JP2021032178A - Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector - Google Patents

Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector Download PDF

Info

Publication number
JP2021032178A
JP2021032178A JP2019154967A JP2019154967A JP2021032178A JP 2021032178 A JP2021032178 A JP 2021032178A JP 2019154967 A JP2019154967 A JP 2019154967A JP 2019154967 A JP2019154967 A JP 2019154967A JP 2021032178 A JP2021032178 A JP 2021032178A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
electromagnetic actuator
current
mover
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019154967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
青野 俊宏
Toshihiro Aono
俊宏 青野
修 向原
Osamu Mukaihara
修 向原
徳尾 健一郎
Kenichiro Tokuo
健一郎 徳尾
俊亮 有冨
Toshiaki Aritomi
俊亮 有冨
史博 板羽
Fumihiro Itabane
史博 板羽
幸太郎 大木
Kotaro Oki
幸太郎 大木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2019154967A priority Critical patent/JP2021032178A/en
Publication of JP2021032178A publication Critical patent/JP2021032178A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

To provide a method for detecting valve closing even in a holding current period, controlling a suction valve based on the detection, and realizing noise reduction.SOLUTION: An electromagnetic actuator controller comprises a calculation unit that controls a mover by controlling a current flowing through a coil so as to change within a certain range. The calculation unit controls the current flowing through the coil so that the frequency of the current flowing through the coil is equal to or higher than a setting value and the timing of change falls within a setting range.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電磁アクチュエータの制御装置、高圧燃料ポンプおよびインジェクタに関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic actuator control device, a high pressure fuel pump and an injector.

自動車の内燃機関には、高効率、低排気、高出力が求められる。これらをバランスよく解決する手段として、直噴内燃機関が普及して久しい。自動車メーカやサプライヤは、その製品価値向上に絶えず努力を払ってきたが、そのなかで、重要な課題の一つに、高圧燃料ポンプの静音化がある。高圧燃料ポンプを静音化するためには、電流を低減すればよいが、低減しすぎると高圧燃料ポンプは燃料を吐出できない。静音化のために最適な電流印加量は、高圧燃料ポンプの個体によって異なる。そこで高圧燃料ポンプの個体差を検出し、これに応じて電流印加量を調整し、最適な静音化を実現したい。検出すべき高圧燃料ポンプの個体差としては、弁体の動きが考えられる。 Internal combustion engines of automobiles are required to have high efficiency, low exhaust, and high output. Direct-injection internal combustion engines have long been popular as a means to solve these problems in a well-balanced manner. Automakers and suppliers have been constantly striving to improve their product value, and one of the important issues is to reduce the noise of high-pressure fuel pumps. In order to reduce the noise of the high-pressure fuel pump, the current may be reduced, but if the current is reduced too much, the high-pressure fuel pump cannot discharge fuel. The optimum amount of current applied for noise reduction depends on the individual high-pressure fuel pump. Therefore, we would like to detect individual differences in the high-pressure fuel pump and adjust the amount of current applied accordingly to achieve optimum noise reduction. The movement of the valve body can be considered as an individual difference of the high-pressure fuel pump to be detected.

その一例として、特許文献1の請求項1に記載の「回転軸の回転に伴い往復移動して加圧室の容積を可変とするプランジャと、前記加圧室に連通される燃料吸入通路に配置された弁体を有し、電磁部に対する通電制御により前記弁体を軸方向に変位させることで前記加圧室への燃料の供給及び遮断を行う制御弁と、を備える高圧ポンプに適用され、前記通電制御により前記制御弁の開弁及び閉弁を切り替えることで前記高圧ポンプの燃料吐出量を調整する高圧ポンプの制御装置であって、前記制御弁の開弁又は閉弁の駆動指令に対する前記弁体の動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段の検出結果に基づいて、前記高圧ポンプの作動判定を実施する作動判定手段と、を備えることを特徴とする高圧ポンプの制御装置」というものがあげられる。 As an example thereof, the plunger described in claim 1 of Patent Document 1 "reciprocally moving with the rotation of the rotating shaft to change the volume of the pressurizing chamber and the fuel suction passage communicating with the pressurizing chamber are arranged. It is applied to a high-pressure pump having a valve body and a control valve for supplying and shutting off fuel to the pressurizing chamber by axially shifting the valve body by energization control for an electromagnetic part. A high-pressure pump control device that adjusts the fuel discharge amount of the high-pressure pump by switching between opening and closing of the control valve by the energization control. A high-pressure pump control device including a motion detecting means for detecting the movement of the valve body and an operation determining means for performing an operation determining of the high-pressure pump based on the detection result of the motion detecting means. " Can be mentioned.

そのなかで、特に特許文献1の請求項3には、「前記動き検出手段は、前記電磁部に流れる電流の変化を検出することにより前記駆動指令に対する前記弁体の動きを検出し、その際、前記電流の変化として、前記電流の増加傾向と減少傾向との間の切り替わりが生じたことを検出する請求項1又は2に記載の高圧ポンプの制御装置」という発明が開示されている。 Among them, in particular, claim 3 of Patent Document 1 states that "the motion detecting means detects the motion of the valve body in response to the drive command by detecting the change in the current flowing through the electromagnetic portion, and at that time. The invention of the high-pressure pump control device according to claim 1 or 2, which detects that a switch between an increasing tendency and a decreasing tendency of the current occurs as a change in the current is disclosed.

特開2015−31203号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-31203

高圧燃料ポンプの静音化に取り組むかなかで、高圧燃料ポンプの吸入弁の閉弁タイミングを検出したいというニーズに我々も直面したが、先述の背景技術では必ずしもカバーしきれない状況があることがわかった。後程、本発明の実施形態で説明するが、高圧燃料ポンプの吸入弁はソレノイドに流れる電流を制御することにより行われる。この制御電流は、開弁状態で静止している弁体に動きだすエネルギーを与えるピーク電流と弁体を閉弁状態に保持するための保持電流に分けられる。背景技術で紹介した方法では、ピーク電流が流れている期間で閉弁した際に、ソレノイドに生じる逆起電力により、増加中のピーク電流がいったん減少し、その後増加することに着目し、閉弁を検知する。ここでは、ピーク電流が減少から増加に切り替わる変曲点を閉弁タイミングとして検出している。しかし、我々は、保持電流を流している期間に閉弁するような制御が必要であることに直面した。そこで、本発明では、保持電流期間でも閉弁を検知し、これに基づいて吸入弁を制御し、静音化を実現する方法を提供する。 We also faced the need to detect the closing timing of the intake valve of the high-pressure fuel pump while working to reduce the noise of the high-pressure fuel pump, but it turned out that there are situations that cannot always be covered by the above-mentioned background technology. It was. As will be described later in the embodiment of the present invention, the suction valve of the high-pressure fuel pump is performed by controlling the current flowing through the solenoid. This control current is divided into a peak current that gives energy to start moving the valve body that is stationary in the valve open state and a holding current that holds the valve body in the valve closed state. In the method introduced in the background technology, when the valve is closed during the period when the peak current is flowing, the counter electromotive force generated in the solenoid causes the peak current that is increasing to decrease once and then increase, and the valve is closed. Is detected. Here, the inflection point at which the peak current switches from decreasing to increasing is detected as the valve closing timing. However, we faced the need for control to close the valve while the holding current was flowing. Therefore, the present invention provides a method of detecting valve closure even during the holding current period, controlling the intake valve based on the detection, and realizing noise reduction.

上記課題を解決するために本発明は、ピーク電流を与えたのちにコイルに流れる電流を一定の範囲で変化するように制御することで、可動子を制御する演算装置を備えた電磁アクチュエータ制御装置において、前記演算装置は、前記コイルに流れる電流の周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲に入るように前記コイルに流れる電流を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is an electromagnetic actuator control device including an arithmetic unit that controls a mover by controlling the current flowing through the coil so as to change within a certain range after applying a peak current. The arithmetic unit is characterized in that the frequency of the current flowing through the coil is controlled to be equal to or higher than a set value and the current flowing through the coil is controlled so that the timing of change falls within the set range.

本発明者らは、閉弁が完了するタイミングにおいて、ソレノイドに流れる電流の周波数が設定値以上変化することを発見した。さらに本発明者らはソレノイドに流れる電流を低減しても閉弁完了直前の可動子の速度がこれ以上、小さくならない電流の飽和領域(設定範囲)が存在することを見出した。閉弁完了直前の可動子の速度がこれ以上、小さくならないということは、この速度に支配される、閉弁時の衝撃や騒音がそれ以上、小さくならないことを意味する。したがって上記の本発明によれば、閉弁タイミングが上記の設定範囲に入るようにすることができ、閉弁に失敗することを抑制しつつ、電磁アクチュエータの低騒音化を実現することが可能である。 The present inventors have discovered that the frequency of the current flowing through the solenoid changes by a set value or more at the timing when the valve closing is completed. Furthermore, the present inventors have found that there is a current saturation region (setting range) in which the speed of the mover immediately before the completion of valve closing does not decrease any more even if the current flowing through the solenoid is reduced. The fact that the speed of the mover immediately before the completion of valve closing does not decrease any more means that the impact and noise at the time of valve closing, which are controlled by this speed, do not decrease any more. Therefore, according to the above invention, the valve closing timing can be set within the above setting range, and it is possible to reduce the noise of the electromagnetic actuator while suppressing the failure of valve closing. is there.

内燃機関の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine. 高圧燃料ポンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high pressure fuel pump. 高圧燃料ポンプの動作のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of the operation of a high pressure fuel pump. ポンプの個体特性のばらつきを示す図である。It is a figure which shows the variation of the individual characteristic of a pump. ポンプのデンリュ積分値に対する閉弁速度の飽和を示す図である。It is a figure which shows the saturation of the valve closing speed with respect to the integral value of Denryu of a pump. ピーク電流をかえたときの吸入弁の閉弁速度と閉弁変位を示す図である。It is a figure which shows the valve closing speed and the valve closing displacement of a suction valve when the peak current is changed. 閉弁速度と閉弁タイミングの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the valve closing speed and the valve closing timing. 閉弁完了時の電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current at the time of completion of valve closing. 閉弁完了タイミングを検出する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of detecting the valve closing completion timing. 微分回路を示す図である。It is a figure which shows the differentiating circuit. 絶対値回路を示す図である。It is a figure which shows the absolute value circuit. 閉弁によるスイッチング電流の周波数変化を捉えるフィルタを示す図である。It is a figure which shows the filter which captures the frequency change of the switching current by closing a valve. 閉弁完了を検知する各段階における信号を示す図である。It is a figure which shows the signal at each stage which detects the completion of valve closing. 閉弁によるスイッチング電流の周波数変化を捉えるフィルタを示す図である。It is a figure which shows the filter which captures the frequency change of the switching current by closing a valve. 閉弁を検知するための処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow for detecting the valve closing. インジェクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an injector. インジェクタの動作のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of the operation of an injector.

以下、本発明の一実施形態を説明するが、本実施形態は、各図面に記載の実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、閉弁完了タイミングを検出することが可能な電磁アクチュエータを提供する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described, but the present embodiment is not limited to the embodiments described in the drawings. The present embodiment provides an electromagnetic actuator capable of detecting the valve closing completion timing.

図1に直噴内燃機関10の概略を示す。直噴内燃機関10では、燃料タンク101に蓄えられた燃料はフィードポンプ102で0.4MPa程度に加圧され、さらに高圧燃料ポンプ103で数十MPaに加圧される。加圧された燃料は、高圧配管104を経由し、直噴インジェクタ105から内燃機関の気筒106に噴射される。 FIG. 1 shows an outline of the direct injection internal combustion engine 10. In the direct injection internal combustion engine 10, the fuel stored in the fuel tank 101 is pressurized to about 0.4 MPa by the feed pump 102, and further pressurized to several tens of MPa by the high pressure fuel pump 103. The pressurized fuel is injected from the direct injection injector 105 into the cylinder 106 of the internal combustion engine via the high-pressure pipe 104.

噴射された燃料は、ピストン107の動作により気筒106に吸入された空気と混合される。この混合気は、点火プラグ108が生成する火花によって点火され、爆発する。爆発により生成される熱により気筒106内の混合気は膨張し、ピストン107を押し下げる。ピストン107を押し下げる力はリンク機構109を経由し、クランク軸110を回転させる。クランク軸110の回転はミッションを通して車輪に伝えられ、車両を動かす力となる。 The injected fuel is mixed with the air sucked into the cylinder 106 by the operation of the piston 107. This air-fuel mixture is ignited by a spark generated by the spark plug 108 and explodes. The heat generated by the explosion causes the air-fuel mixture in the cylinder 106 to expand, pushing down the piston 107. The force pushing down the piston 107 passes through the link mechanism 109 and rotates the crankshaft 110. The rotation of the crankshaft 110 is transmitted to the wheels through the mission and becomes a force to move the vehicle.

内燃機関には、低燃費、高出力、排気浄化が主に求められるが、さらなる付加価値として騒音、振動の低減が求められる。高圧燃料ポンプにおいては、吸入弁の開閉の際に弁体や可動子(アンカと呼んでも良い)とストッパの衝突により騒音が発生する。各自動車メーカ、サプライヤはその低騒音化に多くの努力をしている。 Internal combustion engines are mainly required to have low fuel consumption, high output, and exhaust gas purification, but as additional value, noise and vibration reduction are required. In a high-pressure fuel pump, noise is generated due to a collision between a valve body or a mover (which may be called an anchor) and a stopper when opening and closing the suction valve. Each automobile manufacturer and supplier is making a lot of efforts to reduce the noise.

図2に高圧燃料ポンプ103の構造を示す。高圧燃料ポンプ103は内燃機関10のカム軸に取り付けられたカム201の回転により上下するプランジャ202と、プランジャ202の上下運動に同期して開閉動作する吸入弁203と、吸入弁203の開閉動作を制御する電磁アクチュエータ200(ソレノイド)と、を備える。電磁アクチュエータ200(ソレノイド)とは、電気エネルギーを電磁エネルギーを介して機械エネルギーに変換する装置である。詳細は後述するが、電磁アクチュエータ200(ソレノイド)は、コイル205と固定子206(磁気コア)と、コイル205に電流が流れることで生成される電磁力により固定子206(磁気コア)に吸引され、吸入弁203の動作を制御する可動子204とから主に構成される。 FIG. 2 shows the structure of the high-pressure fuel pump 103. The high-pressure fuel pump 103 moves the plunger 202 that moves up and down by the rotation of the cam 201 attached to the camshaft of the internal combustion engine 10, the suction valve 203 that opens and closes in synchronization with the vertical movement of the plunger 202, and the suction valve 203. An electromagnetic actuator 200 (solenoid) for controlling is provided. The electromagnetic actuator 200 (solenoid) is a device that converts electrical energy into mechanical energy via electromagnetic energy. The details will be described later, but the electromagnetic actuator 200 (solenoid) is attracted to the stator 206 (magnetic core) by the electromagnetic force generated by the current flowing through the coil 205, the stator 206 (magnetic core), and the coil 205. , Mainly composed of a mover 204 that controls the operation of the suction valve 203.

高圧燃料ポンプ103は、ケーシング223で囲まれ、内部に加圧室211が配置される。低圧配管111側から、流入口225と連通口221を通して加圧室211へ燃料が流入する。加圧室に流入した燃料は、流出口222を通って高圧配管104側に吐出される。流出口222は、吐出弁210によって開閉される。吐出弁210は、ばね部226によって流出口222を閉弁する方向に常時付勢されており、加圧室の圧力がスプリング力に勝つと吐出口は開いて燃料は噴射される。 The high-pressure fuel pump 103 is surrounded by a casing 223, and a pressurizing chamber 211 is arranged inside. Fuel flows from the low-pressure pipe 111 side into the pressurizing chamber 211 through the inflow port 225 and the communication port 221. The fuel that has flowed into the pressurizing chamber is discharged to the high-pressure pipe 104 side through the outlet 222. The outlet 222 is opened and closed by the discharge valve 210. The discharge valve 210 is constantly urged by the spring portion 226 in the direction of closing the outlet 222, and when the pressure in the pressurizing chamber exceeds the spring force, the discharge port opens and fuel is injected.

高圧燃料ポンプ103の電磁アクチュエータ200では、コイル205の通電のオン/オフが制御されることで可動子204の軸方向(図2の左右方向)の動作が制御される。コイル205の通電がオフの状態において可動子204は、第1スプリング209によって開弁方向に常時付勢されることで吸入弁203を開弁位置に保つ。このような高圧燃料ポンプ103はノーマルオープン型の高圧燃料ポンプと呼ばれ、本実施形態ではノーマルオープン型について説明するが、開弁と閉弁を置き換えればノーマルクローズ型にも適用できる。
コイル205の通電がオンとなると、固定子206(磁気コア)と可動子204との間に電磁吸引力が発生する。これにより、第1スプリング209のばね力に抗して吸入弁203の基端側に設けられる可動子204は開弁方向(図2の左方向)に吸引される。可動子204が固定子206に吸引された状態において吸入弁203は上流側と下流側との差圧及び第2スプリング215の付勢力に基づいて開閉するチェック弁となる。したがって、吸入弁203の下流側の圧力が上昇することにより吸入弁203は閉弁方向に移動する。吸入弁203が閉弁方向に設定されたリフト量だけ移動すると、シート部207に着座し、吸入弁203は閉弁状態となり、加圧室の燃料が低圧配管側に逆流できなくなる。
In the electromagnetic actuator 200 of the high-pressure fuel pump 103, the operation of the mover 204 in the axial direction (left-right direction in FIG. 2) is controlled by controlling the on / off of the energization of the coil 205. When the coil 205 is off, the mover 204 is constantly urged in the valve opening direction by the first spring 209 to keep the suction valve 203 in the valve opening position. Such a high-pressure fuel pump 103 is called a normally open type high-pressure fuel pump, and although the normally open type will be described in this embodiment, it can also be applied to the normally closed type by replacing the valve opening and the valve closing.
When the energization of the coil 205 is turned on, an electromagnetic attraction force is generated between the stator 206 (magnetic core) and the mover 204. As a result, the mover 204 provided on the proximal end side of the suction valve 203 is sucked in the valve opening direction (left direction in FIG. 2) against the spring force of the first spring 209. When the mover 204 is sucked by the stator 206, the suction valve 203 is a check valve that opens and closes based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side and the urging force of the second spring 215. Therefore, the suction valve 203 moves in the valve closing direction as the pressure on the downstream side of the suction valve 203 increases. When the suction valve 203 moves by the lift amount set in the valve closing direction, it is seated on the seat portion 207, the suction valve 203 is closed, and the fuel in the pressurizing chamber cannot flow back to the low pressure piping side.

図3は高圧燃料ポンプ103の動作を説明するタイムチャートである。吸入弁203はプランジャ202の上下に同期して開閉動作するように、カム軸201の回転角を検出し、例えば上死点(TDC:Top Dead Center)から決められた角度(P_ONタイミング)をカム軸が回転したのちに、コイル205の両端に電圧Vを与えはじめる(タイミングt1)。この電圧Vにより、コイル205に流れる電流Iは
LdI/dt=V−RI・・・(式1)
に従い増加する。ここで、L、Rは、それぞれ、コイル205と配線のインダクタンスと抵抗である。電流Iの増加に伴い固定子206(磁気コア)が可動子204を吸引する磁気吸引力Fmagも増加する。
FIG. 3 is a time chart illustrating the operation of the high-pressure fuel pump 103. The suction valve 203 detects the rotation angle of the camshaft 201 so that it opens and closes in synchronization with the top and bottom of the plunger 202, and cams, for example, an angle (P_ON timing) determined from top dead center (TDC: Top Dead Center). After the shaft rotates, a voltage V is started to be applied to both ends of the coil 205 (timing t1). Due to this voltage V, the current I flowing through the coil 205 is LdI / dt = V-RI ... (Equation 1).
It increases according to. Here, L and R are the inductance and resistance of the coil 205 and the wiring, respectively. As the current I increases, the magnetic attraction force Fmag that the stator 206 (magnetic core) attracts the mover 204 also increases.

磁気吸引力Fmagが第1スプリング209の力Fspより大きくなると、スプリング力Fspにより押さえつけられていた可動子204が固定子206に向かって移動を始める(タイミングt2)。可動子204が移動すると、プランジャ202の上昇により加圧された燃料に押されて、吸入弁203も可動子204に追従して固定子206に向かい移動する。 When the magnetic attraction force Fmag becomes larger than the force Fsp of the first spring 209, the mover 204 pressed by the spring force Fsp starts moving toward the stator 206 (timing t2). When the mover 204 moves, it is pushed by the fuel pressurized by the rise of the plunger 202, and the suction valve 203 also follows the mover 204 and moves toward the stator 206.

やがて吸入弁203の突起はシート部207に衝突して着座する。この衝突により、燃料の流路(図2の点線)はふさがれ、プランジャ202の上昇により加圧された燃料は低圧配管111側に戻れなくなり、加圧室211の圧力は上昇する。(タイミングt4) Eventually, the protrusion of the suction valve 203 collides with the seat portion 207 and is seated. Due to this collision, the fuel flow path (dotted line in FIG. 2) is blocked, the fuel pressurized by the rise of the plunger 202 cannot return to the low pressure pipe 111 side, and the pressure of the pressurizing chamber 211 rises. (Timing t4)

加圧室211の圧力が、吐出弁210を抑えるスプリング力Fsp_outより大きくなると、吐出弁210が開き、プランジャ202の上昇により加圧された燃料が高圧配管104に吐出される。その後、タイミングt5で駆動パルスがOFFとなるとコイル205には逆電圧が印加され、これによりコイル205に供給されていた保持電流が遮断される。 When the pressure in the pressurizing chamber 211 becomes larger than the spring force Fsp_out that suppresses the discharge valve 210, the discharge valve 210 opens, and the fuel pressurized by the rise of the plunger 202 is discharged to the high-pressure pipe 104. After that, when the drive pulse is turned off at the timing t5, a reverse voltage is applied to the coil 205, whereby the holding current supplied to the coil 205 is cut off.

カム角が上死点を過ぎてプランジャが下降をはじめると(タイミングt6)、加圧室211の燃圧は下がり、これがスプリング力Fsp_outより小さくなると吐出弁210は閉じて、燃料の吐出は終了する。 When the cam angle passes the top dead center and the plunger starts to descend (timing t6), the fuel pressure of the pressurizing chamber 211 decreases, and when this becomes smaller than the spring force Fsp_out, the discharge valve 210 closes and the fuel discharge ends.

また、加圧室211の燃圧低下により、吸入弁203とともに可動子204が閉弁位置から開弁位置へ移動する(タイミングt7〜t8)。 Further, due to the decrease in the fuel pressure of the pressurizing chamber 211, the mover 204 moves from the valve closed position to the valve open position together with the suction valve 203 (timing t7 to t8).

このような動作により、高圧燃料ポンプ103は低圧配管111から高圧配管104に燃料を送る。この過程において、可動子204が固定子206に衝突して閉弁完了する時(図3のタイミングt4)と、可動子204および吸入弁203がストッパ208に衝突して開弁完了(図3のタイミングt8)する時とに騒音が発生する。この騒音は、特にアイドル時にドライバが不快に感じることがあり、自動車メーカや高圧燃料ポンプのサプライヤは、その騒音低減にしのぎをけずっている。本実施形態では、閉弁完了の際の騒音を低減することを狙っている。 By such an operation, the high-pressure fuel pump 103 sends fuel from the low-pressure pipe 111 to the high-pressure pipe 104. In this process, when the mover 204 collides with the stator 206 and the valve closing is completed (timing t4 in FIG. 3), the mover 204 and the suction valve 203 collide with the stopper 208 and the valve opening is completed (FIG. 3). Noise is generated at the timing t8). This noise can be offensive to drivers, especially when idle, and automakers and high-pressure fuel pump suppliers are competing to reduce it. The present embodiment aims to reduce noise when the valve is closed.

高圧燃料ポンプ103の電磁アクチュエータ200を駆動する電流は大まかに2つに分けられている。ピーク電流(図3の電流波形の斜線部)と保持電流(図3の電流波形の横線部)である。ピーク電流は、第1スプリング209に押さえつけられて開弁位置に静止している吸入弁203と可動子204に、閉弁するための勢いをつける。一方、保持電流は、固定子206に近づいた可動子204を、固定子206に衝突するまで引き付け、接触状態を維持する。ピーク電流印加量を低減すれば、閉弁の勢いは弱くなり、騒音は低減できる。しかし、低減しすぎると閉弁に失敗する。したがって、閉弁する範囲で可能な限りピーク電流印加量を低減したい。なお、図3に示すようにピーク電流の最大電流値をIm、保持電流の最大電流値をIkとする。 The current for driving the electromagnetic actuator 200 of the high-pressure fuel pump 103 is roughly divided into two. The peak current (hatched portion of the current waveform in FIG. 3) and the holding current (horizontal portion of the current waveform in FIG. 3). The peak current gives momentum for closing the suction valve 203 and the mover 204, which are pressed by the first spring 209 and are stationary at the valve opening position. On the other hand, the holding current attracts the mover 204 approaching the stator 206 until it collides with the stator 206, and maintains the contact state. If the amount of peak current applied is reduced, the momentum of valve closing is weakened and noise can be reduced. However, if it is reduced too much, valve closing will fail. Therefore, it is desired to reduce the peak current application amount as much as possible within the valve closing range. As shown in FIG. 3, the maximum current value of the peak current is Im, and the maximum current value of the holding current is Ik.

問題は、この閉弁する限界のピーク電流印加量は、高圧燃料ポンプ103の個体特性に依存するということである。図4に、スプリング力Fspが標準的なもの、製造ばらつきの上限のもの、下限のものについて、閉弁時の平均速度v_ave(閉弁開始から完了までの平均値)とピーク電流積分値IIの関係を示す。本実施例では、ピーク電流印加量は、電流の積分値としたが、電流の2乗の積分値や、電流と電圧の積の積分値で置き換えても、同様のことが成り立つ。この図から、スプリング力Fspによってピーク電流積分値IIと平均速度v_aveの関係がばらつくことがわかる。困ったことに、スプリング力Fspの下限品に対する閉弁限界電流をスプリング力Fspの上限品に与えると、コイルの発生する磁気吸引力がスプリング力に負けてしまい、閉弁に失敗する。逆に、スプリング力Fspの上限品に対する閉弁限界電流でスプリング力Fspの下限品を制御すると、スプリング力と比べて過剰な磁気吸引力を与えてしまうため、ほぼ最大の速度で閉弁する。すなわち、騒音レベルは最大になってしまう。 The problem is that the peak current application amount at the limit of valve closing depends on the individual characteristics of the high-pressure fuel pump 103. In FIG. 4, for the standard spring force Fsp, the upper limit of the manufacturing variation, and the lower limit, the average velocity v_ave (average value from the start to the completion of the valve closing) and the peak current integral value II at the time of valve closing are shown. Show the relationship. In this embodiment, the peak current application amount is the integral value of the current, but the same thing can be achieved by replacing it with the integral value of the square of the current or the integral value of the product of the current and the voltage. From this figure, it can be seen that the relationship between the peak current integral value II and the average velocity v_ave varies depending on the spring force Fsp. Unfortunately, when the valve closing limit current for the lower limit product of the spring force Fsp is given to the upper limit product of the spring force Fsp, the magnetic attraction force generated by the coil loses to the spring force and the valve closing fails. On the contrary, if the lower limit product of the spring force Fsp is controlled by the valve closing limit current with respect to the upper limit product of the spring force Fsp, an excessive magnetic attraction force is applied as compared with the spring force, so the valve is closed at almost the maximum speed. That is, the noise level is maximized.

閉弁成功しているときにピーク電流積分値IIを徐々に低減し、閉弁失敗したらピーク電流積分値IIを大きくする、という制御を繰り返すことで、閉弁限界付近で制御するという方法が考えられる。しかし、この方法では、ある頻度で閉弁失敗が起こってしまう。このような閉弁失敗を避けるべく、ポンプの特性を調べていたところ、発明者らはピーク電流積分値IIと閉弁完了直前の速度vel_Tbの関係に図5に示すような不感帯500があることを発見した。この図は、ピーク電流積分値IIと閉弁完了直前の速度vel_Tbの関係を示す。なお、ピーク電流積分値IIは図3のピーク電流の供給開始のタイミングt1からピーク電流の低減が開始するタイミングt3までの電流の積分値を示す。
図6の見方は後程説明するが、この図の中段に示すように、閉弁中の可動子204の速度は一定ではない。騒音レベルに支配的なのは、閉弁完了直前(可動子204が固定子206に衝突する直前)の可動子204の速度である。図5をみると、これまで予想していた通り、ピーク電流積分値IIが小さくなると閉弁完了直前の速度vel_Tbが小さくなる傾向があるが、ピーク電流積分値IIがある値より小さくなると、閉弁完了直前の可動子204の速度vel_Tbの減少が飽和してしまう領域(不感帯500)があることがわかる。
A method of controlling near the valve closing limit is considered by repeating the control of gradually reducing the peak current integrated value II when the valve closing is successful and increasing the peak current integrated value II when the valve closing is unsuccessful. Be done. However, with this method, valve closing failure occurs at a certain frequency. When the characteristics of the pump were investigated in order to avoid such valve closing failure, the inventors found that the relationship between the peak current integral value II and the velocity vel_Tb immediately before the valve closing was completed had a dead zone 500 as shown in FIG. I found. This figure shows the relationship between the peak current integral value II and the velocity vel_Tb immediately before the completion of valve closing. The peak current integrated value II indicates the integrated value of the current from the peak current supply start timing t1 to the peak current reduction start timing t3 in FIG.
The view of FIG. 6 will be described later, but as shown in the middle part of this figure, the speed of the mover 204 during valve closing is not constant. The noise level is dominated by the speed of the mover 204 immediately before the valve closure is completed (immediately before the mover 204 collides with the stator 206). Looking at FIG. 5, as expected so far, when the peak current integral value II becomes smaller, the velocity vel_Tb immediately before the completion of valve closing tends to become smaller, but when the peak current integral value II becomes smaller than a certain value, it closes. It can be seen that there is a region (dead zone 500) in which the decrease in the velocity vel_Tb of the mover 204 immediately before the completion of the valve is saturated.

この不感帯500が存在する理由を、図6を参照しつつ、コイル205に供給される電流と、可動子204の速度、可動子204の変位に基づいて考察する。図6の上段は、コイル205に印加する電流、中段は可動子204の速度、下段は可動子204の変位である。また、上段中段下段それぞれの図には4本の線があるが、これらはピーク電流の最大電流値Imが供給されてから打ち切られるまでの時間幅(ピーク電流幅Th)を1.095、1.1、1.11、1.15、1.35msにしたときの値である。 The reason why the dead zone 500 exists will be considered based on the current supplied to the coil 205, the speed of the mover 204, and the displacement of the mover 204 with reference to FIG. The upper part of FIG. 6 shows the current applied to the coil 205, the middle part shows the speed of the mover 204, and the lower part shows the displacement of the mover 204. In addition, there are four lines in each of the upper, middle, and lower figures, and these have a time width (peak current width Th) of 1.095, 1 from the time when the maximum current value Im of the peak current is supplied until it is cut off. It is a value when it is set to .1, 1.11, 1.15, and 1.35 ms.

ピーク電流の最大電流値Imが十分長い時間与えられるときは(例えば、実線で示されるピーク電流幅1.35msの場合)、可動子204は常に加速されているが、ピーク電流幅を1.15ms、1.11ms、1.1ms、1.095msと短くしていくと、ピーク電流の最大電流値Imを打ち切ったタイミング(0.03s〜0.0301s付近)から可動子204は減速する。そして、小さな速度で固定子206に向けて惰行する。それぞれ、0.0306、0.031、0.0316s付近までが惰行区間である。 When the maximum current value Im of the peak current is given for a sufficiently long time (for example, when the peak current width shown by the solid line is 1.35 ms), the mover 204 is always accelerated, but the peak current width is 1.15 ms. , 1.11 ms, 1.1 ms, 1.095 ms, the mover 204 decelerates from the timing when the maximum current value Im of the peak current is cut off (around 0.03 s to 0.0301 s). Then, it coasts toward the stator 206 at a small speed. The coasting section is up to around 0.0306, 0.031, and 0.0316s, respectively.

そして、可動子204が固定子206に近づくと、保持電流によって生成される磁気吸引力によって再び加速される(例えば、破線で示されるピーク電流幅1.15msの場合は、0.0306s〜0.03075s付近)。ほぼ速度0の状態から保持電流による磁気力で再加速されると、それまでの運動の仕方に関係なく、ほぼ一定の速度で閉弁する。これがピーク電流積分値IIに対する閉弁完了直前の可動子204の速度vel_Tbの不感帯500が存在する理由である。 Then, when the mover 204 approaches the stator 206, it is accelerated again by the magnetic attraction generated by the holding current (for example, in the case of the peak current width of 1.15 ms shown by the broken line, 0.0306s to 0. Near 03075s). When re-accelerated by the magnetic force of the holding current from the state of almost zero speed, the valve closes at a nearly constant speed regardless of the way of movement up to that point. This is the reason why there is a dead zone 500 of the velocity vel_Tb of the mover 204 immediately before the completion of valve closing with respect to the peak current integral value II.

ピーク電流積分値IIと閉弁完了直前の可動子204の速度vel_Tbの関係に不感帯500があることが分かったので、横軸をピーク電流積分値IIから閉弁完了タイミングTbに置き換えてみる。閉弁完了タイミングTbとは可動子204が固定子206に衝突するタイミングのことである。すると、図7に示すように閉弁完了タイミングTbと閉弁完了直前の可動子204の速度vel_Tbの間にも不感帯があることがわかる。さらにありがたいことに、セットスプリング力を、標準、製造ばらつきの上限、下限と変えて閉弁完了タイミングTbと閉弁完了直前の速度vel_Tbの関係をプロットすると、破線で囲まれた部分のようにすべての高圧燃料ポンプが不感帯となる閉弁完了タイミングTbの飽和領域Trが存在することがわかる。
ここで図5に戻ると、コイル205に流れる電流を不感帯500よりさらに低減しても閉弁完了直前(つまり可動子204が固定子206に衝突する直前)の可動子204の速度をこれ以上、小さくすることはできず、むしろ閉弁に失敗する虞がある。図5の電流積分値IIに関する不感帯500は図7の閉弁完了タイミングTbの飽和領域Trに対応するため、図7において閉弁完了タイミングTbを遅くしようと試みても可動子204の速度をこれ以上、小さくすることはできず、むしろ閉弁に失敗する虞があるということができる。
すなわち、閉弁完了タイミングTb(可動子204が固定子206に衝突するタイミング)を飽和領域Tr(設定範囲)にすることで閉弁完了直前の可動子204の速度を最小とすることができる。よって、閉弁完了タイミングTbを飽和領域Tr(設定範囲)にすることで閉弁失敗を抑制しつつ閉弁の際の可動子204と固定子206との衝撃、又は騒音を最小とすることができる。
なお、先述したように、すべての高圧燃料ポンプを静音制御できるピーク電流積分値IIは存在せず、高圧燃料ポンプの特性に応じて調整する必要があったが、上記したように閉弁完了タイミングTbを共通の飽和領域Trに入るように制御することで、全ての高圧燃料ポンプ103を静音化できる。
Since it was found that there is a dead zone 500 in the relationship between the peak current integral value II and the velocity vel_Tb of the mover 204 immediately before the valve closing is completed, the horizontal axis is replaced with the valve closing completion timing Tb from the peak current integrated value II. The valve closing completion timing Tb is the timing at which the mover 204 collides with the stator 206. Then, as shown in FIG. 7, it can be seen that there is a dead zone between the valve closing completion timing Tb and the speed vel_Tb of the mover 204 immediately before the valve closing is completed. Even more thankfully, when the relationship between the valve closing completion timing Tb and the speed vel_Tb immediately before the valve closing is completed by changing the set spring force to the standard, the upper limit and the lower limit of the manufacturing variation, all of them are shown by the broken lines. It can be seen that there is a saturation region Tr of the valve closing completion timing Tb in which the high-pressure fuel pump of the above is in a dead zone.
Returning to FIG. 5, even if the current flowing through the coil 205 is further reduced from the dead zone 500, the speed of the mover 204 immediately before the valve closing is completed (that is, immediately before the mover 204 collides with the stator 206) is further increased. It cannot be made smaller, but rather the valve closing may fail. Since the dead zone 500 with respect to the current integral value II in FIG. 5 corresponds to the saturation region Tr of the valve closing completion timing Tb in FIG. 7, the speed of the mover 204 is reduced even if an attempt is made to delay the valve closing completion timing Tb in FIG. As described above, it can be said that the valve cannot be reduced, but rather the valve closing may fail.
That is, the speed of the mover 204 immediately before the completion of valve closing can be minimized by setting the valve closing completion timing Tb (the timing at which the mover 204 collides with the stator 206) to the saturation region Tr (setting range). Therefore, by setting the valve closing completion timing Tb to the saturation region Tr (setting range), it is possible to minimize the impact or noise between the mover 204 and the stator 206 at the time of valve closing while suppressing the valve closing failure. it can.
As mentioned above, there is no peak current integrated value II that can silently control all high-pressure fuel pumps, and it was necessary to adjust according to the characteristics of the high-pressure fuel pump. By controlling Tb so as to enter the common saturation region Tr, all the high-pressure fuel pumps 103 can be made quiet.

このように、閉弁完了タイミングTbを共通の飽和領域Trに保つ制御を実現するには、閉弁完了タイミングTbを検出する必要がある。そこで、ここからは、コイル205を駆動する電流から閉弁タイミングTbを検出する方法を述べる。 As described above, in order to realize the control of keeping the valve closing completion timing Tb in the common saturation region Tr, it is necessary to detect the valve closing completion timing Tb. Therefore, from here on, a method of detecting the valve closing timing Tb from the current driving the coil 205 will be described.

図8は、コイル205に供給する電流213と、振動センサの出力信号214を並べたものである。振動センサの出力信号214の振幅が急増しているタイミングがあるが、これが閉弁完了タイミングTbである。これに対応して、電流213のスイッチングの波形の密度(単位時間当たりの線の本数)に変化が起こっていることがわかる。この変化を拡大すると図8の下の拡大図のようになり、電流スイッチングの周波数が変化していることがかわる。つまり本実施形態の電磁アクチュエータ制御装置113の演算装置1133(CPU又はMPU)は、コイル205に流れる電流の周波数が設定値以上変化するタイミングに基づいてコイル205に流れる電流を制御する。具体的には演算装置1133は、コイル205に加える電圧をスイッチングすることでコイル205に供給される電流213を一定の範囲で振動させる。このように制御されたコイル電流により可動子204は制御される。そして上記した電流スイッチングの周波数の変化は、可動子204が固定子206に近づくと、可動子204と固定子206で形成する磁気回路の磁気インダクタンスが減少するためである。スイッチング電圧V、Vと電流Iの間には、
L×dI/dt=V−RI・・・(式2)
L×dI/dt=V−RI・・・(式3)
の関係があり、Lが小さくなればIの傾きが急になる。なお、式2は、電流Iの立ち上り時における、スイッチング電圧Vと電流Iとの関係を示す。式3は、電流Iの立下り時における、スイッチング電圧Vと電流Iとの関係を示す。これがスイッチング周波数が変化している理由である。通常の高圧燃料ポンプ103の制御では、Vはバッテリ電圧で14V、Vはグランド電圧で0Vである。
このように、閉弁完了タイミングTbに対応して、コイル205に供給される電流213の電流スイッチングの周波数が変化する。そして本実施形態では、閉弁完了タイミングTbに対応する電流スイッチングの周波数の変化のタイミングが飽和領域の共通部分Trに属するように制御する。つまり本実施形態の電磁アクチュエータ制御装置113の演算装置1133(CPU又はMPU)は電流213のスイッチングの周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲(飽和領域の共通部分Tr)に入るように制御する。換言すると、本実施形態の高圧燃料ポンプ103は一定の範囲で変化するとともに周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲(飽和領域の共通部分Tr)に入る電流がコイル205に流れる電磁アクチュエータ200を備えたものである。
ここで、この設定範囲は、コイル205に流れる電流と閉弁の際(可動子204が固定子206に衝突するタイミング)の可動子204の速度との関係の飽和領域(図5の不感帯500)となるように設定される。これにより、上記した可動子204や吸入弁203の衝突による騒音を低減することができ、全ての高圧燃料ポンプ103を静音化できる。なお、閉弁の際(可動子204が固定子206に衝突するタイミング)の可動子204の速度と閉弁の際の可動子204と固定子206との衝撃、又は可動子204と固定子206との衝突による騒音とは相関関係がある。よって上記した設定範囲(飽和領域の共通部分Tr)は、コイル205に流れる電流と閉弁の際の衝撃との関係の飽和領域(図5の不感帯500)となるように設定されても良い。あるいは、上記の設定範囲は、コイル205に流れる電流と閉弁の際の騒音の関係の飽和領域(図5の不感帯500)となるように設定されても良い。
なお、このコイル205に流れる電流とは具体的には、図3のピーク電流の供給開始(タイミングt1)から低減開始(タイミングt3)までの電流積分値、ピーク電流の最大電流値、又は最大電流値を流す期間(ピーク電流幅Th)のことを示す。したがって、演算装置1133は、コイル205に流れる供給開始(タイミングt1)から低減開始(タイミングt3)までの電流積分値、ピーク電流の最大電流値Im、又は最大電流値Imを流す期間(ピーク電流幅Th)が飽和領域(図5の不感帯500)に入るようにピーク電流を制御することが望ましい。これにより、上記した可動子204や吸入弁203の衝突による騒音を低減することができ、全ての高圧燃料ポンプ103を静音化できる。
FIG. 8 shows the current 213 supplied to the coil 205 and the output signal 214 of the vibration sensor arranged side by side. There is a timing when the amplitude of the output signal 214 of the vibration sensor is rapidly increasing, and this is the valve closing completion timing Tb. Correspondingly, it can be seen that the density of the switching waveform of the current 213 (the number of lines per unit time) is changing. When this change is enlarged, it becomes as shown in the enlarged view at the bottom of FIG. 8, and the change in the frequency of the current switching is changed. That is, the arithmetic unit 1133 (CPU or MPU) of the electromagnetic actuator control device 113 of the present embodiment controls the current flowing through the coil 205 based on the timing at which the frequency of the current flowing through the coil 205 changes by a set value or more. Specifically, the arithmetic unit 1133 vibrates the current 213 supplied to the coil 205 within a certain range by switching the voltage applied to the coil 205. The mover 204 is controlled by the coil current controlled in this way. The change in the frequency of the current switching described above is because when the mover 204 approaches the stator 206, the magnetic inductance of the magnetic circuit formed by the mover 204 and the stator 206 decreases. Switching voltage V +, V - between the current I,
L × dI / dt = V + −RI ・ ・ ・ (Equation 2)
L × dI / dt = V −RI ・ ・ ・ (Equation 3)
As L becomes smaller, the slope of I becomes steeper. Equation 2 shows the relationship between the switching voltage V + and the current I when the current I rises. Equation 3 shows the relationship between the switching voltage V − and the current I at the falling edge of the current I. This is the reason why the switching frequency is changing. In the control of the normal high-pressure fuel pump 103, V + is 14V at the battery voltage and V is 0V at the ground voltage.
In this way, the frequency of the current switching of the current 213 supplied to the coil 205 changes according to the valve closing completion timing Tb. Then, in the present embodiment, the timing of the change in the frequency of the current switching corresponding to the valve closing completion timing Tb is controlled so as to belong to the intersection Tr of the saturation region. That is, the arithmetic unit 1133 (CPU or MPU) of the electromagnetic actuator control device 113 of the present embodiment controls so that the switching frequency of the current 213 is equal to or higher than the set value and the timing of change falls within the set range (intersection Tr of the saturation region). To do. In other words, in the high-pressure fuel pump 103 of the present embodiment, the electromagnetic actuator 200 in which the current that changes in a certain range, the frequency is equal to or higher than the set value, and the timing of the change falls within the set range (intersection Tr of the saturation region) flows through the coil 205. It is equipped with.
Here, this setting range is the saturation region of the relationship between the current flowing through the coil 205 and the speed of the mover 204 when the valve is closed (the timing when the mover 204 collides with the stator 206) (dead zone 500 in FIG. 5). Is set to be. As a result, the noise caused by the collision of the mover 204 and the suction valve 203 can be reduced, and all the high-pressure fuel pumps 103 can be made quiet. The speed of the mover 204 when the valve is closed (the timing when the mover 204 collides with the stator 206) and the impact between the mover 204 and the stator 206 when the valve is closed, or the mover 204 and the stator 206. There is a correlation with the noise caused by the collision with. Therefore, the above-mentioned setting range (intersection Tr of the saturation region) may be set to be the saturation region (dead zone 500 in FIG. 5) of the relationship between the current flowing through the coil 205 and the impact at the time of valve closing. Alternatively, the above setting range may be set to be a saturation region (dead zone 500 in FIG. 5) of the relationship between the current flowing through the coil 205 and the noise when the valve is closed.
Specifically, the current flowing through the coil 205 is the integrated current value from the start of supply of the peak current (timing t1) to the start of reduction (timing t3) in FIG. 3, the maximum current value of the peak current, or the maximum current. It indicates the period during which the value is passed (peak current width Th). Therefore, the arithmetic unit 1133 flows the current integral value from the start of supply (timing t1) to the start of reduction (timing t3) flowing through the coil 205, the maximum current value Im of the peak current, or the period (peak current width) of flowing the maximum current value Im. It is desirable to control the peak current so that Th) enters the saturation region (dead zone 500 in FIG. 5). As a result, the noise caused by the collision of the mover 204 and the suction valve 203 can be reduced, and all the high-pressure fuel pumps 103 can be made quiet.

以上のように、スイッチング周波数の変化に基づいてピーク電流印加量を制御することで、静音化できることがわかった。次に問題となるのは、このスイッチング周波数の変化をどう検知するかである。スイッチング周波数の変化を捉えるには、図9に示すような流れで処理する。
まず、スイッチング電流をシャント抵抗等で電圧に変換する。この電圧信号を、図10のような微分回路301によって微分する。その出力は図9(2)のようになる。微分結果は、立上り、立下りで異なるので、スイッチングに同期して立上りの終端付近でサンプルすれば、周波数に応じた値が取れるが、このサンプリングはマイコン(演算装置1133)に負荷をかけるので、図11のような絶対値回路302で絶対値をとる。すると、図9(3)のようになる。
As described above, it was found that the noise can be reduced by controlling the peak current application amount based on the change in the switching frequency. The next issue is how to detect this change in switching frequency. In order to capture the change in the switching frequency, the process is performed according to the flow shown in FIG.
First, the switching current is converted into a voltage by a shunt resistor or the like. This voltage signal is differentiated by a differentiating circuit 301 as shown in FIG. The output is as shown in FIG. 9 (2). Since the differential result differs between rising and falling, if a sample is taken near the end of the rising in synchronization with switching, a value corresponding to the frequency can be obtained, but this sampling imposes a load on the microcomputer (arithmetic unit 1133). The absolute value is taken in the absolute value circuit 302 as shown in FIG. Then, it becomes as shown in FIG. 9 (3).

この絶対値もタイミングによって値が変化するので、スイッチング周期より長い時定数のフィルタ303で平滑化する。すると、図9(4)のような信号が得られ、閉弁完了タイミングTbで図の矢印の先のような変化が現れる。この変化を閾値判定等の方法で抽出すれば、閉弁タイミングTbが特定できる。以上の通り図2に示す本実施形態の電磁アクチュエータ制御装置113は、電流を微分する微分回路301と、微分回路301の出力の絶対値をとる絶対値回路302と、絶対値回路302の出力をスイッチング周波数より長い時定数で平滑化する平滑化回路303と、を備える。そして電磁アクチュエータ制御装置113の演算装置1133は、平滑化回路303の出力の変化点を抽出する。 Since this absolute value also changes depending on the timing, it is smoothed by the filter 303 having a time constant longer than the switching period. Then, the signal as shown in FIG. 9 (4) is obtained, and the change as shown by the arrow in the figure appears at the valve closing completion timing Tb. If this change is extracted by a method such as threshold value determination, the valve closing timing Tb can be specified. As described above, the electromagnetic actuator control device 113 of the present embodiment shown in FIG. 2 has a differentiating circuit 301 that differentiates the current, an absolute value circuit 302 that takes an absolute value of the output of the differentiating circuit 301, and an absolute value circuit 302. A smoothing circuit 303 that smoothes with a time constant longer than the switching frequency is provided. Then, the arithmetic unit 1133 of the electromagnetic actuator control device 113 extracts the change point of the output of the smoothing circuit 303.

この方式は、平滑化するところまでアナログ回路で行い、図9(4)のような平滑化後の波形をAD(Analog/Digital)変換しマイコン(演算装置1133)に取り込み、周波数の変化に対応した変化点を特定する機能をマイコンで実現すると、マイコンの処理負荷が小さくて済む。その反面、微分回路、絶対値回路をアナログ回路で実現する必要があるため、回路素子のコスト、素子を実装する基盤の面積が増える。 In this method, an analog circuit is used up to the point of smoothing, and the waveform after smoothing as shown in FIG. 9 (4) is converted to AD (Analog / Digital) and imported into a microcomputer (arithmetic unit 1133) to respond to changes in frequency. If the function of identifying the changed point is realized by the microcomputer, the processing load of the microcomputer can be reduced. On the other hand, since it is necessary to realize a differentiating circuit and an absolute value circuit with an analog circuit, the cost of the circuit element and the area of the base on which the element is mounted increase.

そこで、マイコン(演算装置1133)の処理能力に余裕がある場合の実施形態を示す。この実施形態では、図12のような周波数―ゲイン特性をもつフィルタ304を用いる。衝突前の周波数f_befに対するゲインをg_bef、衝突後の周波数f_aftに対するゲインg_aftを比較すると、
g_bef>g_aft・・・(式4)
であることに注意する。このフィルタ304に、図13(1)に示すような衝突前後のスイッチング電流信号を入力すると、出力は図13(2)のようになる。図13(1)のように、スイッチング電流の振幅は衝突前後で同じであるが、衝突前後のスイッチング電流の周波数の変化によって、図13(2)のように、フィルタ出力は衝突前後で変化していることに着目されたい。
Therefore, an embodiment in the case where the processing capacity of the microcomputer (arithmetic unit 1133) has a margin is shown. In this embodiment, a filter 304 having a frequency-gain characteristic as shown in FIG. 12 is used. Comparing the gain for the frequency f_bef before the collision with g_bef and the gain for the frequency f_aft after the collision g_aft,
g_bef> g_aft ... (Equation 4)
Note that. When a switching current signal before and after the collision as shown in FIG. 13 (1) is input to the filter 304, the output becomes as shown in FIG. 13 (2). As shown in FIG. 13 (1), the amplitude of the switching current is the same before and after the collision, but the filter output changes before and after the collision as shown in FIG. 13 (2) due to the change in the frequency of the switching current before and after the collision. Please note that.

フィルタ304に入力したスイッチング電流の振幅は、衝突前後もほぼ同じであるが、出力信号の衝突前後の振幅a_bef、a_aftは、
a_bef>a_aft・・・(式5)
の関係がある。これは、先述の通り、フィルタ304のゲインが衝突前後で異なるので、同じ振幅の信号をフィルタに入力すれば、ゲインの差が出力の差となるからである。
The amplitude of the switching current input to the filter 304 is almost the same before and after the collision, but the amplitudes a_bef and a_aft before and after the collision of the output signal are
a_bef> a_aft ... (Equation 5)
There is a relationship. This is because, as described above, the gain of the filter 304 is different before and after the collision, so if a signal having the same amplitude is input to the filter, the difference in gain becomes the difference in output.

この出力信号の絶対値をとり、スイッチング周波数より小さいカットオフ周波数のフィルタで平滑化すると、図13(3)の出力信号の周波数の変化が現れる。この変化点のタイミングを特定することで、閉弁タイミングTbは特定できる。 When the absolute value of this output signal is taken and smoothed with a filter having a cutoff frequency smaller than the switching frequency, a change in the frequency of the output signal shown in FIG. 13 (3) appears. By specifying the timing of this change point, the valve closing timing Tb can be specified.

また、これまで述べてきた実施形態では、衝突前後のゲインは、
g_bef>g_aft・・・(式4)
であったが、これは
g_bef<g_aft・・・(式6)
でもよい。また、衝突前後の周波数は、温度等の条件により、図14のようにある範囲に分布することも考えられる。とすると、衝突前後の周波数領域において、ゲインが単調に増加、ないしは単調に減少するフィルタ304を用いれば、衝突による周波数の変化が検出できる。
このように、高圧燃料ポンプ103の吸入弁203が閉弁すると、可動子204と固定子206の間の磁気回路におけるインダクタンスが変化する。これにより図8に示したようにコイル205に流れるスイッチング電流の傾きが変化する。このことは、スイッチング電流のスイッチング周波数の変化に現れる。スイッチング電流の振幅は、閉弁前後で一定になるように制御されているので、閉弁前後のスイッチング周波数に対し、ゲインが異なるフィルタを用いれば、フィルタリング後のスイッチング電流の振幅は、閉弁前後で異なる。そこで本実施形態では、この振幅を抽出し、その変化点を特定することにより、電磁アクチュエータ200の閉弁完了タイミングが検出できる。
Further, in the embodiments described so far, the gain before and after the collision is
g_bef> g_aft ... (Equation 4)
However, this is g_bef <g_aft ... (Equation 6)
It may be. Further, the frequencies before and after the collision may be distributed in a certain range as shown in FIG. 14 depending on the conditions such as temperature. Then, in the frequency domain before and after the collision, the frequency change due to the collision can be detected by using the filter 304 in which the gain monotonically increases or decreases monotonically.
In this way, when the suction valve 203 of the high-pressure fuel pump 103 is closed, the inductance in the magnetic circuit between the mover 204 and the stator 206 changes. As a result, the slope of the switching current flowing through the coil 205 changes as shown in FIG. This appears in the change in the switching frequency of the switching current. Since the amplitude of the switching current is controlled to be constant before and after the valve is closed, if a filter with a different gain is used for the switching frequency before and after the valve is closed, the amplitude of the switching current after filtering will be before and after the valve is closed. Is different. Therefore, in the present embodiment, the valve closing completion timing of the electromagnetic actuator 200 can be detected by extracting this amplitude and specifying the change point thereof.

したがって、図15に示すように、本実施形態の閉弁検知装置(電磁アクチュエータ制御装置113)はコイル205に流れる電流を計測する電流計測手段(S1)と、計測された電流信号を、閉弁後の周波数と閉弁前の周波数で異なるゲインをもつフィルタ304でフィルタリング(S2)し、フィルタリング結果から振幅成分を抽出する振幅抽出部(S3)を備える。具体的には、電磁アクチュエータ制御装置113は、可動子204が固定子206に衝突するタイミングの前後の周波数に対して、ゲインの異なるフィルタ304と、コイル205に流れる電流をフィルタ304に入力して得られる出力の振幅を抽出する振幅抽出部と、を備える。そして演算装置1133は振幅抽出部が出力する振幅の変化に基づいて可動子204が固定子206に衝突するタイミングを推定する。これにより電磁アクチュエータ200の閉弁タイミングを検出することができる。 Therefore, as shown in FIG. 15, the valve closing detection device (electromagnetic actuator control device 113) of the present embodiment closes the valve with the current measuring means (S1) for measuring the current flowing through the coil 205 and the measured current signal. It is provided with an amplitude extraction unit (S3) that filters (S2) with a filter 304 having different gains at a later frequency and a frequency before valve closing, and extracts an amplitude component from the filtering result. Specifically, the electromagnetic actuator control device 113 inputs the filter 304 having different gains and the current flowing through the coil 205 to the filter 304 with respect to the frequencies before and after the timing when the mover 204 collides with the stator 206. It is provided with an amplitude extraction unit for extracting the amplitude of the obtained output. Then, the arithmetic unit 1133 estimates the timing at which the mover 204 collides with the stator 206 based on the change in the amplitude output by the amplitude extraction unit. Thereby, the valve closing timing of the electromagnetic actuator 200 can be detected.

また、図5を用いて説明したように、高圧燃料ポンプ103に与える電流を低減していくと、閉弁完了直前の速度vel_Tbや騒音が低減できるが、これはある程度電流を低減すると飽和することがわかった。閉弁タイミングTbと閉弁直前の速度vel_Tbや騒音の関係を調べると、図7に示すように、高圧燃料ポンプ103の個体特性がばらついても、共通の飽和領域Trがあることがわかった。 Further, as described with reference to FIG. 5, if the current applied to the high-pressure fuel pump 103 is reduced, the speed vel_Tb and noise immediately before the completion of valve closing can be reduced, but this is saturated when the current is reduced to some extent. I understood. Examination of the relationship between the valve closing timing Tb and the speed vel_Tb immediately before the valve closing and noise revealed that there is a common saturation region Tr even if the individual characteristics of the high-pressure fuel pump 103 vary, as shown in FIG.

したがって、電磁アクチュエータ制御装置113は、高圧燃料ポンプ103のコイル205に与える電流を低減していき、閉弁完了タイミングTbを遅くしたときに、閉弁完了時の速度vel_Tbないしは騒音が飽和したときの飽和領域の個体特性のばらつきによらない共通部分Trに、これまで述べてきた閉弁完了タイミングTbの検知装置により検出した結果が属するようにコイル205を駆動する電流を制御する。これにより、高圧燃料ポンプ103の静音化は実現できる。 Therefore, the electromagnetic actuator control device 113 reduces the current applied to the coil 205 of the high-pressure fuel pump 103, and when the valve closing completion timing Tb is delayed, the speed vel_Tb at the time of valve closing completion or the noise is saturated. The current that drives the coil 205 is controlled so that the result detected by the valve closing completion timing Tb detection device described above belongs to the common portion Tr that does not depend on the variation in the individual characteristics of the saturation region. As a result, the high-pressure fuel pump 103 can be made quieter.

以上、電磁アクチュエータ(ソレノイド)に流れるスイッチング電流の周波数の変化に基づく、高圧燃料ポンプの制御について述べてきた。弁体や可動子の移動によるスイッチング周波数の変化は、ポンプに限らず、コイルと、これが発生する磁気吸引力により制御される可動子(アンカや弁体)と、可動子を引き付ける固定子(コア)を少なくとも含む電磁アクチュエータ(ソレノイド)であればあらわれる。高圧燃料ポンプ以外の電磁アクチュエータについても、本発明が一般的に適用できることを示すため、インジェクタに本発明を適用した形態について開示する。 The control of the high-pressure fuel pump based on the change in the frequency of the switching current flowing through the electromagnetic actuator (solenoid) has been described above. The change in switching frequency due to the movement of the valve body and mover is not limited to the pump, but the coil, the mover (anchor and valve body) controlled by the magnetic attraction generated by this, and the stator (core) that attracts the mover. ) Is included in the electromagnetic actuator (solenoid). In order to show that the present invention can be generally applied to electromagnetic actuators other than high-pressure fuel pumps, a mode in which the present invention is applied to an injector will be disclosed.

本実施例は、第1実施例の変形例に相当するため、第1実施例との相違を中心に説明する。インジェクタ105bにおける本発明の実施形態を図16を用いて説明する。インジェクタ105bは、ケーシング223bで囲まれ、内部に空間211bが配置される。高圧配管104側から、流入口225bを通して空間211bへ燃料が流入する。吸入弁203bが開弁することにより、空間211bに流入した燃料は、噴射口222bから気筒106の燃焼室に噴射される。吸入弁203bの開閉動作は、電磁アクチュエータ200bによって制御される。 Since this embodiment corresponds to a modified example of the first embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described. An embodiment of the present invention in the injector 105b will be described with reference to FIG. The injector 105b is surrounded by a casing 223b, and a space 211b is arranged inside. Fuel flows into the space 211b from the high-pressure pipe 104 side through the inflow port 225b. When the suction valve 203b is opened, the fuel that has flowed into the space 211b is injected from the injection port 222b into the combustion chamber of the cylinder 106. The opening / closing operation of the suction valve 203b is controlled by the electromagnetic actuator 200b.

電磁アクチュエータ200b(ソレノイド)とは、電気エネルギーを電磁エネルギーを介して機械エネルギーに変換する装置である。詳細は後述するが、電磁アクチュエータ200b(ソレノイド)は、コイル205bと固定子206b(磁気コア)と、コイル205bに電流が流れることで生成される電磁力により固定子206b(磁気コア)に吸引され、吸入弁203bの動作を制御する可動子204bとから主に構成される。可動子204bが固定子206bに吸引されることにより、吸入弁203bは開弁方向に移動する。 The electromagnetic actuator 200b (solenoid) is a device that converts electrical energy into mechanical energy via electromagnetic energy. The details will be described later, but the electromagnetic actuator 200b (solenoid) is attracted to the stator 206b (magnetic core) by the electromagnetic force generated by the current flowing through the coil 205b, the stator 206b (magnetic core), and the coil 205b. , Mainly composed of a mover 204b that controls the operation of the suction valve 203b. When the mover 204b is sucked into the stator 206b, the suction valve 203b moves in the valve opening direction.

コイル205bの通電がオフの状態において可動子204bは、スプリング209bによって閉弁方向に常時付勢されることで吸入弁203bを閉弁位置に保つ。このようなインジェクタ105bはノーマルクローズ型のインジェクタと呼ばれ、本実施形態ではノーマルクローズ型について説明する。 When the coil 205b is off, the mover 204b is constantly urged in the valve closing direction by the spring 209b to keep the suction valve 203b in the valve closing position. Such an injector 105b is called a normally closed type injector, and the normally closed type will be described in the present embodiment.

電磁アクチュエータ制御装置113bの演算装置(電源制御部1133)は、コイル205bに加える電圧をスイッチングすることによりコイル205bに供給する電流を、一定の範囲で変化させ、可動子204bを制御する。電磁アクチュエータ200bは、吸入弁203bの基端側に設けられる可動子204bを制御することによって吸入弁203bを移動させる。これにより、吸入弁203bは噴射口222bを先端側で開閉する。吸入弁203bは、スプリング209bによって閉弁方向に常時付勢される。コイル205bは、スプリング209bのばね力に抗して可動子204bを吸引することにより吸入弁203bを閉弁方向に移動させる。 The arithmetic unit (power supply control unit 1133) of the electromagnetic actuator control device 113b controls the mover 204b by changing the current supplied to the coil 205b within a certain range by switching the voltage applied to the coil 205b. The electromagnetic actuator 200b moves the suction valve 203b by controlling the mover 204b provided on the proximal end side of the suction valve 203b. As a result, the suction valve 203b opens and closes the injection port 222b on the tip side. The suction valve 203b is constantly urged in the valve closing direction by the spring 209b. The coil 205b moves the suction valve 203b in the valve closing direction by sucking the mover 204b against the spring force of the spring 209b.

電磁アクチュエータ制御装置113bは、電源112を制御することによって、コイル205bに供給される電流を制御する。より具体的には電磁アクチュエータ制御装置113bの演算装置(電源制御部1133)は、コイル205bに印加される電圧をスイッチング制御することでコイル205bに供給される電流を制御する。図16に示すように電磁アクチュエータ制御装置113bは、電圧測定部1131と、検出部1135と、電源制御部1133とを備える。検出部1135は、例えば、微分回路301、絶対値回路302および平滑化回路303を備える。検出部1135は、コイル205bに供給される電流から、インジェクタ105bの開弁タイミングを検出する。なお、検出部1135は、フィルタ304および振幅抽出部305を備えてもよい。 The electromagnetic actuator control device 113b controls the current supplied to the coil 205b by controlling the power supply 112. More specifically, the arithmetic unit (power supply control unit 1133) of the electromagnetic actuator control device 113b controls the current supplied to the coil 205b by switching and controlling the voltage applied to the coil 205b. As shown in FIG. 16, the electromagnetic actuator control device 113b includes a voltage measuring unit 1131, a detecting unit 1135, and a power supply control unit 1133. The detection unit 1135 includes, for example, a differentiating circuit 301, an absolute value circuit 302, and a smoothing circuit 303. The detection unit 1135 detects the valve opening timing of the injector 105b from the current supplied to the coil 205b. The detection unit 1135 may include a filter 304 and an amplitude extraction unit 305.

図17の下段図に示す電圧をインジェクタ105bのコイル205bに印加すると、コイル205bには中段図に示す電流が流れ、これによって吸入弁203bは上段図のようにリフトする。吸入弁203bがリフトしている間に燃料が噴射するので、電圧の印加によって開弁から閉弁の時間差を制御することで、燃料噴射量が制御できる。 When the voltage shown in the lower part of FIG. 17 is applied to the coil 205b of the injector 105b, the current shown in the middle part flows through the coil 205b, whereby the suction valve 203b is lifted as shown in the upper part. Since fuel is injected while the intake valve 203b is being lifted, the fuel injection amount can be controlled by controlling the time difference between valve opening and valve closing by applying a voltage.

高圧燃料ポンプの場合は閉弁完了の際にスイッチング電流に周波数の変化が現れたが、インジェクタには、開弁完了の際に、図17の中段図のタイミングtopenのようなスイッチング電流の周波数の変化が現れる。この検知の方法は、上述の高圧燃料ポンプ103の閉弁完了を検知する方法と同じである。また、インジェクタ105bが閉弁すると、図17の中段図のタイミングtcloseのようにコイル205bの駆動電圧に変曲点が現れる。この検出の方法は特開2014−214837等に記載されている。このように、インジェクタ105bの開弁タイミングtopenと閉弁タイミングtcloseが検出できるので、これらの時間差により燃料噴射量と相関をもつ値が求めらる。したがって、この時間差が目標値にそろうようにソレノイドに印加する電圧を制御することで、インジェクタの燃料噴射量は制御される。
以上の通り、本実施形態のインジェクタ105bは、一定の範囲で変化するとともに周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲(飽和領域の共通部分Tr)に入る電流がソレノイド400に流れる電磁アクチュエータ200bを備えた。また高圧燃料ポンプの場合と同様にこの設定範囲は、インジェクタ105bに流れる電流と閉弁の際の速度との関係の飽和領域(図5の不感帯500)となるように設定されることが望ましい。その他は高圧燃料ポンプの場合と同様であるため、説明を省略する。
Although the change in frequency switching current during closing completion case of the high-pressure fuel pump appeared, the injector, when the valve opening completion, the frequency of the switching current, such as a timing t open the middle diagram of FIG. 17 Changes appear. The method of this detection is the same as the method of detecting the completion of valve closing of the high-pressure fuel pump 103 described above. Further, when the injector 105b is closed, an inflection point appears in the drive voltage of the coil 205b as shown in the timing t close in the middle diagram of FIG. The method of this detection is described in JP-A-2014-214738 and the like. In this way, since the valve opening timing to open and the valve closing timing to close of the injector 105b can be detected, a value having a correlation with the fuel injection amount can be obtained from these time differences. Therefore, the fuel injection amount of the injector is controlled by controlling the voltage applied to the solenoid so that this time difference matches the target value.
As described above, the injector 105b of the present embodiment is an electromagnetic actuator 200b in which a current that changes in a certain range, the frequency is equal to or higher than the set value, and the timing of the change falls within the set range (intersection Tr of the saturation region) flows through the solenoid 400. Equipped with. Further, as in the case of the high-pressure fuel pump, it is desirable that this setting range is set to be a saturation region (dead zone 500 in FIG. 5) of the relationship between the current flowing through the injector 105b and the speed at the time of valve closing. Others are the same as in the case of the high-pressure fuel pump, so the description will be omitted.


10 直噴内燃機関
101 燃料タンク
102 フィードポンプ
103 高圧燃料ポンプ
104 高圧配管
105 直噴インジェクタ
106 気筒
107 ピストン
108 点火プラグ
109 リンク機構
110 クランク軸
111 低圧配管
112 電源
113 電磁アクチュエータの制御装置
1131 電圧測定部
1133 電源制御部

200 電磁アクチュエータ
201 カム
202 プランジャ
203 吸入弁
204 可動子
205 コイル
206 固定子
207 シート部
208 ストッパ
209 スプリング
210 吐出弁
211 加圧室
212 流路
221 連通口
222 流出口
223 ケーシング
225 流入口
226 ばね部
301 微分回路
302 絶対値回路
303 平滑化回路




















10 Direct injection internal combustion engine 101 Fuel tank 102 Feed pump 103 High pressure fuel pump 104 High pressure piping 105 Direct injection injector 106 Cylinder 107 Piston 108 Spark plug 109 Link mechanism 110 Crank shaft 111 Low pressure piping 112 Power supply 113 Electromagnetic actuator control device 1131 Voltage measuring unit 1133 Power control unit

200 Electromagnetic actuator 201 Cam 202 Plunger 203 Suction valve 204 Movable 205 Coil 206 Stator 207 Seat part 208 Stopper 209 Spring 210 Discharge valve 211 Pressurizing chamber 212 Flow path 221 Communication port 222 Outlet 223 Casing 225 Inflow port 226 Spring part 301 Differentiating circuit 302 Absolute value circuit 303 Smoothing circuit



















Claims (13)

コイルに流れる電流を一定の範囲で変化するように制御することで、可動子を制御する演算装置を備えた電磁アクチュエータ制御装置において、
前記演算装置は、前記コイルに流れる電流の周波数が設定値以上変化するタイミングに基づいて前記コイルに流れる電流を制御することを特徴とする
電磁アクチュエータ制御装置。
In an electromagnetic actuator control device equipped with an arithmetic unit that controls a mover by controlling the current flowing through the coil so as to change within a certain range.
The arithmetic unit is an electromagnetic actuator control device that controls the current flowing through the coil based on the timing at which the frequency of the current flowing through the coil changes by a set value or more.
コイルに流れる電流を一定の範囲で変化するように制御することで、可動子を制御する演算装置を備えた電磁アクチュエータ制御装置において、
前記演算装置は、前記コイルに流れる電流の周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲に入るように前記コイルに流れる電流を制御することを特徴とする
電磁アクチュエータ制御装置。
In an electromagnetic actuator control device equipped with an arithmetic unit that controls a mover by controlling the current flowing through the coil so as to change within a certain range.
The arithmetic unit is an electromagnetic actuator control device that controls the current flowing through the coil so that the frequency of the current flowing through the coil is equal to or higher than a set value and the timing of change falls within the set range.
コイルに流れる電流を一定の範囲で変化するように制御することで、可動子を制御する演算装置を備えた電磁アクチュエータ制御装置において、
前記演算装置は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の速度との関係の飽和領域に入るように前記コイルに流れる電流を制御することを特徴とする
電磁アクチュエータ制御装置。
In an electromagnetic actuator control device equipped with an arithmetic unit that controls a mover by controlling the current flowing through the coil so as to change within a certain range.
The arithmetic unit is an electromagnetic actuator control device that controls the current flowing through the coil so as to enter a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the speed at the time of valve closing.
請求項2記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
前記設定範囲は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の前記可動子の速度との関係の飽和領域となるように設定されることを特徴とする
電磁アクチュエータの制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 2,
A control device for an electromagnetic actuator, wherein the setting range is set to be a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the speed of the mover when the valve is closed.
請求項2記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
前記設定範囲は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の衝撃との関係の飽和領域となるように設定されることを特徴とする
電磁アクチュエータの制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 2,
A control device for an electromagnetic actuator, wherein the setting range is set so as to be a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the impact at the time of valve closing.
請求項2記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
前記設定範囲は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の騒音の関係の飽和領域となるように設定されることを特徴とする
電磁アクチュエータの制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 2,
A control device for an electromagnetic actuator, wherein the setting range is set so as to be a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the noise when the valve is closed.
請求項3記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
前記演算装置は、前記コイルに流れるピーク電流の供給開始から低減開始までの電流積分値、前記ピーク電流の最大電流値、又は前記最大電流値を流す期間が前記飽和領域に入るように前記ピーク電流を制御することを特徴とする
電磁アクチュエータ制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 3,
The arithmetic unit has the peak current so that the integrated current value from the start of supply of the peak current flowing through the coil to the start of reduction, the maximum current value of the peak current, or the period of flowing the maximum current value falls within the saturation region. An electromagnetic actuator control device characterized by controlling an electric current.
請求項1記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
前記可動子が固定子に衝突するタイミングの前後の周波数に対して、ゲインの異なるフィルタと、
前記コイルに流れる電流を前記フィルタに入力して得られる出力の振幅を抽出する振幅抽出部と
前記演算装置は、前記振幅抽出部が出力する振幅の変化に基づいて前記可動子が前記固定子に衝突するタイミングを推定することを特徴とする
電磁アクチュエータの制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 1,
Filters with different gains for frequencies before and after the timing at which the mover collides with the stator,
In the amplitude extraction unit and the arithmetic unit that input the current flowing through the coil to the filter and extract the amplitude of the output obtained, the mover becomes the stator based on the change in the amplitude output by the amplitude extraction unit. An electromagnetic actuator control device characterized by estimating the timing of collision.
請求項1記載の電磁アクチュエータ制御装置において、
電流を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力の絶対値をとる絶対値回路と、
前記絶対値回路の出力をスイッチング周波数より長い時定数で平滑化する平滑化回路と、を備え、
前記演算装置は、前記平滑化回路の出力の変化点を抽出することを特徴とした
電磁アクチュエータ制御装置。
In the electromagnetic actuator control device according to claim 1,
A differentiating circuit that differentiates the current and
An absolute value circuit that takes the absolute value of the output of the differentiating circuit and an absolute value circuit
A smoothing circuit that smoothes the output of the absolute value circuit with a time constant longer than the switching frequency is provided.
The arithmetic unit is an electromagnetic actuator control device characterized by extracting a change point of an output of the smoothing circuit.
加圧室へ燃料が流入する流入口を先端側で開閉する弁体と、
前記弁体の基端側に設けられた可動子と、
コイルが通電されることで前記可動子を吸引する固定子と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、
一定の範囲で変化するとともに周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲に入る電流が前記コイルに流れる電磁アクチュエータを備えたことを特徴とする
高圧燃料ポンプ。
A valve body that opens and closes the inflow port where fuel flows into the pressurizing chamber on the tip side,
A mover provided on the base end side of the valve body and
In a high-pressure fuel pump provided with a stator that sucks the mover by energizing the coil.
A high-pressure fuel pump characterized by being provided with an electromagnetic actuator in which a current that changes in a certain range and whose frequency is equal to or higher than a set value and the timing of the change falls within the set range flows through the coil.
請求項10に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記設定範囲は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の速度との関係の飽和領域となるように設定されることを特徴とする
高圧燃料ポンプ。
In the high-pressure fuel pump according to claim 10.
The high-pressure fuel pump is characterized in that the set range is set to be a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the speed at the time of valve closing.
燃料が噴射される噴射口を先端側で開閉する弁体と、
前記弁体の基端側に設けられる可動子と、
前記可動子を閉弁方向に常時付勢するばね部と、
前記ばね部のばね力に抗して前記可動子を吸引することにより開弁方向に移動させるコイルと、
を備え、
一定の範囲で変化するとともに周波数が設定値以上、変化するタイミングが設定範囲に入る電流が前記コイルに流れる電磁アクチュエータを備えたことを特徴とする
インジェクタ。
A valve body that opens and closes the injection port where fuel is injected on the tip side,
A mover provided on the base end side of the valve body and
A spring portion that constantly urges the mover in the valve closing direction, and
A coil that moves in the valve opening direction by sucking the mover against the spring force of the spring portion,
With
An injector characterized by comprising an electromagnetic actuator in which a current that changes in a certain range and whose frequency is equal to or higher than a set value and whose timing of change falls within the set range flows through the coil.
請求項12に記載のインジェクタにおいて、
前記設定範囲は、前記コイルに流れる電流と閉弁の際の速度との関係の飽和領域となるように設定されることを特徴とする
インジェクタ。
In the injector according to claim 12,
The injector is characterized in that the setting range is set to be a saturation region of the relationship between the current flowing through the coil and the speed at the time of valve closing.
JP2019154967A 2019-08-27 2019-08-27 Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector Pending JP2021032178A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019154967A JP2021032178A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019154967A JP2021032178A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021032178A true JP2021032178A (en) 2021-03-01

Family

ID=74677960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019154967A Pending JP2021032178A (en) 2019-08-27 2019-08-27 Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021032178A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023199612A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 日立Astemo株式会社 Control device for high-pressure fuel pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023199612A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 日立Astemo株式会社 Control device for high-pressure fuel pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4050287B2 (en) Energy-saving high-pressure fuel supply control system for internal combustion engines
JP4455470B2 (en) Controller for high pressure fuel pump and normally closed solenoid valve of high pressure fuel pump
KR101650216B1 (en) Method for operating a fuel injection system of an internal combustion engine
JP5687158B2 (en) Control method and control apparatus for high-pressure fuel supply pump
US10557445B2 (en) High-pressure fuel supply device for internal combustion engine
JP6457908B2 (en) Control device and fuel injection system
US9671033B2 (en) Method and apparatus for controlling a solenoid actuated inlet valve
JP6569542B2 (en) High pressure pump controller
US20170284389A1 (en) Control device for high pressure pump
WO2017077877A1 (en) Control device for fuel injection apparatus
JP6581420B2 (en) Control device for fuel injection device
WO2021171775A1 (en) Control device for high-pressure fuel pump
US9777662B2 (en) Method and device for operating a fuel delivery device of an internal combustion engine
JP2021032178A (en) Electromagnetic actuator controller, high-pressure fuel pump and injector
JP2014145339A (en) Control device of high pressure pump
CN107429624B (en) Fuel injection valve, control device and control method for fuel injection valve
JP2006291756A (en) Solenoid valve drive control device
US11519372B2 (en) Control device for high-pressure pump and method for controlling the same
WO2023199612A1 (en) Control device for high-pressure fuel pump
US10473077B2 (en) Control device for high-pressure pump
JPH10339201A (en) Fuel injection device
JP2002031018A (en) High-pressure fuel pump
JP2016191341A (en) Pump control device
JP2016205213A (en) Controller of high pressure fuel pump
JP2001280166A (en) Valve system of internal combustion engine