JP5639970B2 - 電磁弁の制御方法、高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の制御方法および電磁吸入弁の電磁駆動機構の制御装置 - Google Patents
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Description
図1乃至図5に基づき本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの第一の実施例を説明する。図1は細部に符号を付すことができないので、説明中の符号で図1にその符号がないものは図2以降の拡大図にその符号を記載する。
まず、ピストンプランジャ2が下死点位置にある状態から説明する。このとき、加圧室12内には燃料が充填されており、図3(A)に示すソレノイド204は非通電状態にある。プランジャロッド付勢ばね202の付勢力により、プランジャロッド201はSP1の矢印に示す方向に付勢され、バルブ203を開弁方向に付勢する。
スピル工程から加圧工程に推移するにあたり、ECU600はソレノイド204に通電する指令を与える。この期間を、図5記載の、第一電流供給領域として示す。ソレノイド204に流れる電流は、ソレノイド固有のインダクタンスによって遅れを伴い上昇する。このとき、図3(A)に示す閉磁路CMPが生起され、磁気空隙GPにおいて、固定コア206とアンカー207の対抗面間に磁気吸引力が発生する。電流の上昇に伴い、磁気吸引力も上昇する。磁気吸引力がプランジャロッド付勢ばね202の付勢力よりも大きくなると、アンカー207とこれに固定されているプランジャロッド201は固定コア205の方向に引き寄せられる。このとき、磁気空隙GP、プランジャロッド付勢ばね202の収納室206K内の燃料は燃料通路201Kおよびアンカー207の周囲を通して燃料通路214Kから低圧通路に排出される。これにより、アンカー207とプランジャロッド201は、少ない流体抵抗により高速に固定コア206側に移動可能となる。アンカー207が固定コア206に衝突すると、アンカー207とプランジャロッド201は運動を停止する。この衝突により、第1の騒音が発生する。
ピストンプランジャ2が上死点を通過すると、今度は吸入工程に入り、ピストンプランジャ2の下降運動によって加圧室12の容積は増加し、圧力が減少する。加圧室12の圧力は低圧燃料室10aの圧力以下まで下がり、加圧室12内の圧力によるバルブ203の閉弁力は消滅するとともに、差圧による開弁力が発生する。このときソレノイド204の電流値はゼロ、またはゼロ近傍に維持されているため、磁気吸引力は発生せず、プランジャロッド201はバルブ203を開弁方向へ付勢し続け、一緒に開弁方向へ移動開始する。プランジャロッド201はバルブ203と別部材で構成されているため、バルブ203と一緒に開弁方向へ移動するか、あるいは途中から離間する。
図7に第二の実施例を示す。高圧燃料供給ポンプの構成は第一実施例と同一である。第二の実施例では、プランジャロッド201が閉弁方向に移動中に、制限電流供給領域に切り替える。プランジャロッド201の移動途中で電流値を、例えば保持電流近傍まで下げることにより、磁気吸引力が弱くなり、プランジャロッド201の移動速度は第一の実施例と比べて遅くなる。その結果、アンカー207が固定コア206に衝突するときに発生する騒音は小さくなる。
図8に第三の実施例を示す。本実施例では、第一電流供給領域において、最初に高い電流を与え、その後、電流値を下げる。こうすることによって、最初に高い電流を与えて、確実にプランジャロッド201を移動開始させることができる。更に、電流値の高い期間を短くするため、ソレノイドの発熱量はさほど高くならない。本実施例は、電流値が正確に制御できない場合や、動作電流のマージンを大きく取りたい場合に有利である。
2 ピストンプランジャ
3 リフタ
4 ばね
5 プランジャシール
6 吐出弁
7 カム
10 吸入ジョイント
10a 低圧燃料室
10b ダンパ室
10p 燃料導入通路
10S 環状燃料通路
11 吐出ジョイント
12 加圧室
20 シリンダ
21 シリンダホルダ
22 シールホルダ
30 ダンパホルダ
40 ダンパカバー
50 燃料タンク
51 低圧ポンプ
53 コモンレール
54 インジェクタ
56 圧力センサ
80 金属ダイアフラムダンパ(組体)
200 電磁駆動型吸入弁機構
201 プランジャロッド
203 バルブ
203H 円筒部
214 バルブハウジング
214P 開口部
214S バルブシート
250 燃料副室
600 エンジンコントロールユニット(ECU)
EMD 電磁駆動機構部
INV 吸入弁部
S0 バルブストッパ
SG 円筒面部(バルブガイド)
Claims (8)
- ばねによって付勢されるプランジャロッドと、
ソレノイドに流れる電流に応じて前記のばねの付勢力に対して逆向きの電磁力を発生する電磁ソレノイド装置と、
前記プランジャロッドとは別部材で形成された吸入弁と、を備え、
前記ばねの付勢力と前記電磁力とのバランスによって、前記プランジャロッドを第一の位置また第二の位置に移動させ、前記吸入弁に係合、または係合解除することにより弁の動作を制御するよう構成されており、
前記のばね力よりも強い力で前記プランジャロッドを前記第二の位置から前記第一の位置に移動させるための電磁力を発生する第一電流供給領域と、前記第一電流供給領域よりも弱い力を与えて前記プランジャロッドが前記第二の位置に移動する勢いを弱めさせるための第二の電流供給領域と、前記第一と第二の電流供給領域との間の期間にあって、前記弁が閉弁している期間に前記第一電流供給領域のピーク電流より小さな制限された電流(ゼロを含む)が供給される制限電流供給領域を備える電磁弁の制御方法。 - 加圧室に燃料を導入する吸入通路と、前記加圧室から前記燃料を導出する吐出通路と、
前記加圧室内を往復動する加圧部材と、前記吸入通路と前記加圧室の間に設けられた吸入弁と、前記吸入弁を閉弁方向に付勢する第一のばねと、前記吐出通路と前記加圧室の間に設けられた吐出弁と、前記吸入弁の動作を制御する電磁駆動機構とを備えた高圧燃料供給ポンプの電磁式吸入弁の制御方法であって、
前記電磁駆動機構は第二のばねと、前記第二のばねによって付勢されるプランジャロッドと、ソレノイドに流れる電流に応じて前記第二のばねの付勢力に対して逆向きの電磁力を発生する電磁ソレノイド装置と、を備え、前記第二のばねの付勢力と前記電磁力とのバランスによって、前記プランジャロッドを第一の位置または第二の位置に移動させ、前記吸入弁に係合、または係合解除することにより前記吸入弁の動作を制御するよう構成されており、
前記第二のばね力よりも強い力で前記プランジャロッドを前記第二の位置から前記第一の位置に移動させるための電磁力を発生する第一電流供給領域と、前記第一電流供給領域よりも弱い力を与えて前記プランジャロッドが前記第二の位置に移動する勢いを弱めさせるための第二の電流供給領域と、前記第一と第二の電流供給領域との間の期間にあって、前記吸入弁が閉弁している期間に前記第一電流供給領域のピーク電流より小さな制限された電流(ゼロを含む)が供給される制限電流供給領域を備える
請求項1に記載の電磁弁の制御方法によって制御される電磁式吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプの制御方法。 - 請求項2に記載したものにおいて、
前記ポンプの加圧部材が上死点に差し掛かるタイミングでは、前記電磁駆動機構は前記制限電流供給領域に制御される請求項1に記載の電磁弁の制御方法によって制御される電磁式吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプの制御方法。 - 請求項2に記載されたものにおいて、
前記制限電流供給領域が前記プランジャロッドを前記第一の位置に保持する保持電流領域と、それに引き続く電流を流さないゼロ電流領域を有する請求項1に記載の電磁弁の制御方法によって制御される電磁式吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプの制御方法。 - 請求項3に記載されたものにおいて、
前記ポンプのプランジャピストンが上死点に差し掛かるタイミングでは、前記電磁駆動機構に流す電流をゼロにし、前記吸入弁を閉弁方向に作用する加圧燃料圧力によって前記ばね力に抗して前記吸入弁が閉じ位置に保持されている請求項1に記載の電磁弁の制御方法によって制御される電磁式吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプの制御方法。 - 請求項2に記載された電磁駆動機構を制御する制御装置であって、マイクロコンピュータと、当該マイクロコンピュータの出力に基づいて前記電磁駆動機構の前記ソレノイドに流れる電流を導通遮断するドライバー回路を備えた制御装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記電磁駆動機構によって制御される被制御機器の運転状態を入力とし、当該運転状態に応じて前記第一電流供給領域、第二の電流供給領域および制限電流供給領域の開始タイミング指令および終了タイミング指令を出力し、当該マイクロコンピュータの出力に応じて前記ドライバー回路が、前記電磁駆動機構の前記ソレノイドに流れる電流を導通遮断するよう構成された制御装置。 - 請求項2に記載された電磁駆動機構によって内燃機関の高圧燃料供給ポンプの吸入弁の開閉状態を制御して、当該高圧燃料供給ポンプの吐出燃料量を制御する高圧燃料供給ポンプの燃料吐出量制御装置であって、
当該高圧燃料供給ポンプの燃料吐出量制御装置は、内燃機関の運転状態を入力とし、当該内燃機関の運転状態に応じて前記第一電流供給領域、第二の電流供給領域および制限電流供給領域の開始タイミング指令および終了タイミング指令を出力するマイクロコンピュータと、当該マイクロコンピュータの出力に応じて前記電磁駆動機構の前記ソレノイドに流れる電流を導通遮断するドライバー回路を備え、前記マイクロコンピュータは、前記高圧燃料供給ポンプのプランジャが下死点から上死点に向かって移動する区間において、
前記第一電流供給領域の開始タイミング指令および終了タイミング指令を出力し、前記吸入弁が閉弁した後であって前記高圧燃料供給ポンプの吐出開始タイミング前に前記制限電流領域の開始タイミング指令および終了タイミング指令を出力し、前記高圧燃料供給ポンプのプランジャが上死点から下死点に向かって移動を転じた後に前記第二の電流供給領域の開始タイミング指令および終了タイミング指令を出力する高圧燃料供給ポンプの燃料吐出量制御装置。 - 請求項2に記載された電磁駆動機構によって内燃機関の高圧燃料供給ポンプの吸入弁の開閉状態を制御する高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の制御方法であって、
前記高圧燃料供給ポンプのプランジャが下死点から上死点に向かって移動する区間において、前記電磁駆動機構の前記ソレノイドを前記第一電流供給領域に制御することによって、前記吸入弁を閉弁し、前記吸入弁が閉弁した後は前記電磁駆動機構の前記ソレノイドを前記制限電流供給領域に制御することによって、前記吸入弁を開弁準備状態に制御し、前記高圧燃料供給ポンプのプランジャが上死点から下死点に向かって移動を転じた後に前記電磁駆動機構の前記ソレノイドを前記第二の電流供給領域に制御することによって、前記電磁吸入弁が開弁する勢いを弱めさせる高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の制御方法。
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