JP3782252B2 - Method and apparatus for controlling fuel pressure regulating valve - Google Patents

Method and apparatus for controlling fuel pressure regulating valve Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば直噴式ガソリンエンジン用燃料供給装置に用いられる燃料圧力調整弁を駆動するソレノイドコイルに供給する電流値を制御しインジェクタへ供給する燃料の圧力を制御する燃料圧力調整弁の制御方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる筒内噴射式エンジンあるいは直接噴射式エンジンと呼ばれている、燃料をエンジンのシリンダ内で噴射する方式のエンジンとしては、ディーゼルエンジンが広く知られているが、近年、火花点火エンジン（ガソリンエンジン）においても、筒内噴射式のものが実用化されている。このような、筒内噴射式エンジンでは、十分に高い燃料噴射圧が得られるようにされているとともに、噴射の安定性のため、燃圧脈動が小さいことが要求される。
また、筒内噴射式ガソリンエンジン用燃料供給装置を可変燃圧システムで使用する場合には、高圧燃料ポンプから吐出された高圧燃料を圧送する通路に燃料圧力調整弁を設けて、インジェクタへ供給する燃料の圧力を制御するようにしている。
【０００３】
燃料圧力調整弁は、図６に示すように、高圧燃料ポンプから圧送された高圧燃料を貯蔵する図示しないコモンレールに連通する通路２３に設けられたバルブシート２と、このバルブシート２に離接してバルブシート２のオリフィス２Ｋを開閉するバルブ３を備え、上記高圧燃料の圧力を調整するものである。この燃料圧力調整弁１Ａは、スプリングにより、バルブ３に一体に連結されたアマチュアを下方に付勢するとともに、要求される燃圧に基づいてコイル７に通電する電流の大きさを制御して磁気コア６と上記アマチュアとから構成され磁気回路内の磁束を変化させ、アマチュアを下方に付勢する力を制御して上記スプリングをアシストしてバルブ３の開度を調整し、上記高圧燃料の圧力を調整するものである。
また、燃料圧力調整弁１Ａは、目標燃圧に相当するデューティ比を有し予め設定された駆動周波数ｆcのパルス電圧によってコイル７に供給する電流値を制御するいわゆるＰＷＭ電圧制御により駆動される。例えば、高圧燃料の供給燃圧の可変幅を５ＭＰａ〜１０ＭＰａとすると、コイル７に電流が供給されない場合にはオリフィス２Ｋが最も開いた状態となるので、燃圧は最低燃圧の５ＭＰａとなる。また、駆動電圧パルスのデューティ比を増加させてコイル７に供給する電流を徐々に増加させると、バルブ３が徐々に閉じられ燃圧が上昇する。供給電流が最大値となる場合には、上記バルブ３を付勢する圧力が上記燃料の最大圧力１０ＭＰａになるように設定されている。
【０００４】
ところで、コモンレールに圧送される燃料の流量は、エンジンの回転数やポンプ駆動用のカム山数に基づく高圧燃料ポンプの吐出周期に応じて脈動する。一方、燃料圧力調整弁１Ａを駆動周波数ｆcでＰＷＭ駆動すると、コイル７に流れる電流は、図７（ａ）に示すように、平均電流値を中心としたのこぎり波となり、このためアマチュア及び上記アマチュアに一体化されたバルブ３は上記平均電流に相当する位置を概の中心に駆動周波数ｆcで振動する。このアマチュアの振動周波数と上記燃料の吐出流量の変動周波数とが一致すると上記脈動が増幅されて大きくなる場合があり、圧送される燃料の圧力が不安定になるといった問題点があった。
そこで、通常は上記駆動周波数ｆcをエンジンの実用回転数に相当する上記燃料の吐出流量の変動周波数よりも低く設定し、上記周波数の一致を避けるようにしている。一方、上記のこぎり波の振幅Δｉは、図に示すように、上記駆動周波数ｆcが低いほど大きくなり、そのためバルブ３の動作が大きくなり燃圧脈動が大きくなるので、あまり低く設定することができない。そこで、エンジンの実用回転数を例えば３５００ｒｐｍ，エンジンのカムシャフトによって回転するポンプ駆動用カムの山数を６とすると、吐出流量の変動周波数は３５０Ｈｚとなるので、燃料圧力調整弁１Ａの駆動周波数ｆcとして、例えば１５０Ｈz程度に設定される場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高圧燃料ポンプの吐出流量の変動周波数はエンジンの回転数に依存するので、燃料圧力調整弁１Ａの駆動周波数ｆcをエンジンの実用回転数に相当する変動周波数よりも低く設定した場合には、エンジン回転数の低い領域で上記の周波数の一致が起こり脈動が大きくなってしまうといった問題点があった。また、一般に燃料圧力調整弁１Ａの機械的な固有振動周波数はエンジンの実用回転数に相当する燃料の吐出流量の変動周波数よりも低い領域にあるので、燃料圧力調整弁１Ａの駆動周波数ｆcが上記機械的な固有振動周波数と一致した場合には圧送される高圧燃料の脈動が大きくなってしまうといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、燃料圧力調整弁の駆動周波数を適正に設定し、インジェクタへ供給する燃料の圧力を安定させることのできる燃料圧力調整弁の制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の燃料圧力調整弁の制御方法は、インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動する際に、コイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御するとともに、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の燃料圧力調整弁の制御方法は、燃料圧力調整弁をエンジンの回転数に応じた複数の駆動周波数で駆動可能とするとともに、上記駆動周波数をエンジンの回転数に応じて切換えるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の燃料圧力調整弁の制御方法は、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の燃料圧力調整弁の制御方法は、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の燃料圧力調整弁の制御方法は、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動するコイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御し、上記燃料圧力調整弁の開度を制御する燃料圧力調整弁の制御装置であって、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段を設けるとともに、上記駆動周波数を、高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定するようにしたものである。
【００１４】
請求項７に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記吐出流量変動周波数をエンジンの最高回転数に相当する変動周波数とし、それよりも高い周波数で燃料調整弁を駆動するものである。
【００１５】
請求項８に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記吐出流量変動周波数をエンジンの実用回転数に相当する変動周波数とし、それよりも高い周波数で燃料調整弁を駆動するものである。
【００１７】
請求項９に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記駆動周波数設定手段において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を、燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定するようにしたものである。
【００１８】
請求項１０に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記駆動周波数設定手段において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を、燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定するようにしたものである。
【００１９】
請求項１１に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記駆動周波数設定手段において、上記駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定するようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる燃料圧力調整装置を備えた燃料供給系統を示す図で、同図において、１０は燃料Ｆの入った燃料タンク、１１は上記燃料タンク１０に収納された低圧燃料ポンプ、１２は低圧燃料ポンプ１１の吸入側に設けられたフィルタ、１３は低圧燃料ポンプ１１の吐出側に設けられた低圧チェックバルブ、１４はフィルタ１５を備えた低圧燃料通路、１６は低圧燃料通路１４に設けられた低圧レギュレータ、１７は低圧レギュレータ１６の低圧燃料戻し配管、１８は低圧燃料通路１４から送られた燃料を高圧に加圧し高圧燃料通路１９に吐出する高圧燃料ポンプ、２０は高圧燃料ポンプ１８から圧送された高圧燃料を貯蔵するコモンレール、２１は上記コモンレール２０にそれぞれ接続され図示しないエンジンの各気筒に取付けられたインジェクタ、２２は上記コモンレール２０から分岐された通路２３に接続された燃料圧力調整弁１とを備え、上記コモンレール２０に圧送された高圧燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置、２４は上記コモンレール２０に接続され上記高圧燃料の圧力を検出する圧力センサ、２５は上記インジェクタ２１の噴射動作を制御するとともに、上記圧力センサ２４の出力電圧に基づき上記燃料圧力調整装置２２を制御して、各気筒のインジェクタ２１に供給する燃圧を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。なお、２６は燃料圧力調整弁１のドレン通路と燃料タンク１０とを接続するドレン配管である。
【００２１】
次に、動作について説明する。
低圧燃料ポンプ１１は、フィルタ１２を経由して燃料Ｆを吸入し低圧に加圧して吐出する。この低圧の燃料は、低圧チェックバルブ１３から低圧燃料通路１４のフィルタ１５を通って高圧燃料ポンプ１８に送られる。このとき、上記低圧燃料通路１４を流れる燃料の圧力が低圧レギュレータ１６に設定された低圧設定値を越えた場合には、低圧配管１４内の燃料の一部が低圧燃料戻し配管１７により上記低圧レギュレータ１６を経由して燃料タンク１０に戻されることにより、燃料タンク１０から高圧燃料ポンプ１８に送られる燃料の圧力が所定の低圧に調整される。
高圧燃料ポンプ１８に送られた燃料は、高圧に加圧され高圧燃料通路１９を通ってコモンレール２０に圧送される。このとき、コモンレール２０内の高圧燃料の圧力は燃料圧力調整装置２２により、ＥＣＵ２５で設定された燃圧に制御される。なお、上記燃料の圧力が上記設定された燃圧値を越えた場合には、上記コモンレール２０内の燃料の一部が通路２３から燃料圧力調整弁１のドレン通路１Ｄを介してドレン配管２６により燃料タンク１０に戻される。この状態において、エンジンの各気筒における燃料噴射時期に対応して、コモンレール２０にそれぞれ接続されたインジェクタ２１が高圧の燃料を上記燃料噴射時期の気筒内に噴射する。
【００２２】
燃料圧力調整装置２２の燃料圧力調整弁１は、図２に示すように、コモンレール２０に連通する通路２３とドレン通路１Ｄとの間に設けられたオリフィス２Ｋを有するバルブシート２と、このバルブシート２に離接して上記オリフィス２Ｋを開閉するバルブ３を備え、上記高圧燃料の圧力を調整するもので、バルブ３と、上記バルブ３に一体に連結された磁性体から成るアマチュアと、このアマチュアを下方（バルブ３を閉じる方向）に付勢するスプリングと、コア部６ａとヨーク部６ｂとキャップ部６ｃとから構成される磁気コア６と、上記磁気コア６を励磁するためのコイル７と、上記コイル７を収納するためのボビン８とを備えている。
燃料圧力調整弁の制御装置１Ｃは、ＥＣＵ２５に内蔵されスイッチング素子から構成され上記コイル７に駆動電流を出力するコイル駆動手段１ａと、目標燃圧Ｐ0に応じて上記スイッチング素子のオン・オフのタイミングを制御してＰＷＭ制御信号のデューティ比を制御する駆動電圧制御手段１ｂと、上記駆動電圧の周波数ｆcを設定する駆動周波数設定手段１ｃとを備え、上記燃料圧力調整弁１を駆動周波数ｆcで駆動し、上記燃料圧力調整弁１の開度を制御するものである。なお、その詳細については公知であるので説明を省略する。
【００２３】
次に、燃料圧力調整装置２２の動作について説明する。
スプリングは圧縮ばねであり、アマチュアを下方、すなわちバルブ３を閉じる方向に付勢するよう作用する。コイル７に通電すると、アマチュア、磁気コア６のコア部６ａ，ヨーク部６ｂ，キャップ部６ｃとにより形成された磁気回路内に磁束が発生し、アマチュアは更に下方に付勢される。上記スプリングをアシストする付勢力は、コイル７に通電する電流値（ＰＷＭ制御信号のデューティ比）により制御される。
すなわち、燃料圧力調整装置２２は、燃料圧力調整弁の制御装置１Ｃにより、上記コイル７に目標燃圧に相当するデューティ比のパルス電圧（駆動周波数ｆc）を印加して燃料圧力調整弁１のバルブ３の開度を調整し、コモンレール２０内の高圧燃料の圧力を調整する。
【００２４】
図３（ａ）は、駆動周波数ｆcを１００Ｈｚ、駆動電圧のデューティ比を５０％としたときのコイル電流の変化を示す図で、コイル電流は、平均電流、例えば０．５Ａを中心としたのこぎり波となり、このためアマチュア４は上記平均電流に相当する位置で振動する。電流の振幅は、図３（ｂ）に示すように、周波数が高くなるほど小さくなり、それと共にアマチュアの振動幅も小さくなる。
上記振動の振動幅がある程度の大きさの微振動である場合には、この微振動がアマチュアの摺動抵抗を軽減し、アマチュアのヒステリシスを小さくするように作用する（ディザ効果）。逆に、振動幅が大き過ぎると、上述したように、燃圧脈動が増大する。したがって、燃料圧力調整弁１を駆動する際の駆動周波数ｆcは、上記振動幅がある程度小さくなるように設定するとともに、上記ディザ効果を保つような周波数に設定する必要がある。
燃料圧力調整弁１の動作において、上記ディザ効果を保つために、上記のこぎり波の振幅を決定する周波数、すなわち上記駆動周波数ｆcを燃料圧力調整弁１の電気回路の電流の時定数τの逆数よりも低く設定すると都合が良い。
無通電状態からステップ電圧を加えたときのコイル７に流れる電流及び上記定数τは次式で表される。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ∞［１−ｅｘｐ｛−（Ｒ／Ｌ）ｔ｝］
τ＝Ｌ／Ｒ
Ｌ；インダクタンス、Ｒ；抵抗、τ；時定数
したがって、ｆc＜１／τとすることにより、ディザ効果を保ち、アマチュアの摺動抵抗を軽減することができる。
【００２５】
一方、燃料の吐出流量の変動周波数ｆzは、図４に示すように、ポンプの筒数Ｚ、カム回転周波数Ｎ、カム山数ｍcamによって決まり、単筒の場合にはｆ1＝ｍcam・Ｎ、２筒の場合にはｆ2＝２ｍcam・Ｎ、３筒以上の場合にはｆz＝２Ｚｍcam・Ｎとなる。
例えば、ポンプが単筒で、エンジンの回転数Ｎeが最高回転数の７０００ｒｐｍ、カム山数ｍcam＝６とすると、カム回転周波数はＮ＝(Ｎe／２)／６０ｒｐｓとなるので、燃料の吐出流量の変動周波数は、ｆ1＝３５０Ｈzとなる。
本実施の形態１では、駆動周波数ｆcを上記燃料の吐出流量の変動周波数ｆzよりも高く設定するとともに、ｆc＜１／τ（τ；燃料圧力調整弁１の電気回路の電流の時定数）として、燃料圧力調整弁１の振動と高圧燃料の吐出流量の変動に起因する脈動が重なって増幅することをなくして脈動が大きくなることを回避するとともに、ディザ効果を保ち、アマチュアの摺動抵抗を軽減しすることにより、コモンレール２０内の高圧燃料の圧力を安定に制御するようにしている。
【００２６】
このように、本実施の形態１によれば、制御装置１Ｃにより、インジェクタ２１へ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcをエンジンの最高回転数に相当する高圧燃料ポンプ１８の吐出流量変動周波数ｆzよりも高く設定するとともに、燃料圧力調整弁１の電気回路の電流の時定数τの逆数よりも低く設定したので、駆動電圧に起因するアマチュアと一体のバルブ３の振動と高圧燃料ポンプの吐出流量の変動に起因する脈動とが重なって増幅して燃圧の脈動が大きくなることを回避することができるとともに、ディザ効果を保ち、アマチュアの摺動抵抗を軽減することができるので、燃料圧力調整弁１を安定に駆動でき、燃圧の脈動を低減することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態１では、燃料の吐出流量の変動周波数ｆzをエンジンの最高回転数に相当する変動周波数とした場合について説明したが、上記燃料の吐出流量の変動周波数ｆzをエンジンの実用回転数（例えば、３５００ｒｐｍ）に相当する変動周波数としても、実用上問題はない。また、変動周波数ｆzをエンジンの実用回転数に相当する変動周波数とした場合には、燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcの設定値を低くできるので、上記駆動周波数ｆcをディザ効果が更に有効となる周波数に設定することができるという利点を有する。
【００２８】
実施の形態２．
駆動電圧に起因するバルブ３の振動周波数が、バルブ３自身の機械的な固有振動周波数に一致するとバルブ３の振動が増大し、コモンレール２０内の高圧燃料の圧力脈動が大きくなる場合がある。
本実施の形態２は、上記燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcを、下記に示す式で表されるバルブ３の機械的な固有振動周波数ｆmよりも高く設定することにより、上記機械的な固有振動数での共振を回避し、燃圧の脈動が大きくなることを防ぐようにしたものである。
ｆm＝（１／２π）・（ｋ／ｍ）1/2
ｋ；スプリングと電磁力と流体力から決まるばね定数、
ｍ；（アマチュアとバルブの質量）＋（スプリングの質量）／３
一般に、上記機械的な固有振動周波数ｆmは２００Ｈz以下で、エンジンの回転数が実用回転数である場合の燃料吐出流量の変動周波数よりも低いので、駆動周波数ｆcを燃料の吐出流量の変動周波数ｆzよりも高く設定した場合には上記機械的な固有振動に起因する共振ついては問題がない。しかしながら、ポンプが３筒以上で変動周波数ｆzが高くかつ燃料の吐出流量の変動振幅が小さい場合には、駆動周波数ｆcの下限を燃料の吐出流量の変動周波数ｆzではなく、上記機械的な固有振動周波数ｆmとすることにより、駆動周波数ｆcを低くできるので、ディザ効果を有効に保ちつつ脈動が大きくなることを回避することができる。
【００２９】
実施の形態３．
燃料供給系においては、燃料配管の形状等により、例えば、図５に示すように、燃料配管内の圧力伝播に起因する共振（図では、共振周波数ｆP≒４００Ｈz）が起こり、燃圧の脈動が増大する場合がある。また、コモンレール２０内の高圧燃料の圧力は、インジェクタ２１の間欠的な燃料噴射によっても変動する。
本実施の形態３は、上記燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcを上記燃料配管内の圧力伝播による共振周波数ｆPとの差が１００Ｈｚ以上になるように設定し、上記燃料配管内の圧力伝播による共振に起因する脈動と駆動電圧に起因するバルブ３の振動との共振を回避するとともに、更に、上記燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcを、燃料噴射の周波数よりも高く設定し、インジェクタ２１の間欠的な燃料噴射に依存する脈動と駆動電圧に起因するバルブ３の振動との共振を抑制し、燃圧の脈動が大きくなることを回避するようにしたもので、これにより、コモンレール２０内の燃圧変動を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態１〜３では、燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcの設定値を１つにしたが、燃料圧力調整弁１をエンジンの回転数Ｎeに応じた複数の駆動周波数ｆckで駆動可能とするとともに、上記駆動周波数ｆckをエンジンの回転数Ｎeに応じて切換えるようにすれば、エンジンの回転数Ｎeが低い場合には燃料圧力調整弁１の駆動周波数ｆcを低くできるので、駆動周波数ｆcをディザ効果が更に有効となる周波数に設定することができる。したがって、駆動電圧に起因するバルブ３の振動と高圧燃料の吐出流量の変動に起因する脈動とが重なって脈動が大きくなることを回避できるとともに、アマチュアの摺動抵抗を的確に軽減することができるので、燃料圧力調整弁の動作を安定化することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動する際に、コイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御するとともに、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定したので、駆動電圧に起因するバルブの振動と高圧燃料の吐出流量の変動に起因する脈動とが重なって増幅することを回避することができ、燃圧の脈動を抑制することができるとともに、ディザ効果を保ちつつ燃圧の脈働が大きくなることを回避することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、燃料圧力調整弁をエンジンの回転数に応じた複数の駆動周波数で駆動可能とするとともに、上記駆動周波数をエンジンの回転数に応じて切換えるようにしたので、駆動周波数ｆcをエンジンの回転数に応じてディザ効果が更に有効となる周波数に設定することができ、燃料圧力調整弁の動作を安定化することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定したので、機械的な固有振動との共振を回避し、燃圧の脈動が大きくなることを防ぐことができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定したので、燃料配管内の圧力伝播による共振に起因する脈動と駆動電圧に起因するバルブの振動との共振を回避することができ、高圧燃料の燃圧変動を抑制することができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定したので、インジェクタの間欠的な燃料噴射に依存する脈動と駆動電圧に起因するバルブの振動とが重なって増幅し燃圧の脈動が大きくなることを回避することができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動するコイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御し、上記燃料圧力調整弁の開度を制御する燃料圧力調整弁の制御装置において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段を設けるとともに、上記駆動周波数を、高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定するようにしたので、燃圧の脈動を抑制することができるとともに、ディザ効果を保ちつつ燃圧の脈働が大きくなることを回避することができる燃料圧力調整弁の制御装置を得ることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、上記吐出流量変動周波数としてエンジンの最高回転数に相当する変動周波数を用いたので、エンジンの全回転域で燃圧の脈動を確実に抑制することができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、上記吐出流量変動周波数としてエンジンの実用回転数に相当する変動周波数を用いたので、エンジンの実用回転域で燃圧の脈動を確実に抑制することができるできるとともに、駆動周波数をディザ効果が更に有効となる周波数に設定することができる。
【００４１】
また、請求項９に記載の発明によれば、上記駆動周波数設定手段において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定するようにしたので、機械的な固有振動との共振を回避し、燃圧の脈動が大きくなることを防ぐことができる。
【００４２】
請求項１０に記載の発明によれば、上記駆動周波数設定手段において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を、燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定するようにしたので、燃料配管内の圧力伝播による共振に起因する脈動と駆動電圧に起因するバルブの振動との共振を回避することができ、高圧燃料の燃圧変動を抑制することができる。
【００４３】
請求項１１に記載の燃料圧力調整弁の制御装置は、上記駆動周波数設定手段において、上記駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定するようにしたので、インジェクタの間欠的な燃料噴射に依存する脈動と駆動電圧に起因するバルブの振動とが重なって増幅し燃圧の脈動が大きくなることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる燃料圧力調整装置を備えた燃料供給系統を示す図である。
【図２】 本実施の形態１の燃料圧力調整装置の構成を示す図である。
【図３】 電磁石のコイルに流れる駆動電流を示す図である。
【図４】 高圧燃料ポンプの違いによる燃料の吐出流量の変動の差を示す図である。
【図５】 燃料配管内の圧力伝播による共振に起因する燃圧の脈動を示す図である。
【図６】 従来の燃料圧力制御装置の構成を示す図である。
【図７】 電磁石のコイルに流れる駆動電流を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料圧力調整弁、１Ｃ 燃料圧力調整弁の制御装置、１ａ コイル駆動手段、１ｂ 駆動電圧制御手段、１ｃ 駆動周波数設定手段、 １Ｄドレン通路、２ バルブシート、２Ｋ オリフィス、３ バルブ、６ 磁気コア、７ コイル、８ ボビン、１０ 燃料タンク、１１ 低圧燃料ポンプ、１２ フィルタ、１３ 低圧チェックバルブ、１４ 低圧燃料通路、１５ フィルタ、１６ 低圧レギュレータ、１７ 低圧燃料戻し配管、１８ 高圧燃料ポンプ、１９ 高圧燃料通路、２０ コモンレール、２１ インジェクタ、２２ 燃料圧力制御装置、２３ 通路、２４ 圧力センサ、２５ ＥＣＵ、２６ ドレン配管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for a fuel pressure adjusting valve that controls a current value supplied to a solenoid coil that drives a fuel pressure adjusting valve used in, for example, a fuel supply device for a direct injection gasoline engine and controls a pressure of fuel supplied to an injector. And the device.
[0002]
[Prior art]
A diesel engine is widely known as a so-called in-cylinder injection engine or a direct injection engine that injects fuel into a cylinder of the engine. Recently, a spark ignition engine (a gasoline engine) In-cylinder injection type is also in practical use. In such an in-cylinder injection engine, a sufficiently high fuel injection pressure is obtained, and a small fuel pressure pulsation is required for the stability of injection.
In addition, when the fuel supply device for a direct injection gasoline engine is used in a variable fuel pressure system, a fuel pressure adjusting valve is provided in a passage for pumping high pressure fuel discharged from a high pressure fuel pump to supply fuel to the injector. The pressure is controlled.
[0003]
As shown in FIG. 6, the fuel pressure regulating valve is connected to a valve seat 2 provided in a passage 23 communicating with a common rail (not shown) that stores high-pressure fuel pumped from a high-pressure fuel pump, and is separated from and connected to the valve seat 2. A valve 3 for opening and closing the orifice 2K of the valve seat 2 is provided, and the pressure of the high-pressure fuel is adjusted. This fuel pressure regulating valve 1A urges an armature integrally connected to the valve 3 downward by a spring and controls the magnitude of the current to be supplied to the coil 7 based on the required fuel pressure, thereby controlling the magnetic core. 6 and the armature, the magnetic flux in the magnetic circuit is changed, the force for biasing the armature downward is controlled, the spring is assisted to adjust the opening of the valve 3, and the pressure of the high pressure fuel is controlled. To be adjusted.
The fuel pressure regulating valve 1A has a duty ratio corresponding to the target fuel pressure and has a preset driving frequency f.cIt is driven by so-called PWM voltage control for controlling the current value supplied to the coil 7 by the pulse voltage of. For example, if the variable width of the supply fuel pressure of the high-pressure fuel is 5 MPa to 10 MPa, the orifice 2K is in the most open state when no current is supplied to the coil 7, so the fuel pressure is the minimum fuel pressure of 5 MPa. Further, when the duty ratio of the drive voltage pulse is increased to gradually increase the current supplied to the coil 7, the valve 3 is gradually closed and the fuel pressure rises. When the supply current reaches the maximum value, the pressure for energizing the valve 3 is set so that the maximum pressure of the fuel is 10 MPa.
[0004]
By the way, the flow rate of the fuel pumped to the common rail pulsates according to the discharge cycle of the high-pressure fuel pump based on the engine speed and the number of cam ridges for driving the pump. On the other hand, the fuel pressure regulating valve 1A is driven at the drive frequency f.cAs shown in FIG. 7A, the current flowing in the coil 7 becomes a sawtooth wave centered on the average current value. Therefore, the armature and the valve 3 integrated with the amateur have the above average current. The drive frequency f with the position corresponding tocVibrate. If the vibration frequency of the amateur and the fluctuation frequency of the discharge flow rate of the fuel coincide with each other, the pulsation may be amplified and become large, and the pressure of the pumped fuel becomes unstable.
Therefore, usually, the drive frequency fcIs set lower than the fluctuating frequency of the fuel discharge flow rate corresponding to the practical engine speed so as to avoid the coincidence of the frequencies. On the other hand, the amplitude Δi of the sawtooth wave is equal to the drive frequency f as shown in the figure.cThe lower the value is, the larger the value becomes, so that the operation of the valve 3 becomes larger and the fuel pressure pulsation becomes larger, so it cannot be set too low. Therefore, assuming that the practical rotational speed of the engine is 3500 rpm and the number of crests of the pump driving cam rotated by the engine camshaft is 6, the fluctuation frequency of the discharge flow rate is 350 Hz, so the driving frequency f of the fuel pressure regulating valve 1AcFor example, it is often set to about 150 Hz.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the fluctuation frequency of the discharge flow rate of the high-pressure fuel pump depends on the engine speed, the drive frequency f of the fuel pressure regulating valve 1AcIs set lower than the fluctuating frequency corresponding to the practical rotational speed of the engine, there is a problem in that the above-mentioned frequency coincides in a region where the engine rotational speed is low and pulsation increases. In general, the mechanical natural vibration frequency of the fuel pressure regulating valve 1A is in a region lower than the fluctuation frequency of the fuel discharge flow rate corresponding to the practical engine speed, and therefore the drive frequency f of the fuel pressure regulating valve 1A.cHowever, there is a problem that the pulsation of the high pressure fuel to be pumped becomes large when the frequency coincides with the mechanical natural vibration frequency.
[0006]
The present invention has been made in view of the conventional problems, and a control method for a fuel pressure regulating valve capable of stabilizing the fuel pressure supplied to the injector by appropriately setting the drive frequency of the fuel pressure regulating valve, and An object is to provide such a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a fuel pressure regulating valve, wherein when a fuel pressure regulating valve for regulating the pressure of fuel supplied to an injector is driven, a current supplied to the coil is controlled by PWM voltage control. In addition, the drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is higher than the discharge flow rate fluctuation frequency of the high-pressure fuel pump.And lower than the reciprocal of the time constant of the current of the electric circuit of the fuel pressure regulating valveIt is characterized by setting.
[0009]
  Claim2In the control method for the fuel pressure regulating valve described in 1), the fuel pressure regulating valve can be driven at a plurality of driving frequencies according to the engine speed, and the driving frequency is switched according to the engine speed. It is characterized by that.
[0010]
  Claim3For controlling the fuel pressure regulating valve according to claim 1OnThe drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is set higher than the mechanical natural vibration frequency of the fuel pressure regulating valve.
[0011]
  Claim4For controlling the fuel pressure regulating valve according to claim 1OnThe drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is set so that the difference from the resonance frequency due to pressure propagation in the fuel pipe is 100 Hz or more.
[0012]
  Claim5For controlling the fuel pressure regulating valve according to claim 1OnThe drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is set to be higher than the frequency of fuel injection including all cylinders.
[0013]
  Claim6The fuel pressure regulating valve control device described in 1 is a fuel pressure regulating valve that regulates the pressure of fuel supplied to the injector.A control device for a fuel pressure control valve that controls the current supplied to the coil that drives the motor by PWM voltage control and controls the opening of the fuel pressure control valve, wherein the drive frequency of the fuel pressure control valve is set. Provide frequency setting means and aboveDrive frequency,Higher than the discharge flow rate fluctuation frequency of the high-pressure fuel pumpAnd lower than the reciprocal of the time constant of the current of the electric circuit of the fuel pressure regulating valveSetI didIs.
[0014]
  Claim7The control device for the fuel pressure regulating valve described in (1) sets the variation in the discharge flow rate to the variation frequency corresponding to the maximum engine speed, and drives the fuel adjustment valve at a higher frequency.
[0015]
  Claim8The control device for the fuel pressure regulating valve described in (1) sets the fluctuation of the discharge flow rate to the fluctuation frequency corresponding to the practical engine speed, and drives the fuel regulating valve at a higher frequency.
[0017]
  Claim9The control device of the fuel pressure regulating valve described inIn the driving frequency setting means,Set the drive frequency of the fuel pressure adjustment valve higher than the mechanical natural vibration frequency of the fuel pressure adjustment valve.LikeIt is a thing.
[0018]
  Claim10The control device of the fuel pressure regulating valve described inIn the driving frequency setting means,The drive frequency of the fuel pressure regulating valve is set so that the difference from the resonance frequency due to pressure propagation in the fuel pipe is 100 Hz or more.LikeIt is a thing.
[0019]
  Claim11The control device of the fuel pressure regulating valve described inIn the drive frequency setting means,Set the drive frequency higher than the frequency of fuel injection including all cylindersLikeIt is a thing.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a view showing a fuel supply system including a fuel pressure adjusting device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 10 is a fuel tank containing fuel F, and 11 is stored in the fuel tank 10. The low-pressure fuel pump, 12 is a filter provided on the suction side of the low-pressure fuel pump 11, 13 is a low-pressure check valve provided on the discharge side of the low-pressure fuel pump 11, 14 is a low-pressure fuel passage provided with a filter 15, 16 Is a low-pressure regulator provided in the low-pressure fuel passage 14, 17 is a low-pressure fuel return pipe of the low-pressure regulator 16, 18 is a high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel sent from the low-pressure fuel passage 14 to a high pressure and discharges it to the high-pressure fuel passage 19. 20 is a common rail for storing high-pressure fuel pumped from the high-pressure fuel pump 18, and 21 is connected to the common rail 20 and is connected to the common rail 20 for an engine (not shown). A fuel pressure adjusting device for adjusting the pressure of the high-pressure fuel pumped to the common rail 20; an injector 22 attached to the cylinder; and a fuel pressure adjusting valve 1 connected to a passage 23 branched from the common rail 20. Reference numeral 24 denotes a pressure sensor connected to the common rail 20 and detects the pressure of the high-pressure fuel. Reference numeral 25 controls the injection operation of the injector 21 and controls the fuel pressure adjusting device 22 based on the output voltage of the pressure sensor 24. An electronic control unit (ECU) that controls the fuel pressure supplied to the injector 21 of each cylinder. Reference numeral 26 denotes a drain pipe for connecting the drain passage of the fuel pressure regulating valve 1 and the fuel tank 10.
[0021]
Next, the operation will be described.
The low pressure fuel pump 11 sucks the fuel F through the filter 12, pressurizes it to a low pressure, and discharges it. This low-pressure fuel is sent from the low-pressure check valve 13 to the high-pressure fuel pump 18 through the filter 15 in the low-pressure fuel passage 14. At this time, when the pressure of the fuel flowing through the low pressure fuel passage 14 exceeds the low pressure set value set in the low pressure regulator 16, a part of the fuel in the low pressure pipe 14 is transferred to the low pressure regulator by the low pressure fuel return pipe 17. By returning to the fuel tank 10 via 16, the pressure of the fuel sent from the fuel tank 10 to the high-pressure fuel pump 18 is adjusted to a predetermined low pressure.
The fuel sent to the high-pressure fuel pump 18 is pressurized to a high pressure and sent to the common rail 20 through the high-pressure fuel passage 19. At this time, the pressure of the high pressure fuel in the common rail 20 is controlled by the fuel pressure adjusting device 22 to the fuel pressure set by the ECU 25. When the fuel pressure exceeds the set fuel pressure value, a part of the fuel in the common rail 20 is supplied from the passage 23 through the drain passage 1D of the fuel pressure regulating valve 1 to the fuel via the drain pipe 26. Returned to the tank 10. In this state, corresponding to the fuel injection timing in each cylinder of the engine, the injectors 21 respectively connected to the common rail 20 inject high-pressure fuel into the cylinder at the fuel injection timing.
[0022]
As shown in FIG. 2, the fuel pressure adjusting valve 1 of the fuel pressure adjusting device 22 includes a valve seat 2 having an orifice 2K provided between a passage 23 communicating with the common rail 20 and a drain passage 1D, and the valve seat. 2 to open and close the orifice 2K and adjust the pressure of the high-pressure fuel. The valve 3 and an armature made of a magnetic material integrally connected to the valve 3 and the armature A spring urging downward (in the direction of closing the valve 3), a magnetic core 6 composed of a core portion 6a, a yoke portion 6b, and a cap portion 6c, a coil 7 for exciting the magnetic core 6, and the above A bobbin 8 for housing the coil 7 is provided.
The control device 1C for the fuel pressure regulating valve includes a coil driving means 1a that is built in the ECU 25 and includes a switching element and outputs a driving current to the coil 7, and a target fuel pressure P.0Drive voltage control means 1b for controlling the duty ratio of the PWM control signal by controlling the on / off timing of the switching element in accordance with the frequency f of the drive voltage.cDrive frequency setting means 1c for setting the fuel pressure adjusting valve 1 to the drive frequency f.cAnd the opening degree of the fuel pressure regulating valve 1 is controlled. Note that the details thereof are publicly known, and thus the description thereof is omitted.
[0023]
Next, the operation of the fuel pressure adjusting device 22 will be described.
The spring is a compression spring and acts to urge the armature downward, that is, in the direction of closing the valve 3. When the coil 7 is energized, a magnetic flux is generated in the magnetic circuit formed by the armature, the core portion 6a of the magnetic core 6, the yoke portion 6b, and the cap portion 6c, and the amateur is further urged downward. The biasing force for assisting the spring is controlled by a current value (a duty ratio of the PWM control signal) energizing the coil 7.
That is, the fuel pressure adjusting device 22 is controlled by the control device 1C of the fuel pressure adjusting valve to the pulse voltage (driving frequency f) corresponding to the target fuel pressure in the coil 7.c) Is applied to adjust the opening of the valve 3 of the fuel pressure adjusting valve 1 to adjust the pressure of the high-pressure fuel in the common rail 20.
[0024]
FIG. 3A shows the drive frequency f.cIs a diagram showing changes in the coil current when the duty ratio of the driving voltage is 50%. The coil current is an average current, for example, a sawtooth wave centered on 0.5 A. Vibrates at a position corresponding to the current. As shown in FIG. 3B, the amplitude of the current decreases as the frequency increases, and the vibration width of the amateur also decreases.
When the vibration width of the vibration is a certain amount of minute vibration, the minute vibration acts to reduce the sliding resistance of the amateur and reduce the hysteresis of the amateur (dither effect). On the contrary, if the vibration width is too large, the fuel pressure pulsation increases as described above. Therefore, the driving frequency f when driving the fuel pressure regulating valve 1cIt is necessary to set the vibration width to be small to some extent and to set the frequency so as to maintain the dither effect.
In the operation of the fuel pressure regulating valve 1, in order to maintain the dither effect, the frequency for determining the amplitude of the sawtooth wave, that is, the drive frequency fcIs advantageously set lower than the reciprocal of the time constant τ of the current of the electric circuit of the fuel pressure regulating valve 1.
The current flowing through the coil 7 and the constant τ when the step voltage is applied from the non-energized state are expressed by the following equation.
I (t) = I∞[1-exp {-(R / L) t}]
τ = L / R
L: Inductance, R: Resistance, τ: Time constant
Therefore, fcBy setting <1 / τ, the dither effect can be maintained and the sliding resistance of the amateur can be reduced.
[0025]
On the other hand, the fluctuation frequency f of the fuel discharge flow ratez4, the pump cylinder number Z, cam rotation frequency N, cam crest number mcamIn the case of a single cylinder, f1= Mcam・ F for N, 2 cylinders2= 2mcam・ N, f for 3 or more cylindersz= 2Zmcam・ N.
For example, the pump is a single cylinder and the engine speed NeIs the maximum rotation speed of 7000rpm and the number of cam crests is mcam= 6, the cam rotation frequency is N = (Ne/ 2) / 60 rps, the fluctuation frequency of the fuel discharge flow rate is f1= 350 Hz.
In the first embodiment, the drive frequency fcThe fluctuating frequency f of the fuel discharge flow ratezHigher than f and fc<1 / τ (τ: time constant of the current of the electric circuit of the fuel pressure regulating valve 1) eliminates the amplification of the pulsation caused by fluctuations in the vibration of the fuel pressure regulating valve 1 and the discharge flow rate of the high pressure fuel. Thus, the pressure of the high-pressure fuel in the common rail 20 is stably controlled by avoiding the increase in pulsation, maintaining the dither effect, and reducing the sliding resistance of the amateur.
[0026]
Thus, according to the first embodiment, the drive frequency f of the fuel pressure adjusting valve 1 that adjusts the pressure of the fuel supplied to the injector 21 by the control device 1C.cThe discharge flow rate fluctuation frequency f of the high-pressure fuel pump 18 corresponding to the maximum engine speedzIs set to be higher than the reciprocal of the time constant τ of the current of the electric circuit of the fuel pressure regulating valve 1, so that the vibration of the valve 3 integrated with the armature caused by the drive voltage and the discharge flow rate of the high-pressure fuel pump are set. It is possible to avoid the increase in fuel pressure pulsation due to overlap with pulsation caused by fluctuations in the fuel pressure, while maintaining the dither effect and reducing the sliding resistance of the amateur, so the fuel pressure adjustment valve 1 can be driven stably, and the pulsation of the fuel pressure can be reduced.
[0027]
In the first embodiment, the fluctuating frequency f of the fuel discharge flow ratezHas been described as a variable frequency corresponding to the maximum engine speed.zThere is no practical problem even if the variable frequency corresponding to the practical engine speed (for example, 3500 rpm) is used. The fluctuating frequency fzIs a fluctuating frequency corresponding to a practical engine speed, the drive frequency f of the fuel pressure regulating valve 1cThe set value of the drive frequency f can be reduced.cCan be set to a frequency at which the dither effect becomes more effective.
[0028]
Embodiment 2. FIG.
When the vibration frequency of the valve 3 due to the drive voltage matches the mechanical natural vibration frequency of the valve 3 itself, the vibration of the valve 3 increases, and the pressure pulsation of the high-pressure fuel in the common rail 20 may increase.
In the second embodiment, the drive frequency f of the fuel pressure regulating valve 1 iscIs the mechanical natural vibration frequency f of the valve 3 represented by the following formula:mBy setting it higher than this, resonance at the mechanical natural frequency is avoided, and pulsation of the fuel pressure is prevented from increasing.
fm= (1 / 2π) · (k / m)1/2
k: Spring constant determined by spring, electromagnetic force and fluid force,
m; (mass of amateur and valve) + (mass of spring) / 3
Generally, the mechanical natural vibration frequency fmIs lower than 200 Hz and lower than the fluctuation frequency of the fuel discharge flow rate when the engine speed is a practical speed, so the drive frequency fcThe fluctuating frequency f of the fuel discharge flow ratezIf it is set higher than this, there is no problem with resonance caused by the mechanical natural vibration. However, the pump has three or more cylinders and the fluctuation frequency fzIs high and the fluctuation amplitude of the fuel discharge flow rate is small, the drive frequency fcIs the fluctuation frequency f of the fuel discharge flow rate.zRather, the mechanical natural vibration frequency fmThe driving frequency fcTherefore, it is possible to avoid an increase in pulsation while keeping the dither effect effective.
[0029]
Embodiment 3 FIG.
In the fuel supply system, due to the shape of the fuel pipe, etc., for example, as shown in FIG. 5, resonance caused by pressure propagation in the fuel pipe (in the figure, the resonance frequency fP≈400 Hz) and fuel pressure pulsation may increase. Further, the pressure of the high-pressure fuel in the common rail 20 also varies due to intermittent fuel injection of the injector 21.
In the third embodiment, the drive frequency f of the fuel pressure regulating valve 1 iscThe resonance frequency f due to pressure propagation in the fuel pipePIs set to be 100 Hz or more to avoid resonance between pulsation caused by resonance caused by pressure propagation in the fuel pipe and vibration of the valve 3 caused by drive voltage, and further, the fuel pressure adjustment Driving frequency f of valve 1cIs set higher than the frequency of fuel injection, and resonance between the pulsation depending on the intermittent fuel injection of the injector 21 and the vibration of the valve 3 caused by the drive voltage is suppressed, and the increase of the pulsation of the fuel pressure is avoided. Thus, the fuel pressure fluctuation in the common rail 20 can be suppressed.
[0030]
In the first to third embodiments, the driving frequency f of the fuel pressure regulating valve 1cIs set to one, but the fuel pressure adjustment valve 1 is connected to the engine speed NeDrive frequency f depending onckCan be driven with the above driving frequency f.ckEngine speed NeIf the engine is switched according to the engine speed NeIs low, the driving frequency f of the fuel pressure regulating valve 1cDrive frequency fcCan be set to a frequency at which the dither effect becomes more effective. Therefore, it is possible to avoid the increase in pulsation due to the overlap of the vibration of the valve 3 due to the drive voltage and the pulsation due to the fluctuation in the discharge flow rate of the high-pressure fuel, and it is possible to accurately reduce the sliding resistance of the amateur. Therefore, the operation of the fuel pressure adjustment valve can be stabilized.
[0031]
【The invention's effect】
  As described above, according to the first aspect of the invention, when the fuel pressure adjustment valve for adjusting the pressure of the fuel supplied to the injector is driven, the current supplied to the coil is controlled by the PWM voltage control. The driving frequency for driving the fuel pressure regulating valve is higher than the discharge flow rate fluctuation frequency of the high-pressure fuel pump.And lower than the reciprocal of the current time constant of the electric circuit of the fuel pressure regulating valveSince it is set, it can be avoided that the vibration of the valve caused by the driving voltage and the pulsation caused by the fluctuation of the discharge flow rate of the high-pressure fuel overlap and amplify, and the pulsation of the fuel pressure can be suppressed.At the same time, the pulsation of fuel pressure can be avoided while maintaining the dither effect..
[0033]
  Claim2According to the invention, the fuel pressure adjustment valve can be driven at a plurality of drive frequencies corresponding to the engine speed, and the drive frequency is switched according to the engine speed. fcCan be set to a frequency at which the dither effect becomes more effective according to the engine speed, and the operation of the fuel pressure regulating valve can be stabilized.
[0034]
  Claim3According to the invention described inAboveSince the drive frequency for driving the fuel pressure adjustment valve is set higher than the mechanical natural vibration frequency of the fuel pressure adjustment valve, resonance with the mechanical natural vibration is avoided and fuel pressure pulsation is prevented from increasing. be able to.
[0035]
  Claim4According to the invention described inAboveSince the drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is set so that the difference from the resonance frequency due to pressure propagation in the fuel pipe is 100 Hz or more, the pulsation and drive voltage caused by resonance due to pressure propagation in the fuel pipe Resonance with the valve vibration caused can be avoided, and the fuel pressure fluctuation of the high-pressure fuel can be suppressed.
[0036]
  Claim5According to the invention described inAboveSince the drive frequency for driving the fuel pressure regulating valve is set higher than the frequency of fuel injection including all cylinders, the pulsation that depends on the intermittent fuel injection of the injector overlaps with the vibration of the valve caused by the drive voltage. It can be avoided that the fuel pressure pulsation increases due to amplification.
[0037]
  Claim6According to the invention described in the above, the fuel pressure regulating valve for regulating the pressure of the fuel supplied to the injectorIn the control device for the fuel pressure control valve, which controls the current supplied to the coil for driving the motor by PWM voltage control and controls the opening of the fuel pressure control valve, the drive frequency setting for setting the drive frequency of the fuel pressure control valve Providing means, andSet the drive frequency higher than the discharge flow rate fluctuation frequency of the high-pressure fuel pump.And lower than the reciprocal of the current time constant of the electric circuit of the fuel pressure regulating valveSetLikeTherefore, the pulsation of fuel pressure can be suppressedAt the same time, the pulsation of fuel pressure can be avoided while maintaining the dither effect.A control device for the fuel pressure regulating valve can be obtained.
[0038]
  Claim7Since the fluctuation frequency corresponding to the maximum engine speed is used as the discharge flow fluctuation frequency, the fuel pressure pulsation can be reliably suppressed in the entire engine speed range.
[0039]
  Claim8According to the invention described in the above, since the fluctuation frequency corresponding to the practical engine speed is used as the discharge flow fluctuation frequency, the pulsation of the fuel pressure can be reliably suppressed in the practical engine speed range, and the drive The frequency can be set to a frequency at which the dither effect is more effective.
[0041]
  Claims9According to the invention described inIn the drive frequency setting means,Set the drive frequency of the fuel pressure control valve higher than the mechanical natural vibration frequency of the fuel pressure control valveLikeTherefore, resonance with mechanical natural vibration can be avoided, and increase in fuel pressure pulsation can be prevented.
[0042]
  Claim10According to the invention described inIn the drive frequency setting means,The drive frequency of the fuel pressure regulating valve is set so that the difference from the resonance frequency due to pressure propagation in the fuel pipe is 100 Hz or more.LikeTherefore, resonance between pulsation caused by resonance due to pressure propagation in the fuel pipe and valve vibration caused by drive voltage can be avoided, and fuel pressure fluctuations of high-pressure fuel can be suppressed.
[0043]
  Claim11The control device of the fuel pressure regulating valve described inIn the drive frequency setting means,Set the drive frequency higher than the frequency of fuel injection including all cylindersLikeTherefore, it can be avoided that the pulsation depending on the intermittent fuel injection of the injector and the vibration of the valve caused by the drive voltage are overlapped and amplified to increase the pulsation of the fuel pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a fuel supply system including a fuel pressure adjusting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a fuel pressure adjusting device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a drive current flowing in a coil of an electromagnet.
FIG. 4 is a diagram showing a difference in variation in fuel discharge flow rate due to a difference in high-pressure fuel pump.
FIG. 5 is a diagram showing fuel pressure pulsation caused by resonance due to pressure propagation in a fuel pipe.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional fuel pressure control device.
FIG. 7 is a diagram showing a drive current flowing in a coil of an electromagnet.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel pressure regulating valve, 1C Fuel pressure regulating valve control device, 1a Coil driving means, 1b Driving voltage control means, 1c Driving frequency setting means, 1D drain passage, 2 Valve seat, 2K orifice, 3 Valve, 6 Magnetic core, 7 Coil, 8 Bobbin, 10 Fuel tank, 11 Low pressure fuel pump, 12 Filter, 13 Low pressure check valve, 14 Low pressure fuel passage, 15 Filter, 16 Low pressure regulator, 17 Low pressure fuel return piping, 18 High pressure fuel pump, 19 High pressure fuel passage , 20 common rail, 21 injector, 22 fuel pressure control device, 23 passage, 24 pressure sensor, 25 ECU, 26 drain piping.

Claims (11)

インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動する際に、コイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御するとともに、上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定したことを特徴とする燃料圧力調整弁の制御方法。When driving a fuel pressure adjustment valve that adjusts the pressure of the fuel supplied to the injector, the current supplied to the coil is controlled by PWM voltage control, and the drive frequency for driving the fuel pressure adjustment valve is controlled by the discharge of the high-pressure fuel pump. A method for controlling a fuel pressure regulating valve, characterized in that the fuel pressure regulating valve is set to be higher than a flow rate fluctuation frequency and lower than a reciprocal of a time constant of a current of an electric circuit of the fuel pressure regulating valve. 燃料圧力調整弁をエンジンの回転数に応じた複数の駆動周波数で駆動可能とするとともに、上記駆動周波数をエンジンの回転数に応じて切換えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料圧力調整弁の制御方法。  2. The fuel pressure according to claim 1, wherein the fuel pressure regulating valve can be driven at a plurality of drive frequencies according to the engine speed, and the drive frequency is switched according to the engine speed. Control method of regulating valve. 上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料圧力調整弁の制御方法。The method of claim 1 or claim 2 fuel pressure regulating valve according to, characterized in that the driving frequency for driving the upper Symbol fuel pressure regulating valve is set higher than the mechanical natural frequency of the fuel pressure regulating valve. 上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料圧力調整弁の制御方法。Fuel pressure regulator according to claim 1 or claim 2, wherein the driving frequency for driving the upper Symbol fuel pressure regulating valve is a difference between the resonance frequency caused by the pressure propagation in the fuel pipe was set to be equal to or greater than 100Hz Valve control method. 上記燃料圧力調整弁を駆動する駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料圧力調整弁の制御方法。The method of claim 1 or claim 2 fuel pressure regulating valve according to, characterized in that the driving frequency for driving the upper Symbol fuel pressure regulating valve is set higher than the frequency of the inclusive fuel injection all the cylinders. インジェクタへ供給する燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁を駆動するコイルに通電する電流をＰＷＭ電圧制御により制御し、上記燃料圧力調整弁の開度を制御する燃料圧力調整弁の制御装置において、上記燃料圧力調整弁の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段を設けるとともに、上記駆動周波数を、高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数よりも高く、かつ、燃料圧力調整弁の電気回路の電流の時定数の逆数よりも低く設定するようにしたことを特徴とする燃料圧力調整弁の制御装置。In the control device for the fuel pressure adjusting valve, the current applied to the coil that drives the fuel pressure adjusting valve that adjusts the pressure of the fuel supplied to the injector is controlled by PWM voltage control, and the opening of the fuel pressure adjusting valve is controlled. Drive frequency setting means for setting the drive frequency of the fuel pressure adjustment valve is provided, the drive frequency is higher than the discharge flow rate fluctuation frequency of the high-pressure fuel pump , and the time constant of the current of the electric circuit of the fuel pressure adjustment valve control device of a fuel pressure regulating valve, characterized in that so as to set lower than the inverse of. 上記吐出流量変動周波数をエンジンの最高回転数に相当する変動周波数としたことを特徴とする請求項６記載の燃料圧力調整弁の制御装置。7. The control apparatus for a fuel pressure regulating valve according to claim 6, wherein the discharge flow rate fluctuation frequency is a fluctuation frequency corresponding to the maximum engine speed. 上記吐出流量変動周波数をエンジンの実用回転数に相当する変動周波数としたことを特徴とする請求項６記載の燃料圧力調整弁の制御装置。7. The fuel pressure control valve control device according to claim 6, wherein the discharge flow rate fluctuation frequency is a fluctuation frequency corresponding to a practical engine speed. 上記駆動周波数設定手段において、上記駆動周波数を燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数よりも高く設定するようにしたことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の燃料圧力調整弁の制御装置。 In the drive frequency setting means, according to any one of claims 6 to claim 8, characterized that you have on SL driving frequency so that set higher than the mechanical natural frequency of the fuel pressure regulating valve controller of the fuel pressure regulating valve. 上記駆動周波数設定手段において、上記駆動周波数を、燃料配管内の圧力伝播による共振周波数との差が１００Ｈｚ以上になるように設定するようにしたことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の燃料圧力調整弁の制御装置。 In the drive frequency setting means, the upper Symbol driving frequency, claim 6 claim a difference between the resonance frequency caused by the pressure propagation in the fuel pipe is characterized that you have to so that set so that the above 100Hz The control device for a fuel pressure regulating valve according to any one of claims 8 to 10 . 上記駆動周波数設定手段において、上記駆動周波数を全気筒を含んだ燃料噴射の周波数よりも高く設定するようにしたことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の燃料圧力調整弁の制御装置。 In the drive frequency setting means, fuel of any of claims 6 to claim 8, characterized that you have to so that to set the upper SL drive frequency higher than the frequency of the inclusive fuel injection all the cylinders Control device for pressure regulating valve.
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