(57)【要約】【課題】プランジャの位相をもとに電磁弁の閉弁タイミングを制御する場合に、ポンプの作動を好適に早めることができる流体供給装置を提供する。【解決手段】流体供給装置１００は、加圧室３１ｃを有するとともに、電磁弁３２とプランジャ３４とを備えるサプライポンプ３と、コモンレール４と、ＥＤＵ７１と、ＥＣＵ７２とを備える。ＥＣＵ７２はプランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御する第１の制御を行う。また、コモンレール４の燃料の圧力を検出する。また、サプライポンプ３に対する作動要求があるときに、電磁弁３２を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うとともに、コモンレール４の燃料の圧力上昇を検出するまでの間、閉弁指令を再発させる第２の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入通路から吸入し、吐出通路に吐出する加圧室を有するとともに、前記加圧室と前記吸入通路との連通状態を変更するノーマルオープン型の電磁弁と、往復運動によって前記加圧室の容積を変化させるプランジャとを備えるポンプと、
前記加圧室から前記吐出通路を介して吐出された流体を蓄圧する蓄圧部と、
前記プランジャの位相をもとに前記電磁弁の閉弁タイミングを制御する第１の制御を行う第１の制御部と、
前記蓄圧部の流体の圧力を検出する圧力検出部と、
前記ポンプに対する作動要求があるときに、前記電磁弁を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うとともに、前記圧力検出部が前記蓄圧部の流体の圧力上昇を検出するまでの間、前記閉弁指令を再発させる第２の制御を行う第２の制御部と、を備える流体供給装置。
【請求項２】
前記圧力検出部が、前記閉弁指令の開始時および終了時における前記蓄圧部の流体の圧力それぞれに基づき、前記蓄圧部の流体の圧力上昇を検出する請求項１記載の流体供給装置。
【請求項３】
前記プランジャの位相が不明である場合に、前記第２の制御部が前記第２の制御を行う請求項１または２記載の流体供給装置。
【請求項４】
エンジンの燃料供給装置として用いられ、
前記エンジンの始動時に、前記第２の制御部が前記第２の制御を行う請求項１から３いずれか１項記載の流体供給装置。
【請求項５】
前記プランジャの位相が判別した場合に、前記第２の制御部が前記第２の制御を中止する請求項１から４いずれか１項記載の流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃料供給装置など、供給する流体をポンプで蓄圧部に蓄圧した上で供給する流体供給装置が知られている。かかる流体供給装置に関連する技術は、例えば特許文献１または２で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８０１６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４８９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６はサプライポンプ３の作動の説明図である。流体供給装置に適用可能なポンプであるサプライポンプ３は、加圧室３１ｃを有するとともに、電磁弁３２とプランジャ３４とを備えている。加圧室３１ｃは低圧通路３１ａから流体を吸入し、高圧通路３１ｄに吐出する。電磁弁３２は加圧室３１ｃと低圧通路３１ａとの連通状態を変更する。プランジャ３４は往復運動によって加圧室３１ｃの容積を変化させる。
【０００５】
サプライポンプ３は、吐出行程（プランジャ３４が加圧室３１ｃの容積を小さくする方向に運動する行程）で電磁弁３２に通電することで、電磁弁３２を閉弁させることができるようになっている。そしてこれにより、加圧室３１ｃから高圧通路３１ｄに流体を吐出することができるようになっている。
【０００６】
一方、吐出行程では電磁弁３２が閉弁するまでの間、加圧室３１ｃから低圧通路３１ａに流体が流出するようになっている。このため、電磁弁３２の閉弁タイミングを制御することで、燃料の吐出量を調節できるようになっている。電磁弁３２の閉弁タイミングを制御するにあたっては、プランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御することができる。
【０００７】
ところが、サプライポンプ３に対する作動要求があるときには、プランジャ３４の位相が未だ検出されていない結果、プランジャ３４の位相が不明となっている場合がある。このためこの場合には、プランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御することができなくなる。したがってこの場合には、プランジャ３４の位相判別が完了するまでの間、サプライポンプ３を作動させることができず、その分サプライポンプ３の作動が遅れることになる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み、プランジャの位相をもとに電磁弁の閉弁タイミングを制御する場合に、ポンプの作動を好適に早めることができる流体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は流体を吸入通路から吸入し、吐出通路に吐出する加圧室を有するとともに、前記加圧室と前記吸入通路との連通状態を変更するノーマルオープン型の電磁弁と、往復運動によって前記加圧室の容積を変化させるプランジャとを備えるポンプと、前記加圧室から前記吐出通路を介して吐出された流体を蓄圧する蓄圧部と、前記プランジャの位相をもとに前記電磁弁の閉弁タイミングを制御する第１の制御を行う第１の制御部と、前記蓄圧部の流体の圧力を検出する圧力検出部と、前記ポンプに対する作動要求があるときに、前記電磁弁を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うとともに、前記圧力検出部が前記蓄圧部の流体の圧力上昇を検出するまでの間、前記閉弁指令を再発させる第２の制御を行う第２の制御部と、を備える流体供給装置である。
【００１０】
また本発明は前記圧力検出部が、前記閉弁指令の開始時および終了時における前記蓄圧部の流体の圧力それぞれに基づき、前記蓄圧部の流体の圧力上昇を検出する構成とすることができる。
【００１１】
また本発明は前記プランジャの位相が不明である場合に、前記第２の制御部が前記第２の制御を行う構成とすることができる。
【００１２】
また本発明はエンジンの燃料供給装置として用いられ、前記エンジンの始動時に、前記第２の制御部が前記第２の制御を行う構成とすることができる。
【００１３】
また本発明は前記プランジャの位相が判別した場合に、前記第２の制御部が前記第２の制御を中止する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プランジャの位相をもとに電磁弁の閉弁タイミングを制御する場合に、ポンプの作動を好適に早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】流体供給装置の概略構成図である。
【図２】サプライポンプの概略構成図である。
【図３】ＥＤＵの動作をフローチャートで示す図である。
【図４】図３に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図５】始動前後のサプライポンプの挙動を示す図である。
【図６】サプライポンプの作動の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
図１は流体供給装置１００の概略構成図である。流体供給装置１００は燃料供給装置としてエンジン５０に用いられている。エンジン５０はディーゼルエンジンであり、気筒毎に設けられている複数（ここでは４つ）の燃料噴射弁５１を備えている。エンジン５０には、クランクシャフトの位相や回転数を検出するためのクランク角センサ６１や、吸気弁または排気弁のカムシャフトの位相を検出するためのカム角センサ６２が設けられている。
【００１８】
流体供給装置１００は燃料タンク１と、フィードポンプ２と、サプライポンプ３と、コモンレール４とを備えている。燃料タンク１は流体である燃料を貯留する。フィードポンプ２は電動でまたは例えばサプライポンプ３の駆動軸に連結されて機械的に駆動するポンプであり、燃料タンク１から燃料を吸引し、サプライポンプ３に供給する。サプライポンプ３はフィードポンプ２によって供給された燃料をコモンレール４に供給する。コモンレール４に供給されなかった燃料は、燃料タンク１に戻される。コモンレール４は蓄圧部であり、燃料を蓄圧する。コモンレール４は蓄圧した燃料を各燃料噴射弁５１に供給する。
【００１９】
図２はサプライポンプ３の概略構成図である。サプライポンプ３はポンプハウジング３１と、電磁弁３２と、チェック弁３３と、プランジャ３４と、ポンプカム３５とを備えている。また、ポンプハウジング３１に形成された低圧通路３１ａと、吸入口３１ｂと、加圧室３１ｃと、高圧通路３１ｄとを有している。
【００２０】
低圧通路３１ａは吸入口３１ｂを介して加圧室３１ｃに分岐するようにして連通している。低圧通路３１ａは加圧室３１ｃよりも上流側でフィードポンプ２に接続され、下流側で燃料タンク１に接続される。低圧通路３１ａのうち、加圧室３１ｃよりも上流側の部分は加圧室３１ｃに吸入する燃料を流通させる吸入通路となっており、下流側の部分は加圧室３１ｃから排出する余分な燃料を流通させる排出通路となっている。
【００２１】
高圧通路３１ｄは加圧室３１ｃに連通している。高圧通路３１ｄは加圧室３１ｃの反対側でコモンレール４に接続される。高圧通路３１ｄは加圧室３１ｃから燃料を吐出するための吐出通路となっている。加圧室３１ｃは低圧通路３１ａのうち、加圧室３１ｃよりも上流側の部分（吸入通路）から燃料を吸入し、高圧通路３１ｄに吐出する。
【００２２】
電磁弁３２は弁体３２ａと、アーマチャ３２ｂと、第１のスプリング３２ｃと、第２のスプリング３２ｄと、コイル３２ｅとを備えている。弁体３２ａは低圧通路３１ａ（より具体的には吸入通路および排出通路）と加圧室３１ｃとを連通、遮断する。アーマチャ３２ｂは可動子であり、弁体３２ａと別体となっている。第１のスプリング３２ｃは弁体３２ａを閉弁側に付勢する。第２のスプリング３２ｄはアーマチャ３２ｂを介して弁体３２ａを開弁側に付勢する。コイル３２ｅは通電時にアーマチャ３２ｂを引き付けるように作用することで、弁体３２ａに加わる第２のスプリング３２ｄの付勢力を除去するように作用する。
【００２３】
電磁弁３２は次のように開閉する。すなわち、低圧通路３１ａと加圧室３１ｃとの差圧と、第１のスプリング３２ｃの付勢力と、第２のスプリング３２ｄの付勢力とのバランスに応じて、弁体３２ａが低圧通路３１ａと加圧室３１ｃとを連通、遮断することで、開閉する。第２のスプリング３２ｄの付勢力は、第１のスプリング３２ｃの付勢力よりも大きく設定されている。このため、電磁弁３２は低圧通路３１ａと加圧室３１ｃの燃料の圧力が平衡になっており、且つ通電されていない状態で開弁するノーマルオープン型の電磁弁となっている。
【００２４】
チェック弁３３は、高圧通路３１ｄに介在させるようにして設けられている。チェック弁３３は加圧室３１ｃからコモンレール４への燃料の流通を許可し、コモンレール４から加圧室３１ｃへの燃料の流通を禁止する。チェック弁３３は、加圧室３１ｃの燃料の圧力が所定の圧力よりも大きくなった場合に開弁する。
【００２５】
プランジャ３４は、往復運動によって加圧室３１ｃの容積を変化させる。プランジャ３４が加圧室３１ｃの容積を大きくする方向に運動する行程は、サプライポンプ３の吸入行程となる。また、プランジャ３４が加圧室３１ｃの容積を小さくする方向に運動する行程は、サプライポンプ３の吐出行程となる。プランジャ３４は、ポンプカム３５の回転に応じて駆動する。ポンプカム３５はエンジン５０のクランクシャフトに機械的に連結されており、エンジン５０のカムシャフトとともにクランクシャフトと同期して回転する。
【００２６】
サプライポンプ３では、吸入行程で電磁弁３２に通電を行わないことで、弁体３２ａに加わる力のバランス上、電磁弁３２を開弁させることができる。結果、低圧通路３１ａ（より具体的には吸入通路）から加圧室３１ｃに流体を吸入することができる。また、吐出行程で電磁弁３２に通電することで、弁体３２ａに加わる力のバランス上、電磁弁３２を閉弁させることができる。結果、加圧室３１ｃから高圧通路３１ｄに所定の圧力に達した燃料を吐出することができる。
【００２７】
サプライポンプ３では、吐出行程で電磁弁３２が閉弁するまでの間、加圧室３１ｃから低圧通路３１ａ（より具体的には排出通路）に燃料が流出するようになっている。このため、電磁弁３２の閉弁タイミングを制御することで、燃料の吐出量を調節できるようになっている。
【００２８】
図１に戻り、流体供給装置１００はＥＤＵ７１とＥＣＵ７２とを備えている。ＥＤＵ７１はサプライポンプ３の駆動電流供給装置である。ＥＣＵ７２はエンジン５０の電子制御装置であり、またサプライポンプ３の駆動電流の通電開始タイミングを制御可能なサプライポンプ３の電子制御装置である。ＥＣＵ７２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を備えている。ＥＤＵ７１とＥＣＵ７２とは１つの電子制御装置で構成されてもよい。
【００２９】
ＥＤＵ７１には、サプライポンプ３が電気的に接続されている。ＥＣＵ７２には、ＥＤＵ７１が制御対象として電気的に接続されている。ＥＣＵ７２はＥＤＵ７１を制御することで、サプライポンプ３（具体的には電磁弁３２）を制御することができる。ＥＣＵ７２には、クランク角センサ６１とカム角センサ６２とがセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。また、コモンレール４に設けられ、コモンレール４の燃料の圧力を検知するレール圧センサ６３がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。
【００３０】
ＥＣＵ７２では、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、各種の機能部が実現される。例えばＥＣＵ７２では、以下に示す位相判別部や第１の制御部や圧力検出部や第２の制御部が実現される。
【００３１】
位相判別部は、クランク角センサ６１とカム角センサ６２との出力に基づき、プランジャ３４の位相を判別する。第１の制御部は、プランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御する第１の制御を行う。第１の制御部は、燃料の吐出量を時間調量するために第１の制御を行う。圧力検出部は、コモンレール４の燃料の圧力を検出する。圧力検出部は、レール圧センサ６３の出力に基づき、コモンレール４の燃料の圧力を検出する。
【００３２】
第２の制御部は、サプライポンプ３に対する作動要求があるときに、電磁弁３２を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うとともに、圧力検出部がコモンレール４の燃料の圧力上昇を検出するまでの間、閉弁指令を再発させる第２の制御を行う。閉弁指令は具体的には電磁弁３２に所定期間通電させる処理である。
【００３３】
これに対し、圧力検出部はさらに閉弁指令の開始時および終了時におけるコモンレール４の燃料の圧力それぞれに基づき、コモンレール４の燃料の圧力上昇を検出する。具体的には、圧力検出部は閉弁指令の開始時におけるコモンレール４の燃料の圧力よりも、閉弁指令の終了時におけるコモンレール４の燃料の圧力が高い場合に、コモンレール４の燃料の圧力が上昇したことを検出する。
【００３４】
第２の制御部は、具体的にはプランジャ３４の位相が不明である場合に第２の制御を行う。すなわち、流体供給装置１００ではサプライポンプ３に対する作動要求があるときが、プランジャ３４の位相が不明である場合となっている。第２の制御部は、さらに具体的にはエンジン５０の始動時に第２の制御を行う。すなわち、流体供給装置１００ではエンジン５０の始動時が、サプライポンプ３に対する作動要求があるときであり、且つプランジャ３４の位相が不明である場合となっている。
【００３５】
第２の制御部は、さらにプランジャ３４の位相が判別した場合に第２の制御を中止する。すなわち、第２の制御部はプランジャ３４の位相が判別した場合には、圧力検出部がコモンレール４の燃料の圧力上昇を検出していない場合でも第２の制御を中止する。
【００３６】
次にＥＣＵ７２の動作を図３に示すフローチャートと、図４に示すタイミングチャートとを用いて説明する。図４は図３に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す。図４に示すタイミングチャートでは、同一の時間軸におけるサプライポンプ３に対する作動要求の有無と、プランジャ３４の位相判別の完了、未完了と、閉弁指令の有無とをそれぞれＯＮ、ＯＦＦで示している。
【００３７】
ＥＣＵ７２はエンジン５０が始動したか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジン５０が始動したか否かは、例えばエンジン５０を始動するためのイグニッションＳＷがＯＮで、且つエンジン５０の回転数が一定以上であるか否かで判定できる。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。一方、肯定判定であれば、ＥＣＵ７２は電磁弁３２に通電する（ステップＳ２）。このとき閉弁指令が開始される。また、コモンレール４の燃料の圧力を検出する（ステップＳ３）。この点、図４ではエンジン５０は時間ｔ１で始動している。このため時間ｔ１では、作動要求がＯＮになるとともに、閉弁指令がＯＮになっている。
【００３８】
ステップＳ３に続き、ＥＣＵ７２はプランジャ３４の位相判別処理を行う（ステップＳ４）。そして、位相を判別できたか否かを判定する（ステップＳ５）。この点、エンジン５０始動直後の初回のルーチンでは、クランクシャフトやカムシャフトがプランジャ３４の位相を判別できる程度まで十分回転していないため、位相を判別することができない。このため、初回のルーチンではステップＳ５で否定判定されることになる。この点、図４では時間ｔ１で位相判別がＯＦＦになっている。
【００３９】
ステップＳ５で否定判定であれば、ＥＣＵ７２は所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。所定期間は、例えばエンジン５０始動時にプランジャ３４が一往復するのに要する期間の半分よりも短い期間に設定できる。否定判定であれば、ステップＳ４に戻る。そして、ステップＳ４に続きステップＳ５で肯定判定された場合、ＥＣＵ７２は電磁弁３２への通電を中止する（ステップＳ１１）。これにより、プランジャ３４の位相が判別した場合に第２の制御が中止される。
【００４０】
この点、図４では閉弁指令が再発される前の時間ｔ２で位相判別がＯＮになっている。このため、図４では破線で示すように閉弁指令の再発は行われていない。ステップＳ１１に続いて本フローチャートを終了した場合、ＥＣＵ７２は第１の制御を行うことができる。
【００４１】
ステップＳ６で肯定判定である場合、ＥＣＵ７２は電磁弁３２への通電を中止する（ステップＳ７）。また、コモンレール４の燃料の圧力を検出する（ステップＳ８）。ステップＳ７で閉弁指令が終了する。ステップＳ８に続き、ＥＣＵ７２はコモンレール４の燃料の圧力上昇を検出する処理を行う（ステップＳ９）。そして、圧力上昇を検出できたか否かを判定する（ステップＳ１０）。肯定判定であれば、本フローチャートを終了する。これにより、第２の制御が終了する。ステップＳ１０の肯定判定に続いて本フローチャートを終了した場合、ＥＣＵ７２は、別途位相が判別した後に第１の制御を行うことができる。一方、ステップＳ１０で否定判定であれば、ステップＳ２に戻る。これにより、電磁弁３２への通電が再び行われる。
【００４２】
次に流体供給装置１００の作用効果について説明する。図５はエンジン５０始動前後のサプライポンプ３の挙動を示す図である。（ａ）はエンジン５０始動前のサプライポンプ３の状態を示す。（ｂ）はエンジン５０始動時のサプライポンプ３の状態を示す。（ｃ）はエンジン５０始動直後のサプライポンプ３の状態を示す。図５は、エンジン５０始動時にサプライポンプ３が吸入行程にある場合のサプライポンプ３の挙動を示す。
【００４３】
（ａ）に示すように、エンジン５０始動前には電磁弁３２がノーマルオープン型の電磁弁であるため、電磁弁３２は開弁している。（ｂ）に示すように、エンジン５０始動時には閉弁指令が開始される。このため、アーマチャ３２ｂがコイル３２ｅに引き付けられている。同時に弁体に加わる力のバランス上、弁体３２ａが閉弁側に付勢されている。（ｃ）に示すように、エンジン５０始動直後にはプランジャ３４が加圧室３１ｃの容積を大きくする方向に運動している。このため、弁体３２ａに加わる力のバランス上、電磁弁３２が開弁している。
【００４４】
すなわち、流体供給装置１００はエンジン５０の始動時に電磁弁３２を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うことで、サプライポンプ３が吐出工程にある場合には、エンジン５０の始動直後から燃料の吐出を開始でき、吸入行程にある場合でも、エンジン５０の始動直後から燃料の吸入を開始できる。
【００４５】
また、コモンレール４の燃料の圧力上昇を検出するまでの間、閉弁指令を再発させることで、例えば吸入行程や吐出工程の初期に電磁弁３２が開弁し、燃料を吐出できなくなることを防止或いは抑制できる。このため、流体供給装置１００はプランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御する場合に、サプライポンプ３の作動を早めることができる。また、電磁弁３２を所定期間閉弁させる閉弁指令を行うことで、電磁弁３２の保護や消費電力の低減に資することができる点で、サプライポンプ３の作動を好適に早めることができる。
【００４６】
流体供給装置１００はプランジャの位相が判別した場合に、第２の制御を中止することで、プランジャ３４の位相をもとに電磁弁３２の閉弁タイミングを制御する第１の制御に素早く移行できる。そしてこれにより、例えばプランジャ３４の位相が判別した場合でも、コモンレール４の燃料の圧力上昇を検出するまでの間、閉弁指令を再発させる場合と比較して、第１の制御に素早く移行できる点で、サプライポンプ３を好適に作動させることもできる。
【００４７】
流体供給装置１００は、電磁弁３２が弁体３２ａと、弁体３２ａとは別体のアーマチャ３２ｂと、弁体３２ａを閉弁側に付勢する第１のスプリング３２ｃと、アーマチャ３２ｂを介して弁体３２ａを開弁側に付勢する第２のスプリング３２ｄと、アーマチャ３２ｂに対し、通電時に弁体３２ａに加わる第２のスプリング３２ｄの付勢力を除去するように作用するコイル３２ｅとを備えるノーマルオープン型の電磁弁である場合に、吸入行程で閉弁指令を行っている場合でも、構造上電磁弁３２を開弁させることができる。このため、流体供給装置１００は電磁弁３２がかかる電磁弁である場合に好適である。
【００４８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
サプライポンプ            ３
コモンレール              ４
ＥＤＵ                    ７１
ＥＣＵ                    ７２
流体供給装置              １００
【図１】
2012172523.tif 000003
【図２】
2012172523.tif 000004
【図３】
2012172523.tif 000005
【図４】
2012172523.tif 000006
【図５】
2012172523.tif 000007
【図６】
2012172523.tif 000008