JP2003139263A - 流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法及び装置 - Google Patents
流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法及び装置Info
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- F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
Abstract
電磁比例制御弁内に生じる摩擦力に打ち勝って安定した
流量制御を行えるようにすること。 【解決手段】 電磁ソレノイド44Eのソレノイドコイ
ルFに印加するパルス電圧のデューティ比を調節するこ
とによって流量調節を行うようにしたコモンレールシス
テムのポンプの流量制御用の電磁比例制御弁44の駆動
方法において、電磁比例制御弁44が動作にヒステリシ
スを生じさせる虞のある運転条件にある場合に、パルス
電圧の波高値又はパルス幅を一時的に大きくし、電磁ソ
レノイド44Eの駆動力を瞬時的に高め、これによりピ
ストン44Cの円滑な作動を確保し流量制御を安定して
行えるようにした。
Description
例制御弁の駆動方法及び装置に関する。
従来から流量制御用電磁比例制御弁が種々の装置におい
て用いられてきている。例えば、コモンレール内に高圧
燃料を蓄積しておきこの高圧燃料をインジェクタを介し
て内燃機関の各気筒に噴射供給するようにした燃料噴射
装置にあっては、コモンレール内に高圧燃料を送り込む
ためのポンプユニットを備えている。このポンプユニッ
トは、燃料タンクからの燃料を供給する供給ポンプを含
み、供給ポンプから供給される燃料を高圧プランジャを
用いて加圧してコモンレール内に高圧燃料を送り込む構
成となっており、供給ポンプから高圧プランジャへ供給
される燃料は電磁比例制御弁によってそのときの機関の
運転条件に見合った適切な量に制御されるようになって
いる。
弁は、シリンダ内に摺動可能に収容されたピストンをス
プリングによってばね付勢しておくと共に、ピストンを
このスプリングによる付勢力に抗して位置決めするため
の電磁ソレノイドを設けて成っている。そして、この電
磁ソレノイドに供給する駆動電流の大きさに比例してピ
ストンとシリンダとの相対位置を制御することによっ
て、シリンダに設けられた燃料通路のポートの開口面積
を調節し、電磁比例制御弁を通過する燃料の流量を調節
する構成となっている。
いる電磁比例制御弁の電磁ソレノイドのコイルには、通
常、一定周波数のパルス電圧が供給され、このパルス電
圧のデューティ比を変えることによって電磁ソレノイド
に供給される駆動電流の実効値を調節し、これにより燃
料の流量調節が行われている。
例制御弁にあっては、その作動時にピストンとシリンダ
との間において静的及び動的な摩擦力が生じ、この結
果、この機械的な作動摩擦によりピストンの動きにヒス
テリシスが発生し、弁装置としての応答性の低下や制御
流量のばらつき等が発生する原因となっており、流量制
御を安定して行えないという問題を生じている。
問題点を解決することができるようにした、流量制御用
電磁比例制御弁の駆動方法及び装置を提供することにあ
る。
め、請求項1の発明によれば、駆動用電磁ソレノイドの
コイルに印加するパルス電圧のデューティ比を調節する
ことによって前記コイルに流れる駆動電流を制御し流量
調節を行うようにした流量制御用電磁比例制御弁の駆動
方法において、適宜のタイミングで前記コイルに与える
電気的エネルギーを一時的に大きくし、前記駆動用電磁
ソレノイドの駆動力を瞬時的に高めるようにしたことを
特徴とする流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案
される。
ノイドのコイルに印加するパルス電圧のデューティ比を
調節することによって前記コイルに流れる駆動電流を制
御し流量調節を行うようにした流量制御用電磁比例制御
弁の駆動方法において、適宜のタイミングで前記パルス
電圧の波高値を一時的に大きくし、前記駆動用電磁ソレ
ノイドの駆動力を瞬時的に高めるようにしたことを特徴
とする流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案され
る。
において、前記パルス電圧の波高値を一時的に大きくす
ることを繰り返し行うようにした流量制御用電磁比例制
御弁の駆動方法が提案される。
において、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒス
テリシスを生じさせる虞のある運転条件にあるか否かを
判別し、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒステ
リシスを生じさせる虞のある運転条件にあると判別され
た場合に前記パルス電圧の波高値を一時的に大きくする
ことを繰り返し行うようにした流量制御用電磁比例制御
弁の駆動方法が提案される。
の発明において、前記流量制御用電磁比例制御弁がコモ
ンレールシステムのポンプの流量を制御するためのもの
であり、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定
の状態となった場合に前記パルス電圧の波高値を一時的
に大きくすることを繰り返し行うことを停止するように
した流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案され
る。
ノイドのコイルに印加するパルス電圧のデューティ比を
調節することによって前記コイルに流れる駆動電流を制
御し流量調節を行うようにした流量制御用電磁比例制御
弁の駆動方法において、適宜のタイミングで前記パルス
電圧のパルス幅を一時的に大きくし、前記駆動用電磁ソ
レノイドの駆動力を瞬時的に高めるようにしたことを特
徴とする流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案さ
れる。
において、前記パルス電圧のパルス幅を一時的に大きく
することを繰り返し行うようにした流量制御用電磁比例
制御弁の駆動方法が提案される。
において、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒス
テリシスを生じさせる虞のある運転条件にあるか否かを
判別し、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒステ
リシスを生じさせる虞のある運転条件にあると判別され
た場合に前記パルス電圧のパルス幅を一時的に大きくす
ることを繰り返し行うようにした流量制御用電磁比例制
御弁の駆動方法が提案される。
の発明において、前記流量制御用電磁比例制御弁がコモ
ンレールシステムのポンプの流量を制御するためのもの
であり、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定
の状態となった場合に前記パルス電圧のパルス幅を一時
的に大きくすることを繰り返し行うことを停止するよう
にした流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案され
る。
明において、前記流量制御用電磁比例制御弁がコモンレ
ールシステムのポンプの流量を制御するためのものであ
り、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定時間
経過後において所定の状態とならなかった場合には、前
記電気的エネルギーをさらに大きくするようにした流量
制御用電磁比例制御弁の駆動方法が提案される。
電磁比例制御弁を駆動するための電磁比例制御弁駆動装
置において、外部から与えられる制御信号に従うデュー
ティ比の所定の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比
例制御弁の駆動用電磁ソレノイドのコイルに供給するた
めの手段と、適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧
のパルス巾を一時的に大きくするための手段とを備えた
ことを特徴とする電磁比例制御弁駆動装置が提案され
る。
電磁比例制御弁を駆動するための電磁比例制御弁駆動装
置において、外部から与えられる制御信号に従うデュー
ティ比の所定の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比
例制御弁の駆動用電磁ソレノイドのコイルに供給するた
めの手段と、適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧
のパルス波高値を一時的に大きくするための手段とを備
えたことを特徴とする電磁比例制御弁駆動装置が提案さ
れる。
レノイドのコイルに印加するパルス電圧のデューティ比
を調節することによって前記コイルに流れる駆動電流を
制御し流量調節を行うようにしたコモンレールシステム
のポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法におい
て、適宜のタイミングで前記コイルに与える電気的エネ
ルギーを一時的に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイド
の駆動力を瞬時的に高めるようにしたことを特徴とする
コモンレールシステムのポンプの流量制御用電磁比例制
御弁の駆動方法が提案される。
レノイドのコイルに印加するパルス電圧のデューティ比
を調節することによって前記コイルに流れる駆動電流を
制御し流量調節を行うようにしたコモンレールシステム
のポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法におい
て、適宜のタイミングで前記パルス電圧の波高値を一時
的に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を瞬
時的に高めるようにしたことを特徴とするコモンレール
システムのポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方
法が提案される。
レノイドのコイルに印加するパルス電圧のデューティ比
を調節することによって前記コイルに流れる駆動電流を
制御し流量調節を行うようにしたコモンレールシステム
のポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法におい
て、適宜のタイミングで前記パルス電圧のパルス幅を一
時的に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を
瞬時的に高めるようにしたことを特徴とするコモンレー
ルシステムのポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動
方法が提案される。
システムのポンプの流量制御用の電磁比例制御弁を駆動
するための電磁比例制御弁駆動装置において、外部から
与えられる制御信号に従うデューティ比の所定の周波数
の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆動用電磁
ソレノイドのコイルに供給するための手段と、適宜のタ
イミングで前記駆動用パルス電圧のパルス巾を一時的に
大きくするための手段とを備えたことを特徴とする電磁
比例制御弁駆動装置が提案される。
システムのポンプの流量制御用の電磁比例制御弁を駆動
するための電磁比例制御弁駆動装置において、外部から
与えられる制御信号に従うデューティ比の所定の周波数
の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆動用電磁
ソレノイドのコイルに供給するための手段と、適宜のタ
イミングで前記駆動用パルス電圧のパルス波高値を一時
的に大きくするための手段とを備えたことを特徴とする
電磁比例制御弁駆動装置が提案される。
施の形態の一例につき詳細に説明する。
構成図であり、ここでは、本発明による電磁比例制御弁
駆動装置を用いて構成された内燃機関用の燃料噴射装置
の構成が示されている。燃料噴射装置1は、コモンレー
ル2内に蓄積された高圧燃料を複数のインジェクタ3に
より図示しない内燃機関の対応する各気筒に直接噴射供
給するコモンレール方式の燃料噴射装置であり、コモン
レール2には、ポンプ装置4から高圧燃料が供給される
構成となっている。
燃料タンク5内の燃料6を外部に設けてあるフィルタ7
を介して、図示しない駆動部によって駆動される一対の
高圧プランジャ42、43に送るように構成されてお
り、フィルタ7と高圧プランジャ42、43との間に設
けられた電磁比例制御弁44によって高圧プランジャ4
2、43に送られる燃料の流量を調節できる構成となっ
ている。
た燃料は、逆止弁45、46を介して対応する高圧プラ
ンジャ42、43に送られ、高圧プランジャ42、43
で加圧されて得られた高圧燃料は対応する逆止弁47、
48を介してコモンレール2に送られる。符号49で示
されるのは供給ポンプ41の出力側の余剰燃料を燃料タ
ンク5内に戻すための戻し弁である。なお、ポンプ装置
4の構成それ自体は公知のものであるから、ポンプ装置
4についてのこれ以上の詳しい説明は省略する。
の詳細構成を示す断面図である。電磁比例制御弁44は
ケーシング44Aの一端部に設けられたシリンダ部44
Bのシリンダ室44Ba内に一端が開口している筒状の
ピストン44Cが収容されており、スプリング44Dに
よってピストン44Cはケーシング44A内に設けられ
ている電磁ソレノイド44Eに向けてばね付勢されてい
る。ピストン44Cの周壁には、図3に詳細に示されて
いるように、その周方向に複数のスリット44Caが適
宜の間隔をあけて設けられている。
ル44Fに流れる電流に応じてアンカー44Ebがピス
トン44Cをスプリング44Dのばね力に抗して移動さ
せる構成となっている。したがって、ピストン44C
は、スプリング44Dのばね力と、ソレノイドコイル4
4Fに流れる電流の大きさによって定まる電磁ソレノイ
ド44Eの駆動力とがつり合う位置に位置決めされる。
44Bb、44Bbと燃料の出口ポート44Bcとが図
示の如く形成されており、入口ポート44Bbはシリン
ダ部44Bの内側に形成された環状溝44Bdに連通し
ている。そして、ピストン44Cがシリンダ部44B内
を移動し、スリット44Caが環状溝44Bdと対向し
たときに、スリット44Caと環状溝44Bdとにより
開口部が形成される。この開口部の面積はピストン44
Cの位置に応じて変化して入口ポート44Bb、44B
bの各開口面積が実質的に調節され、これにより入口ポ
ート44Bb、44Bbから出口ポート44Bcに流れ
る燃料の流量を調節することができる構成となってい
る。
御弁44の駆動制御のため、燃料噴射装置1は、マイク
ロコンピュータを用いて構成された駆動制御ユニット8
を備えている。駆動制御ユニット8には、コモンレール
2内の燃料圧力であるレール圧を検出するためのレール
圧センサ9からのレール圧を示すレール圧信号S1、キ
ースイッチ10がオン位置にあることを示すキースイッ
チオン信号S2、内燃機関の回転数を検出する回転数セ
ンサ11からの回転数を示す回転数信号S3、ポンプ装
置4内の燃料温度を検出する温度センサ12からの燃料
温度を示す温度信号S4、及び図示しないアクセルペダ
ルの操作量を検出するアクセルセンサ13からのアクセ
ル開度を示すアクセル信号S5が入力されている。
号S1〜S5に応答し、そのときどきの運転条件に見合
った燃料流量を得るのに必要な電磁比例制御弁44の制
御量が演算される。
の詳細構成図である。8Aはマイクロコンピュータで、
入力信号S1〜S5は中央演算処理装置(CPU)8B
において後述する制御プログラムに従って処理され、制
御出力信号CSが出力される。駆動制御ユニット8は、
フライホイールダイオード8Cとスイッチングトランジ
スタ8Dとから成る駆動回路を備えており、フライホイ
ールダイオード8Cとスイッチングトランジスタ8Dと
の接続点は検出抵抗器8Eを介して電磁比例制御弁44
のソレノイドコイル44Fの一端に接続され、ソレノイ
ドコイル44Fの他端は直流電源+Bに接続されてい
る。
スタ8Dのオン、オフをパルス信号によるデューティ比
制御にて行うための所定の周波数のパルス電圧信号であ
り、スイッチングトランジスタ8Dは制御出力信号CS
に応答してオン、オフし、ソレノイドコイル44Fには
制御出力信号CSに従うパルス電圧が印加される。この
結果、上記パルス電圧信号のデューティ比に従う駆動電
流が駆動信号DSとしてソレノイドコイル44Fに流れ
る構成となっている。このとき検出抵抗器8Eに流れる
電流によって生じる電圧信号Vdに応答して、電圧増幅
器8Fからはソレノイドコイル44Fに流れている駆動
電流の大きさを示す検出信号S6が出力され、マイクロ
コンピュータ8Aに入力されている。
6に基づいて実行される電磁比例制御弁44の駆動制御
について説明する。図5に示されているのは、電磁比例
制御弁44の駆動制御のためにマイクロコンピュータ8
Aにセットされ、CPU8Bにおいて実行される制御プ
ログラムを示すフローチャートである。この制御プログ
ラムが起動されて実行が開始されると、先ず、ステップ
S11では目標レール圧Ptが演算される。目標レール
圧Ptは、アクセル信号S5と回転数信号S3とに基づ
いて演算される。
圧Ptとレール圧信号S1とから電磁比例制御弁44に
おける燃料の目標流量Ftが演算される。そして、ステ
ップS13では、この目標流量Ftと検出信号S6とか
ら、目標流量を得るのに必要な制御出力信号CSの目標
デューティ比DTtが演算される。
て、ステップS13で得られた目標デューティ比DTt
の補正を行い、ステップS15では、ステップS14で
の補正結果に基づいて通電デューティ比DTaが演算さ
れる。
に従ってデューティ比が制御されている所定の周波数の
パルス電圧が制御出力信号CSとして出力されるが、電
磁比例制御弁44の作動部分における作動摩擦のために
ピストン44Cの動きにヒステリシスが発生する虞があ
る場合には、ソレノイドコイル44Fに与えられる電気
的エネルギーを適宜のタイミングで一時的に大きくし、
制御出力信号CSによる電磁比例制御弁44の駆動力を
瞬時的に高めることができるようにするため、ステップ
S16では、ソレノイドコイル44Fに対する大電流投
入の必要性の有無が判別される。
流投入成立条件が成立しているか否かを判別することで
ある。本実施の形態では、(1)始動時か否か、(2)
極冷間時か否か、(3)高温時か否か、(4)特定のエ
ンジン回転域か否か、及び(5)レール圧の偏差が所定
値を外れた状態が所定時間以上継続したか否かの5つの
条件についてそれぞれ判別し、これらのうちの少なくと
も1つの条件が成立している場合には、大電流投入条件
が成立したと判別される構成となっている。条件(1)
はキースイッチオン信号S2に基づいて判別される。条
件(2)、(3)は温度信号S4に基づいて判別され
る。条件(4)は回転数信号S3に基づいて判別され
る。条件(5)はステップS11で得られた結果とレー
ル圧信号S1とから判別される。
が発生する虞が少ない運転条件下にあっては、ステップ
S16の制御結果はNOとなり、ステップS17に入
り、ここでは、ステップS15で得られた通電デューテ
ィ比DTaに従うデューティ比に制御された所定の周波
数のパルス電圧が制御出力信号CSとして出力される通
常電流出力処理が実行される。スイッチングトランジス
タ8Dは、この制御出力信号CSに応答してオン、オフ
され、この結果得られるパルス電圧がソレノイドコイル
44Fに印加されるので、電磁比例制御弁44のソレノ
イドコイル44Fには、通電デューティ比DTaに従う
駆動電流が駆動信号DSとしてパルス的に流れ、これに
より電磁比例制御弁44における燃料の流量が目標流量
Ftとなるように制御される。
れると、ステップS16の判別結果はYESとなり、ス
テップS18に入る。ステップS18では、大電流通電
のために必要な各パラメータがレール圧信号S1と、に
基づいて演算されるが、この演算は、エンジンの冷却水
温度をさらに考慮して行ってもよい。ここでは、大電流
を所定時間だけ周期的に繰り返して通電するようになっ
ており、したがって、大電流の1回当たりの通電期間p
及び通電回数qと、その繰り返しのための周期rとが演
算されている。
S18の各演算結果に従って、電磁比例制御弁44の開
閉を、基本的には通電デューティ比DTaに従ってデュ
ーティ比が制御されている所定の一定周波数のパルス電
圧を用いてデューティ制御をしつつ、その通電期間pの
間に大電流をq回流すことを周期rで繰り返すようにす
るための大電流出力処理を実行し、この処理に従う制御
出力信号CSが出力される。
理により得られた制御出力信号CSの電圧波形の一例が
示されている。ここでは、周期rで2つの幅広のパルス
電圧が通電期間pにおいて繰り返し出力され、通電期間
p以外の期間sにおいては、ステップS17での通常電
流出力処理に従う幅の狭い所定周波数のパルス電圧がス
テップS15で得られた通電デューティ比DTaで出力
されている。上記説明から明らかなように、大電流駆動
のための幅広のパルス電圧のパルス幅は、通電期間pと
回数qの値に従って定められることになる。
出力信号CSをスイッチングトランジスタ8Dにゲート
電圧信号として与えた場合の駆動信号DSの電流波形を
示したものである。通電期間pにおいて、幅広のパルス
電圧が印加されるため、スイッチングトランジスタ8D
がオンとなっている時間が長く、ソレノイドコイル44
Fに流れる電流のレベルが大きくなることができる。し
たがって、期間sにおける幅の狭いパルス電圧を印加し
た場合の電流波高値Wsに比べ、通電期間pにおいてソ
レノイドコイル44Fに流れる電流の波高値Wpは、よ
り大きくなり、通電期間pにおいては、期間sに比べて
大きな電気的エネルギーがソレノイドコイル44Fに与
えられ、より大きな駆動力で電磁比例制御弁44の駆動
が行われる。すなわち、適宜のタイミングでパルス電圧
のパルス幅を一時的に大きくし、駆動用電磁ソレノイド
の駆動力を瞬時的に高めるようにすることが繰り返し実
行される。
動作摩擦が生じていても、その駆動力が通電期間pにお
いて瞬時的に高められ、電磁比例制御弁44のピストン
44Cをその動作摩擦に打ち勝って円滑に動作させるこ
とができる。この結果、電磁比例制御弁44において、
弁装置としての応答性の低下や制御量のばらつきが発生
するのを有効に抑え、流量制御を安定して行うことがで
きるようになる。
ら実レール圧Paを差し引いた差分ΔPの絶対値が所定
値Kより小さくなっているか否かが判別される。差分Δ
Pの絶対値が所定値Kより小さくなっている場合は電磁
比例制御弁44が円滑に作動していると判別される場合
であり、この場合にはステップS20の判別結果はYE
Sとなり、ステップS17に進み、通常電流出力処理に
入る。
あると、電磁比例制御弁44が円滑に作動しておらず、
未だ大電流出力処理が必要であると判別され、この場合
にはステップS20の判別結果はNOとなり、ステップ
S18に戻る。差分ΔPの絶対値がKより小さくなるま
で、ステップS18、S19は周期的に繰り返し実行さ
れる。なお、ステップS20の判別結果がNOの場合、
ステップS19に戻るように構成してもよい。
より小さくなるまで、ステップS18で定めたパラメー
タに従って大電流出力処理を繰り返し行う構成であっ
た。しかし、大電流出力処理を開始後、所定時間が経過
しても差圧ΔPが所定値Kより小さくならない場合にお
いては、ステップS18で定めたパラメータを変更し、
より大きな電気的エネルギーを与えるように構成するこ
ともできる。
部を示すフローチャートであり、図5のステップS18
〜S20の部分と置き換えられるものである。
は、それぞれステップS18、S19に相応している。
ステップS23ではタイマーをスタートさせ、ステップ
S24でタイマーの値Tが所定値M以上となったか否か
を判別し、T<Mならば、ここでの判別結果はNOとな
り、ステップS25に入る。ステップS25は図7のス
テップS20に相応しており、ここでの判別結果がYE
SであればステップS17に進む。ステップS25の判
別結果がNOであるとステップS21に戻り、ステップ
S21〜S25までを繰り返し実行する。
ないうちに、T≧Mとなると、ステップS24の判別結
果がYESとなり、ステップS26に入る。ステップS
26では、ステップS21で演算された各パラメータに
よる場合よりも、より大きい電気的エネルギーを与える
ことができるようなパラメータの演算が行われる。例え
ば、各パラメータp、q、rのうち、p、qの値を大き
くし、通電期間pを長くすると共に、回数qを増すなど
適宜にパラメータを変更する。
いて演算されたパラメータに従う大電流出力処理を実行
する。ステップS27での処理は、通電期間pにおいて
ソレノイドコイル44Fに与えられる電気的エネルギー
の大きさがステップS22でのものより大きいことを除
いて、ステップS22の動作と基本的には同じである。
ら実レール圧Paを差し引いた差分ΔPの絶対値が所定
値Kより小さくなっているか否かが判別される。差分Δ
Pの絶対値が所定値Kより小さくなっている場合は電磁
比例制御弁44が円滑に作動していると判別される場合
であり、この場合にはステップS28の判別結果はYE
Sとなり、ステップS17に進み、通常電流出力処理に
入る。
あると、電磁比例制御弁44が円滑に作動しておらず、
未だ大電流出力処理が必要であると判別され、この場合
にはステップS28の判別結果はNOとなり、ステップ
S26に戻る。ステップS26、S27は、差分ΔPの
絶対値がKより小さくなるまで繰り返し実行される。な
お、ステップS28の判別結果がNOの場合、ステップ
S27に戻る構成であってもよい。
1において演算されたパラメータに従う大電流出力処理
が一定時間続いても効果がない場合により大きな電気的
エネルギーを使用することにより電磁比例制御弁44の
円滑な作動を実現するので、電磁比例制御弁44に大き
な負担を掛けずに電磁比例制御弁44が円滑な動作を行
うようにさせることができる。
ッチングトランジスタ8Dをローサイドスイッチとして
用いたが、スイッチングトランジスタ8Dをハイサイド
スイッチとする構成も可能である。
をハイサイドスイッチとして用いた場合の回路構成例を
示す。図8に示した駆動制御ユニット81の各部のう
ち、図4の各部に対応する部分には同一の符号を付して
ある。
流出力処理は、ソレノイドコイル44Fに印加する電圧
のレベルは変更せず、ソレノイドコイル44Fに電圧を
印加する時間幅を大きくし、これによりソレノイドコイ
ル44Fに流れる電流の波高値Wpが所定の通電期間p
においてだけ波高値Wsより大きくなるようにした。し
かし、大電流出力処理のために、ソレノイドコイル44
Aに印加する電圧の時間幅は変更せず印加電圧のレベル
を大きくしてソレノイドコイル44Aに与えられる電気
的エネルギーを大きくする構成も可能である。
路構成とした駆動制御ユニット82の回路構成図が示さ
れている。駆動制御ユニット82において、駆動制御ユ
ニット8の各部と同一の部分には同一の符号が付されて
いる。82Aは電源電圧+Bよりも高い直流電圧VHを
出力するための昇圧回路、82Bはソレノイドコイル4
4Fに電源電圧+B又は直流電圧VHのいずれかを選択
的に印加するためのスイッチである。スイッチ82B
は、マイクロコンピュータ8Aからのスイッチ制御信号
S7に応答して開閉され、スイッチ82Bが開いている
場合には直流電圧VHがソレノイドコイル44Fに印加
される。一方、スイッチ82Bが閉じている場合には、
ダイオード82Cは逆バイアス状態となり、電源電圧+
Bがソレノイドコイル44Fに印加される。
82を用いた場合の制御プログラムを示すフローチャー
トである。図10に示したフローチャートの各ステップ
のうち、それぞれ図5に示したフローチャートの各ステ
ップと同一の部分には同一の符号を付してそれらの説明
を省略する。図10に示したフローチャートと図5に示
したフローチャートとの相違は、大電流通電のための各
パラメータの演算を行うステップS31の部分のみであ
る。
と、ステップS31に入り、ここで、各パラメータのう
ち、通電期間pと、回数qとが決定される。ここでは、
パルス電圧である制御出力信号CS’の周期は一定とさ
れており、ソレノイドコイル44Fを高電圧VHで駆動
する回数qが決定されることにより、通電期間pは自動
的に定まることになる。そして通電期間pにあっては、
スイッチ制御信号S7が出力されスイッチ82Bが開か
れるよう制御される。
処理により得られた制御出力信号CS’の電圧波形の一
例が示されている。ここでは、q=4の場合が示されて
おり、通電期間pにおいて4つのパルスが出力される。
この通電期間pにあっては、スイッチ制御信号S7によ
りスイッチ82Bが開かれ、高電圧VHがソレノイドコ
イル44Fに印加される構成となっている。
制御出力信号CS’をスイッチングトランジスタ8Dに
ゲート電圧信号として与えた場合の駆動信号DS’の電
流波形を示したものである。通電期間pにおいて、高電
圧VHが印加されるため、スイッチングトランジスタ8
Dがオンとなっている時間は期間sの場合と同じである
が、ソレノイドコイル44Fに流れる電流の波高値は大
きくなる。したがって、結局、期間pにおいては、期間
sに比べて、大きな電気的エネルギーがソレノイドコイ
ル44Fに与えられ、より大きな駆動力で電磁比例制御
弁44の駆動が行われる。すなわち、適宜のタイミング
でパルス電圧のパルス幅を一時的に大きくし、駆動用電
磁ソレノイドの駆動力を瞬時的に高めるようにすること
を、繰り返し実行している。
ト82の変形例が示されている。図12の各部のうち、
図9の各部に対応する部分には同一の符号が付されてい
る。図12に示される駆動制御ユニット83は、高圧出
力回路83Aからの高電圧VHがスイッチ83Bを介し
てソレノイドコイル44Fに与えられる構成となってお
り、電源電圧+Bはダイオード83Cを介してソレノイ
ドコイル44Fに印加されている。したがって、スイッ
チ83Bが開いている場合に電源電圧+Bがソレノイド
コイル44Fに印加される。一方、スイッチ83Bが閉
じられると、ダイオード83Cは逆バイアス状態とな
り、高電圧VHがソレノイドコイル44Fに印加され
る。したがって、この場合には、スイッチ83Bはスイ
ッチ制御信号S7によって、通電期間pにおいてのみ閉
じられるように制御される。
ト82の別の変形例が示されている。図13の各部のう
ち、図9の各部に対応する部分には同一の符号が付され
ている。駆動制御ユニット84では、ソレノイドコイル
44Fに印加する電圧をスイッチ84Bによって切り換
える場合に必要なダイオード84Cがスイッチングトラ
ンジスタ8Dとフライホイールダイオード8Cとの間に
設けられている。そして、スイッチ84Bが開いている
場合には高電圧VHがダイオード84Cを介してソレノ
イドコイル44Fに印加され、一方、スイッチ84Bが
閉じられるとダイオード84Cが逆バイアス状態となっ
て電源電圧+Bがソレノイドコイル44Fに印加される
構成となっている。したがって、この場合には、スイッ
チ84Bはスイッチ制御信号S7によって、通電期間p
においてのみ開かれるように制御される。
ト82の他の変形例が示されている。図14の各部のう
ち、図9の各部に対応する部分には同一の符号が付され
ている。駆動制御ユニット85では、ソレノイドコイル
44Fに印加する電圧をスイッチ85Bによって切り換
える場合に必要なダイオード85Cがスイッチングトラ
ンジスタ8Dとフライホイールダイオード8Cとの間に
設けられている。そして、スイッチ85Bが開いている
場合には電源電圧+Bがソレノイドコイル44Fに印加
され、一方、スイッチ84Bが閉じられるとダイオード
84Cが逆バイアス状態となり高電圧VHがソレノイド
コイル44Fに印加される構成となっている。したがっ
て、この場合には、スイッチ85Bはスイッチ制御信号
S7によって、通電期間pにおいてのみ閉じられるよう
に制御される。
ずれもコモンレールシステムのポンプの流量制御に適用
した場合について説明した。しかし、本発明は上記実施
の形態に限定されるものではなく、他の目的で使用され
る種々の流体の流量制御用電磁比例弁についても同様に
して適用することができ、同様の効果が得られることは
勿論である。
のポンプの流量制御用電磁比例制御弁において、ピスト
ンとシリンダとの間に静的又は動的な摩擦力が生じてい
ても、その駆動用ソレノイドのコイルに与える電気的エ
ネルギーを適宜のタイミングで一時的に大きくすること
により、それらの摩擦力に打ち勝ってピストンを動かす
ことができるので、弁装置としての応答性の低下や流量
のばらつき等の不具合が生じるのを有効に抑え、安定し
た流量制御を実現させることができる。
的エネルギーを適宜のタイミングで一時的に大きくする
構成であるから、駆動の初期段階において大電流を連続
的にコイルに流す従来方法に比べ、省電力化が図れるほ
か、電磁ソレノイド及び駆動側の両方において、電気的
定格を大電流の連続通電に耐えられるよう大きくする必
要もないのでコストを上昇させることがない。
断面図。
斜視図。
図。
て実行される制御プログラムを示すフローチャート。
波形の一例を示す図で、(A)は制御出力信号の波形
図、(B)はソレノイドコイルの駆動信号の電流波形
図。
部フローチャート。
回路構成図。
て大電流出力処理を行うようにするための駆動制御ユニ
ットの構成の一例を示す回路構成図。
いて実行される制御プログラムを示すフローチャート。
の波形の一例を示す図で、(A)は制御出力信号の波形
図、(B)はソレノイドコイルの駆動信号の電流波形
図。
す回路構成図。
を示す回路構成図。
を示す回路構成図。
Claims (17)
- 【請求項1】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加す
るパルス電圧のデューティ比を調節することによって前
記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよう
にした流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記コイルに与える電気的エネルギ
ーを一時的に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆
動力を瞬時的に高めるようにしたことを特徴とする流量
制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項2】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加す
るパルス電圧のデューティ比を調節することによって前
記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよう
にした流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記パルス電圧の波高値を一時的に
大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を瞬時的
に高めるようにしたことを特徴とする流量制御用電磁比
例制御弁の駆動方法。 - 【請求項3】 前記パルス電圧の波高値を一時的に大き
くすることを繰り返し行うようにした請求項2記載の流
量制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項4】 前記流量制御用電磁比例制御弁が動作に
ヒステリシスを生じさせる虞のある運転条件にあるか否
かを判別し、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒ
ステリシスを生じさせる虞のある運転条件にあると判別
された場合に前記パルス電圧の波高値を一時的に大きく
することを繰り返し行うようにした請求項2記載の流量
制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項5】 前記流量制御用電磁比例制御弁がコモン
レールシステムのポンプの流量を制御するためのもので
あり、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定の
状態となった場合に前記パルス電圧の波高値を一時的に
大きくすることを繰り返し行うことを停止するようにし
た請求項3又は4記載の流量制御用電磁比例制御弁の駆
動方法。 - 【請求項6】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加す
るパルス電圧のデューティ比を調節することによって前
記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよう
にした流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記パルス電圧のパルス幅を一時的
に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を瞬時
的に高めるようにしたことを特徴とする流量制御用電磁
比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項7】 前記パルス電圧のパルス幅を一時的に大
きくすることを繰り返し行うようにした請求項6記載の
流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項8】 前記流量制御用電磁比例制御弁が動作に
ヒステリシスを生じさせる虞のある運転条件にあるか否
かを判別し、前記流量制御用電磁比例制御弁が動作にヒ
ステリシスを生じさせる虞のある運転条件にあると判別
された場合に前記パルス電圧のパルス幅を一時的に大き
くすることを繰り返し行うようにした請求項6記載の流
量制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項9】 前記流量制御用電磁比例制御弁がコモン
レールシステムのポンプの流量を制御するためのもので
あり、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定の
状態となった場合に前記パルス電圧のパルス幅を一時的
に大きくすることを繰り返し行うことを停止するように
した請求項7又は8記載の流量制御用電磁比例制御弁の
駆動方法。 - 【請求項10】 前記流量制御用電磁比例制御弁がコモ
ンレールシステムのポンプの流量を制御するためのもの
であり、コモンレール圧の目標値と実際値との差が所定
時間経過後において所定の状態とならなかった場合に
は、前記電気的エネルギーをさらに大きくするようにし
た請求項1記載の流量制御用電磁比例制御弁の駆動方
法。 - 【請求項11】 流量制御用の電磁比例制御弁を駆動す
るための電磁比例制御弁駆動装置において、 外部から与えられる制御信号に従うデューティ比の所定
の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆
動用電磁ソレノイドのコイルに供給するための手段と、 適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧のパルス巾を
一時的に大きくするための手段とを備えたことを特徴と
する電磁比例制御弁駆動装置。 - 【請求項12】 流量制御用の電磁比例制御弁を駆動す
るための電磁比例制御弁駆動装置において、 外部から与えられる制御信号に従うデューティ比の所定
の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆
動用電磁ソレノイドのコイルに供給するための手段と、 適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧のパルス波高
値を一時的に大きくするための手段とを備えたことを特
徴とする電磁比例制御弁駆動装置。 - 【請求項13】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加
するパルス電圧のデューティ比を調節することによって
前記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよ
うにしたコモンレールシステムのポンプの流量制御用電
磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記コイルに与える電気的エネルギ
ーを一時的に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆
動力を瞬時的に高めるようにしたことを特徴とするコモ
ンレールシステムのポンプの流量制御用電磁比例制御弁
の駆動方法。 - 【請求項14】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加
するパルス電圧のデューティ比を調節することによって
前記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよ
うにしたコモンレールシステムのポンプの流量制御用電
磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記パルス電圧の波高値を一時的に
大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を瞬時的
に高めるようにしたことを特徴とするコモンレールシス
テムのポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方法。 - 【請求項15】 駆動用電磁ソレノイドのコイルに印加
するパルス電圧のデューティ比を調節することによって
前記コイルに流れる駆動電流を制御し流量調節を行うよ
うにしたコモンレールシステムのポンプの流量制御用電
磁比例制御弁の駆動方法において、 適宜のタイミングで前記パルス電圧のパルス幅を一時的
に大きくし、前記駆動用電磁ソレノイドの駆動力を瞬時
的に高めるようにしたことを特徴とするコモンレールシ
ステムのポンプの流量制御用電磁比例制御弁の駆動方
法。 - 【請求項16】 コモンレールシステムのポンプの流量
制御用の電磁比例制御弁を駆動するための電磁比例制御
弁駆動装置において、 外部から与えられる制御信号に従うデューティ比の所定
の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆
動用電磁ソレノイドのコイルに供給するための手段と、 適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧のパルス巾を
一時的に大きくするための手段とを備えたことを特徴と
する電磁比例制御弁駆動装置。 - 【請求項17】 コモンレールシステムのポンプの流量
制御用の電磁比例制御弁を駆動するための電磁比例制御
弁駆動装置において、 外部から与えられる制御信号に従うデューティ比の所定
の周波数の駆動用パルス電圧を前記電磁比例制御弁の駆
動用電磁ソレノイドのコイルに供給するための手段と、 適宜のタイミングで前記駆動用パルス電圧のパルス波高
値を一時的に大きくするための手段とを備えたことを特
徴とする電磁比例制御弁駆動装置。
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