WO2016170744A1 - 高圧ポンプの制御装置 - Google Patents
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- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
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- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
Definitions
- the present disclosure relates to a control device for a high-pressure pump including an electromagnetic valve that opens and closes a metering valve of the high-pressure pump.
- the fuel pumped from the fuel tank by an electric low-pressure pump is driven by the engine power in order to atomize the injected fuel by increasing the injection pressure.
- the high pressure fuel discharged from the high pressure pump is pumped to the fuel injection valve.
- a metering valve that opens and closes the suction port side of the high-pressure pump and an electromagnetic valve that opens and closes the metering valve are provided, and energization of the solenoid valve is controlled to close the metering valve.
- the fuel discharge amount of the high-pressure pump is controlled to control the fuel pressure (fuel pressure).
- Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 2010-533820
- the current value when the solenoid valve of the high-pressure pump is energized and closed is set to the minimum current value that can be closed. Reduces the valve speed to suppress vibrations that occur during valve closing control.
- the actual fuel pressure in the accumulator that stores the high-pressure fuel pumped from the high-pressure pump is compared with the target fuel pressure, and the minimum current value is determined based on the current value when the deviation of the actual fuel pressure from the target fuel pressure exceeds the threshold value.
- Patent Document 1 it is difficult to accurately set the minimum current value due to the influence of individual differences (manufacturing variation) and variations in the characteristics of the high pressure pump due to environmental changes, and noise from the high pressure pump is reduced. There is a possibility that it cannot be reduced sufficiently.
- the present applicant is researching the following system as a technique for reducing the noise of the high-pressure pump without being affected by individual differences or environmental changes. It is determined whether the high-pressure pump has been activated when the solenoid valve is energized (the moving part of the solenoid valve has moved to the closed position), and if it is determined that the high-pressure pump has been activated, the power supplied to the solenoid valve is reduced. The process of decreasing by a predetermined amount is repeated to gradually reduce the supplied power. After that, when it is determined that the high-pressure pump is not operating, the supply power to the solenoid valve is set to the valve closing limit power (minimum supply power that can close the solenoid valve) by increasing the supply power by a predetermined amount. It can be so.
- the valve closing limit power minimum supply power that can close the solenoid valve
- This disclosure is intended to provide a control device for a high-pressure pump that can reduce the noise of the high-pressure pump while preventing the occurrence of problems due to the non-operation of the high-pressure pump.
- a pump chamber having a fuel inlet and outlet, a plunger that reciprocates in the pump chamber, a metering valve that opens and closes the inlet, and an electromagnetic that opens and closes the metering valve
- a control device for a high-pressure pump that includes a valve, energizes the solenoid valve, moves a movable portion of the solenoid valve to a closed position, and closes the metering valve, a determination unit, an acquisition unit, and a power setting unit With.
- the determination unit determines whether or not the movable part of the solenoid valve has moved to the closed position when the solenoid valve is energized and the solenoid valve has been closed.
- the acquisition unit acquires, as a solenoid valve response time, a time from when the energization of the solenoid valve is started until it is determined that the solenoid valve is closed.
- the power setting unit sets the supply power to the solenoid valve by repeating the process of reducing the supply power to the solenoid valve from the previous value until the solenoid valve response time reaches a predetermined upper limit value.
- the valve closing speed (moving speed of the movable part) of the solenoid valve is lowered, and the solenoid valve response time is lengthened.
- the solenoid valve response time is monitored when the solenoid valve is energized, and the process of reducing the power supplied to the solenoid valve from the previous value is repeated until the solenoid valve response time reaches the upper limit value.
- the power supplied to the solenoid valve can be reduced to the lower limit supply power corresponding to the vicinity of the upper limit value of the solenoid valve response time.
- the valve closing speed of a solenoid valve can be reduced and the noise of a high pressure pump can be reduced.
- the power supplied to the solenoid valve can be set to the lower limit supply power without being affected by this. Therefore, the noise of the high-pressure pump can be reduced without being affected by individual differences and environmental changes.
- the supply power is not reduced until it is determined that the high-pressure pump is not operating (that is, the solenoid valve does not close), but the supply power is reduced until the solenoid valve response time reaches the upper limit value. It is possible to prevent the occurrence of problems such as intermittent noise and fuel pressure drop due to non-operation of the engine.
- a pump chamber having a fuel inlet and outlet, a plunger that reciprocates in the pump chamber, a metering valve that opens and closes the inlet, and an electromagnetic that opens and closes the metering valve
- a control device for a high-pressure pump that includes a valve and energizes the solenoid valve to move a movable portion of the solenoid valve to a closed position to close the metering valve, and includes a determination unit, an acquisition unit, and a target setting unit And a power control unit.
- the determination unit determines whether or not the movable part of the solenoid valve has moved to the closed position when the solenoid valve is energized and the solenoid valve has been closed.
- the acquisition unit acquires, as a solenoid valve response time, a time from when the energization of the solenoid valve is started until it is determined that the solenoid valve is closed.
- the target setting unit sets the target value of the solenoid valve response time as the target solenoid valve response time.
- the power control unit controls the power supplied to the solenoid valve so that the solenoid valve response time becomes the target solenoid valve response time.
- the solenoid valve response time can be accurately controlled to the desired target solenoid valve response time without being significantly affected by individual differences and environmental changes. Even in this case, it is possible to reduce the noise of the high-pressure pump while preventing the occurrence of problems due to the non-operation of the high-pressure pump.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a fuel supply system for a direct injection engine according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a state of the high-pressure pump during fuel suction.
- FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a state of the high-pressure pump during fuel discharge.
- FIG. 4 is a time chart for explaining the sound reduction control.
- FIG. 5 is a time chart showing comparison between normal control and sound reduction control.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the supplied power and the solenoid valve response time.
- FIG. 7 is a time chart for explaining a method for determining whether the electromagnetic valve is closed.
- FIG. 8 is a time chart illustrating a method for setting the number of determinations.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a fuel supply system for a direct injection engine according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a state of the high-pressure pump during fuel suction.
- FIG. 9 is a flowchart (part 1) showing the flow of processing of the valve closing control routine.
- FIG. 10 is a flowchart (part 2) showing the flow of processing of the valve closing control routine.
- FIG. 11 is a flowchart showing the flow of processing of the response time calculation routine.
- FIG. 12 is a diagram conceptually illustrating an example of the determination number table.
- FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing of the fuel pressure F / F control amount calculation routine.
- FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing of the fuel pressure F / B control amount calculation routine.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating a flow of processing of a target solenoid valve response time calculation routine according to the second embodiment.
- FIG. 16 is a flowchart showing the flow of processing of the solenoid valve response time control routine.
- FIG. 17 is a diagram for explaining the valve closing request timing, the energization start timing, and the solenoid valve response period (solenoid valve response time).
- FIG. 18 is a time chart showing an execution example of the solenoid valve response time control.
- FIG. 19 is a flowchart illustrating a process flow of a target solenoid valve response time calculation routine according to the third embodiment.
- FIG. 20 is a diagram illustrating a schematic configuration of a fuel supply system for a direct injection engine according to the fourth embodiment.
- FIG. 21 is a flowchart showing a flow of processing of the valve closing determination value setting routine.
- FIG. 22 is a flowchart showing the flow of the learning and stop time information acquisition routine.
- FIG. 23 is a flowchart showing the flow of processing of the start time information acquisition and initial value setting routine.
- Example 1 will be described with reference to FIGS.
- a low pressure pump 12 for pumping fuel is installed in a fuel tank 11 for storing fuel.
- the low-pressure pump 12 is driven by an electric motor (not shown) that uses a battery (not shown) as a power source.
- the fuel discharged from the low pressure pump 12 is supplied to the high pressure pump 14 through the fuel pipe 13.
- a pressure regulator 15 is connected to the fuel pipe 13, and the pressure regulator 15 regulates the discharge pressure of the low-pressure pump 12 (fuel supply pressure to the high-pressure pump 14) to a predetermined pressure. Is returned into the fuel tank 11 by the fuel return pipe 16.
- the high-pressure pump 14 is a plunger pump that sucks / discharges fuel by reciprocating a plunger 18 in a cylindrical pump chamber 17, and the plunger 18 is a cam shaft 19 of the engine. It is driven by the rotational movement of the cam 20 fitted to the.
- a metering valve 23 for opening and closing the fuel passage 22 and an electromagnetic valve 27 (electromagnetic actuator) for opening and closing the metering valve 23 are provided on the suction port 21 side of the high-pressure pump 14.
- the electromagnetic valve 27 electromagnetically drives the movable part 28 that can move, a spring 29 that urges the movable part 28 to an open position (see FIG. 2), and the movable part 28 to a closed position (see FIG. 3).
- a solenoid 30 (coil) or the like is used.
- the metering valve 23 includes a pressing portion 24 that is pressed in the valve opening direction by the movable portion 28 of the electromagnetic valve 27, a valve body 25 that opens and closes the fuel passage 22, and a spring that biases the valve body 25 in the valve closing direction. 26 etc.
- a check valve 32 is provided on the discharge port 31 side of the high-pressure pump 14 to prevent the discharged fuel from flowing backward.
- the valve body 25 of the metering valve 23 is opened during the intake stroke of the high-pressure pump 14 (when the plunger 18 is lowered), and fuel is sucked into the pump chamber 17, as shown in FIG.
- the solenoid valve 27 (solenoid 30) is energized so that the valve body 25 of the metering valve 23 closes and the fuel in the pump chamber 17 is discharged during the discharge stroke of the high-pressure pump 14 (when the plunger 18 is raised). Control.
- the fuel discharge amount of the high-pressure pump 14 is controlled to control the fuel pressure (fuel pressure).
- the energization start timing of the solenoid valve 27 is advanced to advance the valve closing start timing of the metering valve 23, thereby extending the valve closing period of the metering valve 23 and increasing the fuel pressure. 14 discharge flow rate is increased.
- the energization start timing of the solenoid valve 27 is retarded and the valve closing start timing of the metering valve 23 is retarded, thereby shortening the valve closing period of the metering valve 23 and increasing the pressure.
- the discharge flow rate of the pump 14 is decreased.
- the fuel discharged from the high-pressure pump 14 is sent to a delivery pipe 34 through a high-pressure fuel pipe 33, and high-pressure fuel is supplied from the delivery pipe 34 to a fuel injection valve 35 attached to each cylinder of the engine. Is distributed.
- the delivery pipe 34 (or the high-pressure fuel pipe 33) is provided with a fuel pressure sensor 36 that detects the fuel pressure in the high-pressure fuel passage such as the high-pressure fuel pipe 33 and the delivery pipe 34.
- the engine is provided with an air flow meter 37 for detecting the intake air amount and a crank angle sensor 38 for outputting a pulse signal at every predetermined crank angle in synchronization with rotation of a crankshaft (not shown). . Based on the output signal of the crank angle sensor 38, the crank angle and the engine speed are detected. Further, a cooling water temperature sensor 39 for detecting a cooling water temperature (cooling water temperature) is provided in the cylinder block of the engine. In addition, the current flowing through the electromagnetic valve 27 (solenoid 30) of the high-pressure pump 14 is detected by the current sensor 42.
- the outputs of these various sensors are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 40.
- the ECU 40 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium), so that the fuel injection amount and the ignition timing are determined according to the engine operating state.
- the throttle opening (intake air amount) and the like are controlled.
- the ECU 40 energizes the solenoid 30 of the electromagnetic valve 27 with a drive current during valve closing control for closing the metering valve 23 of the high-pressure pump 14.
- the metering valve 23 is closed by moving the movable portion 27 of 27 from the open side position to the close side position. Thereafter, during valve opening control for opening the metering valve 23 of the high-pressure pump 14, the energization of the solenoid 30 of the solenoid valve 27 is stopped, and the movable portion 28 of the solenoid valve 27 is moved from the closed position to the opened position. And the metering valve 23 is opened.
- the movable part 28 of the electromagnetic valve 27 collides with the stopper part 41 (see FIGS. 2 and 3) to generate vibration, and this vibration may cause unpleasant noise.
- the noise generated during the valve closing control is easily heard by the driver.
- the normal control when the execution condition of the predetermined sound reduction control is not satisfied (for example, when it is difficult for the driver to hear the noise generated during the valve closing control of the high pressure pump 14), the normal control is executed. .
- the drive current of the solenoid 30 is quickly increased by maintaining the drive voltage of the solenoid 30 of the solenoid valve 27 in the ON state during the valve closing control.
- the metering valve 23 is quickly closed by quickly increasing the electromagnetic attraction force of the solenoid 30 and quickly moving the movable portion 28 to the closed position.
- the solenoid of the solenoid valve 27 is executed by performing PWM control for periodically switching on / off the drive voltage of the solenoid 30 of the solenoid valve 27 during the valve closing control.
- the power supplied to 30 is reduced as compared with normal control.
- the electromagnetic attraction force of the solenoid 30 is made smaller than the normal control, and the moving speed of the movable portion 28 is lowered.
- produces when the movable part 28 collides with the stopper part 41 is suppressed, and the noise which generate
- the ECU 40 executes the routines shown in FIGS. 9 to 11 to be described later, thereby supplying power to the solenoid 30 of the solenoid valve 27 (hereinafter referred to as “supply power to the solenoid valve 27”). Is set as follows.
- the solenoid valve 27 When the solenoid valve 27 is energized (when the solenoid 30 is energized), it is determined whether or not the movable portion 28 of the solenoid valve 27 has moved to the closed position (hereinafter referred to as “the solenoid valve 27 is closed”). The time from the start of energization 27 until it is determined that the solenoid valve 27 is closed is acquired as the solenoid valve response time. Then, the power supply to the solenoid valve 27 is set by repeating the process of reducing the power supplied to the solenoid valve 27 from the previous value until the solenoid valve response time reaches a predetermined upper limit value.
- the upper limit value of the solenoid valve response time is based on the characteristics of the solenoid valve 27 (for example, a solenoid valve having a standard characteristic) in advance when the power supplied to the solenoid valve 27 is the minimum supply power that can close the solenoid valve 27. Is set to a value shorter than the electromagnetic valve response time by a predetermined value.
- the valve closing speed of the electromagnetic valve 27 (moving speed of the movable portion 28) is lowered, and the electromagnetic valve response time is lengthened.
- the solenoid valve response time is monitored when the solenoid valve 27 is energized, and the power supplied to the solenoid valve 27 is reduced from the previous value until the solenoid valve response time reaches the upper limit value.
- the solenoid valve 27 when the solenoid valve 27 is energized, first, the current increases until the movable portion 28 starts to move. Thereafter, when the movable portion 28 starts to move, the inductance of the solenoid 30 increases as the movable portion 28 approaches the solenoid 30, so that the current decreases. After that, when the movable portion 28 moves to the closed position (position where it abuts against the stopper portion 41) and stops, the inductance becomes constant, so that the current rises again. That is, when the electromagnetic valve 27 is energized, the current is switched from an increasing tendency to a decreasing tendency with the movement of the movable portion 28, and then the electromagnetic valve 27 is closed (the movable portion 28 is moved to the closed position). Sometimes the current switches from decreasing to increasing.
- the current flowing through the solenoid 30 of the solenoid valve 27 is detected by the current sensor 42, the speed of the current (for example, a differential value) is calculated, and the speed of the current is calculated. Is less than a predetermined valve closing determination value, it is determined that the electromagnetic valve 27 is closed (the movable portion 28 has moved to the closed position).
- the solenoid valve 27 when the power supplied to the solenoid valve 27 is decreased until the solenoid valve response time reaches the upper limit value, the solenoid valve 27 is turned on when the solenoid valve response time is shorter than the upper limit value. Every time the number of times determined to be closed reaches a predetermined number of times, a process of reducing the power supplied to the electromagnetic valve 27 from the previous value is executed.
- the reliability of the determination of closing of the solenoid valve 27 can be ensured by increasing the number of determinations.
- the power supplied to the solenoid valve 27 cannot be reduced rapidly, and the power supplied to the solenoid valve 27 is reduced to the lower limit supply power (that is, the solenoid valve response time reaches the upper limit value). It takes a long time to complete.
- the number of determinations is increased as the electromagnetic valve response time is longer (or the determination number is increased as the power supplied to the electromagnetic valve 27 is smaller). ing.
- the number of determinations is reduced and the power supplied to the solenoid valve 27 is quickly reduced.
- the power supplied to the electromagnetic valve 27 is reduced and the electromagnetic valve response time is increased and the electromagnetic valve 27 approaches a region where the electromagnetic valve 27 does not close, the number of determinations is increased to determine whether the electromagnetic valve 27 is closed. Increase reliability.
- valve closing control routine The valve closing control routine shown in FIG. 9 and FIG. 10 is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle when a predetermined sound reduction control execution condition is satisfied.
- this routine is started, first, at step 101, it is determined whether or not the electromagnetic valve 27 has been closed at the time of the previous energization depending on whether or not a valve closing determination flag FCL described later is “1”.
- step 101 If it is determined in step 101 that the solenoid valve 27 is closed at the time of previous energization, the process proceeds to step 102 and the response of the solenoid valve at the previous energization is referred to by referring to the determination frequency table shown in FIG.
- the number of determinations according to time (or supply power) is calculated. This table of determination times is set so that the number of determinations increases as the solenoid valve response time is longer (or the supplied power is smaller).
- the determination count table is created in advance based on test data, design data, and the like, and is stored in the ROM of the ECU 40.
- the process proceeds to step 103, where it is determined whether the solenoid valve response time at the previous energization is shorter than a predetermined upper limit value.
- the upper limit value is an electromagnetic when the supply power to the solenoid valve 27 is the minimum supply power that can close the solenoid valve 27 based on the characteristics of the solenoid valve 27 (for example, a solenoid valve having a standard characteristic) in advance.
- the valve response time is set to a value shorter than the valve response time or a predetermined value.
- step 103 If it is determined in step 103 that the electromagnetic valve response time is shorter than the upper limit value, it is determined that the electromagnetic valve response time has not reached the upper limit value, the process proceeds to step 104, and the electromagnetic valve continuously The number of times it is determined that the valve 27 is closed is counted as the number of valve closings.
- step 105 it is determined whether the number of valve closings is equal to or greater than the determination number. If it is determined in step 105 that the number of valve closings is smaller than the number of determinations, the process proceeds to step 106 and the power supplied to the current solenoid valve 27 is set to the same value as the previous value.
- step 105 if it is determined in step 105 that the number of valve closings is equal to or greater than the number of determinations, the process proceeds to step 107 where the power supplied to the current solenoid valve 27 is set to a value that is reduced by a predetermined value from the previous value. Thereafter, the process proceeds to step 108, and the number of valve closings is reset to “0”.
- step 103 when it is determined in step 103 that the electromagnetic valve response time is equal to or greater than the upper limit value, it is determined that the electromagnetic valve response time has reached the upper limit value, and the process proceeds to step 106 where the supplied power is the same as the previous value. Set to value.
- step 101 If it is determined in step 101 that the solenoid valve 27 is not closed at the time of the previous energization, the process proceeds to step 109, where the supply power is set to a value increased by a predetermined value from the previous value.
- step 110 in FIG. 10 to calculate a duty ratio (on / off ratio of the drive voltage of the solenoid 30) according to the supply power set in any one of the above steps 106, 107, and 109.
- step 111 PWM control for periodically switching on / off the drive voltage of the solenoid 30 of the solenoid valve 27 at the duty ratio set in step 110 above.
- the energization start timing is advanced according to the supplied power, so that the energization start timing is advanced by an amount corresponding to a longer electromagnetic valve response time than the normal control. .
- a delay in valve closing timing due to a decrease in power supplied to the electromagnetic valve 27 (increase in electromagnetic valve response time) is prevented, and the discharge amount of the high-pressure pump 14 can be secured.
- step 112 a response time calculation routine of FIG. 11 described later is executed to determine whether or not the solenoid valve 27 is closed when the solenoid valve 27 is energized. The time until it is determined that the solenoid valve 27 is closed is acquired as the solenoid valve response time.
- step 113 it is determined whether or not the PWM control is continued for a predetermined time Tp (or whether the current flowing through the solenoid 30 exceeds a predetermined value I1 ⁇ .
- the PWM control is performed for a predetermined time Tp.
- the routine proceeds to step 114 where the PWM control is switched to the first constant current control and the first constant current control is performed. In the first constant current control, the current flowing through the solenoid 30 is controlled to a predetermined value I1.
- step 115 it is determined whether or not the first constant current control is continued for a predetermined time T1.
- the process proceeds to step 116.
- the second constant current control is executed by switching from the first constant current control to the second constant current control.
- the current flowing through the solenoid 30 is controlled to a predetermined value I2 that is lower than the predetermined value I1.
- step 117 where it is determined whether or not the second constant current control is continued for a predetermined time T2, and when it is determined that the second constant current control is continued for the predetermined time T2, the process proceeds to step 118. Then, the energization of the solenoid valve 27 is stopped, and this routine is finished.
- the response time calculation routine shown in FIG. 11 is a subroutine executed in step 112 of the valve closing control routine of FIGS. 9 and 10 and plays a role as a determination unit and an acquisition unit.
- step 202 the current flowing through the solenoid 30 detected by the current sensor 42 is read. Thereafter, the process proceeds to step 203, and the speed (for example, differential value) of the current flowing through the solenoid 30 is calculated.
- step 204 it is determined whether or not the speed of the current flowing through the solenoid 30 is lower than a predetermined valve closing determination value. If the speed of the current flowing through the solenoid 30 is not lower than the valve closing determination value, Return to step 202.
- step 204 when it is determined in step 204 that the speed of the current flowing through the solenoid 30 is lower than the valve closing determination value, the process proceeds to step 205 where the electromagnetic valve 27 is closed (the movable portion 28 is moved to the closed position).
- the valve closing determination flag FCL is set to “1”.
- step 206 the time from the start of energization of the solenoid valve 27 to the determination that the solenoid valve 27 is closed is calculated as the solenoid valve response time, and this routine is terminated.
- sound reduction control is executed when a predetermined sound reduction control execution condition is satisfied.
- the sound reduction control it is determined whether the solenoid valve 27 is closed when the solenoid valve 27 is energized, and the time from when the solenoid valve 27 is energized until it is determined that the solenoid valve 27 is closed. Is obtained as the solenoid valve response time. Then, the power supply to the solenoid valve 27 is set by repeating the process of reducing the power supplied to the solenoid valve 27 from the previous value until the solenoid valve response time reaches a predetermined upper limit value.
- the power supplied to the solenoid valve 27 can be reduced to the lower limit supply power corresponding to the vicinity of the upper limit value of the solenoid valve response time, so the valve closing speed of the solenoid valve 27 is reduced and the noise of the high-pressure pump 14 is reduced. Can be reduced.
- the power supplied to the solenoid valve 27 is set to the lower limit supply power without being affected by it. Therefore, the noise of the high-pressure pump 14 can be reduced without being greatly affected by individual differences and environmental changes.
- the solenoid valve response time reaches the upper limit value, rather than reducing the supply power until it is determined that the high-pressure pump 14 is not activated (that is, the solenoid valve 27 does not close), It is possible to prevent the occurrence of problems such as intermittent noise and a decrease in fuel pressure due to the non-operation of the high-pressure pump 14.
- the solenoid valve 27 when the power supplied to the solenoid valve 27 is decreased until the solenoid valve response time reaches the upper limit value, the solenoid valve 27 is turned on when the solenoid valve response time is shorter than the upper limit value. Every time the number of times determined to be closed reaches a predetermined number of times, a process of reducing the power supplied to the electromagnetic valve 27 from the previous value is executed. As a result, the number of times it is determined that the electromagnetic valve 27 is closed reaches the predetermined number of times, and it is confirmed that the electromagnetic valve 27 is reliably closed with the current supply power. Supply power can be reduced.
- the determination frequency is increased as the electromagnetic valve response time is longer, or the determination frequency is increased as the power supplied to the electromagnetic valve 27 is smaller.
- the number of determinations can be reduced and the power supplied to the solenoid valve 27 can be quickly reduced.
- the number of determinations is increased to determine whether the electromagnetic valve 27 is closed. Reliability can be increased.
- the upper limit value of the electromagnetic valve response time is determined based on the characteristics of the electromagnetic valve 27 (for example, an electromagnetic valve having a standard characteristic) in advance, and the power supplied to the electromagnetic valve 27 closes the electromagnetic valve 27.
- the solenoid valve response time at the minimum supply power that can be valved or a value shorter than that by a predetermined value is set. In this way, the power supplied to the solenoid valve 27 can be reduced to near the minimum supply power (minimum supply power or its vicinity), and the noise reduction effect of the high-pressure pump 14 can be enhanced.
- the number of determinations is changed according to the solenoid valve response time (or supply power).
- the number of determinations is not limited to this, and the number of determinations may be fixed to a constant value.
- the process of determining the number of valve closings is omitted, and every time it is determined that the solenoid valve 27 is closed (or every elapse of a predetermined period) until the solenoid valve response time reaches the upper limit value. The power supplied to may be reduced from the previous value.
- Example 2 will be described with reference to FIGS. However, parts that are substantially the same as or similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified, and parts that are different from those in the first embodiment are mainly described.
- the ECU 40 executes the routines of FIGS. 13 to 16 to be described later, so that the target value of the electromagnetic valve response time is set as the target electromagnetic valve response time during the sound reduction control.
- the power supplied to the solenoid valve 27 is controlled so that the response time becomes the target solenoid valve response time.
- the target solenoid valve response time is set so as to prevent the solenoid valve 27 from overheating.
- the fuel pressure F / F control amount [° C. A] is calculated from a map or the like according to the target fuel pressure, the required fuel injection amount, the engine speed, and the like.
- the target fuel pressure and the required fuel injection amount are each calculated by a map or the like according to the engine operating state (for example, engine speed, load, etc.).
- the fuel pressure F / B control amount calculation routine shown in FIG. 14 is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle.
- “F / B” means “feedback”.
- step 401 the deviation between the target fuel pressure and the actual fuel pressure (the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 36) is calculated as a fuel pressure deviation [MPa].
- Fuel pressure deviation target fuel pressure ⁇ actual fuel pressure Thereafter, the process proceeds to step 402, where the proportional term [° C. A] is obtained by multiplying the fuel pressure deviation by a proportional gain.
- Proportional term fuel pressure deviation ⁇ proportional gain
- Integral term integral term (i ⁇ 1) + fuel pressure deviation ⁇ integral gain Thereafter, the process proceeds to step 404, where the fuel pressure F / B control amount [° C. A] is calculated by the following equation using the proportional term and the integral term.
- Fuel pressure F / B control amount proportional term + integral term [target solenoid valve response time calculation routine]
- the target solenoid valve response time calculation routine shown in FIG. 15 is repeatedly executed at a predetermined cycle by the ECU 40 when a predetermined sound reduction control execution condition is satisfied, and serves as a target setting unit.
- step 501 the valve closing request timing [° C. A] is calculated by the following equation using the fuel pressure F / F control amount and the fuel pressure F / B control amount.
- Valve closing request timing fuel pressure F / F control amount + fuel pressure F / B control amount This valve closing request timing is set as an advance amount from a reference position (for example, a position corresponding to the top dead center of the plunger 18) ( FIG. 17).
- step 502 the energization start timing [° C. A] is calculated by the following equation using the high pressure pump discharge interval and the heat resistance coefficient.
- Energization start timing high-pressure pump discharge interval ⁇ heat resistance coefficient
- This energization start timing is set as an advance amount from the reference position (see FIG. 17). Further, the discharge interval of the high-pressure pump is 360 ° C. when the cam 20 is a double cam in a four-cylinder engine, for example.
- the heat resistance coefficient is set to a coefficient (for example, 0.6) in consideration of the heat resistance of the solenoid 30 (coil) of the solenoid valve 27 in order to prevent the solenoid valve 27 from overheating.
- the energization start timing is set to an upper limit value of the advance amount that can prevent overheating of the electromagnetic valve 27 or a value slightly smaller than that.
- step 503 the target solenoid valve response period [° C. A] is calculated by the following equation using the energization start timing and the valve closing request timing (see FIG. 17).
- Target solenoid valve response period energization start timing ⁇ valve closing request timing Thereafter, the process proceeds to step 504, and the target solenoid valve response period [° C. A] is set by the following equation using the current engine speed Ne [rpm]. Convert to response time [ms].
- the target solenoid valve response time is set so as to reduce the noise of the high-pressure pump 14 by making the solenoid valve response time as long as possible within a range in which overheating of the solenoid valve 27 can be prevented.
- Solenoid valve response time control routine The solenoid valve response time control routine shown in FIG. 16 is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle when a predetermined sound reduction control execution condition is satisfied.
- step 601 the drive duty F / F term [%] of the solenoid valve 27 is calculated by a map or the like according to the target solenoid valve response time.
- the drive duty F / B term of the solenoid valve 27 is set so as to reduce the deviation between the target solenoid valve response time and the actual solenoid valve response time (the solenoid valve response time calculated at the previous energization). Is calculated.
- step 602 the deviation between the target solenoid valve response time and the actual solenoid valve response time is calculated as a response time deviation [ms].
- Response time deviation target solenoid valve response time ⁇ actual solenoid valve response time Thereafter, the process proceeds to step 603 where the response time deviation is multiplied by a proportional gain to determine a proportional term [%] of the drive duty F / B term.
- Proportional term response time deviation ⁇ proportional gain
- Integral term integral term (i ⁇ 1) + response time deviation ⁇ integral gain Thereafter, the process proceeds to step 605 to calculate the drive duty F / B term [%] by the following equation using the proportional term and the integral term.
- Drive duty F / B term proportional term + integral term
- the process proceeds to step 606, where the drive duty [%] of the solenoid valve 27 is calculated by the following equation using the drive duty F / F term and the drive duty F / B term. calculate.
- Drive duty Drive duty F / F term + Drive duty F / B term
- step 607 it is determined whether or not the solenoid valve 27 is closed at the previous energization. If it is determined in step 607 that the solenoid valve 27 is closed during the previous energization, the process proceeds to step 608, where the lower limit guard value of the drive duty is set to the same value as the previous value.
- step 607 if it is determined in step 607 that the solenoid valve 27 is not closed at the time of the previous energization, the process proceeds to step 609 and the lower limit guard value of the drive duty is increased by a predetermined value from the previous value. Set to value.
- step 610 the drive duty is limited by the lower limit guard value. That is, when the driving duty is larger than the lower limit guard value, the driving duty is adopted as it is. On the other hand, when the drive duty is equal to or lower than the lower limit guard value, the drive duty is set to the lower limit guard value.
- the ECU 40 After setting the drive duty of the electromagnetic valve 27 as described above, the ECU 40 performs processing related to valve closing control (for example, processing in steps 111 to 118 in FIG. 10) to perform valve closing control. Specifically, at the time when the energization start timing of the solenoid valve 27 is reached, PWM control is performed to periodically switch on / off the drive voltage of the solenoid 30 of the solenoid valve 27 with the drive duty set in the routine of FIG. Then, the solenoid valve 27 is energized. Thereby, the power supplied to the solenoid valve 27 is controlled so that the solenoid valve response time becomes the target solenoid valve response time. Thereafter, the above-described routine of FIG. 11 is executed to calculate the solenoid valve response time. Thereafter, after the first constant current control and the second constant current control are executed, the energization of the solenoid valve 27 is stopped. In this case, the routine of FIG. 16 and the processing related to valve closing control serve as an electric power control unit.
- the driving duty F / F of the solenoid valve 27 is set so as to reduce the deviation between the target solenoid valve response time and the actual solenoid valve response time.
- the target solenoid valve response time is set so as to prevent the solenoid valve 27 from overheating. Thereby, it is possible to prevent overheating of the electromagnetic valve 27 and to prevent thermal deterioration of the electromagnetic valve 27, for example, damage to the covering of the solenoid 30 (coil).
- the target solenoid valve response time is set based on the valve closing request timing set based on the fuel pressure F / B control amount and the energization start timing set so as to prevent overheating of the solenoid valve 27.
- the target solenoid valve response time is set so as to reduce the noise of the high-pressure pump 14 by making the solenoid valve response time as long as possible within a range where overheating of the solenoid valve 27 can be prevented. Thereby, the noise of the high-pressure pump 14 can be reduced while ensuring the control accuracy of the fuel pressure of the high-pressure pump 14 and preventing the solenoid valve 27 from overheating.
- Example 3 will be described with reference to FIG. However, parts that are substantially the same as or similar to those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different parts from the second embodiment are mainly described.
- the target solenoid valve response time is changed according to the temperature of the solenoid valve 27 by executing a target solenoid valve response time calculation routine of FIG.
- the routine of FIG. 19 executed in the third embodiment is obtained by changing the process of step 502 of the routine of FIG. 15 described in the second embodiment to the processes of steps 502a and 502b, and processes of other steps. Is the same as FIG.
- step 501 the valve closing request timing [° C. A] is calculated using the fuel pressure F / F control amount and the fuel pressure F / B control amount.
- the process proceeds to step 502a, and the temperature of the solenoid valve 27 is acquired.
- a temperature sensor that detects the temperature of the electromagnetic valve 27 (for example, the temperature of the solenoid 30) may be provided, and the temperature of the electromagnetic valve 27 may be detected by this temperature sensor.
- the temperature of the solenoid valve 27 (for example, the temperature of the solenoid 30) may be estimated based on the fuel temperature, the coolant temperature, the energization current of the solenoid valve 27, and the like.
- the process proceeds to step 502b, and the energization start timing [° C. A] is calculated from a map or the like according to the temperature of the solenoid valve 27.
- the energization start timing map is such that the energization start timing becomes more retarded as the temperature of the solenoid valve 27 increases in a region where the temperature of the solenoid valve 27 is equal to or higher than a predetermined value (target solenoid valve Response time is reduced).
- step 503 the target solenoid valve response period [° C. A] is calculated using the energization start timing and the valve closing request timing. Thereafter, the process proceeds to step 504, where the target solenoid valve response period [° C. A] is converted into the target solenoid valve response time [ms] using the current engine speed Ne [rpm].
- the target solenoid valve response time is changed according to the temperature of the solenoid valve 27.
- the target solenoid valve response time can be set to an appropriate value according to the temperature of the solenoid valve 27 at that time. For example, when the temperature of the solenoid valve 27 is low and the possibility of overheating is low, the target solenoid valve response time can be lengthened and the noise reduction effect of the high-pressure pump 14 can be enhanced. On the other hand, when the temperature of the solenoid valve 27 is high, the target solenoid valve response time can be shortened to reliably prevent the solenoid valve 27 from overheating.
- the target solenoid valve response time was set so that overheating of the solenoid valve 27 may be prevented, it is not limited to this, You may change a target solenoid valve response time suitably.
- the target solenoid valve response time may be set to the upper limit value of the solenoid valve response time described in the first embodiment. If it does in this way, the noise of the high-pressure pump 14 can be reduced, preventing generation
- the target solenoid valve response time may be set so that the frequency when the solenoid valve 27 is energized deviates from the natural frequency range (resonance frequency range) of the high-pressure pump 14.
- Example 4 will be described with reference to FIGS. However, parts that are substantially the same as or similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified, and parts that are different from those in the first embodiment are mainly described.
- the oil temperature sensor 43 that detects the oil temperature that is the temperature of the lubricating oil of the engine and the voltage of the battery that supplies power to the electromagnetic valve 27 of the high-pressure pump 14 (that is, the electromagnetic valve). 27 is provided.
- the ECU 40 executes a routine shown in FIG. 21 described later to acquire the temperature and battery voltage of the electromagnetic valve 27 and to determine whether or not the electromagnetic valve 27 is closed (that is, the valve closing determination value).
- the valve closing determination value used in step 204 of FIG. 11 is set based on the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage. As a result, the valve closing determination value is changed in response to changes in the characteristics of the electromagnetic valve 27 (for example, current changing characteristics during energization) according to the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- valve closing judgment value setting routine The valve closing determination value setting routine shown in FIG. 21 is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle.
- this routine is started, first, in step 701, the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 39 is acquired. Further, the oil temperature detected by the oil temperature sensor 43 is acquired. Further, the battery voltage detected by the battery voltage sensor 44 is acquired.
- step 702 the temperature of the solenoid valve 27 is estimated by calculating the temperature of the solenoid valve 27 based on the coolant temperature and the oil temperature using a map or a mathematical formula.
- the processing in these steps 701 and 702 serves as an information acquisition unit.
- a valve closing determination value is calculated by a map or a mathematical formula based on the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- the map or formula of the valve closing determination value indicates that the current flowing through the solenoid 30 of the solenoid valve 27 decreases as the temperature of the solenoid valve 27 increases (that is, the resistance of the solenoid 30 increases) and the battery voltage decreases. Is set so that the valve closing determination value becomes small.
- the map or formula of the valve closing determination value is created in advance based on test data, design data, and the like, and is stored in the ROM of the ECU 40.
- the processing in step 703 serves as a determination value setting unit.
- the valve closing determination value is directly obtained from the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- the present invention is not limited to this.
- the correction value is calculated based on the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage. It may be calculated by a map or a mathematical formula, etc., and the valve closing determination value may be obtained by correcting the base valve closing determination value using this correction value.
- the temperature and battery voltage of the electromagnetic valve 27 are acquired, and the valve closing determination value is set based on the temperature and battery voltage of the electromagnetic valve 27.
- the valve closing determination value is changed in response to changes in the characteristics of the electromagnetic valve 27 (for example, current changing characteristics during energization) in accordance with the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- the determination value can be set to an appropriate value corresponding to the characteristics of the electromagnetic valve 27 at that time. Thereby, the determination precision at the time of determining whether the solenoid valve 27 was closed can be improved.
- the temperature of the solenoid valve 27 is estimated based on the coolant temperature and the oil temperature. Therefore, it is not necessary to newly provide a temperature sensor for detecting the temperature of the electromagnetic valve 27, and the demand for cost reduction can be satisfied.
- the temperature of the solenoid valve 27 may be estimated based on the coolant temperature, the oil temperature, and the fuel temperature. Alternatively, the temperature of the solenoid valve 27 may be estimated based on one or two of the cooling water temperature, the oil temperature, and the fuel temperature. A temperature sensor that detects the temperature of the electromagnetic valve 27 (for example, the temperature of the solenoid 30) may be provided, and the temperature of the electromagnetic valve 27 may be detected by this temperature sensor.
- the valve closing determination value is set based on both the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- the present invention is not limited to this, and the valve closing determination value may be set based on only one of the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage.
- the temperature of a solenoid valve is used as information regarding the temperature of a solenoid valve, it is not limited to this, It replaces with the temperature of a solenoid valve, and is among cooling water temperature, oil temperature, fuel temperature, etc. At least one may be used.
- the method for determining whether or not the electromagnetic valve 27 is closed is not limited to the method described in the first embodiment, and may be changed as appropriate.
- the electromagnetic current such as the driving current and the driving voltage of the electromagnetic valve 27 may be changed.
- a parameter that changes according to the behavior of the valve 27 (solenoid 30) may be compared with a valve closing determination value to determine whether or not the electromagnetic valve 27 is closed.
- the initial value of the power supplied to the solenoid valve 27 is set to a fixed value set in advance (for example, a value having a large margin with respect to the lower limit power supply in consideration of system variations and the like).
- a fixed value set in advance for example, a value having a large margin with respect to the lower limit power supply in consideration of system variations and the like.
- the following control is performed by executing each routine of FIG. 22 and FIG.
- the supply power that is, the lower limit supply power
- the solenoid valve 27 set in step 106 of FIG. 9 is learned.
- stop time information for example, temperature of the solenoid valve 27 and battery voltage
- start-up information for example, the temperature of the solenoid valve 27 and the battery voltage
- the learning value of the power supplied to the previous solenoid valve 27 is corrected to the current solenoid valve 27. Set the initial value of the supplied power.
- the change in the characteristics of the solenoid valve 27 due to a change in temperature of the solenoid valve 27 that is, a change in the resistance of the solenoid 30 or a change in battery voltage, based on the previously learned value of the power supplied to the solenoid valve 27.
- the initial value of the power supplied to the current solenoid valve 27 can be set to a reasonably small value (for example, a value slightly larger than the lower limit supply power).
- step 801 it is determined whether or not the engine is operating. If it is determined in step 801 that the engine is not operating (that is, the engine is stopped), this routine is terminated without executing the processing from step 802 onward.
- step 801 determines whether the engine is operating. If it is determined in step 801 that the engine is operating, the process proceeds to step 802.
- step 802 the supply power (that is, the lower limit supply power) to the solenoid valve 27 set in step 106 of FIG. 9 is learned.
- the learning value of the supplied power is stored in a rewritable nonvolatile memory such as a backup RAM of the ECU 40 (that is, a rewritable memory that holds stored data even when the ECU 40 is powered off).
- the processing in step 802 serves as a learning unit.
- step 803 it is determined whether or not an engine stop command has been issued. If it is determined in step 803 that an engine stop command has not been issued, this routine is terminated without executing the processing in step 804 and subsequent steps.
- step 804 the cooling water temperature detected by the cooling water temperature sensor 39 is acquired as the cooling water temperature at the time of stopping. Further, the oil temperature detected by the oil temperature sensor 43 is acquired as the oil temperature at the time of stopping. Furthermore, the battery voltage detected by the battery voltage sensor 44 is acquired as the battery voltage at the time of stop.
- step 805 the temperature of the solenoid valve 27 at the time of stop is calculated based on the coolant temperature at the time of stop and the oil temperature at the time of stop using a map or a mathematical formula, etc. Is estimated.
- the processes in steps 804 and 805 serve as a stop time information acquisition unit.
- stop time information for example, the temperature and battery voltage of the electromagnetic valve 27
- stop time information may be acquired immediately after the engine is stopped.
- step 806 the temperature of the electromagnetic valve 27 at the time of stop and the battery voltage at the time of stop are stored in a non-volatile memory such as a backup RAM of the ECU 40.
- Start time information acquisition and initial value setting routine The start time information acquisition and initial value setting routine shown in FIG. 23 is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle.
- this routine is started, first, at step 901, it is determined whether or not an engine start command has been generated. If it is determined in step 901 that the engine start command has not been issued, the routine is terminated without executing the processing from step 902 onward.
- step 901 if it is determined in step 901 that an engine start command has been generated, the process proceeds to step 902.
- a learning value of power supplied to the previous solenoid valve 27 stored in a non-volatile memory such as a backup RAM of the ECU 40 that is, a lower limit supply power learned during the previous engine operation is read.
- step 903 the temperature of the solenoid valve 27 at the previous stop and the battery voltage at the previous stop stored in the nonvolatile memory such as the backup RAM of the ECU 40 are read.
- step 904 the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 39 is acquired as the coolant temperature at the start. Further, the oil temperature detected by the oil temperature sensor 43 is acquired as the oil temperature at the start. Further, the battery voltage detected by the battery voltage sensor 44 is acquired as the battery voltage at the start.
- step 905 the temperature of the electromagnetic valve 27 at the time of starting is calculated based on the cooling water temperature at the time of starting and the oil temperature at the time of starting by a map or a mathematical formula, etc. Is estimated.
- the processing in these steps 904 and 905 serves as a start time information acquisition unit.
- the start time information (for example, the temperature and the battery voltage of the electromagnetic valve 27) is acquired.
- Information on starting may be acquired immediately after completion of engine starting.
- step 906 a difference between the temperature of the solenoid valve 27 at the previous stop and the temperature of the solenoid valve 27 at the current start is calculated as a temperature difference ⁇ T. Further, the difference between the battery voltage at the previous stop and the battery voltage at the current start is calculated as a voltage difference ⁇ V.
- a supply power correction value corresponding to the temperature difference ⁇ T and the voltage difference ⁇ V is calculated by a map or a mathematical formula.
- the supply power correction value map or mathematical expression is created in advance based on test data, design data, and the like, and stored in the ROM of the ECU 40.
- step 908 the learning value of power supplied to the previous solenoid valve 27 is corrected using the power supply correction value, and the initial value of power supplied to the current solenoid valve 27 is obtained.
- the power supplied to the electromagnetic valve 27 (that is, the lower limit supply power) is learned during engine operation, and the stop time information (for example, the temperature of the electromagnetic valve 27 and the battery voltage) when the engine is stopped. ) To get. Then, when the engine is started, start time information (for example, temperature and battery voltage of the electromagnetic valve 27) is acquired, and learning of power supplied to the previous solenoid valve 27 is learned based on the stop time information and the start time information. The initial value of the power supplied to the current solenoid valve 27 is set by correcting the value.
- the change in the temperature of the solenoid valve 27 and the change in the characteristics of the solenoid valve 27 due to the change in battery voltage are taken into account, and the current solenoid
- the initial value of the power supplied to the valve 27 can be set to a moderately small value (for example, a value slightly larger than the lower limit supply power).
- the process of reducing the power supplied to the solenoid valve 27 is repeated until the solenoid valve response time reaches a predetermined upper limit value to set the power supplied to the solenoid valve 27 (that is, the power supplied to the solenoid valve 27 is reduced).
- the time required to reduce the power to the lower limit supply power can be shortened.
- the temperature of the solenoid valve 27 is estimated based on the coolant temperature and the oil temperature. Therefore, it is not necessary to newly provide a temperature sensor for detecting the temperature of the electromagnetic valve 27, and the demand for cost reduction can be satisfied.
- the temperature of the solenoid valve 27 may be estimated based on the coolant temperature, the oil temperature, and the fuel temperature. Alternatively, the temperature of the solenoid valve 27 may be estimated based on one or two of the cooling water temperature, the oil temperature, and the fuel temperature. A temperature sensor that detects the temperature of the electromagnetic valve 27 (for example, the temperature of the solenoid 30) may be provided, and the temperature of the electromagnetic valve 27 may be detected by this temperature sensor.
- the initial value of the power supplied to the current solenoid valve 27 is set by correcting the learning value of the power supplied to the previous solenoid valve 27 based on both the temperature difference ⁇ T and the voltage difference ⁇ V. To do.
- the present invention is not limited to this, and based on only one of the temperature difference ⁇ T and the voltage difference ⁇ V, the learning value of the power supplied to the previous solenoid valve 27 is corrected to correct the initial value of the power supplied to the current solenoid valve 27.
- a value may be set.
- the temperature of a solenoid valve is used as information regarding the temperature of a solenoid valve, it is not limited to this, It replaces with the temperature of a solenoid valve, and is among cooling water temperature, oil temperature, fuel temperature, etc. At least one may be used.
- some or all of the functions executed by the ECU 40 may be configured by hardware using one or a plurality of ICs.
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Abstract
燃料の吸入口(21)と吐出口(31)を有するポンプ室(17)と、該ポンプ室内で往復運動するプランジャ(18)と、吸入口側を開閉する調量弁(23)と、該調量弁を開閉移動させる電磁弁(27)とを備え、電磁弁に通電して該電磁弁の可動部(28)を閉側位置に移動させて調量弁を閉弁させる高圧ポンプの制御装置は、判定部(40)と、取得部(40)と、電力設定部(40)とを備える。判定部は、電磁弁の通電時に電磁弁の可動部が閉側位置に移動し閉弁したか否かを判定する。取得部は、電磁弁の通電開始から電磁弁が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。電力設定部は、電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返して電磁弁への供給電力を設定する。
Description
本出願は、2015年4月24日に出願された日本特許出願2015-89882号、2015年10月26日に出願された日本特許出願2015-210147号、2015年11月13日に出願された日本特許出願2015-222770号と2015年11月13日に出願された日本特許出願2015-222771号に基づくもので、ここにそれらの記載内容を援用する。
本開示は、高圧ポンプの調量弁を開閉移動させる電磁弁を備えた高圧ポンプの制御装置に関する。
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンでは、噴射圧力を高圧にして噴射燃料を微粒化するために、電動式の低圧ポンプで燃料タンクから汲み上げた燃料を、エンジンの動力で駆動される高圧ポンプに供給し、この高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を燃料噴射弁へ圧送する。
このような高圧ポンプとしては、高圧ポンプの吸入口側を開閉する調量弁と、この調量弁を開閉移動させる電磁弁とを設け、この電磁弁の通電を制御して調量弁の閉弁期間を制御することで高圧ポンプの燃料吐出量を制御して燃圧(燃料圧力)を制御する。
ところで、電磁弁の閉弁制御時には、電磁弁の可動部がストッパ部に衝突して振動が発生し、この振動によって不快な騒音が発生する可能性がある。この対策が、特許文献1(特表2010-533820号公報)に記載され、高圧ポンプの電磁弁に通電して閉弁する際の電流値を閉弁可能な最小電流値とすることで、閉弁速度を低下させて閉弁制御時に発生する振動を抑制する。その際、高圧ポンプから圧送された高圧の燃料を蓄える蓄圧室の実燃圧と目標燃圧とを比較し、目標燃圧に対する実燃圧の偏差が閾値を越えるときの電流値に基づいて最小電流値を決定する。
しかし、上記特許文献1の技術では、個体差(製造ばらつき)や環境変化による高圧ポンプの特性ばらつきの影響を受けて、最小電流値を精度良く設定することが困難であり、高圧ポンプの騒音を十分に低減できない可能性がある。
そこで、本出願人は、個体差や環境変化の影響をあまり受けずに高圧ポンプの騒音を低減する技術として、次のようなシステムを研究している。電磁弁の通電時に高圧ポンプが作動した(電磁弁の可動部が閉側位置に移動した)か否かを判定し、高圧ポンプが作動したと判定された場合に、電磁弁への供給電力を所定量だけ減少させる処理を繰り返して、供給電力を徐々に低下させていく。その後、高圧ポンプが未作動と判定された場合に、供給電力を所定量だけ増加させることで、電磁弁への供給電力を閉弁限界電力(電磁弁を閉弁可能な最小供給電力)に設定できるようにする。
しかし、上述したシステムでは、高圧ポンプが未作動と判定されるまで供給電力を低下させる必要があるため、高圧ポンプの未作動に起因する間欠音や燃圧低下等の不具合が発生する可能性がある。
本開示は、高圧ポンプの未作動に起因する不具合の発生を防止しながら、高圧ポンプの騒音を低減することができる高圧ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様において、燃料の吸入口と吐出口を有するポンプ室と、該ポンプ室内で往復運動するプランジャと、吸入口側を開閉する調量弁と、該調量弁を開閉移動させる電磁弁とを備え、電磁弁に通電して該電磁弁の可動部を閉側位置に移動させて調量弁を閉弁させる高圧ポンプの制御装置は、判定部と、取得部と、電力設定部とを備える。判定部は、電磁弁の通電時に電磁弁の可動部が閉側位置に移動し電磁弁が閉弁したか否かを判定する。取得部は、電磁弁の通電開始から電磁弁が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。電力設定部は、電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返して電磁弁への供給電力を設定する。
電磁弁への供給電力が減少すると、電磁弁の閉弁速度(可動部の移動速度)が低下して、電磁弁応答時間が長くなる。このような関係に着目して、電磁弁の通電時に電磁弁応答時間を監視し、この電磁弁応答時間が上限値に到達するまで電磁弁への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返すことで、電磁弁への供給電力を電磁弁応答時間の上限値付近に相当する下限供給電力まで低下させることができる。これにより、電磁弁の閉弁速度を低下させて、高圧ポンプの騒音を低減することができる。
この場合、個体差や環境変化による高圧ポンプの特性ばらつき(電磁弁の特性ばらつきを含む)があっても、その影響を受けずに電磁弁への供給電力を下限供給電力に設定することができるため、個体差や環境変化の影響をあまり受けずに高圧ポンプの騒音を低減することができる。しかも、高圧ポンプが未作動(つまり電磁弁が閉弁しない)と判定されるまで供給電力を低下させるのではなく、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで供給電力を低下させるため、高圧ポンプの未作動に起因する間欠音や燃圧低下等の不具合の発生を防止することができる。
本開示の一態様において、燃料の吸入口と吐出口を有するポンプ室と、該ポンプ室内で往復運動するプランジャと、吸入口側を開閉する調量弁と、該調量弁を開閉移動させる電磁弁とを備え、電磁弁に通電して該電磁弁の可動部を閉側位置に移動させて調量弁を閉弁させる高圧ポンプの制御装置は、判定部と、取得部と、目標設定部と、電力制御部とを備える。判定部は、電磁弁の通電時に電磁弁の可動部が閉側位置に移動し電磁弁が閉弁したか否かを判定する。取得部は、電磁弁の通電開始から電磁弁が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。目標設定部は、電磁弁応答時間の目標値を目標電磁弁応答時間として設定する。電力制御部は、電磁弁応答時間が目標電磁弁応答時間になるように電磁弁への供給電力を制御する。
この構成では、個体差や環境変化の影響をあまり受けずに電磁弁応答時間を所望の目標電磁弁応答時間に精度良く制御することができる。このようにしても、高圧ポンプの未作動に起因する不具合の発生を防止しながら、高圧ポンプの騒音を低減することが可能である。
実施例1を図1乃至図12に基づいて説明する。
図1に示すように、燃料を貯溜する燃料タンク11内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ12が設置されている。この低圧ポンプ12は、バッテリ(図示せず)を電源とする電動モータ(図示せず)によって駆動される。この低圧ポンプ12から吐出される燃料は、燃料配管13を通して高圧ポンプ14に供給される。燃料配管13には、プレッシャレギュレータ15が接続され、このプレッシャレギュレータ15によって低圧ポンプ12の吐出圧力(高圧ポンプ14への燃料供給圧力)が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し配管16により燃料タンク11内に戻される。
図2及び図3に示すように、高圧ポンプ14は、円筒状のポンプ室17内でプランジャ18を往復運動させて燃料を吸入/吐出するプランジャポンプであり、プランジャ18は、エンジンのカム軸19に嵌着されたカム20の回転運動によって駆動される。この高圧ポンプ14の吸入口21側には、燃料通路22を開閉する調量弁23と、この調量弁23を開閉移動させる電磁弁27(電磁アクチュエータ)が設けられている。
電磁弁27は、移動可能な可動部28と、この可動部28を開側位置(図2参照)へ付勢するスプリング29と、可動部28を閉側位置(図3参照)へ電磁駆動するソレノイド30(コイル)等で構成されている。調量弁23は、電磁弁27の可動部28により開弁方向に押圧される押圧部24と、燃料通路22を開閉する弁体25と、この弁体25を閉弁方向に付勢するスプリング26等で構成されている。また、高圧ポンプ14の吐出口31側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁32が設けられている。
図2に示すように、電磁弁27の非通電時(ソレノイド30への通電のオフ時)には、電磁弁27のスプリング29の付勢力により可動部28が開側位置へ移動するため、可動部28により調量弁23の押圧部24が押圧されて弁体25が開弁方向に移動して開弁し、燃料通路22が開放される。
一方、図3に示すように、電磁弁27の通電時(ソレノイド30への通電のオン時)には、電磁弁27のソレノイド30の電磁吸引力により可動部28が閉側位置へ移動するため、調量弁23のスプリング26の付勢力により弁体25が閉弁方向に移動して閉弁し、燃料通路22が閉鎖される。
図2に示すように、高圧ポンプ14の吸入行程(プランジャ18の下降時)において調量弁23の弁体25が開弁してポンプ室17内に燃料が吸入され、図3に示すように、高圧ポンプ14の吐出行程(プランジャ18の上昇時)において調量弁23の弁体25が閉弁してポンプ室17内の燃料が吐出されるように電磁弁27(ソレノイド30)の通電を制御する。
その際、電磁弁27(ソレノイド30)の通電開始時期を制御して調量弁23の閉弁期間を制御することで、高圧ポンプ14の燃料吐出量を制御して燃圧(燃料圧力)を制御する。例えば、燃圧を上昇させるときには、電磁弁27の通電開始時期を進角させて調量弁23の閉弁開始時期を進角させることで、調量弁23の閉弁期間を長くして高圧ポンプ14の吐出流量を増加させる。逆に、燃圧を低下させるときには、電磁弁27の通電開始時期を遅角させて調量弁23の閉弁開始時期を遅角させることで、調量弁23の閉弁期間を短くして高圧ポンプ14の吐出流量を減少させる。
図1に示すように、高圧ポンプ14から吐出された燃料は、高圧燃料配管33を通してデリバリパイプ34に送られ、このデリバリパイプ34からエンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射弁35に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ34(又は高圧燃料配管33)には、高圧燃料配管33やデリバリパイプ34等の高圧燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ36が設けられている。
また、エンジンには、吸入空気量を検出するエアフローメータ37や、クランク軸(図示せず)の回転に同期して所定のクランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ38が設けられている。このクランク角センサ38の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、エンジンのシリンダブロックには、冷却水温(冷却水の温度)を検出する冷却水温センサ39が設けられている。また、高圧ポンプ14の電磁弁27(ソレノイド30)に流れる電流が電流センサ42によって検出される。
これら各種センサの出力は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)40に入力される。このECU40は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御する。
また、ECU40は、図4及び図5に示すように、高圧ポンプ14の調量弁23を閉弁させる閉弁制御の際には、電磁弁27のソレノイド30に駆動電流を通電して電磁弁27の可動部28を開側位置から閉側位置に移動させることで調量弁23を閉弁させる。その後、高圧ポンプ14の調量弁23を開弁させる開弁制御の際には、電磁弁27のソレノイド30への通電を停止して電磁弁27の可動部28を閉側位置から開側位置に移動させて調量弁23を開弁させる。
しかし、閉弁制御時には、電磁弁27の可動部28がストッパ部41(図2及び図3参照)に衝突して振動が発生し、この振動によって不快な騒音が発生する可能性があり、例えば、低速走行中や停車中は、閉弁制御時に発生する騒音が運転者に聞こえ易くなる。
そこで、本実施例では、所定の音低減制御の実行条件が不成立のとき(例えば高圧ポンプ14の閉弁制御時に発生する騒音が運転者に聞こえ難い状態のとき)には、通常制御を実行する。この通常制御では、図5(a)に示すように、閉弁制御の際に電磁弁27のソレノイド30の駆動電圧をオン状態に維持することでソレノイド30の駆動電流を速やかに上昇させる。これにより、ソレノイド30の電磁吸引力を速やかに増加させて可動部28を速やかに閉側位置に移動させることで調量弁23を速やかに閉弁させる。
一方、所定の音低減制御の実行条件が成立したとき(例えば高圧ポンプ14の閉弁制御時に発生する騒音が運転者に聞こえ易い状態のとき)には、閉弁制御時に発生する騒音を低減するために、音低減制御を実行する。この音低減制御では、図4に示すように、閉弁制御の際に電磁弁27のソレノイド30の駆動電圧のオン/オフを周期的に切り換えるPWM制御を実行することで、電磁弁27のソレノイド30への供給電力を通常制御よりも低減する。これにより、ソレノイド30の電磁吸引力を通常制御よりも小さくして可動部28の移動速度を低下させる。これにより、可動部28がストッパ部41に衝突する際に発生する振動を抑制して、閉弁制御時に発生する騒音を低減する。
その際、本実施例1では、ECU40により後述する図9乃至図11の各ルーチンを実行することで、電磁弁27のソレノイド30への供給電力(以下「電磁弁27への供給電力」という)を次のようにして設定する。
電磁弁27の通電時(ソレノイド30の通電時)に電磁弁27の可動部28が閉側位置に移動した(以下「電磁弁27が閉弁した」という)か否かを判定し、電磁弁27の通電開始から電磁弁27が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。そして、電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返して電磁弁27への供給電力を設定する。
電磁弁応答時間の上限値は、予め電磁弁27(例えば標準的な特性の電磁弁)の特性に基づいて、電磁弁27への供給電力が電磁弁27を閉弁可能な最小供給電力のときの電磁弁応答時間又はそれよりも所定値だけ短い値に設定されている。
図6に示すように、電磁弁27への供給電力が減少すると、電磁弁27の閉弁速度(可動部28の移動速度)が低下して、電磁弁応答時間が長くなる。このような関係に着目して、電磁弁27の通電時に電磁弁応答時間を監視し、この電磁弁応答時間が上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返すことで、電磁弁27への供給電力を電磁弁応答時間の上限値付近に相当する下限供給電力まで低下させることができる。これにより、電磁弁27の閉弁速度を低下させて、高圧ポンプ14の騒音を低減することができる。
ここで、電磁弁27が閉弁したか否かを判定する方法について説明する。
図7に示すように、電磁弁27の通電時には、まず、可動部28が移動し始めるまでは電流が増大する。その後、可動部28が移動し始めると、可動部28がソレノイド30に近付くに従ってソレノイド30のインダクタンスが大きくなるため、電流が低下する。その後、可動部28が閉側位置(ストッパ部41に当接する位置)まで移動して停止すると、インダクタンスが一定になるため、電流が再び上昇する。つまり、電磁弁27の通電時には、可動部28の移動に伴って、電流が増加傾向から減少傾向に切り換わり、その後、電磁弁27が閉弁した(可動部28が閉側位置に移動した)ときに、電流が減少傾向から増加傾向に切り換わる。
このような特性に着目して、本実施例1では、電磁弁27のソレノイド30に流れる電流を電流センサ42で検出して、その電流の速度(例えば微分値)を算出し、この電流の速度が所定の閉弁判定値を下回ったときに、電磁弁27が閉弁した(可動部28が閉側位置に移動した)と判定する。
また、本実施例1では、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を減少させる際には、電磁弁応答時間が上限値よりも短い場合に、電磁弁27が閉弁したと判定された回数が所定の判定回数に達する毎に電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を実行する。
その際、図8(a)に示すように、判定回数を一定値に固定した場合、判定回数を多くすれば、電磁弁27の閉弁判定の信頼性を確保できる。しかし、その反面、電磁弁27への供給電力を速やかに減少させることができず、電磁弁27への供給電力を下限供給電力まで低下させる(つまり電磁弁応答時間が上限値に到達する)のに要する時間が長くなってしまう。
そこで、本実施例1では、図8(b)に示すように、電磁弁応答時間が長いほど判定回数を多くする(又は電磁弁27への供給電力が小さいほど判定回数を多くする)ようにしている。これにより、まだ電磁弁27への供給電力が大きくて電磁弁応答時間が短いときには、判定回数を少なくして、電磁弁27への供給電力を速やかに減少させる。その後、電磁弁27への供給電力が小さくなって電磁弁応答時間が長くなり、電磁弁27が閉弁しない領域に近付いてきたときには、判定回数を多くして、電磁弁27の閉弁判定の信頼性を高める。
以下、本実施例1でECU40が実行する図9乃至図11の各ルーチンの処理内容を説明する。
[閉弁制御ルーチン]
図9及び図10に示す閉弁制御ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁したか否かを、後述する閉弁判定フラグFCLが「1」であるか否かによって判定する。
[閉弁制御ルーチン]
図9及び図10に示す閉弁制御ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁したか否かを、後述する閉弁判定フラグFCLが「1」であるか否かによって判定する。
このステップ101で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁したと判定された場合には、ステップ102に進み、図12に示す判定回数のテーブルを参照して、前回の通電時の電磁弁応答時間(又は供給電力)に応じた判定回数を算出する。この判定回数のテーブルは、電磁弁応答時間が長い(又は供給電力が小さい)ほど判定回数が多くなるように設定されている。判定回数のテーブルは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU40のROMに記憶されている。
この後、ステップ103に進み、前回の通電時の電磁弁応答時間が所定の上限値よりも短いか否かを判定する。ここで、上限値は、予め電磁弁27(例えば標準的な特性の電磁弁)の特性に基づいて、電磁弁27への供給電力が電磁弁27を閉弁可能な最小供給電力のときの電磁弁応答時間又はそれよりも所定値だけ短い値に設定されている。
このステップ103で、電磁弁応答時間が上限値よりも短いと判定された場合には、電磁弁応答時間が上限値に到達していないと判断して、ステップ104に進み、連続して電磁弁27が閉弁したと判定された回数を閉弁回数としてカウントする。
この後、ステップ105に進み、閉弁回数が判定回数以上であるか否かを判定する。このステップ105で、閉弁回数が判定回数よりも少ないと判定された場合には、ステップ106に進み、今回の電磁弁27への供給電力を前回値と同じ値に設定する。
その後、上記ステップ105で、閉弁回数が判定回数以上と判定された場合には、ステップ107に進み、今回の電磁弁27への供給電力を前回値から所定値だけ減少させた値に設定した後、ステップ108に進み、閉弁回数を「0」にリセットする。
その後、上記ステップ103で、電磁弁応答時間が上限値以上と判定された場合には、電磁弁応答時間が上限値に到達したと判断して、ステップ106に進み、供給電力を前回値と同じ値に設定する。
これにより、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで閉弁回数が判定回数に達する毎に電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返す。これらのステップ101~108の処理が電力設定部としての役割を果たす。
尚、上記ステップ101で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁していないと判定された場合には、ステップ109に進み、供給電力を前回値から所定値だけ増加させた値に設定する。
この後、図10のステップ110に進み、上記ステップ106,107,109のいずれかで設定した供給電力に応じたデューティ比(ソレノイド30の駆動電圧のオン/オフの比率)を算出する。
この後、ステップ111に進み、電磁弁27の通電開始タイミングになった時点で、上記ステップ110で設定したデューティ比で電磁弁27のソレノイド30の駆動電圧のオン/オフを周期的に切り換えるPWM制御を実行して、電磁弁27の通電を開始する。
図5に示すように、音低減制御中は、供給電力に応じて通電開始タイミングを進角補正することで、通常制御に対して電磁弁応答時間が長くなる分だけ通電開始タイミングを進角させる。これにより、電磁弁27の供給電力の減少(電磁弁応答時間の増加)による閉弁タイミングの遅れを防止して、高圧ポンプ14の吐出量を確保できるようにする。
この後、ステップ112に進み、後述する図11の応答時間算出ルーチンを実行することで、電磁弁27の通電時に電磁弁27が閉弁したか否かを判定し、電磁弁27の通電開始から電磁弁27が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。
この後、ステップ113に進み、PWM制御を所定時間Tp 継続したか否か(又はソレノイド30に流れる電流が所定値I1 を上回ったか否かを判定する。このステップ113で、PWM制御を所定時間Tp 継続したと判定された時点(又はソレノイド30に流れる電流が所定値I1 を上回ったと判定された時点)で、ステップ114に進み、PWM制御から第1の定電流制御に切り換えて、第1の定電流制御を実行する。この第1の定電流制御では、ソレノイド30に流れる電流を所定値I1 に制御する。
この後、ステップ115に進み、第1の定電流制御を所定時間T1 継続したか否かを判定し、第1の定電流制御を所定時間T1 継続したと判定された時点で、ステップ116に進み、第1の定電流制御から第2の定電流制御に切り換えて、第2の定電流制御を実行する。この第2の定電流制御では、ソレノイド30に流れる電流を所定値I1 よりも低い所定値I2 に制御する。
この後、ステップ117に進み、第2の定電流制御を所定時間T2 継続したか否かを判定し、第2の定電流制御を所定時間T2 継続したと判定された時点で、ステップ118に進み、電磁弁27の通電を停止して、本ルーチンを終了する。
[応答時間算出ルーチン]
図11に示す応答時間算出ルーチンは、図9及び図10の閉弁制御ルーチンのステップ112で実行されるサブルーチンであり、判定部及び取得部としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、閉弁判定フラグFCLを「0」にリセットする。
[応答時間算出ルーチン]
図11に示す応答時間算出ルーチンは、図9及び図10の閉弁制御ルーチンのステップ112で実行されるサブルーチンであり、判定部及び取得部としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、閉弁判定フラグFCLを「0」にリセットする。
この後、ステップ202に進み、電流センサ42で検出したソレノイド30に流れる電流を読み込む。この後、ステップ203に進み、ソレノイド30に流れる電流の速度(例えば微分値)を算出する。
この後、ステップ204に進み、ソレノイド30に流れる電流の速度が所定の閉弁判定値を下回ったか否かを判定し、ソレノイド30に流れる電流の速度が閉弁判定値を下回ってなければ、上記ステップ202に戻る。
その後、上記ステップ204で、ソレノイド30に流れる電流の速度が閉弁判定値を下回ったと判定された時点で、ステップ205に進み、電磁弁27が閉弁した(可動部28が閉側位置に移動した)と判定して、閉弁判定フラグFCLを「1」にセットする。
この後、ステップ206に進み、電磁弁27の通電開始から電磁弁27が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として算出して、本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例1では、所定の音低減制御の実行条件が成立したときに、音低減制御を実行する。この音低減制御の際には、電磁弁27の通電時に電磁弁27が閉弁したか否かを判定し、電磁弁27の通電開始から電磁弁27が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する。そして、電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返して電磁弁27への供給電力を設定する。これにより、電磁弁27への供給電力を電磁弁応答時間の上限値付近に相当する下限供給電力まで低下させることができるため、電磁弁27の閉弁速度を低下させて、高圧ポンプ14の騒音を低減することができる。
この場合、個体差や環境変化による高圧ポンプ14の特性ばらつき(電磁弁27の特性ばらつきを含む)があっても、その影響を受けずに電磁弁27への供給電力を下限供給電力に設定することができるため、個体差や環境変化の影響をあまり受けずに高圧ポンプ14の騒音を低減することができる。しかも、高圧ポンプ14が未作動(つまり電磁弁27が閉弁しない)と判定されるまで供給電力を低下させるのではなく、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで供給電力を低下させるため、高圧ポンプ14の未作動に起因する間欠音や燃圧低下等の不具合の発生を防止することができる。
また、本実施例1では、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を減少させる際には、電磁弁応答時間が上限値よりも短い場合に、電磁弁27が閉弁したと判定された回数が所定の判定回数に達する毎に電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させる処理を実行する。これにより、電磁弁27が閉弁したと判定された回数が所定の判定回数に達して、現在の供給電力で電磁弁27が確実に閉弁することが確認されてから、電磁弁27への供給電力を減少させることができる。
更に、本実施例1では、電磁弁応答時間が長いほど判定回数を多くする、又は電磁弁27への供給電力が小さいほど判定回数を多くする。これにより、まだ電磁弁27への供給電力が大きくて電磁弁応答時間が短いときには、判定回数を少なくして、電磁弁27への供給電力を速やかに減少させることができる。その後、電磁弁27への供給電力が小さくなって電磁弁応答時間が長くなり、電磁弁27が閉弁しない領域に近付いてきたときには、判定回数を多くして、電磁弁27の閉弁判定の信頼性を高めることができる。これにより、電磁弁27の閉弁判定の信頼性を確保しながら、電磁弁27への供給電力を下限供給電力まで低下させるのに要する時間を短縮することができ、高圧ポンプ14の騒音を速やかに低減することができる。
また、本実施例1では、電磁弁応答時間の上限値は、予め電磁弁27(例えば標準的な特性の電磁弁)の特性に基づいて、電磁弁27への供給電力が電磁弁27を閉弁可能な最小供給電力のときの電磁弁応答時間又はそれよりも所定値だけ短い値に設定する。このようにすれば、電磁弁27への供給電力を最小供給電力付近(最小供給電力又はその付近)まで低下させることができ、高圧ポンプ14の騒音低減効果を高めることができる。
尚、上記実施例1では、電磁弁応答時間(又は供給電力)に応じて判定回数を変化させるが、これに限定されず、判定回数を一定値に固定しても良い。更に、閉弁回数を判定する処理を省略して、電磁弁応答時間が上限値に到達するまで、電磁弁27が閉弁したと判定される毎(或は所定期間経過毎)に電磁弁27への供給電力を前回値よりも減少させても良い。
図13乃至図18を用いて実施例2を説明する。但し、実施例1と実質的に同一又は類似部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例2では、ECU40により後述する図13乃至図16の各ルーチンを実行することで、音低減制御の際に、電磁弁応答時間の目標値を目標電磁弁応答時間として設定し、電磁弁応答時間が目標電磁弁応答時間になるように電磁弁27への供給電力を制御する。この際、本実施例2では、電磁弁27の過熱を防止するように目標電磁弁応答時間を設定する。
以下、本実施例2でECU40が実行する図13乃至図16の各ルーチンの処理内容を説明する。
[燃圧F/F制御量算出ルーチン]
図13に示す燃圧F/F制御量算出ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。ここで、「F/F」は「フィードフォワード」を意味する。
[燃圧F/F制御量算出ルーチン]
図13に示す燃圧F/F制御量算出ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。ここで、「F/F」は「フィードフォワード」を意味する。
本ルーチンが起動されると、ステップ301で、目標燃圧、要求燃料噴射量、エンジン回転速度等に応じて燃圧F/F制御量[℃A]をマップ等により算出する。尚、目標燃圧と要求燃料噴射量は、それぞれエンジン運転状態(例えばエンジン回転速度や負荷等)に応じてマップ等により算出される。
[燃圧F/B制御量算出ルーチン]
図14に示す燃圧F/B制御量算出ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。ここで、「F/B」は「フィードバック」を意味する。
[燃圧F/B制御量算出ルーチン]
図14に示す燃圧F/B制御量算出ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。ここで、「F/B」は「フィードバック」を意味する。
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、目標燃圧と実燃圧(燃圧センサ36で検出した燃圧)との偏差を燃圧偏差[MPa]として算出する。
燃圧偏差=目標燃圧-実燃圧
この後、ステップ402に進み、燃圧偏差に比例ゲインを乗算して比例項[℃A]を求める。
この後、ステップ402に進み、燃圧偏差に比例ゲインを乗算して比例項[℃A]を求める。
比例項=燃圧偏差×比例ゲイン
この後、ステップ403に進み、燃圧偏差と積分ゲインと前回の積分項(i-1) とを用いて次式により今回の積分項[℃A]を算出する。
この後、ステップ403に進み、燃圧偏差と積分ゲインと前回の積分項(i-1) とを用いて次式により今回の積分項[℃A]を算出する。
積分項=積分項(i-1) +燃圧偏差×積分ゲイン
この後、ステップ404に進み、比例項と積分項とを用いて次式により燃圧F/B制御量[℃A]を算出する。
この後、ステップ404に進み、比例項と積分項とを用いて次式により燃圧F/B制御量[℃A]を算出する。
燃圧F/B制御量=比例項+積分項
[目標電磁弁応答時間算出ルーチン]
図15に示す目標電磁弁応答時間算出ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行され、目標設定部としての役割を果たす。
[目標電磁弁応答時間算出ルーチン]
図15に示す目標電磁弁応答時間算出ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行され、目標設定部としての役割を果たす。
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501で、燃圧F/F制御量と燃圧F/B制御量とを用いて次式により閉弁要求タイミング[℃A]を算出する。
閉弁要求タイミング=燃圧F/F制御量+燃圧F/B制御量
この閉弁要求タイミングは、基準位置(例えばプランジャ18の上死点に相当する位置)からの進角量で設定される(図17参照)。
この閉弁要求タイミングは、基準位置(例えばプランジャ18の上死点に相当する位置)からの進角量で設定される(図17参照)。
この後、ステップ502に進み、高圧ポンプ吐出間隔と耐熱係数とを用いて次式により通電開始タイミング[℃A]を算出する。
通電開始タイミング=高圧ポンプ吐出間隔×耐熱係数
この通電開始タイミングは、基準位置からの進角量で設定される(図17参照)。また、高圧ポンプ吐出間隔は、例えば4気筒エンジンでカム20が2山カムの場合には360℃Aとなる。耐熱係数は、電磁弁27の過熱を防止するために電磁弁27のソレノイド30(コイル)の被覆耐熱性を考慮した係数(例えば0.6)に設定されている。これにより、通電開始タイミングは、電磁弁27の過熱を防止できる進角量の上限値又はそれよりも少し小さい値に設定される。
この通電開始タイミングは、基準位置からの進角量で設定される(図17参照)。また、高圧ポンプ吐出間隔は、例えば4気筒エンジンでカム20が2山カムの場合には360℃Aとなる。耐熱係数は、電磁弁27の過熱を防止するために電磁弁27のソレノイド30(コイル)の被覆耐熱性を考慮した係数(例えば0.6)に設定されている。これにより、通電開始タイミングは、電磁弁27の過熱を防止できる進角量の上限値又はそれよりも少し小さい値に設定される。
この後、ステップ503に進み、通電開始タイミングと閉弁要求タイミングとを用いて次式により目標電磁弁応答期間[℃A]を算出する(図17参照)。
目標電磁弁応答期間=通電開始タイミング-閉弁要求タイミング
この後、ステップ504に進み、現在のエンジン回転速度Ne [rpm]を用いて次式により目標電磁弁応答期間[℃A]を目標電磁弁応答時間[ms]に変換する。
この後、ステップ504に進み、現在のエンジン回転速度Ne [rpm]を用いて次式により目標電磁弁応答期間[℃A]を目標電磁弁応答時間[ms]に変換する。
目標電磁弁応答時間[ms]=目標電磁弁応答期間[℃A]×1000÷6÷Ne
これにより、電磁弁27の過熱を防止できる範囲内で電磁弁応答時間をできるだけ長くして高圧ポンプ14の騒音を低減するように目標電磁弁応答時間を設定する。
[電磁弁応答時間制御ルーチン]
図16に示す電磁弁応答時間制御ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行される。
これにより、電磁弁27の過熱を防止できる範囲内で電磁弁応答時間をできるだけ長くして高圧ポンプ14の騒音を低減するように目標電磁弁応答時間を設定する。
[電磁弁応答時間制御ルーチン]
図16に示す電磁弁応答時間制御ルーチンは、所定の音低減制御の実行条件が成立しているときにECU40により所定周期で繰り返し実行される。
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ601で、目標電磁弁応答時間に応じて電磁弁27の駆動デューティF/F項[%]をマップ等により算出する。
この後、ステップ602~605で、目標電磁弁応答時間と実電磁弁応答時間(前回の通電時に算出した電磁弁応答時間)との偏差を小さくするように電磁弁27の駆動デューティF/B項を算出する。
まず、ステップ602で、目標電磁弁応答時間と実電磁弁応答時間との偏差を応答時間偏差[ms]として算出する。
応答時間偏差=目標電磁弁応答時間-実電磁弁応答時間
この後、ステップ603に進み、応答時間偏差に比例ゲインを乗算して駆動デューティF/B項の比例項[%]を求める。
この後、ステップ603に進み、応答時間偏差に比例ゲインを乗算して駆動デューティF/B項の比例項[%]を求める。
比例項=応答時間偏差×比例ゲイン
この後、ステップ604に進み、応答時間偏差と積分ゲインと前回の積分項(i-1) とを用いて次式により駆動デューティF/B項の今回の積分項[%]を算出する。
この後、ステップ604に進み、応答時間偏差と積分ゲインと前回の積分項(i-1) とを用いて次式により駆動デューティF/B項の今回の積分項[%]を算出する。
積分項=積分項(i-1) +応答時間偏差×積分ゲイン
この後、ステップ605に進み、比例項と積分項とを用いて次式により駆動デューティF/B項[%]を算出する。
この後、ステップ605に進み、比例項と積分項とを用いて次式により駆動デューティF/B項[%]を算出する。
駆動デューティF/B項=比例項+積分項
この後、ステップ606に進み、駆動デューティF/F項と駆動デューティF/B項とを用いて次式により電磁弁27の駆動デューティ[%]を算出する。
この後、ステップ606に進み、駆動デューティF/F項と駆動デューティF/B項とを用いて次式により電磁弁27の駆動デューティ[%]を算出する。
駆動デューティ=駆動デューティF/F項+駆動デューティF/B項
これにより、目標電磁弁応答時間と実電磁弁応答時間との偏差を小さくするように電磁弁27の駆動デューティを算出する。
これにより、目標電磁弁応答時間と実電磁弁応答時間との偏差を小さくするように電磁弁27の駆動デューティを算出する。
この後、ステップ607に進み、前回の通電時に電磁弁27が閉弁したか否かを判定する。このステップ607で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁したと判定された場合には、ステップ608に進み、駆動デューティの下限ガード値を前回値と同じ値に設定する。
一方、上記ステップ607で、前回の通電時に電磁弁27が閉弁していないと判定された場合には、ステップ609に進み、駆動デューティの下限ガード値を前回値よりも所定値だけ増加させた値に設定する。
この後、ステップ610に進み、駆動デューティを下限ガード値で制限する。つまり、駆動デューティが下限ガード値よりも大きい場合には、駆動デューティをそのまま採用する。一方、駆動デューティが下限ガード値以下の場合には、駆動デューティを下限ガード値に設定する。
以上のようにして電磁弁27の駆動デューティを設定した後、ECU40は、閉弁制御に関する処理(例えば図10のステップ111~118の処理)を実行して閉弁制御を行う。具体的には、電磁弁27の通電開始タイミングになった時点で、図16のルーチンで設定した駆動デューティで電磁弁27のソレノイド30の駆動電圧のオン/オフを周期的に切り換えるPWM制御を実行して、電磁弁27への通電を行う。これにより、電磁弁応答時間が目標電磁弁応答時間になるように電磁弁27への供給電力を制御する。この後、前述した図11のルーチンを実行して電磁弁応答時間を算出する。この後、第1の定電流制御と第2の定電流制御を実行した後、電磁弁27の通電を停止する。この場合、図16のルーチン及び閉弁制御に関する処理が電力制御部としての役割を果たす。
以上説明した本実施例2では、図18に示すように、音低減制御の際に、目標電磁弁応答時間と実電磁弁応答時間との偏差を小さくするように電磁弁27の駆動デューティF/B項(=比例項+積分項)を算出して、電磁弁27の駆動デューティを算出する。この駆動デューティを用いて電磁弁27への供給電力を制御することで、実電磁弁応答時間が目標電磁弁応答時間になるように電磁弁27への供給電力を制御する。これにより、個体差や環境変化の影響をあまり受けずに実電磁弁応答時間を所望の目標電磁弁応答時間に精度良く制御することができる。
この際、本実施例2では、電磁弁27の過熱を防止するように目標電磁弁応答時間を設定するようにしている。これにより、電磁弁27の過熱を防止して、電磁弁27の熱劣化、例えば、ソレノイド30(コイル)の被覆の損傷等を未然に防止することができる。
しかも、燃圧F/B制御量に基づいて設定した閉弁要求タイミングと、電磁弁27の過熱を防止できるように設定した通電開始タイミングとに基づいて目標電磁弁応答時間を設定し、その際、電磁弁27の過熱を防止できる範囲内で電磁弁応答時間をできるだけ長くして高圧ポンプ14の騒音を低減するように目標電磁弁応答時間を設定するようにしている。これにより、高圧ポンプ14の燃圧の制御精度を確保すると共に電磁弁27の過熱を防止しながら、高圧ポンプ14の騒音を低減することができる。
図19を用いて実施例3を説明する。但し、実施例2と実質的に同一又は類似部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として実施例2と異なる部分について説明する。
本実施例3では、ECU40により後述する図19の目標電磁弁応答時間算出ルーチンを実行することで、電磁弁27の温度に応じて目標電磁弁応答時間を変化させるようにしている。
本実施例3で実行する図19のルーチンは、実施例2で説明した図15のルーチンのステップ502の処理を、ステップ502a,502bの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は図15と同じである。
図19の目標電磁弁応答時間算出ルーチンでは、まず、ステップ501で、燃圧F/F制御量と燃圧F/B制御量とを用いて閉弁要求タイミング[℃A]を算出する。
この後、ステップ502aに進み、電磁弁27の温度を取得する。この場合、例えば、電磁弁27の温度(例えばソレノイド30の温度)を検出する温度センサを設け、この温度センサで電磁弁27の温度を検出するようにしても良い。或は、燃温、冷却水温、電磁弁27の通電電流等に基づいて電磁弁27の温度(例えばソレノイド30の温度)を推定するようにしても良い。
この後、ステップ502bに進み、電磁弁27の温度に応じて通電開始タイミング[℃A]をマップ等により算出する。通電開始タイミングのマップ等は、電磁弁27の過熱を防止するために、電磁弁27の温度が所定値以上の領域では電磁弁27の温度が高くなるほど通電開始タイミングが遅角側(目標電磁弁応答時間の減少側)になるように設定されている。
この後、ステップ503に進み、通電開始タイミングと閉弁要求タイミングとを用いて目標電磁弁応答期間[℃A]を算出する。この後、ステップ504に進み、現在のエンジン回転速度Ne [rpm]を用いて目標電磁弁応答期間[℃A]を目標電磁弁応答時間[ms]に変換する。
以上説明した本実施例3では、電磁弁27の温度に応じて目標電磁弁応答時間を変化させる。これにより、そのときの電磁弁27の温度に応じて目標電磁弁応答時間を適正値に設定することができる。例えば、電磁弁27の温度が低くて過熱の可能性が低い場合には、目標電磁弁応答時間を長くして、高圧ポンプ14の騒音低減効果を高めることができる。一方、電磁弁27の温度が高い場合には、目標電磁弁応答時間を短くして、電磁弁27の過熱を確実に防止することができる。
尚、上記各実施例2,3では、電磁弁27の過熱を防止するように目標電磁弁応答時間を設定したが、これに限定されず、目標電磁弁応答時間は適宜変更しても良い。例えば、目標電磁弁応答時間を実施例1で説明した電磁弁応答時間の上限値に設定しても良い。このようにすれば、高圧ポンプ14の未作動に起因する不具合の発生を防止しながら、高圧ポンプ14の騒音を低減することができる。或は、電磁弁27の通電時の振動数が高圧ポンプ14の固有振動数領域(共振周波数領域)から外れるように目標電磁弁応答時間を設定しても良い。
図20及び図21を用いて実施例4を説明する。但し、実施例1と実質的に同一又は類似部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として実施例1と異なる部分について説明する。
実施例4では、図20に示すように、エンジンの潤滑油の温度である油温を検出する油温センサ43や、高圧ポンプ14の電磁弁27に電力を供給するバッテリの電圧(つまり電磁弁27の電源電圧)を検出するバッテリ電圧センサ44が設けられている。
また、ECU40により後述する図21のルーチンを実行することで、電磁弁27の温度とバッテリ電圧を取得し、電磁弁27が閉弁したか否かを判定する際に用いる閉弁判定値(つまり図11のステップ204で用いる閉弁判定値)を電磁弁27の温度とバッテリ電圧に基づいて設定する。これにより、電磁弁27の温度やバッテリ電圧に応じて、電磁弁27の特性(例えば通電時の電流の変化特性)が変化するのに対応して、閉弁判定値を変化させる。
以下、実施例4でECU40が実行する図21のルーチンの処理内容を説明する。
[閉弁判定値設定ルーチン]
図21に示す閉弁判定値設定ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ701で、冷却水温センサ39で検出した冷却水温を取得する。また、油温センサ43で検出した油温を取得する。更に、バッテリ電圧センサ44で検出したバッテリ電圧を取得する。
[閉弁判定値設定ルーチン]
図21に示す閉弁判定値設定ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ701で、冷却水温センサ39で検出した冷却水温を取得する。また、油温センサ43で検出した油温を取得する。更に、バッテリ電圧センサ44で検出したバッテリ電圧を取得する。
この後、ステップ702に進み、冷却水温と油温とに基づいて電磁弁27の温度をマップ又は数式等により算出することで、電磁弁27の温度を推定する。これらのステップ701,702の処理が情報取得部としての役割を果たす。
この後、ステップ703に進み、電磁弁27の温度とバッテリ電圧とに基づいて閉弁判定値をマップ又は数式等により算出する。閉弁判定値のマップ又は数式等は、例えば、電磁弁27の温度が高い(つまりソレノイド30の抵抗が大きい)ほど且つバッテリ電圧が低いほど、電磁弁27のソレノイド30に流れる電流が小さくなるのに対応して、閉弁判定値が小さくなるように設定されている。この閉弁判定値のマップ又は数式等は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU40のROMに記憶されている。このステップ703の処理が判定値設定部としての役割を果たす。
尚、本ルーチンでは、電磁弁27の温度とバッテリ電圧から閉弁判定値を直接求めるようにしたが、これに限定されず、例えば、電磁弁27の温度とバッテリ電圧とに基づいて補正値をマップ又は数式等により算出し、この補正値を用いてベース閉弁判定値を補正して閉弁判定値を求めても良い。
以上説明した本実施例4では、電磁弁27の温度とバッテリ電圧を取得し、これらの電磁弁27の温度とバッテリ電圧に基づいて閉弁判定値を設定する。これにより、電磁弁27の温度やバッテリ電圧に応じて、電磁弁27の特性(例えば通電時の電流の変化特性)が変化するのに対応して、閉弁判定値を変化させて、閉弁判定値をそのときの電磁弁27の特性に対応した適正値に設定することができる。これにより、電磁弁27が閉弁したか否かを判定する際の判定精度を向上させることができる。
また、本実施例4では、冷却水温と油温とに基づいて電磁弁27の温度を推定する。これにより、電磁弁27の温度を検出する温度センサを新たに設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たすことができる。
尚、燃温(つまり燃料の温度)を検出する燃温センサを備えたシステムの場合には、冷却水温と油温と燃温とに基づいて電磁弁27の温度を推定しても良い。或は、冷却水温と油温と燃温のうちの一つ又は二つに基づいて電磁弁27の温度を推定しても良い。また、電磁弁27の温度(例えばソレノイド30の温度)を検出する温度センサを設け、この温度センサで電磁弁27の温度を検出しても良い。
また、上記実施例4では、電磁弁27の温度とバッテリ電圧の両方に基づいて閉弁判定値を設定する。しかし、これに限定されず、電磁弁27の温度とバッテリ電圧のうちの一方のみに基づいて閉弁判定値を設定しても良い。
また、上記実施例4では、電磁弁の温度に関する情報として、電磁弁の温度を用いるが、これに限定されず、電磁弁の温度に代えて、冷却水温と油温と燃温等のうちの少なくとも一つを用いても良い。
また、電磁弁27が閉弁したか否かを判定する方法は、上記実施例1で説明した方法に限定されず、適宜変更しても良く、電磁弁27の駆動電流や駆動電圧等の電磁弁27(ソレノイド30)の挙動に応じて変化するパラメータを閉弁判定値と比較して電磁弁27が閉弁したか否かを判定しても良い。
ところで、エンジンが始動される毎に、電磁弁27への供給電力の初期値を予め設定した固定値(例えばシステムのばらつき等を考慮して下限供給電力に対して余裕を大きくとった値)に設定すると、次のような可能性がある。電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を減少させる処理を繰り返して電磁弁27への供給電力を設定する(つまり電磁弁27への供給電力を下限供給電力まで低下させる)のに要する時間が毎回長くなってしまう可能性がある。
そこで、本実施例4では、ECU40により後述する図22及び図23の各ルーチンを実行することで、次のような制御を行う。まず、エンジン運転中に図9のステップ106で設定した電磁弁27への供給電力(つまり下限供給電力)を学習する。この後、エンジンが停止される際に、停止時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得する。次に、エンジンが始動される際に、始動時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得する。更に、停止時情報と始動時情報とに基づいて前回の電磁弁27への供給電力の学習値(つまり前回のエンジン運転中に学習した下限供給電力)を補正して今回の電磁弁27への供給電力の初期値を設定する。
これにより、前回の電磁弁27への供給電力の学習値を基準にして、電磁弁27の温度の変化(つまりソレノイド30の抵抗の変化)やバッテリ電圧の変化による電磁弁27の特性の変化分を考慮に入れて、今回の電磁弁27への供給電力の初期値を適度に小さい値(例えば下限供給電力よりも少し大きめの値)に設定することができる。
以下、本実施例4でECU40が実行する図22及び図23の各ルーチンの処理内容を説明する。
[学習及び停止時情報取得ルーチン]
図22に示す学習及び停止時情報取得ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ801で、エンジン運転中か否かを判定する。このステップ801で、エンジン運転中ではない(つまりエンジン停止中)と判定された場合には、ステップ802以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
[学習及び停止時情報取得ルーチン]
図22に示す学習及び停止時情報取得ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ801で、エンジン運転中か否かを判定する。このステップ801で、エンジン運転中ではない(つまりエンジン停止中)と判定された場合には、ステップ802以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ801で、エンジン運転中と判定された場合には、ステップ802に進む。このステップ802で、図9のステップ106で設定した電磁弁27への供給電力(つまり下限供給電力)を学習する。この際、供給電力の学習値は、ECU40のバックアップRAM等の書き換え可能な不揮発性メモリ(つまりECU40の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ)に記憶する。このステップ802の処理が学習部としての役割を果たす。
この後、ステップ803に進み、エンジン停止指令が発生したか否かを判定する。このステップ803で、エンジン停止指令が発生していないと判定された場合には、ステップ804以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
その後、上記ステップ803で、エンジン停止指令が発生したと判定された場合には、ステップ804に進む。このステップ804で、冷却水温センサ39で検出した冷却水温を停止時の冷却水温として取得する。また、油温センサ43で検出した油温を停止時の油温として取得する。更に、バッテリ電圧センサ44で検出したバッテリ電圧を停止時のバッテリ電圧として取得する。
この後、ステップ805に進み、停止時の冷却水温と停止時の油温とに基づいて停止時の電磁弁27の温度をマップ又は数式等により算出することで、停止時の電磁弁27の温度を推定する。これらのステップ804,805の処理が停止時情報取得部としての役割を果たす。
尚、本ルーチンでは、エンジン停止指令が発生したときに、停止時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得するが、これに限定されず、エンジン停止直前(例えばエンジン回転低下中)又はエンジン停止直後に停止時情報を取得しても良い。
この後、ステップ806に進み、停止時の電磁弁27の温度と停止時のバッテリ電圧をECU40のバックアップRAM等の不揮発性メモリに記憶する。
[始動時情報取得及び初期値設定ルーチン]
図23に示す始動時情報取得及び初期値設定ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ901で、エンジン始動指令が発生したか否かを判定する。このステップ901で、エンジン始動指令が発生していないと判定された場合には、ステップ902以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
[始動時情報取得及び初期値設定ルーチン]
図23に示す始動時情報取得及び初期値設定ルーチンは、ECU40により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ901で、エンジン始動指令が発生したか否かを判定する。このステップ901で、エンジン始動指令が発生していないと判定された場合には、ステップ902以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ901で、エンジン始動指令が発生したと判定された場合には、ステップ902に進む。このステップ902で、ECU40のバックアップRAM等の不揮発性メモリに記憶されている前回の電磁弁27への供給電力の学習値(つまり前回のエンジン運転中に学習した下限供給電力)を読み込む。
この後、ステップ903に進み、ECU40のバックアップRAM等の不揮発性メモリに記憶されている前回の停止時の電磁弁27の温度と前回の停止時のバッテリ電圧を読み込む。
この後、ステップ904に進み、冷却水温センサ39で検出した冷却水温を始動時の冷却水温として取得する。また、油温センサ43で検出した油温を始動時の油温として取得する。更に、バッテリ電圧センサ44で検出したバッテリ電圧を始動時のバッテリ電圧として取得する。
この後、ステップ905に進み、始動時の冷却水温と始動時の油温とに基づいて始動時の電磁弁27の温度をマップ又は数式等により算出することで、始動時の電磁弁27の温度を推定する。これらのステップ904,905の処理が始動時情報取得部としての役割を果たす。
尚、本ルーチンでは、エンジン始動指令が発生したときに、始動時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得するが、これに限定されず、エンジン始動中(例えばクランキング中)又はエンジン始動完了直後に始動時情報を取得しても良い。
この後、ステップ906に進み、前回の停止時の電磁弁27の温度と今回の始動時の電磁弁27の温度との差を温度差ΔTとして算出する。また、前回の停止時のバッテリ電圧と今回の始動時のバッテリ電圧との差を電圧差ΔVとして算出する。
この後、ステップ907に進み、温度差ΔTと電圧差ΔVとに応じた供給電力補正値をマップ又は数式等により算出する。供給電力補正値のマップ又は数式等は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ECU40のROMに記憶されている。
この後、ステップ908に進み、供給電力補正値を用いて前回の電磁弁27への供給電力の学習値を補正して、今回の電磁弁27への供給電力の初期値を求める。これらのステップ906~908の処理が初期値設定部としての役割を果たす。
以上説明した本実施例4では、エンジン運転中に電磁弁27への供給電力(つまり下限供給電力)を学習し、エンジンが停止される際に停止時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得する。そして、エンジンが始動される際に、始動時情報(例えば電磁弁27の温度とバッテリ電圧)を取得し、停止時情報と始動時情報とに基づいて前回の電磁弁27への供給電力の学習値を補正して今回の電磁弁27への供給電力の初期値を設定する。これにより、前回の電磁弁27への供給電力の学習値を基準にして、電磁弁27の温度の変化やバッテリ電圧の変化による電磁弁27の特性の変化分を考慮に入れて、今回の電磁弁27への供給電力の初期値を適度に小さい値(例えば下限供給電力よりも少し大きめの値)に設定することができる。その結果、電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで電磁弁27への供給電力を減少させる処理を繰り返して電磁弁27への供給電力を設定する(つまり電磁弁27への供給電力を下限供給電力まで低下させる)のに要する時間を短縮することができる。
また、本実施例4では、冷却水温と油温とに基づいて電磁弁27の温度を推定する。これにより、電磁弁27の温度を検出する温度センサを新たに設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たすことができる。
尚、燃温(つまり燃料の温度)を検出する燃温センサを備えたシステムの場合には、冷却水温と油温と燃温とに基づいて電磁弁27の温度を推定しても良い。或は、冷却水温と油温と燃温のうちの一つ又は二つに基づいて電磁弁27の温度を推定しても良い。また、電磁弁27の温度(例えばソレノイド30の温度)を検出する温度センサを設け、この温度センサで電磁弁27の温度を検出しても良い。
また、上記実施例4では、温度差ΔTと電圧差ΔVの両方に基づいて前回の電磁弁27への供給電力の学習値を補正して今回の電磁弁27への供給電力の初期値を設定する。しかし、これに限定されず、温度差ΔTと電圧差ΔVのうちの一方のみに基づいて前回の電磁弁27への供給電力の学習値を補正して今回の電磁弁27への供給電力の初期値を設定しても良い。
また、上記実施例4では、電磁弁の温度に関する情報として、電磁弁の温度を用いるが、これに限定されず、電磁弁の温度に代えて、冷却水温と油温と燃温等のうちの少なくとも一つを用いても良い。
また、上記各実施例1~4において、ECU40が実行する機能の一部又は全部を、一つ或は複数のIC等によりハードウェア的に構成しても良い。
各実施形態は、高圧ポンプの構成や燃料供給システムの構成を適宜変更しても良い等、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
Claims (11)
- 燃料の吸入口(21)と吐出口(31)を有するポンプ室(17)と、該ポンプ室内で往復運動するプランジャ(18)と、前記吸入口側を開閉する調量弁(23)と、該調量弁を開閉移動させる電磁弁(27)とを備え、前記電磁弁に通電して該電磁弁の可動部(28)を閉側位置に移動させて前記調量弁を閉弁させる高圧ポンプの制御装置において、
前記電磁弁の通電時に前記電磁弁の可動部が前記閉側位置に移動し電磁弁が閉弁したか否かを判定する判定部(40)と、
前記電磁弁の通電開始から前記電磁弁が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する取得部(40)と、
前記電磁弁応答時間が所定の上限値に到達するまで前記電磁弁への供給電力を前回値よりも減少させる処理を繰り返して前記電磁弁への供給電力を設定する電力設定部(40)と
を備えている高圧ポンプの制御装置。 - 前記電力設定部は、前記電磁弁応答時間が前記上限値よりも短い場合に、前記電磁弁が閉弁したと判定された回数が所定の判定回数に達する毎に前記電磁弁への供給電力を前回値よりも減少させる処理を実行する請求項1に記載の高圧ポンプの制御装置。
- 前記電力設定部は、前記電磁弁応答時間が長いほど前記判定回数を多くする又は前記電磁弁への供給電力が小さいほど前記判定回数を多くする請求項2に記載の高圧ポンプの制御装置。
- 前記上限値は、予め前記電磁弁の特性に基づいて、前記電磁弁への供給電力が該電磁弁を閉弁可能な最小供給電力のときの前記電磁弁応答時間又はそれよりも所定値だけ短い値に設定されている請求項1乃至3のいずれかに記載の高圧ポンプの制御装置。
- 燃料の吸入口(21)と吐出口(31)を有するポンプ室(17)と、該ポンプ室内で往復運動するプランジャ(18)と、前記吸入口側を開閉する調量弁(23)と、該調量弁を開閉移動させる電磁弁(27)とを備え、前記電磁弁に通電して該電磁弁の可動部(28)を閉側位置に移動させて前記調量弁を閉弁させる高圧ポンプの制御装置において、
前記電磁弁の通電時に前記電磁弁の可動部が前記閉側位置に移動し電磁弁が閉弁したか否かを判定する判定部(40)と、
前記電磁弁の通電開始から前記電磁弁が閉弁したと判定されるまでの時間を電磁弁応答時間として取得する取得部(40)と、
前記電磁弁応答時間の目標値を目標電磁弁応答時間として設定する目標設定部(40)と、
前記電磁弁応答時間が前記目標電磁弁応答時間になるように前記電磁弁への供給電力を制御する電力制御部(40)と
を備えている高圧ポンプの制御装置。 - 前記目標設定部は、前記電磁弁の過熱を防止するように前記目標電磁弁応答時間を設定する請求項5に記載の高圧ポンプの制御装置。
- 前記目標設定部は、前記電磁弁の温度に応じて前記目標電磁弁応答時間を変化させる請求項6に記載の高圧ポンプの制御装置。
- 前記電磁弁の温度に関する情報と前記電磁弁の電源電圧のうちの少なくとも一方を取得する情報取得部(40)と、
前記判定部で前記電磁弁が閉弁したか否かを判定する際に用いる閉弁判定値を前記電磁弁の温度に関する情報と前記電磁弁の電源電圧のうちの少なくとも一方に基づいて設定する判定値設定部(40)と
を備えている請求項1乃至4のいずれかに記載の高圧ポンプの制御装置。 - 前記情報取得部は、内燃機関の冷却水温と油温と燃温のうちの少なくとも一つに基づいて前記電磁弁の温度を推定する請求項8に記載の高圧ポンプの制御装置。
- 内燃機関の運転中に前記電力設定部で設定した前記電磁弁への供給電力を学習する学習部(40)と、
前記内燃機関が停止される際に前記電磁弁の温度に関する情報と前記電磁弁の電源電圧のうちの少なくとも一方である停止時情報を取得する停止時情報取得部(40)と、
前記内燃機関が始動される際に前記電磁弁の温度に関する情報と前記電磁弁の電源電圧のうちの少なくとも一方である始動時情報を取得する始動時情報取得部(40)と、
前記内燃機関が始動される際に前記停止時情報と前記始動時情報とに基づいて前記電磁弁への供給電力の学習値を補正して今回の前記電磁弁への供給電力の初期値を設定する初期値設定部(40)と
を備えている請求項1乃至4のいずれかに記載の高圧ポンプの制御装置。 - 前記停止時情報取得部及び前記始動時情報取得部は、前記内燃機関の冷却水温と油温と燃温のうちの少なくとも一つに基づいて前記電磁弁の温度を推定する請求項10に記載の高圧ポンプの制御装置。
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