JP2016205368A - 高圧ポンプの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧ポンプの閉弁制御時の騒音を低減できるようにする。
【解決手段】電磁弁27の通電時(ソレノイド30の通電時)に、ソレノイド30に流れる電流の速度に基づいて、電磁弁27の可動部28が閉側位置に移動して電磁弁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よりも短い場合には、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、電磁弁応答時間が長い(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、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速やかに低下させて、電磁弁27の閉弁速度を低下させる。
【選択図】図3
【解決手段】電磁弁27の通電時(ソレノイド30の通電時)に、ソレノイド30に流れる電流の速度に基づいて、電磁弁27の可動部28が閉側位置に移動して電磁弁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よりも短い場合には、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、電磁弁応答時間が長い(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、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速やかに低下させて、電磁弁27の閉弁速度を低下させる。
【選択図】図3
Description
本発明は、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発明である。
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ようにしたものがある。
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)を制御するようにしたものがある。
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。この対策として、例えば、特許文献1(特表2010−533820号公報)に記載されたものがある。このものは、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ようにしている。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ようにしている。
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。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、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にある。
上記課題を解決するために、本発明は、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において、電磁弁の通電時に電磁弁の可動部が閉側位置に移動した(以下「電磁弁が閉弁した」という)か否かを判定する判定部(40)と、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取得部(40)と、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力設定部(40)とを備えた構成としたものである。
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。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
本発明の実施例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内に戻されるようになっている。
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内に戻されるようになっている。
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(内燃機関)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。
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。
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。
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の処理が特許請求の範囲でいう電力設定部としての役割を果たす。
尚、上記ステップ101で、もし、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、前記図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、特許請求の範囲でいう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。
図11に示す応答時間算出ルーチンは、前記図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、特許請求の範囲でいう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ようにしている。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)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ようにしている。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ようにしたが、これに限定されず、判定回数を一定値に固定するようにしても良い。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るようにしても良い。
次に、図13及び図14を用いて本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例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、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例2では、図13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14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、本実施例2でECU40が実行する図14のルーチンの処理内容を説明する。
以下、本実施例2でECU40が実行する図14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14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301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。
図14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301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302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301,302の処理が特許請求の範囲でいう情報取得部としての役割を果たす。
この後、ステップ303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303の処理が特許請求の範囲でいう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るようにしても良い。
以上説明した本実施例2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ようにしている。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2では、冷却水温と油温とに基づいて電磁弁27の温度を推定するようにしている。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の温度を推定するようにしても良い。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の温度を推定するようにしても良い。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の温度を検出するようにしても良い。
また、上記実施例2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ようにしている。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するようにしても良い。
また、上記実施例2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ようにしたが、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るようにしても良い。
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するようにしても良い。
また、上記各実施例1,2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。
その他、本発明は、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、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
その他、本発明は、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、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
14…高圧ポンプ、17…ポンプ室、18…プランジャ、21…吸入口、23…調量弁、27…電磁弁、28…可動部、31…吐出口、40…ECU(判定部,取得部,電力設定部,情報取得部,判定値設定部)
Claims (6)
- 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た(以下「電磁弁が閉弁した」という)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
を備えていることを特徴とす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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の高圧ポンプの制御装置。
- 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
を備えていることを特徴とする請求項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ことを特徴とする請求項5に記載の高圧ポンプの制御装置。
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