JP2016056745A - Control device for high-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧ポンプを制御する高圧ポンプ制御装置に関する。 The present invention relates to a high-pressure pump control device that controls a high-pressure pump.
ディーゼルエンジンや筒内直接噴射のガソリンエンジンでは、インジェクタからシリンダに直接燃料を噴射することから、燃料をエンジンの駆動力により加圧してインジェクタに供給する高圧ポンプが用いられる。そして、高圧ポンプは、燃料吐出量を制御するための電磁弁を備える(例えば、特許文献1参照)。 In a diesel engine or an in-cylinder direct injection gasoline engine, fuel is directly injected from an injector into a cylinder. Therefore, a high-pressure pump that pressurizes the fuel with the driving force of the engine and supplies the fuel to the injector is used. The high-pressure pump includes an electromagnetic valve for controlling the fuel discharge amount (see, for example, Patent Document 1).
本発明の発明者は、高圧ポンプの電磁弁も、電磁式のインジェクタと同様の方法で通電駆動することを考えており、その場合、高圧ポンプを制御する制御装置の構成及び動作は、例えば下記のようになる。 The inventor of the present invention considers that the solenoid valve of the high-pressure pump is also energized and driven in the same manner as the electromagnetic injector. In this case, the configuration and operation of the control device that controls the high-pressure pump are, for example, become that way.
制御装置は、車両のバッテリからの電源電圧(バッテリ電圧)を昇圧してコンデンサを充電するDC/DCコンバータと、コンデンサの充電電圧が所定の電圧となるようにDC/DCコンバータを動作させる充電制御手段とを備える。そして、制御装置は、高圧ポンプの電磁弁の駆動開始時に、上記コンデンサから電磁弁のコイルへ放電させ、コンデンサからの放電を終了してから電磁弁の駆動期間が終了するまでの間は、電源電圧から電磁弁のコイルに一定の電流を流す。コイルに一定の電流を流すためには、電源電圧が供給される電源ラインとコイルとの間に設けられた定電流用スイッチをオン/オフさせる。具体的には、コイルに流れる電流(以下、コイル電流ともいう)が第1閾値より小さくなると定電流用スイッチをオフからオンしてコイル電流を増加させ、コイル電流が第1閾値よりも大きい第2閾値より大きくなると定電流用スイッチをオンからオフしてコイル電流を減少させる制御を実施する。 The control device boosts the power supply voltage (battery voltage) from the vehicle battery to charge the capacitor, and charging control to operate the DC / DC converter so that the charging voltage of the capacitor becomes a predetermined voltage. Means. The control device discharges the capacitor from the capacitor to the coil of the solenoid valve at the start of driving the solenoid valve of the high-pressure pump, and after the discharge from the capacitor ends until the drive period of the solenoid valve ends, A constant current flows from the voltage to the coil of the solenoid valve. In order to allow a constant current to flow through the coil, a constant current switch provided between the power supply line to which the power supply voltage is supplied and the coil is turned on / off. Specifically, when the current flowing through the coil (hereinafter also referred to as coil current) becomes smaller than the first threshold value, the constant current switch is turned on from the OFF state to increase the coil current, and the coil current is larger than the first threshold value. When the threshold value is greater than 2, the control for reducing the coil current is performed by turning off the constant current switch from ON to OFF.
ところで、DC/DCコンバータが動作すると、電源としてのバッテリから配線を通ってDC/DCコンバータ(具体的は、昇圧用のコイル及びスイッチング素子)に大きな電流が流れるため、配線の抵抗により電圧降下が生じる。配線としては、バッテリから制御装置へ電源電圧を供給するワイヤハーネスや、制御装置を構成するプリント基板におけるプリント配線がある。このため、DC/DCコンバータが動作する場合と動作しない場合とで、定電流用スイッチに供給される電源電圧に差異が生じる。そして、電源電圧に差異が生じると、電磁弁のコイルに一定の電流を流す定電流期間において、コイル電流の傾き(特に、定電流用スイッチのオン時における傾き)が変わり、その結果、一定時間でのコイル電流の平均値(以下、平均電流という)が変わる。DC/DCコンバータの動作時には、DC/DCコンバータの非動作時と比較すると、定電流用スイッチに供給される電源電圧が低下し、定電流期間における平均電流が低下することとなる。 By the way, when the DC / DC converter is operated, a large current flows from the battery as a power source through the wiring to the DC / DC converter (specifically, the boosting coil and the switching element), so that the voltage drop is caused by the resistance of the wiring. Arise. Examples of the wiring include a wire harness that supplies a power supply voltage from a battery to the control device, and a printed wiring on a printed board that constitutes the control device. For this reason, a difference occurs in the power supply voltage supplied to the constant current switch when the DC / DC converter operates and when it does not operate. When a difference occurs in the power supply voltage, the slope of the coil current (especially, the slope when the constant current switch is turned on) changes during a constant current period in which a constant current flows through the solenoid valve coil. The average value of the coil current at (hereinafter referred to as the average current) changes. When the DC / DC converter is operating, compared to when the DC / DC converter is not operating, the power supply voltage supplied to the constant current switch decreases, and the average current during the constant current period decreases.
また、コンデンサから電磁弁のコイルへ放電する構成であっても、電磁弁の弁体がコイルへの通電に伴う動作位置(以下、通電動作位置という)に到達するのは、コンデンサからの放電が終了した後の定電流期間中となる。尚、通電動作位置は、ノーマルオープン型の電磁弁であれば、閉弁位置であり、ノーマルクローズ型の電磁弁であれば、開弁位置である。 Even when the capacitor is discharged from the capacitor to the coil of the solenoid valve, the valve body of the solenoid valve reaches the operating position accompanying the energization of the coil (hereinafter referred to as the energizing operation position). It is during the constant current period after the end. The energization operation position is a valve closing position if it is a normally open solenoid valve, and is a valve opening position if it is a normally closed solenoid valve.
このため、DC/DCコンバータの動作有無に伴う電源電圧の差異により、定電流期間における平均電流が変わると、電磁弁の動作応答時間が変わる。動作応答時間とは、コイルへの通電を開始してから(つまり、駆動期間の開始時から)、電磁弁の弁体が通電動作位置に到達するまでの時間である。そして、電磁弁の動作応答時間が変わると、高圧ポンプの制御精度(具体的には、燃料吐出量の制御精度であり、インジェクタに供給する燃料の圧力の制御精度でもある)が低下する。 For this reason, when the average current in the constant current period changes due to the difference in power supply voltage depending on whether the DC / DC converter operates or not, the operation response time of the solenoid valve changes. The operation response time is the time from the start of energization to the coil (that is, from the start of the drive period) until the valve body of the solenoid valve reaches the energization operation position. When the operation response time of the solenoid valve changes, the control accuracy of the high-pressure pump (specifically, the control accuracy of the fuel discharge amount and the control accuracy of the pressure of the fuel supplied to the injector) decreases.
特に近年、電磁弁の設計においては、車両の低燃費化を考慮した消費電流低減が重要視され、電磁弁への供給電流を極限に抑えるような設計がなされるようになっている。このため、コイル電流の変動(換言すれば、コイルへの投入エネルギーの変動)に対して、電磁弁の動作応答時間が敏感に変動するようになった。 In particular, in recent years, in the design of solenoid valves, reduction of current consumption considering the reduction in fuel consumption of vehicles has been regarded as important, and designs have been made to minimize the supply current to the solenoid valves. For this reason, the operation response time of the solenoid valve fluctuates sensitively to fluctuations in the coil current (in other words, fluctuations in the input energy to the coil).
そこで、本発明は、高圧ポンプの制御装置において、DC/DCコンバータの動作有無に伴う電磁弁の動作応答時間のばらつきを、抑制することを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to suppress variations in the operation response time of the electromagnetic valve associated with the presence or absence of the operation of the DC / DC converter in the control device for the high-pressure pump.
第1発明の高圧ポンプ制御装置は、電源電圧を昇圧してコンデンサを充電するDC/DCコンバータと、コンデンサの充電電圧が所定の電圧となるようにDC/DCコンバータを動作させる充電制御手段と、を備える。そして、高圧ポンプ制御装置は、高圧ポンプの燃料吐出量を制御するために該高圧ポンプに設けられている電磁弁のコイルの上流側に、コンデンサを接続させる放電用スイッチと、電源電圧が供給される電源ラインとコイルの上流側との間に設けられた定電流用スイッチと、を備える。更に、高圧ポンプ制御装置は、放電制御手段と、定電流制御手段と、閾値変更手段と、を備える。 A high-pressure pump control device according to a first aspect of the invention includes a DC / DC converter that boosts a power supply voltage to charge a capacitor, a charge control unit that operates the DC / DC converter so that the capacitor charging voltage becomes a predetermined voltage, Is provided. The high-pressure pump control device is supplied with a discharge switch for connecting a capacitor and a power supply voltage upstream of a coil of an electromagnetic valve provided in the high-pressure pump in order to control the fuel discharge amount of the high-pressure pump. And a constant current switch provided between the power supply line and the upstream side of the coil. Furthermore, the high-pressure pump control device includes a discharge control means, a constant current control means, and a threshold value changing means.
放電制御手段は、電磁弁の駆動期間の開始時に、放電用スイッチをオンすることによりコンデンサからコイルに放電させる。
定電流制御手段は、コンデンサからコイルへの放電が終了してから前記駆動期間が終了するまでの間、コイルに一定の電流が流れるように、定電流用スイッチをオン/オフさせる。定電流制御手段は、定電流用スイッチをオン/オフさせる制御として、コイル電流(コイルに流れる電流)が第1閾値より小さくなると定電流用スイッチをオフからオンしてコイル電流を増加させ、コイル電流が第1閾値よりも大きい第2閾値より大きくなると定電流用スイッチをオンからオフしてコイル電流を減少させる制御を実施する。
The discharge control means discharges the capacitor to the coil by turning on the discharge switch at the start of the drive period of the solenoid valve.
The constant current control means turns on / off the constant current switch so that a constant current flows through the coil from the end of the discharge from the capacitor to the coil until the end of the driving period. The constant current control means controls the constant current switch to be turned on / off, and when the coil current (current flowing through the coil) becomes smaller than the first threshold, the constant current switch is turned on from off to increase the coil current. When the current becomes larger than the second threshold value, which is larger than the first threshold value, the constant current switch is turned off to turn on the coil current.
そして、閾値変更手段は、定電流用スイッチのオン/オフ制御に用いられる第1閾値及び第2閾値を、DC/DCコンバータの動作有無に応じて変更する。具体的には、閾値変更手段は、第1閾値及び第2閾値を、充電制御手段がDC/DCコンバータを動作させていない場合よりも、充電制御手段がDC/DCコンバータを動作させている場合の方が、大きい値となるように変更する。 Then, the threshold value changing means changes the first threshold value and the second threshold value used for on / off control of the constant current switch according to whether the DC / DC converter is operating. Specifically, the threshold value changing unit is configured to set the first threshold value and the second threshold value when the charge control unit operates the DC / DC converter, rather than when the charge control unit does not operate the DC / DC converter. Change to be a larger value.
この高圧ポンプ制御装置によれば、DC/DCコンバータが動作して定電流用スイッチに供給される電源電圧が低下しても、第1閾値及び第2閾値が大きい値に変更されるため、電磁弁のコイルに一定の電流を流す定電流期間における平均電流の低下が防止される。よって、DC/DCコンバータの動作有無に伴う電磁弁の動作応答時間のばらつきを抑制することができ、延いては、高圧ポンプの制御精度の低下を防止することができる。 According to the high pressure pump control device, even if the DC / DC converter operates and the power supply voltage supplied to the constant current switch decreases, the first threshold value and the second threshold value are changed to large values. The average current is prevented from decreasing during a constant current period in which a constant current flows through the valve coil. Therefore, it is possible to suppress the variation in the operation response time of the solenoid valve due to the presence / absence of the operation of the DC / DC converter, and it is possible to prevent the control accuracy of the high-pressure pump from being lowered.
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
以下に、本発明が適用された実施形態の燃料噴射制御装置について、図面を用い説明する。
[第1実施形態]
図1に示す第1実施形態の燃料噴射制御装置(以下、ECUという)11は、車両(自動車)に搭載された多気筒(この例では4気筒)エンジンの各気筒#1〜#4に燃料を噴射供給する4個のインジェクタI1〜I4と、燃料タンクから供給される燃料をエンジンの駆動力により加圧してインジェクタI1〜I4に供給する高圧ポンプ5とを制御する。尚、ECU11において、スイッチとして用いられているパワー系のトランジスタ(スイッチング素子)は、例えばMOSFETであるが、バイポーラトランジスタやIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の他種類のトランジスタでも良い。
Hereinafter, a fuel injection control device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
A fuel injection control device (hereinafter referred to as ECU) 11 of the first embodiment shown in FIG. 1 is fueled to each
インジェクタI1〜I4の各々は、コイルL1〜L4を備える。インジェクタIn(nは1〜4の何れか)では、コイルLnに通電されると、図示しない弁体が開弁位置に移動し(つまり、開弁し)、燃料噴射が行われる。また、コイルLnへの通電が停止されると、弁体が元の閉弁位置に戻り(つまり、閉弁し)、燃料噴射が停止される。 Each of the injectors I1 to I4 includes coils L1 to L4. In the injector In (n is any one of 1 to 4), when the coil Ln is energized, a valve body (not shown) moves to the valve opening position (that is, opens), and fuel injection is performed. When energization of the coil Ln is stopped, the valve body returns to the original closed position (that is, closes), and fuel injection is stopped.
そして、ECU11は、各インジェクタI1〜I4の駆動期間(即ち、コイルL1〜L4への通電開始タイミング及び通電時間)を制御することにより、各気筒#1〜#4への燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御する。
Then, the
高圧ポンプ5は、燃料吐出量を制御するための電磁弁である調量弁7を備える。この例では、調量弁7は、コイルL7への通電により閉弁するノーマルオープン型である。
高圧ポンプ5は、ポンプ室内でピストン(プランジャ)が往復運動することで燃料を吸入/吐出するものであり、ピストンは、エンジンのカム軸によって回転するカムにより、上記ポンプ室内で往復運動するように駆動される。
The high-pressure pump 5 includes a metering valve 7 that is an electromagnetic valve for controlling the fuel discharge amount. In this example, the metering valve 7 is a normally open type that is closed by energizing the coil L7.
The high-pressure pump 5 sucks / discharges fuel as a piston (plunger) reciprocates in the pump chamber, and the piston reciprocates in the pump chamber by a cam rotated by the cam shaft of the engine. Driven.
高圧ポンプ5において、調量弁7は、例えば燃料タンクからの燃料をポンプ室内に吸入する吸入口側に設けられている。そして、高圧ポンプ5の吸入行程(ピストンの下降時)においては、調量弁7が開弁していることで、ポンプ室内に燃料が吸入され、高圧ポンプ5の吐出行程(ピストンの上昇時)においては、調量弁7が通電駆動されて閉弁することで、ポンプ室内の燃料が吐出される。つまり、調量弁7は、高圧ポンプ5のピストンが下死点から上死点へ向けて変位する期間において、閉弁状態となることで、高圧ポンプ5から燃料を吐出させる。高圧ポンプ5から吐出される燃料は、インジェクタI1〜I4に燃料を供給するための燃料貯留部(例えば、ガソリンエンジンならばフューエルデリバリーパイプと呼ばれる部分であり、ディーゼルエンジンならばコモンレールと呼ばれる部分)に蓄えられる。 In the high-pressure pump 5, the metering valve 7 is provided, for example, on the suction port side for sucking fuel from the fuel tank into the pump chamber. In the intake stroke of the high-pressure pump 5 (when the piston is lowered), the metering valve 7 is opened, so that fuel is drawn into the pump chamber, and the discharge stroke of the high-pressure pump 5 (when the piston is raised). , The metering valve 7 is energized and closed to discharge the fuel in the pump chamber. That is, the metering valve 7 discharges fuel from the high-pressure pump 5 by closing the valve during the period in which the piston of the high-pressure pump 5 is displaced from the bottom dead center toward the top dead center. The fuel discharged from the high-pressure pump 5 is supplied to a fuel reservoir for supplying fuel to the injectors I1 to I4 (for example, a part called a fuel delivery pipe for a gasoline engine and a part called a common rail for a diesel engine). Stored.
そして、ECU11は、高圧ポンプ5の吐出行程における調量弁7の駆動期間(コイルL7への通電期間)を制御することで、高圧ポンプ5の燃料吐出量を制御して、インジェクタI1〜I4に供給される燃料の圧力(以下、燃圧ともいう)を制御する。ECU11は、燃圧を上昇させるときには、高圧ポンプ5の吐出行程における調量弁7の駆動開始タイミングを早めて、調量弁7の閉弁期間を長くすることにより、高圧ポンプ5の燃料吐出量を増加させる。逆に、燃圧を低下させるときには、高圧ポンプ5の吐出行程における調量弁7の駆動開始タイミングを遅らせて、調量弁7の閉弁期間を短くすることにより、高圧ポンプ5の燃料吐出量を減少させる。
Then, the
インジェクタI1〜I4及び調量弁7の各コイルL1〜L4,L7の上流側と下流側は、それぞれ車両内配線(いわゆるワイヤハーネス)を介してECU11に接続されている。
The upstream side and the downstream side of each of the coils L1 to L4 and L7 of the injectors I1 to I4 and the metering valve 7 are connected to the
そして、コイルL7の上流側は、ECU11の内部において、電流出力ライン13に接続されている。同様に、コイルL1,L4の上流側は、ECU11の内部において、共通の電流出力ライン14に接続されており、コイルL2,L3の上流側は、ECU11の内部において、共通の電流出力ライン15に接続されている。
The upstream side of the coil L7 is connected to the
コイルL1を備えるインジェクタI1と、コイルL4を備えるインジェクタI4は、気筒#1〜#4のうち、噴射順序が連続しない気筒#1,#4(つまり、燃料噴射を実施する期間が重なる可能性がない気筒同士)のインジェクタである。同様に、コイルL2を備えるインジェクタI2と、コイルL3を備えるインジェクタI3も、燃料順序が連続しない気筒#2,#3のインジェクタである。インジェクタI1〜I4は、このような観点から2つのグループに分けられている。
The injector I1 including the coil L1 and the injector I4 including the coil L4 are
ECU11は、各コイルL1〜L4,L7の下流側と、グランドライン(0Vのライン)との間の各々に、通電対象を選択するための下流側スイッチ21〜24,27を備える。この例において、下流側スイッチ21〜24,27は、Nチャネル型のMOSFETである。下流側スイッチ27がオンすることで、その下流側スイッチ27に対応するコイルL7への通電が可能になる。同様に、下流側スイッチ21〜24の何れかがオンすることで、そのオンした下流側スイッチ21〜24に対応するコイルL1〜L4への通電が可能になる。下流側スイッチ21〜24は、燃料噴射対象の気筒を選択するスイッチでもあるため、気筒選択スイッチと呼ばれる。
The
また、下流側スイッチ27のコイルL7側の端子(この例ではドレイン)とは反対側の端子(この例ではソース)とグランドラインとの間には、コイルL7に流れる電流を検出するための抵抗33が設けられている。そして、下流側スイッチ21,24のコイルL1,L4側の端子(ドレイン)とは反対側の端子(ソース)とグランドラインとの間には、コイルL1,L4に流れる電流を検出するための抵抗34が設けられている。同様に、下流側スイッチ22,23のコイルL2,L3側の端子(ドレイン)とは反対側の端子(ソース)とグランドラインとの間には、コイルL2,L3に流れる電流を検出するための抵抗35が設けられている。
Further, a resistor for detecting a current flowing in the coil L7 is provided between a terminal (in this example, a source) opposite to the terminal on the coil L7 side (in this example, the drain) of the
そして、ECU11は、電源電圧(本実施形態では車載バッテリのプラス端子の電圧であるバッテリ電圧)VBが供給される電源ライン41と、電源ライン41に一方の出力端子(この例ではソース)が接続された3つの定電流用スイッチ43,44,45と、を備える。この例において、定電流用スイッチ43,44,45は、Pチャネル型のMOSFETである。
The
定電流用スイッチ43は、電源電圧VBを電源としてコイルL7に一定の電流を流すためにオン/オフされるスイッチング素子である。同様に、定電流用スイッチ44は、電源電圧VBを電源としてコイルL1,L4の何れかに一定の電流を流すためのスイッチング素子であり、定電流用スイッチ45は、電源電圧VBを電源としてコイルL2,L3の何れかに一定の電流を流すためのスイッチング素子である。
The constant
このため、ECU11は、定電流用スイッチ43の他方の出力端子(この例ではドレイン)にアノードが接続され、カソードが電流出力ライン13に接続された逆流防止用のダイオードD1と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが電流出力ライン13に接続された電流還流用のダイオードD2と、定電流用スイッチ44の他方の出力端子(ドレイン)にアノードが接続され、カソードが電流出力ライン14に接続された逆流防止用のダイオードD3と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが電流出力ライン14に接続された電流還流用のダイオードD4と、定電流用スイッチ45の他方の出力端子(ドレイン)にアノードが接続され、カソードが電流出力ライン15に接続された逆流防止用のダイオードD5と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが電流出力ライン15に接続された電流還流用のダイオードD6と、を備える。
For this reason, the
更に、ECU11は、コイルL1〜L4,L7に放電するエネルギーが蓄積されるコンデンサ51と、電源電圧VBを昇圧してコンデンサ51を充電する充電回路としてのDC/DCコンバータ52と、を備える。
The
DC/DCコンバータ52は、電源ライン41に一端が接続された昇圧用のコイル53と、コイル53の他端とグランドラインとの間の経路上に設けられた昇圧用のスイッチング素子である昇圧用スイッチ54と、昇圧用スイッチ54とグランドラインとの間に設けられた電流検出用の抵抗55と、コイル53の他端と昇圧用スイッチ54のコイル53側の出力端子(この例ではドレイン)とを結ぶ電流経路にアノードが接続された逆流防止用のダイオード56と、を備える。この例において、昇圧用スイッチ54は、Nチャネル型のMOSFETである。
The DC /
コンデンサ51は、ダイオード56のカソードとグランドラインとの間の経路上に設けられている。また、コンデンサ51に下流側には、コンデンサ51に流れる電流を検出するための抵抗57が設けられている。尚、コンデンサ51は、例えばアルミ電解コンデンサであるが、他の種類のコンデンサでも良い。
The
DC/DCコンバータ52においては、昇圧用スイッチ54がオン/オフされると、コイル53と昇圧用スイッチ54との接続点に、電源電圧VBよりも高いフライバック電圧(逆起電圧)が発生し、そのフライバック電圧によりダイオード56を通じてコンデンサ51が充電される。このため、コンデンサ51は電源電圧VBよりも高い電圧で充電される。
In the DC /
そして、ECU11は、コンデンサ51の正極側を電流出力ライン13に(つまり、コイルL7の上流側に)接続させる放電用スイッチ63と、コンデンサ51の正極側を電流出力ライン14に(つまり、コイルL1,L4の上流側に)接続させる放電用スイッチ64と、コンデンサ51の正極側を電流出力ライン15に(つまり、コイルL2,L3の上流側に)接続させる放電用スイッチ65と、を備える。この例において、放電用スイッチ63,64,65は、Pチャネル型のMOSFETである。
Then, the
更に、ECU11は、マイコン(マイクロコンピュータ)71と、マイコン71の動作電圧である一定電圧(例えば5V)VDを、電源電圧VBから生成して出力する電源回路72と、DC/DCコンバータ52を制御すると共に、マイコン71から出力される駆動信号に応じて上記各スイッチ21〜24,27,43〜45,63〜65を制御する駆動制御回路73と、を備える。
Further, the
マイコン71は、プログラムを実行するCPU75、プログラムや固定のデータ等が記憶されたROM76、CPU75による演算結果等が記憶されるRAM77、及びA/D変換器(図示省略)等を備える。また、図示は省略しているが、マイコン71には、エンジンのクランク軸が所定角度回転する毎にパルスエッジが生じるクランク角信号や、車両の運転者によるアクセル開度を表す信号や、エンジンの冷却水温を表す信号などが入力される。
The
そして、マイコン71は、入力される各種信号により検出されるエンジンの運転状態に基づいて、調量弁7を駆動するための駆動信号である調量弁駆動信号と、各インジェクタI1〜I4を駆動するための駆動信号であるインジェクタ駆動信号とを、駆動制御回路73に出力する。
The
調量弁駆動信号は、その信号のレベルがアクティブレベル(本実施形態では例えばハイ)の間だけ調量弁7のコイルL7に通電する(換言すれば、調量弁7を通電駆動する)、という意味を持っている。このため、マイコン71は、エンジンの運転情報に基づいて、調量弁7の駆動期間(以下、調量弁駆動期間ともいう)を設定し、その設定した駆動期間だけ、調量弁駆動信号をハイにしていると言える。このようなことは、インジェクタ駆動信号の各々についても同様である。
The metering valve drive signal energizes the coil L7 of the metering valve 7 only when the level of the signal is an active level (eg, high in this embodiment) (in other words, the metering valve 7 is energized and driven). It has a meaning. For this reason, the
駆動制御回路73は、例えばICである。そして、駆動制御回路73は、DC/DCコンバータ52(詳しくは、昇圧用スイッチ54)を制御する充電制御部81と、下流側スイッチ27、定電流用スイッチ43及び放電用スイッチ63を制御することで、コイルL7に流す電流(即ち、調量弁7の駆動電流)を制御するポンプ電流制御部82と、下流側スイッチ21〜24、定電流用スイッチ44,45及び放電用スイッチ64,65を制御することで、コイルL1〜L4に流す電流(即ち、インジェクタI1〜I4の駆動電流)を制御するインジェクタ電流制御部83と、を備える。
The
尚、ECU11では、下流側スイッチ21〜24、抵抗34,34、定電流用スイッチ44,45、ダイオードD3〜D6及び放電用スイッチ64,65によって構成されている回路が、インジェクタI1〜I4を駆動するためのインジェクタ駆動回路66になっている。そして、インジェクタ電流制御部83は、そのインジェクタ駆動回路66を制御する部分である。
In the
また、ECU11では、定電流用スイッチ43,44,45のゲートと電源ライン41との間に抵抗91,92,93がそれぞれ接続されており、更に、定電流用スイッチ43,44,45のゲートには、抵抗94,95,96の一端がそれぞれ接続されている。そして、駆動制御回路73のポンプ電流制御部82は、抵抗94の他端をローにする(この例ではグランドラインの電位にする)ことで、定電流用スイッチ43をオンさせる。同様に、駆動制御回路73のインジェクタ電流制御部83は、抵抗95の他端をローにすることで、定電流用スイッチ44をオンさせ、抵抗96の他端をローにすることで、定電流用スイッチ45をオンさせる。
In the
次に、駆動制御回路73の充電制御部81について説明する。
充電制御部81は、充電駆動制御回路81aと、充電用スイッチ駆動回路81bと、を備える。
Next, the
The
充電駆動制御回路81aは、コンデンサ51の充電電圧VCを検出し、充電電圧VCが充電下限閾値以下になったと判定すると、充電電圧VCが充電上限閾値以上になったと判定するまで、充電指令信号を出力する(図6の2段目、3段目参照)。充電指令信号は、DC/DCコンバータ52を動作させてコンデンサ51を充電することを示す信号であり、この例では、ハイアクティブの信号である。充電下限閾値は、電源電圧VBよりも高い充電電圧VCの目標値(例えば60V)VTよりも所定値(例えばVTの5%)だけ低い値であり、充電上限閾値は、目標値VTよりも所定値(例えばVTの5%)だけ高い値である。
When the charge drive control circuit 81a detects the charge voltage VC of the
尚、図示を省略しているが、ECU11には、充電電圧VCを所定の比率で分圧して駆動制御回路73に入力させる2つの分圧用抵抗が備えられており、充電駆動制御回路81aは、その分圧用抵抗で分圧された電圧に基づいて充電電圧VCを検出する。
Although not shown, the
充電用スイッチ駆動回路81bは、充電駆動制御回路81aが充電指令信号を出力していない場合(この例では、充電指令信号がローである場合)には、DC/DCコンバータ52の動作を停止させる(つまり、昇圧用スイッチ54をオフさせたままにする)。
The charge
一方、充電用スイッチ駆動回路81bは、充電駆動制御回路81aが充電指令信号を出力している間(この例では、充電指令信号がハイになっている間)、DC/DCコンバータ52を動作させる(つまり、昇圧用スイッチ54をオン/オフさせる)。充電用スイッチ駆動回路81bは、DC/DCコンバータ52を動作させる充電制御として、例えば、以下の動作を繰り返す。
On the other hand, the charge
即ち、充電用スイッチ駆動回路81bは、昇圧用スイッチ54をオンしてから、抵抗55に生じる電圧によって検出される電流(即ち、昇圧用スイッチ54を介してコイル53に流れる電流)が所定のオフ切換閾値まで増加すると、昇圧用スイッチ54をオフさせる。そして、その後、抵抗57に生じる電圧によって検出される電流(即ち、コンデンサ51に流れ込む充電電流)が所定のオン切換閾値まで減少すると、昇圧用スイッチ54を再びオンさせる。尚、他の例として、例えば、充電用スイッチ駆動回路81bは、昇圧用スイッチ54のオンによってコイル53に流れる電流がオフ切換閾値にまで増加すると、昇圧用スイッチ54を所定のオフ時間だけオフさせて再びオンさせるようになっていても良い。
That is, the charging
次に、駆動制御回路73のポンプ電流制御部82について説明する。
ポンプ電流制御部82は、下流側スイッチ制御部85と、放電制御部87と、定電流制御部89と、を備える。
Next, the pump
The pump
下流側スイッチ制御部85は、図3に示すように、マイコン71から出力される調量弁駆動信号がハイになると、その調量弁駆動信号がハイになっている間、コイルL7に対応する下流側スイッチ27をオンする。下流側スイッチ27がオンすることで、コイルL7に電流を流すことが可能になる。尚、以下の説明と図3及び後述する他の図において、「ポンプ駆動電流」とは、調量弁7のコイル電流(駆動電流)のことである。
As shown in FIG. 3, when the metering valve drive signal output from the
放電制御部87は、図3に示すように、調量弁駆動信号がハイになると、放電用スイッチ63をオンする。すると、コンデンサ51の正極側がコイルL7の上流側に接続されて、コンデンサ51からコイルL7に放電され、この放電により、コイルL7への通電が開始される。そして、放電制御部87は、放電用スイッチ63をオンした後において、抵抗33に生じる電圧をポンプ駆動電流(コイル電流)として検出し、ポンプ駆動電流が放電電流の目標最大値ipになったことを検知すると、放電用スイッチ63をオフする。放電用スイッチ63のオフにより、コンデンサ51からコイルL7への放電が終了する。
As shown in FIG. 3, the
このようにして、調量弁7の駆動期間の開始時には、コンデンサ51に蓄積されていたエネルギーがコイルL7に放電される。この例では、コンデンサ51からコイルL7への、目標最大値ipになるまでの放電電流が、調量弁7の閉弁を速めるための所謂ピーク電流である。尚、例えば放電用スイッチ63を一定時間だけオンする構成でも良い。
Thus, at the start of the driving period of the metering valve 7, the energy stored in the
定電流制御部89は、調量弁駆動信号がハイになると、ポンプ駆動電流を上記目標最大値ipよりも小さい一定の電流にするための定電流制御を行う。
具体的に説明すると、定電流制御部89は、抵抗33に生じる電圧をポンプ駆動電流として検出する。そして、定電流制御部89は、図3に示すように、ポンプ駆動電流が第1閾値iLより小さくなると定電流用スイッチ43をオフからオンしてポンプ駆動電流を増加させ、ポンプ駆動電流が第1閾値iLよりも大きい第2閾値iHより大きくなると定電流用スイッチ43をオンからオフしてポンプ駆動電流を減少させる、という定電流制御を行う。定電流用スイッチ43のオン時には、電源ライン41側から定電流用スイッチ43とダイオードD1を介してコイルL7に電流が流れ、定電流用スイッチ43のオフ時には、グランドライン側からダイオードD2を介してコイルL7に電流が還流する。第1閾値iLと、第2閾値iHと、目標最大値ipとの大小関係は、図3の如く「ip>iH>iL」になっている。
When the metering valve drive signal becomes high, the constant
More specifically, the constant
コンデンサ51からコイルL7への放電が終了してから調量弁7の駆動期間が終了するまでの間(以下、定電流期間という)は、上記の定電流制御により、コイルL7に一定の電流が流れるように、定電流用スイッチ43がオン/オフされる。そして、定電流期間におけるポンプ駆動電流の平均値は、第1閾値iLと第2閾値iHとの間の値となる。また、コンデンサ51からコイルL7へ放電によって、調量弁7の閉弁は速まるものの、調量弁7が完全に閉弁するのは(つまり、調量弁7の弁体が閉弁位置に到達するのは、定電流期間中となる。
During the period from the end of the discharge from the
尚、図3に示すように、定電流用スイッチ43は、調量弁駆動信号がハイになってから、ポンプ駆動電流がコンデンサ51からの放電によって第2閾値iHに到達するまでの間も、定電流制御によってオンされる。しかし、その場合、定電流用スイッチ43がオンしても、コイルL7へは、電源ライン41側からではなくコンデンサ51から電流が流れる。電源電圧VBよりも充電電圧VCの方が高いからである。よって、定電流制御部89は、放電用スイッチ63がオフされてから(即ち、コンデンサ51の放電が終了してから)、定電流制御を開始するようになっていても良い。
As shown in FIG. 3, the constant
定電流制御部89は、図3に示すように、調量弁駆動信号がローになると、定電流制御を終了して、定電流用スイッチ43をオフのままにする。その時点で、下流側スイッチ27もオフするため、コイルL7への通電が停止して調量弁7が開弁し、高圧ポンプ5の燃料吐出が終了する。
As shown in FIG. 3, when the metering valve drive signal goes low, the constant
一方、駆動制御回路73のインジェクタ電流制御部83も、ポンプ電流制御部82と同様の動作により、インジェクタI1〜I4の駆動電流を制御する。調量弁駆動信号がハイになった場合のポンプ電流制御部82の動作と比較して説明する。
On the other hand, the injector
例えば、マイコン71から出力される駆動信号のうち、インジェクタI1を駆動するための駆動信号がハイになった場合、インジェクタ電流制御部83は、下流側スイッチ27ではなく、コイルL1に対応する下流側スイッチ21をオンする。そして、放電用スイッチ63ではなく、放電用スイッチ64をオンして、コンデンサ51からコイルL1に放電させる。更に、定電流用スイッチ43ではなく、定電流用スイッチ44をオン/オフさせることにより、コイルL1に一定の電流を流す。また例えば、マイコン71から出力される駆動信号のうち、インジェクタI2を駆動するための駆動信号がハイになった場合、インジェクタ電流制御部83は、下流側スイッチ27ではなく、コイルL2に対応する下流側スイッチ22をオンする。そして、放電用スイッチ63ではなく、放電用スイッチ65をオンして、コンデンサ51からコイルL2に放電させる。更に、定電流用スイッチ43ではなく、定電流用スイッチ45をオン/オフさせることにより、コイルL2に一定の電流を流す。
For example, when the drive signal for driving the injector I1 among the drive signals output from the
ところで、本実施形態において、ポンプ電流制御部82の定電流制御部89は、ポンプ駆動電流を一定にするための第1閾値iL及び第2閾値iH(以下、これらを総称して、閾値iL,iHともいう)が可変になっている。そこで次に、定電流制御部89の構成等について、図2を用い説明する。尚、図2では、図1の構成からインジェクタI1〜I4の駆動に関する部分を除いて図示している。
By the way, in the present embodiment, the constant
図2に示すように、定電流制御部89は、抵抗R1〜R4と、比較器101と、反転回路102と、スイッチとしてのトランジスタ(この例ではNPNトランジスタ)103と、を備える。
As shown in FIG. 2, the constant
抵抗R1の一端には一定電圧VDが供給され、抵抗R1の他端とグランドラインとの間に、抵抗R2が接続されている。
比較器101の非反転入力端子(+端子)は、抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されており、比較器101の出力端子と非反転入力端子との間に、抵抗R3が帰還抵抗として接続されている。また、比較器101の反転入力端子(−端子)には、抵抗33に生じる電圧が、ポンプ駆動電流の検出値として入力される。
A constant voltage VD is supplied to one end of the resistor R1, and the resistor R2 is connected between the other end of the resistor R1 and the ground line.
The non-inverting input terminal (+ terminal) of the
抵抗R4の一端にも一定電圧VDが供給され、抵抗R4の他端は、トランジスタ103を介して、抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されるようになっている。この例では、抵抗R4の他端が、トランジスタ103のコレクタに接続されており、トランジスタ103のエミッタが、抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されている。そして、トランジスタ103のベースには、充電制御部81の充電駆動制御回路81aが出力する前述の充電指令信号が、駆動信号として供給される。このため、充電駆動制御回路81aが充電指令信号を出力すると(つまり、充電指令信号がハイになると)、トランジスタ103がオンして、抵抗R4が抵抗R1に対して並列に接続される。
A constant voltage VD is also supplied to one end of the resistor R4, and the other end of the resistor R4 is connected to a connection point between the resistor R1 and the resistor R2 via the
比較器101の反転入力端子の電圧をVmとし、比較器101の非反転入力端子の電圧をVpとすると、マイコン71からの調量弁駆動信号がハイの場合に、比較器101の出力は、Vm,Vpの大小関係に応じてハイとローとに切り換わる。また、マイコン71からの調量弁駆動信号がローの場合、比較器101の出力は、Vm,Vpの大小関係に拘わらずローのままとなる。尚、この例において、比較器101内の信号出力回路は、例えばオープンコレクタタイプである。このため、比較器101の出力端子は、ハイレベルを出力するために、図示しないプルアップ抵抗によって一定電圧VBに接続されている。そのプルアップ抵抗の抵抗値は、抵抗R1〜R4の抵抗値と比べると十分に大きい値に設定されている。
When the voltage at the inverting input terminal of the
そして、反転回路102は、比較器101の出力がローの場合には、抵抗94の抵抗91側(換言すれば、定電流用スイッチ43のゲート側)とは反対側をオープン状態にすることで、定電流用スイッチ43をオフする。また、反転回路102は、比較器101の出力がハイの場合には、抵抗94の抵抗91側とは反対側をローにすることで、定電流用スイッチ43をオンする。反転回路102は、例えば、エミッタ接地のNPNトランジスタによって構成することができる。
When the output of the
このような定電流制御部89では、マイコン71からの調量弁駆動信号がローの場合には、比較器101の出力がローになり、定電流用スイッチ43はオフのままになる。
一方、調量弁駆動信号がハイの場合には、Vm,Vpの大小関係に応じて比較器101の出力がハイとローとに切り換わる。即ち、VmがVpよりも小さい場合には、比較器101の出力がハイになって、定電流用スイッチ43がオンし、VmがVpよりも大きい場合には、比較器101の出力がローになって、定電流用スイッチ43がオフする。Vmは、ポンプ駆動電流に抵抗33の抵抗値を乗じた電圧であり、Vpは、比較器101によってポンプ駆動電流と比較される対象の値に相当する。そして、Vpには、比較器101の出力によってヒステリシスが設けられる。
In such a constant
On the other hand, when the metering valve drive signal is high, the output of the
定電流制御部89において、比較器101の非反転入力端子と一定電圧VDとの間に接続される抵抗を、閾値可変用抵抗Rvと称することにすると、比較器101の出力がハイの場合、Vpは、一定電圧VDを閾値可変用抵抗Rvと抵抗R2とで分圧した電圧VHになる。尚、前述のプルアップ抵抗の抵抗値は、抵抗R1〜R4の抵抗値よりも十分に大きいため、ここでは無視している。また、抵抗R2と抵抗R3との並列抵抗を「R2//R3」と記載すると、比較器101の出力がローの場合、Vpは、一定電圧VDを閾値可変用抵抗Rvと「R2//R3」とで分圧した電圧VLになる。電圧VLは電圧VHよりも小さく、電圧VLと電圧VHとの差が、Vpのヒステリシスである。
In the constant
このため、定電流制御部89では、調量弁駆動信号がハイになると、最初は、ポンプ駆動電流が0であり、VmがVpよりも小さいため、比較器101の出力がハイになって、定電流用スイッチ43がオンすると共に、Vpが電圧VH(>VL)になる。
For this reason, in the constant
そして、ポンプ駆動電流の増加によりVmが電圧VH(=Vp)よりも大きくなると、比較器101の出力がローに反転して、定電流用スイッチ43がオフすると共に、Vpが電圧VLになる。その後、ポンプ駆動電流の減少によりVmが電圧VL(=Vp)よりも小さくなると、比較器101の出力がハイに反転して、定電流用スイッチ43がオンすると共に、Vpが電圧VHになる。このような動作が繰り返されることで、定電流用スイッチ43がオン/オフされる。そして、電圧VLを抵抗33の抵抗値で割った値が、前述の第1閾値iLに該当し、電圧VHを抵抗33の抵抗値で割った値が、前述の第2閾値iHに該当する。
When Vm becomes larger than the voltage VH (= Vp) due to the increase of the pump drive current, the output of the
ここで、充電指令信号がローの場合には、トランジスタ103がオフするため、抵抗R1が、閾値可変用抵抗Rvとなる。一方、充電指令信号がハイの場合には、トランジスタ103がオンするため、抵抗R1と抵抗R4との並列抵抗が、閾値可変用抵抗Rvとなる。よって、充電指令信号がハイの場合には、充電指令信号がローの場合と比較すると、閾値可変用抵抗Rvの抵抗値が小さくなり、その結果、第1閾値iLに相当する電圧VLと、第2閾値iHに相当する電圧VHとが、両方とも大きくなる。
Here, when the charge command signal is low, the
以上が、閾値iL,iHの可変のメカニズムである。つまり、トランジスタ103がオフしている場合の電圧VLと電圧VHとを、抵抗33の抵抗値で割った各値を、iL1,iH1とすると、そのiL1,iH1の各々が、トランジスタ103がオフしている場合の閾値iL,iHである。また、トランジスタ103がオンしている場合の電圧VLと電圧VHとを、抵抗33の抵抗値で割った各値を、iL2,iH2とすると、そのiL2,iH2の各々が、トランジスタ103がオンしている場合の閾値iL,iHである。そして、iL2はiL1より大きく、iH2もiH1より大きい(図6における「ポンプ駆動電流」の段、参照)。
The above is the variable mechanism of the threshold values iL and iH. That is, if the values obtained by dividing the voltage VL and the voltage VH when the
次に、ECU11の作用について、図4〜図6を用い説明する。尚、図4〜図6において、「電源電圧」の段は、電源ライン41から定電流用スイッチ43に供給される電源電圧VBを表している。また、「充電電流」の段は、コンデンサ51の充電電流を表しており、その充電電流が0のままであることは、DC/DCコンバータ52が動作していないことを表す。逆に、充電電流が脈動していることは、DC/DCコンバータ52が動作していること(即ち、昇圧用スイッチ54がオン/オフしていること)を表す。
Next, the operation of the
図4に示すように、調量弁駆動信号がハイになってコンデンサ51からコイルL7への放電が実施されると、充電電圧VCが低下するが、その充電電圧VCが充電下限閾値以下にならなければ、充電駆動制御回路81aは充電指令信号を出力しない(ハイにしない)。このため、DC/DCコンバータ52は動作しない。そして、定電流制御部89では、トランジスタ103がオンせず、定電流制御における閾値iL,iHは、iL1,iH1から変わらない。尚、図4において、電源電圧VBが低下しているのは、定電流制御部89が定電流制御を実施したことによるものである。
As shown in FIG. 4, when the metering valve drive signal becomes high and discharging from the
ここで、図5は、比較例として、定電流制御部89に抵抗R4とトランジスタ103が設けられていない場合(即ち、閾値iL,iHが、iL1とiH1とで固定されている場合)の動作例を表している。
Here, FIG. 5 shows, as a comparative example, an operation when the resistor R4 and the
図5に示すように、調量弁駆動信号がハイになってコンデンサ51からコイルL7への放電が実施され、充電電圧VCが充電下限閾値以下になった場合には、充電駆動制御回路81aが充電指令信号を出力する(ハイにする)。すると、DC/DCコンバータ52が動作して、コンデンサ51が充電される。尚、DC/DCコンバータ52は、充電電圧VCが充電上限閾値になるまで動作することとなる。
As shown in FIG. 5, when the metering valve drive signal becomes high and discharge from the
そして、DC/DCコンバータ52が動作すると、電源としてのバッテリから、ワイヤハーネスとECU11のプリント基板におけるプリント配線とからなる配線を通って、DC/DCコンバータ52(具体的は、コイル53及び昇圧用スイッチ54)に大きな電流が流れる。このため、配線の抵抗により電圧降下が生じる。よって、DC/DCコンバータ52が動作しない場合(図4)と比較すると、定電流用スイッチ43に供給される電源電圧VBが低下する。
When the DC /
DC/DCコンバータ52が動作して電源電圧VBが低下すると、コイルL7に一定の電流を流す定電流期間において、定電流用スイッチ43のオン時におけるポンプ駆動電流(コイル電流)の傾きが緩やかになる。このため、定電流制御における閾値iL,iHが、図4と同じiL1,iH1であると、一定時間での平均電流(ポンプ駆動電流の平均値)が低下してしまう。その結果、コイルL7への通電を開始してから(つまり、調量弁駆動期間の開始時から)、調量弁7の弁体が閉弁位置に到達するまでの動作応答時間が長くなってしまい、高圧ポンプ5の制御精度(具体的には、燃料吐出量の制御精度)が低下する。尚、図4における動作応答時間がT1であるのに対して、図5の例では、動作応答時間がT1よりも長いT2になっている。
When the DC /
これに対して、ECU11では、図6に示すように、充電指令信号がハイになってDC/DCコンバータ52が動作する場合には、トランジスタ103がオンして、閾値可変用抵抗Rvの抵抗値が変わることにより、閾値iL,iHが、iL1,iH1よりも大きいiL2,iH2に変化する。このため、定電流期間における平均電流の低下が防止され、延いては、調量弁7の動作応答時間が長くなってしまうことが防止される。
In contrast, in the
よって、ECU11によれば、DC/DCコンバータ52の動作有無に伴う調量弁7の動作応答時間のばらつきを抑制することができ、高圧ポンプ5の制御精度の低下を防止することができる。本実施形態では、図6に示すように、DC/DCコンバータ52が動作した場合の調量弁7の動作応答時間が、図4の場合と同じT1となるように、iL2,iH2を設定している。
Therefore, according to ECU11, the dispersion | variation in the operation response time of the metering valve 7 with the presence or absence of the operation | movement of the DC /
また、調量弁7の駆動中にDC/DCコンバータ52の非動作/動作が切り換わった場合を考えると、閾値iL,iHは速やかに変更することが好ましい。
この点に関して、定電流制御部89は、閾値可変用抵抗Rvの抵抗値が変わると、閾値iL,iHが変わるようになっている。そして、ECU11では、トランジスタ103が、充電指令信号の有無に応じてオン又はオフすることにより、閾値可変用抵抗Rvの抵抗値を変化させて、閾値iL,iHを変更するようになっている。つまり、閾値iL,iHの変更を、ソフトウェアを用いずに、ハードウェア回路(この例ではトランジスタ103)で行っている。よって、例えばDC/DCコンバータ52の動作開始時から閾値iL,iHが変更されるまでの遅延時間を短くすることができ有利である。
Further, considering the case where the non-operation / operation of the DC /
In this regard, the constant
また、ECU11では、コンデンサ51に蓄積したエネルギーをインジェクタI1〜I4の駆動にも使用するため、調量弁7を駆動する際にDC/DCコンバータ52が動作する可能性が高くなる。このため、上記実施形態の構成が一層有効である。
Further, since the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態のECUについて説明する。尚、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を用いる。
[Second Embodiment]
Next, the ECU of the second embodiment will be described. In addition, about the component similar to 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is used.
図7に示すように、第2実施形態のECU111は、第1実施形態のECU11と比較すると、下記〈1〉〜〈4〉の点が異なる。尚、図7では、図2と同様に、インジェクタI1〜I4の駆動に関する部分は除いて図示している。
As shown in FIG. 7, the
〈1〉ECU111は、駆動制御回路73に代えて、駆動制御回路113を備え、その駆動制御回路113は、ポンプ電流制御部82に代えて、ポンプ電流制御部115を備える。そして、ポンプ電流制御部115は、定電流制御部89に代えて、定電流制御部117を備える。
<1> The
定電流制御部117は、定電流制御部89(図2)と比較すると、抵抗R5とトランジスタ(この例ではNPNトランジスタ)104が追加されている。
抵抗R4及びトランジスタ103と同様に、抵抗R5の一端には一定電圧VDが供給され、抵抗R5の他端は、トランジスタ104を介して、抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されるようになっている。また、抵抗R5の抵抗値は、抵抗R4の抵抗値よりも小さい。そして、トランジスタ103,104の各ベースには、マイコン71が出力する信号が、駆動信号として供給される。つまり、トランジスタ103,104の各々は、マイコン71によってオンとオフが制御される。
The constant
Like the resistor R4 and the
ここで、定電流制御部117の状態として、トランジスタ103,104が両方ともオフである状態を、第1状態とし、トランジスタ103,104のうちでトランジスタ103だけがオンである状態を、第2状態とし、トランジスタ103,104のうちでトランジスタ104だけがオンである状態を、第3状態とし、トランジスタ103,104が両方ともオンである状態を、第4状態とする。
Here, as a state of the constant
定電流制御部117において、前述の閾値可変用抵抗Rvは、第1状態、第2状態、第3状態、第4状態、の順に小さくなる。よって、定電流制御における閾値iL,iHは、4通りの値に切り換えられると共に、第1状態、第2状態、第3状態、第4状態、の順に大きくなる。
In the constant
尚、第2実施形態についての以下の説明では、第1状態での閾値iL,iHを、iL1,iH1と記載し、第2状態での閾値iL,iHを、iL2,iH2と記載し、第3状態での閾値iL,iHを、iL3,iH3と記載し、第4状態での閾値iL,iHを、iL4,iH4と記載する。また、トランジスタ103を、第1のトランジスタ103ともいい、トランジスタ104を、第2のトランジスタ104ともいう。
In the following description of the second embodiment, the threshold values iL and iH in the first state are described as iL1 and iH1, the threshold values iL and iH in the second state are described as iL2 and iH2, and The threshold values iL and iH in the three states are described as iL3 and iH3, and the threshold values iL and iH in the fourth state are described as iL4 and iH4. The
〈2〉ECU111は、電源ライン41の電源電圧VB(即ち、定電流用スイッチ43に供給される電源電圧VB)を所定の比率で分圧する2つの分圧用抵抗118,119を備える。分圧用抵抗118,119により分圧された電圧Vbは、一定電圧VDよりも小さい電圧であり、マイコン71に入力される。そして、マイコン71は、その電圧VbをA/D変換することで電源電圧VBを検出する。
<2> The
〈3〉マイコン71には、充電制御部81の充電駆動制御回路81aが出力する充電指令信号も入力される。マイコン71は、充電指令信号がハイかローかにより、DC/DCコンバータ52が動作しているか否か(換言すれば、充電制御の実施中であるか否か)を判定する。
<3> The
〈4〉マイコン71は、図8に示す閾値制御処理を例えば一定時間毎に実行する。尚、マイコン71が実行する処理は、CPU75がROM76内のプログラムを実行することで実現される。
<4> The
図8に示すように、マイコン71は、閾値制御処理を開始すると、S210にて、充電指令信号に基づいて、DC/DCコンバータ52が動作しているか否かを判定する。
マイコン71は、DC/DCコンバータ52が動作していないと判定した場合には、S220にて、第1,第2のトランジスタ103,104を両方ともオフし、その後、当該閾値制御処理を終了する。この場合、定電流制御における閾値iL,iHは、4通りの値のうちで、最も小さい第1状態での値(iL1,iH1)となる。
As shown in FIG. 8, when starting the threshold control process, the
If the
また、マイコン71は、S210にて、DC/DCコンバータ52が動作していると判定した場合には、S230にて、電源電圧VBが第1判定値V1以上であるか否かを判定し、電源電圧VBが第1判定値V1以上であれば、S240に進む。
If the
マイコン71は、S240では、第1のトランジスタ103をオンすると共に、第2のトランジスタ104をオフする。そして、その後、当該閾値制御処理を終了する。この場合、定電流制御における閾値iL,iHは、4通りの値のうちで、大きさが3番目の、第2状態での値(iL2,iH2)となる。
In S240, the
また、マイコン71は、S230にて、電源電圧VBが第1判定値V1以上ではないと判定した場合には、S250にて、電源電圧VBが第1判定値V1よりも小さい第2判定値V2以上であるか否かを判定する。
If the
そして、電源電圧VBが第2判定値V2以上であれば、マイコン71は、S260にて、第1のトランジスタ103をオフすると共に、第2のトランジスタ104をオンする。そして、その後、当該閾値制御処理を終了する。この場合、電源電圧VBは、第1判定値V1未満、第2判定値V2以上の範囲にあり、定電流制御における閾値iL,iHは、4通りの値のうちで、大きさが2番目の、第3状態での値(iL3,iH3)となる。
If the power supply voltage VB is equal to or higher than the second determination value V2, the
また、マイコン71は、S250にて、電源電圧VBが第2判定値V2以上ではないと判定した場合には、S270にて、第1,第2のトランジスタ103,104を両方ともオンし、その後、当該閾値制御処理を終了する。この場合、電源電圧VBは第2判定値V2未満であり、定電流制御における閾値iL,iHは、4通りの値のうちで、最も大きい第4状態での値(iL4,iH4)となる。
If the
つまり、ECU111において、マイコン71は、DC/DCコンバータ52が動作している場合に(S210:YES)、定電流制御における閾値iL,iHを、電源ライン41の電源電圧VBに応じて変更するようになっている(S230〜S270)。具体的には、電源電圧VBが低い場合ほど、閾値iL,iHを大きい値に変更している。
That is, in the
このため、電源電圧VBの低下に伴う調量弁7の動作応答時間のばらつきを一層抑制することができ、高圧ポンプ5の制御精度の低下防止効果を向上させることができる。
尚、定電流制御部117において、抵抗R1と並列に接続する抵抗(上記の例ではR4,R5)及びトランジスタ(上記の例では103,104)からなる抵抗値変更用の回路は、2つに限らず、3つ以上設けても良い。
For this reason, it is possible to further suppress variation in the operation response time of the metering valve 7 due to the decrease in the power supply voltage VB, and to improve the effect of preventing the control accuracy of the high-pressure pump 5 from decreasing.
In the constant
[他の実施形態]
〈変形例1〉
例えば、第1実施形態の定電流制御部89(図2)において、抵抗R4及びトランジスタ103からなる抵抗値変更用の回路を、抵抗R1と並列にではなく、抵抗R2と並列に設けても良い。その場合、第1実施形態とは逆に、充電指令信号がローからハイになると、トランジスタ103がオンからオフして、閾値iL,iHが大きくなるように構成すれば良い。また、このような変形は、第2実施形態の定電流制御部117(図7)に対しても同様に適用することができる。
[Other Embodiments]
<
For example, in the constant current control unit 89 (FIG. 2) of the first embodiment, a resistance value changing circuit including the resistor R4 and the
〈変形例2〉
第2実施形態において、マイコン71がD/A変換器によって出力する任意の電圧が、比較器101の非反転入力端子への入力電圧(Vp)となるようにして、マイコン71からの出力電圧により閾値iL,iHを任意に変えることができるように構成しても良い。その場合、マイコン71は、例えば、比較器101の出力をモニタして、比較器101の出力がハイの場合とローの場合とで出力電圧を変えることにより、Vpのヒステリシスを設けるようにすれば良い。また、この場合、抵抗R1〜R5とトランジスタ103,104は不要となる。
<Modification 2>
In the second embodiment, an arbitrary voltage output from the D / A converter by the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。
例えば、高圧ポンプ5の調量弁7は、ノーマルクローズ型の電磁弁でも良い。また、上記各実施形態のECU11,111において、インジェクタI1〜I4の駆動には、コンデンサ51とは別のコンデンサを用いるように構成しても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment. The above-mentioned numerical values are also examples, and other values may be used.
For example, the metering valve 7 of the high-pressure pump 5 may be a normally closed electromagnetic valve. Moreover, in ECU11,111 of each said embodiment, you may comprise so that the capacitor | condenser different from the capacitor |
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したECUの他、当該ECUを構成要素とするシステム、当該ECUとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、高圧ポンプの制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。 In addition, the functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified by the wording described in the claims are embodiments of the present invention. In addition to the ECU described above, the present invention is realized in various forms such as a system including the ECU as a constituent element, a program for causing a computer to function as the ECU, a medium storing the program, and a control method for the high-pressure pump. You can also
5…高圧ポンプ、7…調量弁、L7…コイル、41…電源ライン、43…定電流用スイッチ、51…コンデンサ、52…DC/DCコンバータ、63…放電用スイッチ、71…マイコン、81…充電制御部、87…放電制御部、89,117…定電流制御部、103,104…トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... High pressure pump, 7 ... Metering valve, L7 ... Coil, 41 ... Power supply line, 43 ... Constant current switch, 51 ... Capacitor, 52 ... DC / DC converter, 63 ... Discharge switch, 71 ... Microcomputer, 81 ... Charge control unit, 87 ... Discharge control unit, 89, 117 ... Constant current control unit, 103, 104 ... Transistor
Claims (3)
電源電圧を昇圧してコンデンサ(51)を充電するDC/DCコンバータ(52)と、
前記コンデンサの充電電圧が所定の電圧となるように前記DC/DCコンバータを動作させる充電制御手段(81)と、
前記高圧ポンプの燃料吐出量を制御するために該高圧ポンプに設けられている電磁弁(7)のコイル(L7)の上流側に、前記コンデンサを接続させる放電用スイッチ(63)と、
前記電源電圧が供給される電源ライン(41)と前記コイルの上流側との間に設けられた定電流用スイッチ(43)と、
前記電磁弁の駆動期間の開始時に、前記放電用スイッチをオンすることにより前記コンデンサから前記コイルに放電させる放電制御手段(87)と、
前記コンデンサから前記コイルへの放電が終了してから前記駆動期間が終了するまでの間、前記コイルに一定の電流が流れるように、前記定電流用スイッチをオン/オフさせる定電流制御手段(89,117)と、を備え、
前記定電流制御手段は、前記定電流用スイッチをオン/オフさせる制御として、前記コイルに流れる電流であるコイル電流が第1閾値より小さくなると前記定電流用スイッチをオフからオンして前記コイル電流を増加させ、前記コイル電流が前記第1閾値よりも大きい第2閾値より大きくなると前記定電流用スイッチをオンからオフして前記コイル電流を減少させる制御を実施し、
更に、当該高圧ポンプ制御装置は、
前記第1閾値及び前記第2閾値を、前記充電制御手段が前記DC/DCコンバータを動作させていない場合よりも、前記充電制御手段が前記DC/DCコンバータを動作させている場合の方が、大きい値となるように変更する閾値変更手段(103,104,71,S210〜S270)を備えること、
を特徴とする高圧ポンプ制御装置。 A high-pressure pump control device that controls a high-pressure pump (5) that pressurizes fuel by a driving force of an engine and supplies the fuel to an injector,
A DC / DC converter (52) for boosting the power supply voltage and charging the capacitor (51);
Charging control means (81) for operating the DC / DC converter so that a charging voltage of the capacitor becomes a predetermined voltage;
A discharge switch (63) for connecting the capacitor to the upstream side of a coil (L7) of a solenoid valve (7) provided in the high-pressure pump for controlling the fuel discharge amount of the high-pressure pump;
A constant current switch (43) provided between a power supply line (41) to which the power supply voltage is supplied and the upstream side of the coil;
A discharge control means (87) for discharging the coil from the capacitor by turning on the discharge switch at the start of the driving period of the solenoid valve;
Constant current control means (89) for turning on / off the constant current switch so that a constant current flows through the coil from the end of the discharge from the capacitor to the coil until the end of the drive period. 117), and
The constant current control means controls the constant current switch to be turned on / off, and turns on the constant current switch from off to turn on the coil current when a coil current, which is a current flowing through the coil, becomes smaller than a first threshold. When the coil current becomes larger than a second threshold value that is larger than the first threshold value, the constant current switch is turned off from turning on, and the coil current is decreased.
Furthermore, the high-pressure pump control device
The first threshold value and the second threshold value when the charge control unit is operating the DC / DC converter, rather than when the charge control unit is not operating the DC / DC converter, Providing a threshold value changing means (103, 104, 71, S210 to S270) for changing the value so as to become a large value;
High pressure pump control device characterized by
前記定電流制御手段は、抵抗(Rv)の抵抗値が変わると、前記第1閾値及び前記第2閾値が変わるようになっており、
前記充電制御手段は、前記DC/DCコンバータを動作させる場合に、前記DC/DCコンバータを動作させることを示す信号を出力するようになっており、
前記閾値変更手段(103)は、前記充電制御手段からの前記信号が供給されると共に、その信号の有無により、前記抵抗の抵抗値を変化させて、前記第1閾値及び前記第2閾値を変更する回路であること、
を特徴とする高圧ポンプ制御装置。 In the high-pressure pump control device according to claim 1,
The constant current control means is configured such that when the resistance value of the resistance (Rv) changes, the first threshold value and the second threshold value change,
The charge control means is configured to output a signal indicating that the DC / DC converter is operated when the DC / DC converter is operated.
The threshold change means (103) is supplied with the signal from the charge control means, and changes the resistance value of the resistor according to the presence or absence of the signal, thereby changing the first threshold value and the second threshold value. To be a circuit that
High pressure pump control device characterized by
前記閾値変更手段(103,104,71,S210〜S270)は、
前記充電制御手段が前記DC/DCコンバータを動作させている場合に、前記第1閾値及び前記第2閾値を、前記電源ラインの前記電源電圧に応じて変更すること(S230〜S270)、
を特徴とする高圧ポンプ制御装置。 In the high-pressure pump control device according to claim 1,
The threshold value changing means (103, 104, 71, S210 to S270)
When the charge control means is operating the DC / DC converter, the first threshold value and the second threshold value are changed according to the power supply voltage of the power supply line (S230 to S270),
High pressure pump control device characterized by
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JP2021116788A (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社デンソー | Electronic control unit |
-
2014
- 2014-09-10 JP JP2014184218A patent/JP2016056745A/en active Pending
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