JP2004021826A

JP2004021826A - 電磁弁の駆動方法

Info

Publication number: JP2004021826A
Application number: JP2002178769A
Authority: JP
Inventors: Mikio Hamada; 浜田　幹生; Houshi Sasaki; 佐々木　邦志
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる電磁弁の駆動方法を提供する。
【解決手段】電磁コイル３２に通電を開始した場合に、通電を開始してからの時間を計測し、計測した時間が第１所定時間（Ｔ１）に達した場合に、電磁コイル３２への通電を一時的に停止する。そして、電磁コイル３２への通電を一時的に停止してから第２所定時間（Ｔ２）が経過した場合に、電磁コイル３２への通電を再開する。あるいは、電磁コイル３２に通電を開始した場合に、当該電磁コイルに供給される電流を検出し、検出した電流に基づいて、電磁コイルへの通電を一時的に停止する。そして、電磁コイル３２への通電を一時的に停止してから第２所定時間（Ｔ２）が経過した場合に、電磁コイル３２への通電を再開する。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、例えば二輪車等の車両のエンジンの概略構成図である。エンジンのシリンダ１０内の燃焼に用いられる空気は、エアクリーナ５０及び配管５１を通過してスロットルボデー２０に導入される。そして、スロットルボデー２０内に設けられたスロットルバルブ２２は、流路面積を調節し、スロットルボデー２０から吸気管１５に導入される空気量を調節する。
スロットルボデー２０を通過した空気は、吸気管１５に導入され、吸気バルブ１３に到達する。吸気バルブ１３は、ピストン１１が吸気工程にある場合に開き、シリンダ１０に空気を吸い込ませる。また、このときインジェクタ４０は、その時点の空気量等に適した燃料量を、シリンダ１０内に向けて、霧状に噴射する。吸入工程を終えたピストン１１は、圧縮工程、爆発工程、排気工程の各工程を行い、吸気工程に戻る。
【０００３】
また、エアクリーナ５０及び配管５１と、吸気管１５との間には、スロットルボデー２０をバイパスするアイドル制御手段（配管２４，２６、電磁弁３０、制御手段７０）が設けられている。これにより、アイドリング時は、安定したアイドル回転数を得るためにスロットルボデー２０を通過する空気量をほぼゼロとし、制御手段７０による電磁弁３０の開閉で空気量を精度よく制御することが行われる。制御手段７０は、電磁弁３０を開通させる場合、電磁弁３０に単純に通電して開通させ、電磁弁３０を閉鎖させる場合、電磁弁３０への通電を停止させている。
【０００４】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、電磁弁３０の概略構造及び動作状態を示す図である。図２（Ａ）は通電を停止した場合の閉鎖状態を示しており、図２（Ｂ）は通電した場合の開通状態を示している。電磁弁３０は、導入管３７、導出管３８、電磁コイル３２、コア３３、弾性体３５（スプリング等）、可動体３４、可動体３４に固定された弁体３６、バルブシート管３９で構成されている。コア３３及び可動体３４は磁性体であり、励磁されることにより磁化される。
また、弁体３６は、ゴム等の材質で成形されており、図２（Ａ）において弁体３６とバルブシート管３９は密着している。
【０００５】
図２（Ａ）に示す閉鎖状態の場合、電磁コイル３２への通電は停止されている。この場合、コア３３は励磁されないため、可動体３４は吸引されない。よって可動体３４は弾性体３５の付勢力により、コア３３と反対の方向に付勢される。そして、可動体３４に固定された半球状の弁体３６がバルブシート管３９に当接し、流路が閉鎖される。このとき、コア３３と可動体３４とのギャップ（Ｌ）は、例えば０．７ｍｍ程度である。
【０００６】
図２（Ｂ）に示す開通状態の場合、電磁コイル３２は通電状態である。この場合、コア３３は励磁されており、可動体３４を吸引する。可動体３４は、弾性体３５の付勢力よりも大きな吸引力でコア３３に吸引されると、コア３３の方向に移動して当接する。そして、可動体３４に固定された半球状の弁体３６とバルブシート管３９と間には、流路（Ｌ）が形成され、流路（Ｌ）が開通する。このとき、弁体３６とバルブシート管３９との間に形成された流路（Ｌ）は、ほぼ図２（Ａ）のギャップ（Ｌ）に等しい。
【０００７】
電磁弁３０の駆動方法において、開通させる場合に単純に通電すると、図２（Ｂ）で説明したように、コア３３と可動体３４が当接する。コア３３と可動体３４は磁性体（例えば鉄）であるため、吸引されて当接する場合、相当の速度を持って衝突する。このとき、車両の運転者等に不快な、比較的大きな衝突音が発生する。
この衝突音を抑制するために、例えば特開平１１−８１９４０号公報では、可動体の位置、速度等を検出して、衝突前に電磁コイルへの供給電圧等を制御している。また、特開平５−３３５１４０号公報では、複数の電磁コイルを用意し、可動体の位置に応じて電磁コイルを切替えて制御している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−８１９４０号公報に記載の電磁弁の駆動方法では、可動体の位置を検出するセンサが電磁弁に必要であり、電磁弁の構造が複雑になり、流量特性及び耐久性等に影響を及ぼす可能性があるため、好ましくない。
また、特開平５−３３５１４０号公報に記載の電磁弁の駆動方法では、可動体の位置を検出するセンサを電磁弁に設ける必要と、複数の電磁コイルを電磁弁に備えなければならない。また、複数の電磁コイルを駆動する制御回路及び制御処理も複雑になる。このため、電磁弁の構造及び制御回路等が複雑になり、流量特性及び耐久性等に影響を及ぼす可能性があるため、好ましくない。
また、電磁弁のコアと可動体の衝突面に緩衝部材を設け、衝突音を抑制する方法も考えられるが、電磁弁の構造に変化を与えるため、電磁弁の流量特性（緩衝部材の劣化等による特性の変化）、耐久性（緩衝部材の耐久性）に影響を及ぼす可能性があるため、好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる電磁弁の駆動方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの電磁弁の駆動方法である。
請求項１に記載の電磁弁の駆動方法では、電磁コイルへの通電を開始してから第１所定時間に達した場合に電磁コイルへの通電を一時的に停止（第２所定時間の間、停止）し、その後、通電を再開する。
このため、電磁弁の構造を変えることなく（位置検出用のセンサ等を設けることなく）、通電を開始してからの時間に基づいて、電磁弁のコアと可動体の衝突前に一旦通電を停止し、可動体をコアの充分近くに移動させるとともに、可動体の移動速度を減速した後で、再度通電することでより低い速度で電磁弁のコアと可動体を衝突させる。
これにより、電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる。
【００１０】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの電磁弁の駆動方法である。
請求項２に記載の電磁弁の駆動方法では、請求項１に対して、電磁弁への通電を開始してから電磁コイルへの通電を一時的に停止（第２所定時間の間、停止）するまでの間を、通電開始からの時間で設定するのでなく、電磁コイルへ供給される電流が所定の条件を満足した場合とする。弁体（可動体）がコアに吸引されるにつれて電流が増加傾向から一旦減少傾向に向かう現象を利用して、例えば、通電を開始以降に所定量の電流の落ち込みが発生した場合、あるいは通電を開始以降に電流の落ち込みが発生して所定電流まで落ち込んだ場合に通電を一時的に停止する。
このように、電磁弁のコアと可動体の衝突前を電流に基づいて検出するため、電磁弁のコアと可動体が衝突前であることを、より適切に検出することができる。
これにより、電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる。
【００１１】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの電磁弁の駆動方法である。
請求項３に記載の電磁弁の駆動方法では、第１所定時間は、電磁弁に電流を供給する電源の電圧に応じて設定される。記憶手段等に電源の電圧に応じた第１所定時間を求める特性グラフ等を記憶しておき、電源の電圧から適切な第１所定時間を求める。
これにより、供給電圧毎に、適切な第１所定時間を設定できるため、より適切に電磁弁が発生する衝突音を抑制できる。
【００１２】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの電磁弁の駆動方法である。
請求項４に記載の電磁弁の駆動方法では、第２所定時間は、少なくとも電磁弁の特性に基づいて設定される。記憶手段等に第２所定時間を記憶しておき、駆動時に用いる。
これにより、適切な第２所定時間を設定できるため、より適切に電磁弁が発生する衝突音を抑制できる。
【００１３】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのエンジンのアイドリング制御装置である。
請求項５に記載のエンジンのアイドリング制御装置では、エンジンのアイドリング時の空気量を制御する際、制御手段は、スロットルバルブをバイパスした通路における電磁弁を、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁弁の駆動方法を用いて駆動する。
これにより、エンジンのアイドリング時の空気量を制御する電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる、エンジンのアイドリング制御装置を容易に実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図３（Ａ）は、本発明の電磁弁の駆動方法を用いた制御手段の一実施の形態の概略回路構成を示している。
以下、第１の実施の形態〜第４の実施の形態について、順に説明する。
【００１５】
◆［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、図２に示す構造の電磁弁３０において、電磁弁３０を開通させる場合、電磁コイル３２に第１所定時間通電した後に、第２所定時間通電を停止し、第２所定時間経過後に再度通電を開始する。このとき、第１所定時間、及び第２所定時間は、電磁弁３０の特性及び電源電圧に基づいて設定される。
【００１６】
●［回路構成］
図３（Ａ）を用いて、第１の実施の形態における回路構成の例を説明する。制御手段７０は、例えば、ＣＰＵ７１と、ＭＯＳトランジスタ７２（以下、特に断りがない限り、Ｍ７２と記載する）と、ツェナーダイオード７３（以下、特に断りがない限り、ＺＤ７３と記載する）で構成されている。
電磁コイル３２は、インダクタンス（Ｌ）と抵抗（Ｒ）とを含む等価回路で表現することができる。電磁コイル３２の一方の端子は電源７０ａに接続されるとともに、ＺＤ７３のカソードにも接続される。また、電磁コイル３２の他方の端子はＭ７２のドレイン（Ｄ）に接続される。
【００１７】
Ｍ７２のソース（Ｓ）は基準電位７０ｂに接続され、Ｍ７２のゲート（Ｇ）はＺＤ７３のアノードに接続されている。また、Ｍ７２のゲート（Ｇ）には、ＣＰＵ７１からの出力が接続されている。また、ＣＰＵ７１には、電源７０ａの電源電圧が供給され、電源７０ａの電圧を検出することが可能である。
例えば、ＣＰＵ７１への「電源電圧」入力はＣＰＵ７１内のＡ／Ｄコンバータに接続され、ＣＰＵ７１からの出力はＣＰＵ７１内のタイマ出力に接続されている。
【００１８】
●［電磁コイルに流れる電流と可動体の位置の関係（図３（Ｂ）］
次に、図３（Ｂ）を用いて、図２に示す構造の電磁弁３０に、通電を停止している状態から通電を開始し、通電を停止することなく通電を継続させた場合（従来の駆動方法）における、電磁コイル３２に供給される電流と可動体３４の位置の関係について説明する。
電磁弁３０を閉鎖状態から開通状態にする場合、ＣＰＵ７１からＭ７２のゲート（Ｇ）にＨレベル信号（例えば５［Ｖ］）を出力する。Ｍ７２のゲート（Ｇ）にＨレベル信号が入力されると、Ｍ７２のドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）の間が導通し、電磁コイル３２に電源７０ａから電流が供給される。
【００１９】
ここで、電磁コイル３２はインダクタンス（Ｌ）を有するため、図３（Ｂ）の「電磁弁の電流」において、「期間Ａ」の間は電流が徐々に増加する。このとき、可動体３４は、電磁コイル３２の電流により励磁されたコア３３の吸引力を受けるが、図３（Ｂ）の「可動体の位置」に示すように、弾性体３５（スプリング等）の付勢力（バネ定数等）よりも吸引力が大きくなるまで移動することはない。
図３（Ｂ）の「電磁弁の電流」において、「期間Ａ」の後、電流が更に増加すると、図３（Ｂ）の「可動体の位置」に示すように、弾性体３５の付勢力よりも吸引力が大きくなり、可動体３４がコア３３の方向に移動を開始する（コア３３に吸引される）。可動体３４が一旦移動を開始すると、コア３３と可動体３４との距離が徐々に縮まるにつれて吸引力も徐々に大きくなる。このため、可動体３４の速度は徐々に増加し、加速された状態でコア３３と衝突し、比較的大きな衝突音が発生する。
ここで、図３（Ｂ）の「電磁弁の電流」における「期間Ｂ」の間は、可動体３４がコア３３の方向に移動することにより、電流が増加した後に徐々に減少していく。
【００２０】
図３（Ｂ）の「電磁弁の電流」における「期間Ｃ」の間は、コア３３と可動体３４が既に当接しているため、コア３３と可動体３４の間の距離は変わらない。この「期間Ｃ」では可動体３４がコア３３に当接した位置から移動しないため、電流が徐々に増加し、いずれ一定値となる。
また、図３（Ｂ）の「可動体の位置」において、「期間Ａ」の状態は図２（Ａ）の状態（閉鎖状態）に対応しており、「期間Ｃ」の状態は図２（Ｂ）の状態（開通状態）に対応しており、「可動範囲」は図２（Ａ）における「ギャップ（Ｌ）」に対応している。また、角度「α」は、コア３３と可動体３４とが衝突する時点での可動体３４の速度に対応している。つまり角度「α」が大きい程、大きな衝突音が発生する。
【００２１】
●［電磁コイルに流れる電流と可動体の位置の関係（図３（Ｃ）］
次に、図３（Ｃ）を用いて、第１の実施の形態における電磁弁の駆動方法とその効果について説明する。
第１の実施の形態では、図３（Ｃ）の「ゲート（Ｇ）電圧」に示すように、電磁コイル３２への通電を「Ｔ１」の期間（第１所定時間）継続させた後、「Ｔ２」の期間（第２所定時間）通電を停止し、その後、再度通電する。「Ｔ１」及び「Ｔ２」を適切に設定することで、可動体３４がコア３３の方向に徐々に速度を上げながら接近する場合において、コア３３と可動体３４の衝突の直前に一旦可動体３４の速度を減少させることができる。また、コア３３と可動体３４との間の距離も縮まっているため、再度通電した時点における可動体３４の位置からコア３３に衝突する位置までの距離が近く、衝突時における可動体３４の速度（角度「β」）をより小さくすることができる。これにより衝突音を抑制することが可能となる。
なお、「Ｔ１」及び「Ｔ２」の設定方法においては後述する。
【００２２】
次に、図３（Ｃ）の波形について説明する。
「期間Ａ」は図３（Ｂ）の「期間Ａ」と同じであるため説明を省略する。
「期間ｂ」では、可動体３４がコア３３に徐々に近づくため、図３（Ｂ）における「期間Ｂ」と同様に、「電磁弁の電流」は徐々に増加した後、徐々に減少していく。なお、「期間ｂ」は、「期間Ｂ」よりも必ず短い時間に設定される。
「期間ｃ」では、コア３３と可動体３４が衝突する前に、一時的に通電を停止する。この期間では、「電磁弁の電流」はＺＤ７３による消弧回路にて急激に減少する。また、「可動体の位置」において、電流の急激な減少に伴い、可動体３４のコア３３方向への速度が急激に減少し、弾性体３５の付勢力よりもコア３３の吸引力が小さくなった時点で、可動体３４はコア３３と反対の方向に移動を開始する。
可動体３４がコア３３に充分に近づき、且つ充分に減速された状態から、「期間ｄ」において再度通電を開始して、可動体３４をコア３３に吸引する。この場合、可動体３４とコア３３の距離が充分短いので、速度が充分大きくなる前に可動体３４とコア３３が衝突する（この場合、衝突する際の速度は角度「β」が対応している）。これにより、衝突時の衝突音を比較的小さく抑えることができる。可動体３４の位置を時間で微分すると速度が求められ、更に時間で微分すると加速度が求められる。また、衝突エネルギーの大きさは、速度に応じて大きくなる。
【００２３】
ここで、「Ｔ１（第１所定時間）」が長過ぎると、図３（Ｂ）に示すように可動体３４がコア３３に大きな速度で衝突してしまう。また「Ｔ１」が短過ぎると、可動体３４を一旦減速する際、可動体３４とコア３３との間の距離を充分縮めることができない。
また、「Ｔ２（第２所定時間）」が長過ぎると、可動体３４を一旦減速する際、コア３３と反対の方向に押し戻される距離が大きくなり、せっかく可動体３４とコア３３との間の距離を縮めても、その距離が大きく開いてしまう。また「Ｔ２」が短過ぎると、可動体３４を一旦減速する際、充分に減速することができない。
「Ｔ１」及び「Ｔ２」は、電磁弁の特性（電磁コイル３２のインダクタンス等の電気的特性と、弾性体３５の付勢力等の機械的特性）と、電源電圧（電磁コイル３２に供給可能な電流量等）に基づいて、適切な値に設定する。
なお、最適な「Ｔ１」及び「Ｔ２」は、計算で求めることが非常に困難であるため、以下に示すように、実験で求めている。
【００２４】
●［Ｔ１（第１所定時間）及びＴ２（第２所定時間）の設定］
図４（Ａ）に、電源電圧−Ｔ１特性を示す。これは、図２に示す電磁弁３０において、各電源電圧毎に、コア３３と可動体３４を衝突させることなく、且つコア３３と可動体３４が充分に近い距離とすることができる「Ｔ１［ｍｓｅｃ］」を実験で求めた結果である。例えば、ある電磁弁における電源電圧−Ｔ１特性では、電源電圧が１４［Ｖ］の場合、Ｔ１は４．６５［ｍｓｅｃ］が適切である。ＣＰＵ７１は、記憶手段に電源電圧−Ｔ１特性を記憶しており、電源電圧を監視しながら、現在の電源電圧と、記憶手段に記憶されている電源電圧−Ｔ１特性とに基づいて、Ｔ１を求める。
【００２５】
図４（Ｂ）に、電源電圧−Ｔ２特性を示す。これは、図２に示す電磁弁３０において、各電源電圧毎に、適切なＴ１（図４（Ａ）より求めたＴ１）を出力した直後、可動体３４のコア３３の方向への速度を充分に減速できるとともに、コア３３と反対の方向への移動距離（弾性体３５に押し戻される距離）を充分小さくできる「Ｔ２［ｍｓｅｃ］」を実験で求めた結果である。図４（Ｂ）に示すように、電源電圧−Ｔ２特性は通電を停止する期間であるため、電源電圧にはあまり影響されず、電磁弁３０の特性（弾性体３５の付勢力等の機械的特性）でほぼ決まる要素であるため、電源電圧に対してＴ２はほぼ一定である。例えば、ある電磁弁における電源電圧−Ｔ２特性では、電源電圧が１４［Ｖ］の場合、Ｔ２は０．５［ｍｓｅｃ］が適切である。
ＣＰＵ７１は、記憶手段に電源電圧−Ｔ２特性を記憶しており、電源電圧を監視しながら、現在の電源電圧と、記憶手段に記憶されている電源電圧−Ｔ２特性とに基づいて、Ｔ２を求める。また、ほぼ一定であることから電源電圧−Ｔ２特性を記憶することなく、電磁弁３０の種類毎に所定値（この場合、０．５［ｍｓｅｃ］）を記憶しておくのみでもよい。
【００２６】
次に、図４（Ｃ）に示す時間−電流特性にて、電源電圧の違いによる、時間と電流の変化を説明する。電源電圧が高いほど、通電を開始してからの電流の立上がりが速い。しかし、通電を開始後に電流が立上がった後、電流が一旦減少を開始する位置（図４（Ｃ）の「電流ａ」の位置）は、ほぼ一定である。これは、所定の電流値に達した時点でコア３３の吸引力が弾性体３５の付勢力（バネ定数等）より大きくなり、可動体３４がコア３３の方向に移動するためである。
以下、第２の実施の形態〜第４の実施の形態では、この電流値に基づいてＴ１（第１所定時間）及びＴ２（第２所定時間）を適切に出力する方法について説明する。
【００２７】
◆［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、電磁コイル３２に流れる電流を検出して、検出した電流に基づいてＴ１を設定する方法である（Ｔ２はほぼ一定である）。第２の実施の形態は、図５（Ｂ）に示す複数のサンプリングデータから検出電流の波形を推定し、Ｔ１を求めて通電を停止する方法である。以下、第１の実施の形態との相違点について説明する。
【００２８】
●［回路構成］
図５（Ａ）を用いて、第２の実施の形態における回路構成の例を説明する。図３（Ａ）に示す第１の実施の形態に対して、電流検出抵抗ｒ７４（以下、特に断りがない限り、ｒ７４と記載する）がＭ７２のソース（Ｓ）と基準電位７０ｂとの間に接続されており、Ｍ７２のソース（Ｓ）からＣＰＵ７１に入力されている。ＣＰＵ７１は、当該入力（図５（Ａ）の検出電流（Ｖｉ））の電圧を検出することで、電磁コイル３２に流れる電流を検出することができる。
例えば、ＣＰＵ７１の「検出電流（Ｖｉ）」入力はＣＰＵ７１内のＡ／Ｄコンバータに接続され、ＣＰＵ７１からの出力はＣＰＵ７１内のタイマ出力に接続される。
【００２９】
●［Ｔ１、Ｔ２の出力方法と電磁コイルに流れる電流の関係（図５（Ｂ）］
ＣＰＵ７１は、所定のサンプリング間隔（例えば、１ｍｓｅｃ）で、検出電流（Ｖｉ）の電圧を検出することで電流を検出する（例えばｒ７４を１Ωとした時、１０ｍＶの電圧であれば１０ｍＡであることが判る）。
例えば図５（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ７１からＭ７２のゲート（Ｇ）にＨレベル信号を出力し、所定間隔で検出電流（Ｖｉ）を検出する。図５（Ｂ）の例では、Ｔ［ｉ−４］の時点での検出電流はａ［ｉ−４］であり、Ｔ［ｉ−３］の時点での検出電流はａ［ｉ−３］であったことを示している。
【００３０】
ここで、Ｔ１はサンプリング間隔の整数倍とは限らないため、複数のサンプリングデータから、Ｔ１を推定する。例えばＴ［ｉ−４］〜Ｔ［ｉ］までの５個のデータ（ａ［ｉ−４］〜ａ［ｉ］）より、検出電流（Ｖｉ）の値、傾き、及び傾きの変化等に基づいて検出電流（Ｖｉ）の波形を推定し、Ｔ１を求める。例えば、Ｔ［ｉ］の時点でＴ［ｉ−４］〜Ｔ［ｉ］までの５個のデータ（ａ［ｉ−４］〜ａ［ｉ］）から検出電流（Ｖｉ）の波形を推定して（基準波形データ等を記憶手段に記憶しておき、（Ｔ［ｎ］、ａ［ｎ］）が基準波形のどの部分に対応するか判定しながら波形を推定する）Ｔ１を求め、Ｔ［ｉ］の時点からＴａ経過後に通電を停止すれば、通電開始からＴ１を確保できると判定した場合、Ｔ［ｉ］の時点からＴａ経過後に通電を停止させる。これにより、検出電流（Ｖｉ）に基づいてＴ１（第１所定時間）を適切に設定することができる。
【００３１】
また、Ｔ２は図４（Ｂ）に示すように、ほぼ一定であるため、Ｔ１が経過して通電を停止させた時点から、Ｔ２経過後に再度通電を開始する。（この例では、Ｔ２には予め設定した固定値を使用）
これにより、図３（Ｃ）に示すゲート（Ｇ）電圧と同様の出力を行うことができ、可動体３４とコア３３の衝突音を抑制することができる。
第２の実施の形態は、電源電圧による画一的な見込み時間で制御する第１の実施の形態に対して、検出した電流に基づいて制御するため、電磁弁３０のバラツキ（電磁コイル３２等の電気的特性のバラツキ、弾性体３５等の機械的特性のバラツキ）の影響をより小さくすることができる。
【００３２】
◆［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、電磁コイル３２に流れる電流を検出して、検出した電流に基づいてＴ１を設定する方法である（Ｔ２はほぼ一定である）。第３の実施の形態は、図６（Ｂ）の「期間ｈ」において電流が減少することを検出し、所定の電流量が減少（図６（Ｂ）の「Δａ」）したことを検出した時点で通電を停止する方法である。以下、第２の実施の形態との相違点について説明する。
【００３３】
●［回路構成］
図６（Ａ）を用いて、第３の実施の形態における回路構成の例を説明する。図５（Ａ）に示す第２の実施の形態に対して、ピークホールド回路７５（以下、特に断りがない限り、ＰＨ７５と記載する）、比較器７６（以下、特に断りがない限り、Ｃｍｐ７６と記載する）、ＡＮＤゲート７７（以下、特に断りがない限り、ＡＮＤ７７と記載する）が追加されている。また、Ｍ７２のソース（Ｓ）からは、Ｃｍｐ７６の一方の入力（この場合、＋側入力）と、ＰＨ７５の入力に接続されている。また、ＰＨ７５の出力は、Ｃｍｐ７６の他方の入力（この場合、−側入力）に接続されている。
【００３４】
Ｃｍｐ７６の出力（Ｃｏｕｔ）は、ＡＮＤ７７の一方の入力に接続され、ＡＮＤ７７の他方の入力には、ＣＰＵ７１からの出力（Ｖｏｕｔ１）が接続されている。また、Ｃｍｐ７６の出力は、ＣＰＵ７１にも接続されている。また、ＡＮＤ７７の出力（Ｖｏｕｔ２）は、Ｍ７２のゲート（Ｇ）に接続されている。また、ＣＰＵ７１からＰＨ７５をリセット（ホールド電圧のリセット）可能なＲｓｔ出力が接続されている。
例えば、ＣＰＵ７１への「Ｃｏｕｔ」入力はＣＰＵ７１内のタイマ入力に接続され、ＣＰＵ７１の「Ｖｏｕｔ１」出力はＣＰＵ７１内のタイマ出力に接続され、ＣＰＵ７１の「Ｒｓｔ出力」はＣＰＵ７１内の汎用出力に接続される。
【００３５】
ＰＨ７５は、入力電圧の最大値をホールドし、リセット信号が入力されると、ホールド電圧をリセット（０［Ｖ］に初期化）する。
Ｃｍｐ７６は、＋側入力に入力される電圧が−側入力に入力される電圧以上である場合にＨレベル信号を出力し、＋側入力に入力される電圧が−側入力に入力される電圧未満である場合にＬレベル信号を出力する。この場合、Ｃｍｐ７６の出力は、＋側入力に入力される電圧が、−側入力に入力される電圧よりも所定電圧（Δａに相当する電圧）低い時、Ｌレベル信号を出力するように設定する。
【００３６】
●［Ｔ１、Ｔ２の出力方法と電磁コイルに流れる電流の関係（図６（Ｂ）］
ＣＰＵ７１は、電磁弁３０に通電を開始するまでの「期間ｆ」の間は、「Ｒｓｔ出力」をＨレベルにしてＰＨ７５を初期化する。これにより「期間ｆ」ではＰＨ７５のホールド電圧が初期化されているため、Ｃｍｐ７６の出力はＨレベルである。
電磁弁３０に通電を開始する時点で、ＣＰＵ７１は、「Ｖｏｕｔ１出力」をＬレベルからＨレベルに切替え、その後「Ｒｓｔ出力」をＨレベルからＬレベルに切替える。このとき、ＡＮＤ７７の出力（「Ｖｏｕｔ２出力」）はＬレベルからＨレベルに切替わり、Ｍ７２のゲート（Ｇ）にＨレベル信号が入力され、電磁コイル３２への通電が開始される。
【００３７】
「期間ｇ」においては検出電流（Ｖｉ）が徐々に増加するため、Ｃｍｐ７６の出力はＨレベルを維持する。
「期間ｈ」において検出電流（Ｖｉ）が減少し、減少が所定値（この場合、Δａ）に達すると、Ｃｍｐ７６の出力がＨレベルからＬレベルに切替わる。このとき、ＡＮＤ７７の「Ｖｏｕｔ２出力」もＨレベルからＬレベルに切替わる。通電を開始してからこの時点までがＴ１に相当する。
「期間ｉ」において、ＣＰＵ７１は、Ｃｍｐ７６の「Ｃｏｕｔ」の立下りエッジを検出して、「Ｃｏｕｔ」がＨレベルからＬレベルに切替わったことを認識し、Ｌレベルに切替わった時点の時刻（Ｚ１）を記憶し、「Ｖｏｕｔ１出力」をＨレベルからＬレベルに切替える。その後、ＣＰＵ７１は「Ｒｓｔ出力」をＬレベルからＨレベルに切替え、ＰＨ７５のホールド電圧を初期化してＣｍｐ７６の出力をＬレベルからＨレベルに切替える。更に、ＣＰＵ７１は、記憶した時刻（Ｚ１）からＴ２時間を経過した後に「Ｖｏｕｔ１出力」をＬレベルからＨレベルに切替える。（この例では、Ｔ２には予め設定した固定値を使用）
以上の動作により、「Ｖｏｕｔ２出力」において、Ｔ１及びＴ２を適切に出力させることができる。
【００３８】
第３の実施の形態は、電源電圧による画一的な見込み時間で制御する第１の実施の形態に対して、検出した電流に基づいて制御するため、第２の実施の形態と同様に、電磁弁３０のバラツキ（電磁コイル３２等の電気的特性のバラツキ、弾性体３５等の機械的特性のバラツキ）の影響をより小さくすることができる。
また、Ｔ１の終了時点をハードウェアにより制御するため、ソフトウェアの処理遅れ等の影響を受けることなく、応答性を向上させることができる。
【００３９】
◆［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、電磁コイル３２に流れる電流を検出して、検出した電流に基づいてＴ１を設定する方法である（Ｔ２はほぼ一定である）。第４の実施の形態は、図７（Ｂ）の「期間ｍ」と「期間ｎ」の間（図７（Ｂ）の「Ｅ」）において検出電流（Ｖｉ）が所定値（図７（Ｂ）の「電流ａ」）よりも小さくなったことを検出した時点で通電を停止する方法である。以下、第３の実施の形態との相違点について説明する。
【００４０】
●［回路構成］
図７（Ａ）を用いて、第４の実施の形態における回路構成の例を説明する。図６（Ａ）に示す第３の実施の形態に対して、ＰＨ７５、ＣＰＵ７１からのＲｓｔ出力が省略され、所定電圧回路７９（以下、特に断りがない限り、Ｖｒｅｆ７９と記載する）、ＯＲゲート７８（以下、特に断りがない限り、ＯＲ７８と記載する）、ＣＰＵ７１からのＦｏｒｃｅ出力が追加されている。
【００４１】
Ｃｍｐ７６の出力（Ｃｏｕｔ）は、ＯＲ７８の一方の入力に接続され、ＯＲ７８の他方の入力には、ＣＰＵ７１からの出力（Ｆｏｒｃｅ）が接続されている。また、Ｃｍｐ７６の出力は、ＣＰＵ７１にも接続されている。また、ＯＲ７８の出力はＡＮＤ７７の一方の入力に接続され、ＡＮＤ７７の他方の入力には、ＣＰＵ７１からの出力（Ｖｏｕｔ１）が接続されている。ＡＮＤ７７の出力（Ｖｏｕｔ２）は、Ｍ７２のゲート（Ｇ）に接続されている。
例えば、ＣＰＵ７１の「Ｃｏｕｔ」入力はＣＰＵ７１内のタイマ入力に接続され、ＣＰＵ７１の「Ｖｏｕｔ１」出力はＣＰＵ７１内のタイマ出力に接続され、ＣＰＵ７１の「Ｆｏｒｃｅ」出力はＣＰＵ７１内の汎用出力に接続される。
【００４２】
Ｖｒｅｆ７９は、所定電圧（例えば図７（Ｂ）に示す「電流ａ」に相当する電圧）に設定されており、Ｃｍｐ７６の一方の入力（この場合、−側入力）に接続されている。また、Ｃｍｐ７６の他方の入力（この場合、＋側入力）には、検出電流（Ｖｉ）が接続されている。
Ｃｍｐ７６は、＋側入力に入力される電圧が−側入力に入力される電圧以上である場合にＨレベル信号を出力し、＋側入力に入力される電圧が−側入力に入力される電圧未満である場合にＬレベル信号を出力する。
【００４３】
●［Ｔ１、Ｔ２の出力方法と電磁コイルに流れる電流の関係（図７（Ｂ）］
ＣＰＵ７１は、電磁弁３０に通電を開始するまでの「期間ｋ」の間は、「Ｆｏｒｃｅ出力」をＨレベルにしてＯＲ７８の出力をＨレベルとしておく。このとき、ＣＰＵ７１からの「Ｖｏｕｔ１出力」をＬレベルとしておくことで、ＡＮＤ７７の「Ｖｏｕｔ２出力」をＬレベルとする。また、このとき、Ｃｍｐ７６の「Ｃｏｕｔ出力」はＬレベルである。
電磁弁３０に通電を開始する時点で、ＣＰＵ７１は、「Ｖｏｕｔ１出力」をＬレベルからＨレベルに切替える。このとき、ＯＲ７８の出力がＨレベルであるため、ＡＮＤ７７の「Ｖｏｕｔ２出力」はＬレベルからＨレベルに切替わり、Ｍ７２のゲート（Ｇ）にＨレベル信号が入力され、電磁コイル３２への通電が開始される。
【００４４】
「期間ｍ」においては検出電流（Ｖｉ）が徐々に増加するが、「電流ａ」未満であるため、Ｃｍｐ７６の「Ｃｏｕｔ出力」はＬレベルである。このとき、ＣＰＵ７１の「Ｆｏｒｃｅ出力」にＨレベルが出力されているため、ＯＲ７８の出力はＨレベルである。
検出電流（Ｖｉ）が徐々に増加して「電流ａ」以上に達した「期間ｎ」においてはＣｍｐ７６の「Ｃｏｕｔ出力」は、ＬレベルからＨレベルに切替わる。ＣＰＵ７１は、「Ｃｏｕｔ出力」の立上がりエッジを検出して「Ｃｏｕｔ出力」がＬレベルからＨレベルに切替わったことを認識し、「Ｆｏｒｃｅ出力」をＨレベルからＬレベルに切替える。このとき、「Ｃｏｕｔ出力」がＨレベルであるため、ＯＲ７８の出力はＨレベルが維持される。また、ＡＮＤ７７の「Ｖｏｕｔ２出力」もＨレベルが維持される。
【００４５】
検出電流（Ｖｉ）が徐々に減少して「電流ａ」未満に達した「期間ｐ」においてはＣｍｐ７６の「Ｃｏｕｔ出力」は、ＨレベルからＬレベルに切替わる。このとき、ＣＰＵ７１の「Ｆｏｒｃｅ出力」がＬレベルであるため、ＯＲ７８の出力はＨレベルからＬレベルに切替わり、ＡＮＤ７７の「Ｖｏｕｔ２出力」もＨレベルからＬレベルに切替わる。通電を開始してからこの時点までがＴ１に相当する。
ＣＰＵ７１は、「Ｃｏｕｔ」の立下りエッジを検出して「Ｃｏｕｔ」がＨレベルからＬレベルに切替わったことを認識し、Ｌレベルに切替わった時点の時刻（Ｚ２）を記憶し、「Ｖｏｕｔ１出力」をＨレベルからＬレベルに切替える。そして、ＣＰＵ７１は「Ｆｏｒｃｅ出力」をＬレベルからＨレベルに切替える。更に、ＣＰＵ７１は、記憶した時刻（Ｚ２）からＴ２時間を経過した後に「Ｖｏｕｔ１出力」をＬレベルからＨレベルに切替える。（この例では、Ｔ２には予め設定した固定値を使用）
以上の動作により、「Ｖｏｕｔ２出力」において、Ｔ１及びＴ２を適切に出力させることができる。
【００４６】
第４の実施の形態は、電源電圧による画一的な見込み時間で制御する第１の実施の形態に対して、検出した電流に基づいて制御するため、第２及び第３の実施の形態と同様に、電磁弁３０のバラツキ（電磁コイル３２等の電気的特性のバラツキ、弾性体３５等の機械的特性のバラツキ）の影響をより小さくすることができる。
また、Ｔ１の終了時点を、第３の実施の形態と同様にハードウェアにより制御するため、ソフトウェアの処理遅れ等の影響を受けることなく、応答性を向上させることができる。
【００４７】
本発明の電磁弁の駆動方法は、本実施の形態で説明した構成、動作に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本発明の電磁弁の駆動方法は、エンジンのアイドリング制御装置に限定されず、パージ制御装置等、電磁弁を用いた種々の制御装置に適用することが可能である。
本実施の形態の説明に用いた回路構成は、図３、図５〜図７に示した回路構成に限定されるものではない。
本実施の形態の説明に用いた特性グラフ、電圧（電流）波形等は、図３〜図７に示した特性グラフ、電圧（電流）波形等に限定されるものではない。
本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁弁の駆動方法を用いれば、電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる。
また、請求項５に記載のエンジンのアイドリング制御装置を用いれば、エンジンのアイドリング時の空気量を制御する電磁弁の流量特性及び耐久性を維持するとともに電磁弁が発生する衝突音を抑制できる、エンジンのアイドリング制御装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】二輪車等の車両のエンジンの概略構成図である。
【図２】電磁弁３０の概略構造及び動作状態を説明する図である。
【図３】第１の実施の形態における、構成及び動作を説明する図である。
【図４】電磁弁３０の、電源電圧−Ｔ１特性、電源電圧−Ｔ２特性、時間−電流特性の例を説明する図である。
【図５】第２の実施の形態における、構成及び動作を説明する図である。
【図６】第３の実施の形態における、構成及び動作を説明する図である。
【図７】第４の実施の形態における、構成及び動作を説明する図である。
【符号の説明】
３２　電磁コイル
７０　制御手段
７１　ＣＰＵ
７２　ＭＯＳトランジスタ
７３　ツェナーダイオード

Claims

電磁コイルと、電磁コイルによって発生する電磁力により励磁されるコアと、励磁されたコアに吸引される弁体と、当該弁体が吸引される方向とほぼ逆の方向に弁体を付勢する弾性体とを備えた電磁弁を駆動する駆動方法であって、
電磁コイルに通電を開始した場合に、通電を開始してからの時間を計測し、
計測した時間が第１所定時間に達した場合に、電磁コイルへの通電を一時的に停止し、
電磁コイルへの通電を一時的に停止してから第２所定時間が経過した場合に、電磁コイルへの通電を再開する、
ことを特徴とする電磁弁の駆動方法。
電磁コイルと、電磁コイルによって発生する電磁力により励磁されるコアと、励磁されたコアに吸引される弁体と、当該弁体が吸引される方向とほぼ逆の方向に弁体を付勢する弾性体とを備えた電磁弁を駆動する駆動方法であって、
電磁コイルに通電を開始した場合に、当該電磁コイルに供給される電流を検出し、
検出した電流が所定の条件を満足した場合に、電磁コイルへの通電を一時的に停止し、
電磁コイルへの通電を一時的に停止してから第２所定時間が経過した場合に、電磁コイルへの通電を再開する、
ことを特徴とする電磁弁の駆動方法。
請求項１に記載の電磁弁の駆動方法であって、
第１所定時間は、電磁弁に電流を供給する電源の電圧に応じて設定される、
ことを特徴とする電磁弁の駆動方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の電磁弁の駆動方法であって、
第２所定時間は、少なくとも電磁弁の特性に基づいて設定される、
ことを特徴とする電磁弁の駆動方法。
空気と燃料の混合気を吸入して当該混合気の燃焼に基づいて動力を得るエンジンと、当該エンジンへ吸入する空気量を制御するスロットルバルブを備えたスロットルボデーと、エンジンの吸入口に配設されて燃料を噴射するインジェクタと、前記スロットルバルブの上流側及び下流側をバイパスして接続した通路間でエンジンのアイドリング時の空気量を制御する電磁弁と、電磁弁の制御手段とを備えたエンジンのアイドリング制御装置において、
制御手段は、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁弁の駆動方法を用いて電磁弁を駆動する、
ことを特徴とするエンジンのアイドリング制御装置。