持されるのに十分ではないことがある。燃料が吸入ポート118を通って吸入弁部材111eに向かって流れ、それによって吸入ポート118および吸入通路117を通って圧縮室120から漏出するとすぐに、閉方向で吸入弁部材111eに作用する流体力が発生しうる。
As a result, the
第2の実施形態では、時間t3では、PWM電圧制御信号VC1に比べてより高いデューティサイクルのさらなるPWM電圧制御信号VCFが、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に制御電流ICをより高い制御電流値IC3まで再び増加させるために印加される。これによって、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、電磁吸入弁110の全開が確保される。
In the second embodiment, at time t3, a further PWM voltage control signal VCF with a higher duty cycle compared to the PWM voltage control signal VC1 causes the control current IC to reach a higher control current value before the
大量生産品の標準的な電磁吸入弁110の場合、制御電流IC2は、時間t2およびt3の間の行程で既に、全開位置で弁座111d上に吸入弁部材111eを滑らかに着陸させるのに十分であって、それによってアンカー111bとコア114との間に間隙がないように設定されてもよい。その結果、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、開方向に作用する流体力が再び低減するときであっても、ソレノイド112の制御電流IC2によって生じる磁力は電磁吸入弁を全開のまま保持されるのに十分である。この様な標準的構成では、制御電流ICを制御電流値IC2から制御電流値IC3へ増加させることによって、電磁吸入弁110が全開位置でさらに保持され、それによって衝撃ノイズは発生しない。
In the case of a mass-produced standard
大量生産によるばらつきが原因で、時間t2およびt3の間の行程中に電磁吸入弁110が全開しなかった場合、制御電流を制御電流値IC2から制御電流値IC3へ増加させることによって、吸入弁部材111eを全開位置まで変位するように、アンカー111bおよびコア114を引き付ける磁力が増加する。これは、時間t2とt3との間で既に全開した、大量生産によるばらつきがない標準的な電磁吸入弁110に比べて、より大きな衝撃ノイズに結び付くことがある。
If the
しかし、第2の実施形態では、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、電磁吸入弁110が全開位置に達することを確保することが可能なので、大量生産によるばらつきがある場合であっても開いたまま保持されることができる。
However, in the second embodiment, it is possible to ensure that the
図10は、本発明の第2の実施形態による制御電流および弁移動の漸進的変化を概略的に示す。図10は、制御電流ICが最初に制御電流値IC1へ増加され、次に、電磁吸入弁の移動の開始後に制御電流値IC2へ減少され、さらに、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、圧縮プランジャ130が下死点BDCに達した後に電磁吸入弁を全開位置で保持されるための最終目標制御電流値ITである電流制御値IC3へ再び増加される電流制御を示す。
FIG. 10 schematically illustrates a gradual change in control current and valve movement according to a second embodiment of the present invention. FIG. 10 shows that the control current IC is first increased to the control current value IC1, then decreased to the control current value IC2 after the start of the movement of the electromagnetic suction valve, and further compressed before the
図10の下の列では、制御電流値IC2を印加する行程の間(図9の時間t2およびt3の間)は全閉されず、圧縮プランジャ130がBDCに達する直前に減少される流体力により、全閉位置に向かって再び移動する電磁吸入弁に関する弁移動が示される。しかし、圧縮プランジャ130がBDCに達する直前に、制御電流ICが電流制御値IC2から制御電流値IC3へ増加するため、依然として全開位置まで変位させることができる。ここで、時間N3では、電磁吸入弁が全開位置に達するときに衝撃ノイズが発生する。しかし、大量生産によるばらつきがある場合であっても、圧縮プランジャ130がBDCに達した後、電磁吸入弁を全開位置で保持されることを確保できる。
In the lower row of FIG. 10, during the process of applying the control current value IC2 (between times t2 and t3 in FIG. 9), the fluid force is reduced just before the
図10に示されるように、第2の実施形態による制御を使用する場合であっても、標準的な大量生産品の電磁吸入弁110は図8に示されるのと同じ挙動を示し、すなわち、制御電流ICが制御電流値IC1から制御電流値IC2へ減少することに起因して、衝撃ノイズを大幅に低減して時間N2の全開位置での軟着陸を達成することが可能である。図10の破線はやはり、図4に記載したような従来例の電流制御に対応する。
As shown in FIG. 10, even when using the control according to the second embodiment, the standard mass-produced
上述したように、第2の実施形態による電流制御によれば、大量生産によるばらつきがある場合、電磁吸入弁110が低減された電流制御値IC2によって全開せず、その後、制御電流ICを再びより高い目標制御電流値ITへ増加させることによって全開させるため、場合によってはより大きな衝撃ノイズが生成されるものの、制御の信頼性は高まる。
〔第3の実施形態〕
図11は、本発明の第3の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸入弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図11の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
As described above, according to the current control according to the second embodiment, when there is a variation due to mass production, the
[Third Embodiment]
FIG. 11 shows control of the control current IC of the
第3の実施形態によれば、圧縮プランジャ130がBDCに達した後に電磁吸入弁を全開のまま保持されるための、制御電流ICの電流制御値IC2から最終目標制御電流値ITへの増加は、第2の実施形態に上述した大量生産によるばらつきがある場合であっても、全開位置での軟着陸を確保するため、徐々にしか増加されない。
According to the third embodiment, the increase of the control current IC from the current control value IC2 to the final target control current value IT for keeping the electromagnetic suction valve fully open after the
第3の実施形態によれば、図11の上の列に示されるように、複数のPWM電圧制御VC1、VC2、VC3、およびVCFは、時間t2、t3、t4、t5で初期電圧パルスIVPの後に印加される。ここで、PWM電圧制御信号VC1から最終電圧制御信号VCFへの複数のPWM電圧制御信号のデューティサイクルは、圧縮プランジャ130がBDCに達した後で電磁吸入弁110を全開のまま保持されるために、制御電流ICを制御電流値IC2から制御電流値IC3へ、制御電流値IC4へ、また最終目標制御電流値ITへ連続的に増加させるため、段階的PWM制御によって徐々に増加される。
〔第4の実施形態〕
図12は、本発明の第4の実施形態による高圧燃料供給ポンプの制御方法による、電磁吸入弁110の制御電流ICの制御を示す。上の列は、図12の下の列の様に制御電流ICを制御するためのPWM制御電圧信号VCを示す。
According to the third embodiment, as shown in the upper column of FIG. 11, the plurality of PWM voltage controls VC1, VC2, VC3, and VCF are applied to the initial voltage pulse IVP at times t2, t3, t4, t5. It is applied later. Here, the duty cycle of the plurality of PWM voltage control signals from the PWM voltage control signal VC1 to the final voltage control signal VCF is to keep the
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 shows control of the control current IC of the
図12によれば、制御電流ICは制御電流値IC2から最終目標制御電流値ITへ増加される。しかし、図11に上述した第3の実施形態とは異なり、初期電圧パルスIVPと最終PWM電圧制御信号VCFとの間で、PWM電圧制御信号VC1のデューティサイクルは、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、制御電流値IC2を最終目標制御電流値ITへ連続的に(あるいはオン状態の持続時間の増加および/またはオフ状態の持続時間の減少を反復させる)増加させるように、時間t2と時間t3(t3−t2=ΔT2)との間で連続的に増加される。
According to FIG. 12, the control current IC is increased from the control current value IC2 to the final target control current value IT. However, unlike the third embodiment described above with reference to FIG. 11, the duty cycle of the PWM voltage control signal VC1 is between the initial voltage pulse IVP and the final PWM voltage control signal VCF before the
本発明の第4の実施形態による電磁吸入弁110のソレノイド112の制御電流ICの制御の影響が図13に示される。図13は、制御電流値IC2が最終目標制御電流値ITまで連続的に増加されることを上の列に示す。破線はやはり、図4のような従来の制御を指す。図13の下の列では、大量生産品の標準的な電磁吸入弁110が図8に上述したのと同様の挙動を示すことが示される。
The influence of control of the control current IC of the
しかし、第2の制御電流値IC2が電磁吸入弁110を全開するのに十分ではないことがある、大量生産によるばらつきがある場合、制御電流を連続的に増加させることで、圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、時間N4において電磁吸入弁が依然として全開位置に達して、第2の実施形態に比べて衝撃速度がより低くなることが確保される。
However, if there is a variation due to mass production, the second control current value IC2 may not be sufficient to fully open the
制御電流値の制御電流値IC2から目標制御電流値ITへの連続的な増加によって、吸入弁座111dにある吸入弁部材111eの時間N4における滑らかな着陸が可能になり、それによって、大量生産によるばらつきがある場合でも確実に衝撃ノイズを大幅に低減することが可能になる。制御電流の制御電流値IC2から目標制御電流値ITへの増加が第2の実施形態による場合よりも低速で行われるので、段階的PWM電圧制御を使用することは同様の利点を有する。
The continuous increase of the control current value from the control current value IC2 to the target control current value IT enables a smooth landing at the time N4 of the suction valve member 111e in the
図14は、図3に示されるような従来の制御方法と、本発明の第4の実施形態による制御方法との比較を示す。図14で「A」と表示された破線の曲線は、全開位置において衝撃ノイズが大幅に低減されて滑らかに着陸するように制御される、標準的な大量生産品の弁移動を示す。図12および13に示されるように制御電流値IC2が減少することによって、全開位置に達する前の電磁吸入弁の移動速度を減速することができる。「B」と表示された破線の曲線は、低減された制御電流値IC2によってまだ全開されていないが、その直後に制御電流が目標制御電流値ITへ増加されることによって全開される電磁吸入弁の弁移動を示す。
〔プランジャ分離型の電磁吸入弁〕
図15は、分離型の電磁吸入弁210の例を概略的に示す。図2Aおよび2Bに示される電磁吸入弁110とは異なり、電磁吸入弁210の吸入弁部材211eおよび吸入弁プランジャ211aは、独立して移動することができる別個の本体として形成される。吸入弁プランジャ211aは、付勢部材、例えばバネ213aによって閉方向に付勢され、吸入弁部材211eは、別の付勢部材、例えばバネ213bによって閉方向に付勢される。
FIG. 14 shows a comparison between the conventional control method as shown in FIG. 3 and the control method according to the fourth embodiment of the present invention. The dashed curve labeled “A” in FIG. 14 shows a standard mass production valve movement that is controlled to land smoothly with significantly reduced impact noise in the fully open position. As shown in FIGS. 12 and 13, the control current value IC2 decreases, so that the moving speed of the electromagnetic suction valve before reaching the fully open position can be reduced. The broken-line curve labeled “B” is not yet fully opened by the reduced control current value IC2, but immediately after that, the electromagnetic suction valve is fully opened by increasing the control current to the target control current value IT. The valve movement is shown.
[Plunger separation type electromagnetic suction valve]
FIG. 15 schematically shows an example of the separation type
アンカー211bは、吸入弁プランジャ211aの一端に、すなわち、吸入弁プランジャ211aが吸入弁部材211eと接触することができる側とは反対側の吸入弁プランジャ211aの端部に設けられる。電流がソレノイド212に印加されると、ソレノイド弁のアンカー211bおよびコア214は磁力によって互いに引き付けられるので、アンカー211bおよびコア214が接触するようになって、変位が制限されるまで吸入弁プランジャ2111aは弁を開く方向で変位される。この位置では、吸入弁プランジャ211aは、バネ213aおよび213bの付勢力に対抗して、吸入弁部材211eを全開位置で保持されることができる。
電流がソレノイド212に印加されている限り、アンカー211bおよびコア214は接触したままであるように互いに引き付けられたままであり、それによって弁を開いたまま保持されることができ、吸入弁部材211eは吸入弁座211dから離れて保持される。したがって、矢印によって示されるように、低圧燃料を吸入通路217を介して低圧系から取り出し、矢印によってさらに示されるように、吸入ポート218を介して高圧燃料供給ポンプの圧縮室120へ給送することができる。
As long as the current is applied to the
電流をソレノイド212に印加することによって弁が開いたまま保持されている限り、圧縮室120内の圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を減少させる上向きの行程にあるとき、非加圧燃料が、吸入通路217を介して吸入ポート218から低圧燃料系へ逆向きに漏出する場合もある。
As long as the valve is held open by applying an electric current to the
しかし、電流がソレノイド212に印加されていないとき、バネ213aおよび213bは、弁を閉じるために吸入弁部材211eが吸入弁座211dと接触するまで、吸入弁プランジャ211aおよび吸入弁部材213bを弁を閉じる方向に付勢する。吸入弁プランジャ211aは、バネ213aの付勢力によって閉方向にさらに変位されてもよい。
However, when the current is not applied to the
圧縮室120内における圧縮プランジャ130の上向きの行程では、燃料は吸入ポート218を通って漏出することはできず、吐出弁140を通して高圧で吐出されるように燃料が圧縮室120内で加圧される。他方で、電流がソレノイド212に印加されておらず、かつ圧縮プランジャ130が圧縮室120の容積を増加させるように吸入行程(下向きの行程)にあるとき、圧縮室120内の燃料圧は、低圧燃料系に接続された吸入通路217内の燃料の圧力と比べて減少するので、ソレノイド212に電流が印加されなくても、バネ213bの付勢力に対抗して弁を開く方向で吸入弁部材211eの変位を生じさせることができる流体力が発生する。流体力は、吸入弁部材211eの十分な変位を、あるいは、全開位置への吸入弁部材211eの十分ではない変位を生じさせることができる。
In the upward stroke of the
電流がソレノイド212に印加され通電されると、磁力によって吸入弁プランジャ211aが弁の開方向に変位される。その結果、一般に、この様な分離型の電磁吸入弁の従来の制御によれば、2つの衝撃ノイズが生じる。第1の衝撃ノイズは吸入弁プランジャ211aが吸入弁部材211eに当たるときに発生し、第2の衝撃ノイズは電磁吸入弁が全開位置に達したときに発生する。
When a current is applied to the
図16は、分離型の電磁吸入弁に対する本発明の背景に関連した、常時閉電磁吸入弁の従来の制御の一例を示す。最上列は、TDCとBDCとの間での圧縮プランジャの移動を示す。上から2列目は制御電流ICの漸進的変化を示し、最下列は吸入弁部材211eおよび吸入弁プランジャ211aの対応する移動を示す。図16は、時間N5およびN6において連続的に生成される2つの衝撃ノイズの発生を示す。
FIG. 16 shows an example of conventional control of a normally closed electromagnetic intake valve related to the background of the present invention for a separate electromagnetic intake valve. The top row shows the movement of the compression plunger between TDC and BDC. The second row from the top shows the gradual change of the control current IC, and the bottom row shows the corresponding movement of the
時間N6における、すなわち電磁吸入弁が全開位置に達したときの衝撃ノイズは、上述したような本発明による、特に上述の実施形態のいずれかによる電流制御によって大幅に低減することができる。さらに、以下に、吸入弁プランジャ211aが吸入弁部材211eに当たるときに生成される第1の衝撃ノイズも低減することを付加的に可能にする、別の実施形態が記載される。
〔第5の実施形態〕
図17は、本発明の第5の実施形態による、制御電流ICおよび弁移動の漸進的変化を概略的に示す。最上列は、TDCとBDCとの間での圧縮プランジャの移動を示す。上から2列目は制御電流ICの漸進的変化を示し(破線は、図16に上述した従来の制御に対応する)、最下列は吸入弁部材111eおよび吸入弁プランジャ111aの対応する移動を示す。
The impact noise at time N6, i.e. when the electromagnetic suction valve reaches the fully open position, can be greatly reduced by current control according to the invention as described above, in particular according to any of the embodiments described above. Furthermore, in the following, another embodiment will be described which additionally makes it possible to reduce the first impact noise generated when the
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 schematically illustrates a gradual change in control current IC and valve movement according to a fifth embodiment of the present invention. The top row shows the movement of the compression plunger between TDC and BDC. The second row from the top shows a gradual change in the control current IC (the broken line corresponds to the conventional control described above in FIG. 16), and the bottom row shows the corresponding movement of the suction valve member 111e and the
圧縮プランジャ130がBDCに達する前に、制御電流は制御電流値IC1へ増加され、次に制御電流値IC2へ減少され、その後、第2の実施形態による制御電流と同様に、最終目標制御電流値ITへ再び増加される。あるいは、第1、第3、または第4の実施形態による制御電流を使用することができる。
Before the
さらに、例えば上述したように初期電圧パルスIVPのタイミングを設定することによる、制御電流ICの増加を開始するタイミングは、吸入弁部材111eが、流体力によって既に開方向でのその移動を開始した後のタイミングに設定される。図17に示されるように、制御電流ICの増加を開始するタイミングは、磁力の増加によって開方向に変位されている吸入弁プランジャ111aが、流体力によって開方向で既に移動しているときの吸入弁部材111eと接触するように設定される。したがって、一般に吸入弁プランジャ111aが吸入弁部材111eに当たると発生する、第1の衝撃ノイズを大幅に低減することができる。
〔第6の実施形態〕
図18は、本発明の第6の実施形態によるソレノイド112の制御電流を制御する制御方法を示す。図18において圧縮プランジャ130がBDCに達する時点より前の制御は、本発明の第2の実施形態に関して図9に記載したような制御に完全に対応する。
Further, for example, as described above, the timing of starting the increase of the control current IC by setting the timing of the initial voltage pulse IVP is after the suction valve member 111e has already started its movement in the opening direction by the fluid force. The timing is set. As shown in FIG. 17, the timing of starting the increase in the control current IC is
[Sixth Embodiment]
FIG. 18 shows a control method for controlling the control current of the
しかし、圧縮プランジャ130がBDCに達した後、TDCに向かって再び上へ移動するとき、第6の実施形態による制御方法、はさらに圧縮プランジャ130がBDCに達した後の時間t4において、図18の制御電流IC3を、圧縮プランジャ130がTDCに向かって移動する圧縮行程中であっても電磁吸入弁を全開位置で保持されるのには依然として十分である、より低い目標制御電流値ITへ減少させるため、それ以前に印加されたPWM電圧制御信号VC2よりも小さなデューティサイクルを有する最終PWM制御信号VCFを印加するステップを含む。
However, when the
第2の実施形態の利点に加え、第6の実施形態によって、エネルギー消費を低減するとともに、電磁吸入弁を全開位置で保持されるように維持される減少された目標制御電流値ITに起因する、ソレノイド112の熱的過負荷をさらに回避することが可能になる。
In addition to the advantages of the second embodiment, the sixth embodiment results in a reduced target control current value IT that reduces energy consumption and maintains the electromagnetic suction valve to be held in the fully open position. Further, it becomes possible to further avoid the thermal overload of the
図19は、PWM電圧制御信号の代替例の漸進的変化を示す。上述の実施形態では、ソレノイド(1つもしくは複数)のPWM制御は、単一スイッチまたは二重スイッチのPWM制御によって例示的に達成された。単一スイッチ制御が使用されるとき、PWM周波数は一般に非常に低く、一般的には100〜800Hz、好ましくは300〜600Hz、より好ましくは400Hzに等しいか少なくとも約400Hz(2.5msの周期と等価)である。 FIG. 19 shows a gradual change of an alternative example of the PWM voltage control signal. In the embodiments described above, PWM control of the solenoid (s) has been exemplarily achieved by single switch or dual switch PWM control. When single switch control is used, the PWM frequency is generally very low, typically 100-800 Hz, preferably 300-600 Hz, more preferably equal to 400 Hz or at least about 400 Hz (equivalent to a period of 2.5 ms). ).
これは、電磁吸入弁の機械的動作に比べて比較的低速なので、一般的に、電磁吸入弁は最初の数回のPWM周期後に機械的係止部に達する。そのような場合、全開位置における電磁吸入弁の「軟着陸」(すなわち、衝撃速度がほぼゼロに減速されることによって衝撃ノイズがほとんどない)も実現することができる。これは、最初の数サイクルに対して異なるデューティサイクルを使用し、その後、圧縮行程が始まる前に電磁吸入弁が全開位置に達することを確保するため、BDCに達する前にデューティサイクルを増加させることによって達成できる。 Since this is relatively slow compared to the mechanical operation of the electromagnetic inlet valve, generally electromagnetic intake valve reaches the mechanical locking portions after PWM cycle the first few times. In such a case, “soft landing” of the electromagnetic suction valve in the fully open position (that is, there is almost no impact noise by reducing the impact speed to almost zero) can be realized. That this is to use a duty cycle different for the first few cycles, then to ensure that the electromagnetic intake valve reaches the full open position before the compression stroke starts, to increase the duty cycle prior to reaching BDC Can be achieved.
最初のPWM周期の実際の値は、いわゆるP_ONタイミング(すなわち、ポンプのTDCの時点に対する、ソレノイド(1つもしくは複数)の初期の通電を開始する時点)とエンジン速度とを考慮に入れて、各運転条件に対して決定することができる。ノイズ発生を最小限にするため、電磁吸入弁は、好ましくは、PWM電圧制御信号がオフ状態にある時点の間に、またはパルスの開始時に機械的係止部に達する。 The actual value of the first PWM period is determined by taking into account the so-called P_ON timing (i.e., the time at which initial energization of the solenoid (s) relative to the time of the pump TDC) and engine speed are It can be determined for operating conditions. In order to minimize noise generation, the electromagnetic suction valve preferably reaches the mechanical lock during the time when the PWM voltage control signal is in the off state or at the start of the pulse.
上述の方法は、較正プロセス中に使用して、全開位置にある電磁吸入弁が着陸する瞬間の決定を可能にすることができる。任意の条件では、圧縮サイクルの開始前により高いPWMデューティサイクルへの(BDCとTDCとの間の)切替えによって、運転条件のいかなる変更にも関わらず、または大量生産によるばらつきにも関わらず、電磁吸入弁が全開位置に達することが確保される。 The method described above can be used during the calibration process to allow determination of the moment when the electromagnetic suction valve in the fully open position lands. Under any conditions, switching to a higher PWM duty cycle (between BDC and TDC) prior to the start of the compression cycle will cause electromagnetic changes regardless of any changes in operating conditions or variations due to mass production. It is ensured that the intake valve reaches the fully open position.
較正手順は、(最初の数サイクルに対して)いくつかの別個のPWMデューティサイクルを決定することを伴ってもよい。図10では、例示的に、4つのデューティサイクル「Duty1」、「Duty2」、「Duty3」、および「Duty4」が示される(「初期PWM」と表示される)。一般的に、電磁吸入弁は、値が低すぎない限り、最初の2サイクル、3サイクル、または4サイクル以内で全開位置に達することができ、値が低い場合は、十分に高いデューティサイクルを、好ましくは約95%のデューティサイクルを有する最終PWMデューティサイクルによって全開位置へ移動させられる。
The calibration procedure may involve determining several distinct PWM duty cycles (for the first few cycles). FIG. 10 exemplarily shows four duty cycles “
したがって、1つの可能な構成は段階的PWM制御を使用することであり、初期PWM全体の持続時間に関しては、「Duty1」=「Duty2」=「Duty3」=「Duty4」である(例えば、75%デューティサイクル)。また、最終PWMのデューティサイクルは約95%(または85%〜100%デューティサイクル、好ましくは90%〜100%デューティサイクルの、別の十分に高い値)である。 Thus, one possible configuration is to use stepped PWM control, and for the duration of the entire initial PWM, “Duty1” = “Duty2” = “Duty3” = “Duty4” (eg, 75% Duty cycle). Also, the final PWM duty cycle is about 95% (or another sufficiently high value of 85% to 100% duty cycle, preferably 90% to 100% duty cycle).
別の可能な構成は、初期PWM持続時間におけるPWM電圧信号デューティサイクルを一定して上昇させるか、または大きな最初のデューティサイクル(初期電圧パルスなど)と、それに続いて第2の周期(Duty2)により低いデューティサイクルとを使用するものなどである。圧縮行程の開始前に電磁吸入弁が確実に全開していることを保証するため、BDCに達する前に大きなデューティサイクルを使用すべきである。このアルゴリズムは、次のように一般化することができる。 Another possible configuration is a constant increase in the PWM voltage signal duty cycle in the initial PWM duration, or a large initial duty cycle (such as an initial voltage pulse) followed by a second period (Duty2). Such as those using a low duty cycle. A large duty cycle should be used before the BDC is reached to ensure that the electromagnetic intake valve is fully open before the start of the compression stroke. This algorithm can be generalized as follows.
Duty1
Duty2=Duty1+a
Duty3=Duty2+b
Duty4=Duty3+c
ここで、a、b、c、…は較正プロセス中に決定することができる(一般的に±約5%)。次に、BDCに達する前に、一定した大きなデューティサイクルが使用される。
Duty1
Duty2 = Duty1 + a
Duty3 = Duty2 + b
Duty4 = Duty3 + c
Where a, b, c,... Can be determined during the calibration process (typically ± about 5%). Next, a constant large duty cycle is used before the BDC is reached.
Duty最終=DutyF(例えば、95%デューティサイクル)
上述の実施形態の構造の特徴、構成要素、および特定の詳細を入れ替えるか、または組み合わせて、個々の用途に向けて最適化されたさらなる実施形態を形成することができる。それらの修正が当業者には明白である限り、あらゆる可能な組み合わせを明示的に指定することなく、上述の記載によって暗示的に開示されているものとする。
Duty final = DutyF (eg, 95% duty cycle)
The structural features, components, and specific details of the embodiments described above can be interchanged or combined to form further embodiments optimized for individual applications. To the extent that such modifications are apparent to those skilled in the art, it is intended to be implicitly disclosed by the above description without explicitly specifying every possible combination.
100:高圧燃料供給ポンプ
110:電磁吸入弁
111a:吸入弁プランジャ
111e:吸入弁部材
120:圧縮室
130:圧縮プランジャ
700:制御装置
IC:制御電流
IC1:第1の制御電流値
IC2:第2の制御電流値
IC3:第3の制御電流値
IT:目標制御電流値
TDC:上死点
BDC:下死点
VC:電磁吸入弁の電圧信号
IVP:初期電圧パルス
VC1:第1のPWM電圧信号
VC2;VC3;VCF:第2のPWM電圧信号
ΔT1:初期電圧パルス(IVP)を印加する持続時間
ΔT2:第1のPWM電圧信号(VC1)を印加する持続時間
t1:初期電圧パルス(IVP)を印加し始めるタイミング
t2:第1のPWM電圧信号(VC1)を印加する持続時間(ΔT2)のタイミング
t3;t4;t5:第2のPWM電圧信号を印加するタイミング
ΔT3;ΔT4:第2のPWM電圧信号を印加する持続時間
100: High pressure fuel supply pump 110:
Claims (19)
前記電磁吸気弁を開くために前記電磁吸気弁の制御電流を制御するステップが、さらに前記制御電流を前記第1の制御電流値から前記第1の制御電流値よりも低い第2の制御電流値へ低減するステップを含むことを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 A normally closed electromagnetic intake valve that is opened or held open by a magnetic force, and comprising controlling a control current of the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve; Control of a high pressure fuel supply pump for supplying pressurized fuel to an internal combustion engine, wherein the step of controlling a control current includes the step of increasing the control current to a first control current value for energizing the electromagnetic intake valve In the method
The step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve to open the electromagnetic intake valve further reduces the control current from the first control current value to a second control current value lower than the first control current value. And a control method for the high-pressure fuel supply pump.
前記圧縮プランジャが前記下死点に達する前に前記電磁吸気弁が全開することを確保するため、前記制御電流を前記第2の制御電流値から前記第3の制御電流値へ増加させる前記ステップが、前記圧縮プランジャが前記下死点に達する前に行われることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 5. The method of controlling a high pressure fuel supply pump according to claim 4, wherein the high pressure fuel supply pump reciprocates between the bottom dead center and the top dead center in the compression chamber, and the electromagnetic chamber. A compression plunger that pressurizes fuel in the compression chamber when moving to top dead center when the intake valve is fully open;
The step of increasing the control current from the second control current value to the third control current value in order to ensure that the electromagnetic intake valve is fully opened before the compression plunger reaches the bottom dead center. The method for controlling the high-pressure fuel supply pump is performed before the compression plunger reaches the bottom dead center.
前記電磁吸気弁の前記制御電流を制御するステップが、前記電磁吸気弁を全開のまま保持されるため、電磁吸気弁が全開した後に、前記第3の制御電流値を目標制御電流値へ低減するステップと、
前記圧縮プランジャが前記下死点に達した後の前記第3の制御電圧値を、前記圧縮プランジャが前記下死点に達した後に前記電磁吸気弁を全開のまま保持されるため、前記電磁吸気弁が全開した後の目標制御電流値へ低減するステップをさらに含み、
エネルギー消費を低減するため、前記目標制御電流値が前記第3の制御電流値よりも低いことを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 6. The control method for a high-pressure fuel supply pump according to claim 4 or 5, wherein the third control current value to be held holds the electromagnetic intake valve fully open after the compression plunger reaches the bottom dead center. Is the target control current value to be
Since the step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve is held with the electromagnetic intake valve fully opened, the third control current value is reduced to the target control current value after the electromagnetic intake valve is fully opened. Steps,
The third control voltage value after the compression plunger has reached the bottom dead center is held at the electromagnetic intake valve since the electromagnetic intake valve is held fully open after the compression plunger has reached the bottom dead center. Further comprising reducing to a target control current value after the valve is fully open,
A control method for a high-pressure fuel supply pump, wherein the target control current value is lower than the third control current value in order to reduce energy consumption.
前記制御電流を前記第1の制御電流値へ増加させるため、初期電圧パルスを印加するステップと、
前記制御電流を前記第1の制御電流値から前記第2の制御電流値へ低減するため、前記初期電圧パルスを印加した後に第1のPWM電圧信号を印加するステップとをさらに含むことを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method for controlling the high-pressure fuel supply pump according to any one of claims 1 to 8, wherein the step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve comprises:
Applying an initial voltage pulse to increase the control current to the first control current value;
Applying the first PWM voltage signal after applying the initial voltage pulse to reduce the control current from the first control current value to the second control current value. Control method for high pressure fuel supply pump.
前記制御電流を前記第2の制御電流値から前記第2の制御電流値よりも高い第3の制御電流値へ増加させるため、前記第1のPWM電圧信号を印加した後に第2のPWM電圧信号を印加するステップをさらに含み、
前記第1のPWM電圧信号が前記第2のPWM電圧信号よりも小さなデューティサイクルを有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method for controlling the high-pressure fuel supply pump according to claim 9, wherein the step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve comprises:
In order to increase the control current from the second control current value to a third control current value higher than the second control current value, a second PWM voltage signal is applied after applying the first PWM voltage signal. Further comprising applying
The method of controlling a high-pressure fuel supply pump, wherein the first PWM voltage signal has a smaller duty cycle than the second PWM voltage signal.
前記第1のPWM電圧信号が段階的PWM制御によって前記第2のPWM電圧信号へ変更され、前記第1のPWM電圧信号の後、かつ前記第2のPWM電圧信号の前に少なくとも第3のPWM電圧信号が印加され、
前記第3のPWM電圧信号のデューティサイクルが、前記第1のPWM電圧信号のデューティサイクルよりも大きく、かつ前記第2のPWM制御電圧信号のデューティサイクルよりも小さくされることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method for controlling a high-pressure fuel supply pump according to claim 10, wherein the first PWM voltage signal is switched to the second PWM voltage signal.
The first PWM voltage signal is changed to the second PWM voltage signal by stepped PWM control, and at least a third PWM after the first PWM voltage signal and before the second PWM voltage signal. A voltage signal is applied,
The high-pressure fuel is characterized in that a duty cycle of the third PWM voltage signal is larger than a duty cycle of the first PWM voltage signal and smaller than a duty cycle of the second PWM control voltage signal. Control method of supply pump.
前記第1のPWM電圧信号が段階的PWM制御によって前記第2のPWM電圧信号へ変更され、前記第1のPWM電圧信号の後、かつ前記第2のPWM電圧信号の前に少なくとも第3のPWM電圧信号が印加され、
前記第1のPWM電圧信号のデューティサイクルが、漸増的PWM制御によって前記第2のPWM電圧信号のデューティサイクルへと連続的または反復的に増加されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method for controlling a high-pressure fuel supply pump according to claim 10, wherein the first PWM voltage signal is switched to the second PWM voltage signal.
The first PWM voltage signal is changed to the second PWM voltage signal by stepped PWM control, and at least a third PWM after the first PWM voltage signal and before the second PWM voltage signal. A voltage signal is applied,
A method for controlling a high pressure fuel supply pump, wherein the duty cycle of the first PWM voltage signal is increased continuously or repetitively to the duty cycle of the second PWM voltage signal by incremental PWM control. .
前記初期電圧パルスを印加し始めるタイミングt1を設定するステップと、
前記初期電圧パルスを印加する持続時間ΔT1を設定するステップと、
前記第1のPWM電圧信号の印加、および/または前記第1のPWM電圧信号を印加する持続時間ΔT2のタイミングt2を設定するステップとのうち少なくとも1つをさらに含み、
前記初期電圧パルスおよび前記第1のPWM電圧信号のタイミングと持続時間を設定する前記ステップが、前記電磁吸気弁の開方向に作用する流体力および前記電磁吸気弁の閉方向に作用する付勢力に依存して、前記電磁吸気弁の磁力を制御するために行われることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method for controlling the high-pressure fuel supply pump according to any one of claims 9 to 12, wherein the step of controlling the control current of the electromagnetic intake valve comprises:
Setting a timing t1 to start applying the initial voltage pulse;
Setting a duration ΔT1 for applying the initial voltage pulse;
At least one of applying the first PWM voltage signal and / or setting a timing t2 of a duration ΔT2 of applying the first PWM voltage signal;
The step of setting the timing and duration of the initial voltage pulse and the first PWM voltage signal is applied to the fluid force acting in the opening direction of the electromagnetic intake valve and the biasing force acting in the closing direction of the electromagnetic intake valve. And a control method for the high-pressure fuel supply pump, wherein the control is performed to control the magnetic force of the electromagnetic intake valve.
前記第2のPWM電圧信号を印加するタイミング、および/または前記第2のPWM電圧信号を印加する持続時間を設定するステップをさらに含み、
前記初期電圧パルス、前記第1のPWM電圧信号、および前記第2のPWM電圧信号のタイミングと持続時間を設定する前記ステップが、前記流体力および前記付勢力に依存して前記磁力を制御するために行われることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 The method of controlling a high pressure fuel supply pump according to claim 13, wherein the control current of the electromagnetic intake valve is controlled.
Further comprising setting a timing for applying the second PWM voltage signal and / or a duration for applying the second PWM voltage signal;
The step of setting the timing and duration of the initial voltage pulse, the first PWM voltage signal, and the second PWM voltage signal controls the magnetic force depending on the fluid force and the biasing force. The method for controlling the high-pressure fuel supply pump is characterized in that:
前記電磁吸気弁に通電するために前記制御電流を前記第1の制御電流値へ増加させ始めるタイミングは、流体力によって前記吸気弁部材が開方向に移動し始めた後のタイミングで、前記吸気弁プランジャが前記吸気弁部材と接触するように設定されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの制御方法。 17. The control method for a high-pressure fuel supply pump according to claim 1, wherein the electromagnetic intake valve has an intake valve member and an intake valve plunger formed as separate members. And the magnetic force of the electromagnetic intake valve acts on the intake valve plunger,
The timing at which the control current starts to increase to the first control current value in order to energize the electromagnetic intake valve is the timing after the intake valve member starts to move in the opening direction due to fluid force. A method for controlling a high-pressure fuel supply pump, wherein a plunger is set so as to come into contact with the intake valve member.
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A521 | Written amendment |
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A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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