JP2017106400A - Solenoid valve control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁弁の動作を制御する電磁弁制御装置に関し、特に、電磁弁の閉弁時の動作を詳細に制御することのできる電磁弁制御装置に関する。 The present invention relates to a solenoid valve control device that controls the operation of a solenoid valve, and more particularly to a solenoid valve control device that can control in detail the operation when a solenoid valve is closed.
従来、内燃機関において気筒への燃料噴射を制御する電磁式燃料噴射弁(以下、単に燃料噴射弁という)の閉弁時の挙動を制御する技術として、開弁用コイルと、開弁保持用コイルと、閉弁用コイルと、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、により燃料噴射弁を構成し、閉弁時には、閉弁用コイルに通電して上記開弁保持用コイルに発生した磁束を素早く打ち消すことにより閉弁の際の遅れ時間を解消又は短縮する電磁式燃料噴射装置が知られている(特許文献1)。 Conventionally, as a technique for controlling the behavior of an electromagnetic fuel injection valve (hereinafter simply referred to as a fuel injection valve) that controls fuel injection into a cylinder in an internal combustion engine, a valve opening coil and a valve opening holding coil And a valve for closing the valve body and a spring for urging the valve body in the valve closing direction. When the valve is closed, the valve closing coil is energized and generated in the valve opening holding coil. An electromagnetic fuel injection device that eliminates or shortens the delay time during valve closing by quickly canceling the magnetic flux is known (Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の燃料噴射装置は、単に閉弁時間の短縮化を図るものであり、閉弁時における弁体の動きを細かく制御することを意図するものではない。 However, the conventional fuel injection device described above merely shortens the valve closing time, and does not intend to finely control the movement of the valve body when the valve is closed.
一方で、特にディーゼルエンジンでは、内燃機関出力に対する燃料消費効率の観点から、燃料噴射弁の閉弁時における挙動を細かく制御できることが望ましい。 On the other hand, particularly in a diesel engine, it is desirable that the behavior of the fuel injection valve when it is closed can be finely controlled from the viewpoint of fuel consumption efficiency with respect to the output of the internal combustion engine.
上記背景より、機関出力に対する筒内燃焼の効率を更に向上すべく、燃料噴射弁の閉弁時の挙動を細かく制御して燃料噴射量の制御性を向上することが望まれている。 From the above background, in order to further improve the efficiency of in-cylinder combustion with respect to engine output, it is desired to improve the controllability of the fuel injection amount by finely controlling the behavior of the fuel injection valve when the valve is closed.
本発明の一の態様は、電磁弁制御装置であって、当該電磁弁制御装置は、コイルにより発生する電磁力を用いて動作する電磁弁を制御する電磁弁制御装置であって、前記コイルへの通電をON/OFFするスイッチ回路と、前記スイッチ回路を制御して前記コイルへの通電電流を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記電磁弁の弁開度を所望の態様で減少させるための前記コイルへの通電電流実効値の減少量目標を示すマップを備え、前記コントローラは、前記コイルの現在の通電電流実効値を検出し、当該検出した現在の通電電流実効値に基づき、前記マップを参照して、前記通電電流実効値を所定の時間間隔で段階的に減少させることにより前記電磁弁の閉弁動作を制御する。
本発明の他の態様によると、前記マップは、前記電磁弁の磁気飽和特性に基づいて予め定められた、前記電磁弁の弁開度を所望の態様で減少させるための前記通電電流実効値の減少量目標を示すマップを含む。
本発明の他の態様によると、前記マップは、現在の前記通電電流実効値に対し前記所定の時間間隔後に設定すべき通電電流実効値を示す、当該現在の通電電流実効値に乗算すべき係数を示すものである。
本発明の他の態様によると、前記コントローラは、前記コイルへ通電する電流パルスをPWM制御することにより、前記通電電流を制御するものであり、当該PWM制御に用いるデューティ比を前記所定の時間間隔で段階的に変更することにより、前記通電電流実効値を前記所定の時間間隔で段階的に減少させることにより前記電磁弁の閉弁動作を制御する。
本発明の他の態様によると、前記スイッチ回路は、前記コイルの一の端子とグランドとの間に設けられている。
本発明の他の態様によると、前記電磁弁は、内燃機関の燃料噴射量を制御するものである。
本発明の他の態様によると、前記マップは、前記内燃機関が所望のクランク角のときに完全閉弁状態となるように予め定められた、前記電磁弁の弁開度を所望の態様で減少させるための前記通電電流実効値の減少量目標を示すマップを含む。
本発明の他の態様は、上記いずれかの電磁弁制御装置を備える車両用電子制御装置である。
本発明の更に他の態様は、上記いずれかの電磁弁制御装置を備える車両である。
One aspect of the present invention is an electromagnetic valve control device, which is an electromagnetic valve control device that controls an electromagnetic valve that operates using an electromagnetic force generated by a coil. And a controller that controls the switch circuit to control the energization current to the coil, and the controller reduces the valve opening of the solenoid valve in a desired manner. Comprising a map indicating a target of reduction of the current-carrying current effective value to the coil, and the controller detects a current-carrying current effective value of the coil, and based on the detected current-carrying current effective value, With reference to the map, the valve closing operation of the electromagnetic valve is controlled by decreasing the energization current effective value stepwise at predetermined time intervals.
According to another aspect of the present invention, the map is a predetermined value based on a magnetic saturation characteristic of the electromagnetic valve, and the effective current value for reducing the valve opening of the electromagnetic valve in a desired manner. Includes a map showing the reduction target.
According to another aspect of the present invention, the map indicates a current-carrying current effective value to be set after the predetermined time interval with respect to the current current-carrying effective value, and a coefficient to be multiplied with the current current-carrying current effective value. Is shown.
According to another aspect of the present invention, the controller controls the energization current by PWM controlling a current pulse energizing the coil, and sets the duty ratio used for the PWM control to the predetermined time interval. The valve closing operation of the electromagnetic valve is controlled by gradually changing the energizing current effective value at the predetermined time interval.
According to another aspect of the present invention, the switch circuit is provided between one terminal of the coil and a ground.
According to another aspect of the invention, the solenoid valve controls the fuel injection amount of the internal combustion engine.
According to another aspect of the invention, the map reduces the valve opening of the solenoid valve in a desired manner that is predetermined so that the internal combustion engine is fully closed when the internal combustion engine is at a desired crank angle. The map which shows the reduction amount target of the said energization current effective value for making it carry out is included.
Another aspect of the present invention is a vehicle electronic control device including any one of the above electromagnetic valve control devices.
Still another aspect of the present invention is a vehicle including any one of the above-described electromagnetic valve control devices.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係る電磁弁制御装置は、車両に搭載され、当該車両の内燃機関の気筒への燃料噴射を制御する電磁弁である電磁式燃料噴射弁の動作を制御する。ただし、本発明はこれに限らず、広く一般の電磁弁(又は、ソレノイド弁、ソレノイドバルブ)の動作を制御する装置に適用することができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The electromagnetic valve control device according to this embodiment is mounted on a vehicle and controls the operation of an electromagnetic fuel injection valve that is an electromagnetic valve that controls fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to a device that controls the operation of a general electromagnetic valve (or solenoid valve, solenoid valve).
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁弁制御装置の構成を示す図である。
本電磁弁制御装置10は、電磁弁である電磁式燃料噴射弁が備えるコイルL152への通電を制御して、内燃機関の気筒(不図示)への燃料噴射を制御する。なお、以下の説明では、コイルL152を「電磁弁L152」とも称する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a solenoid valve control device according to an embodiment of the present invention.
The electromagnetic valve control device 10 controls energization to a coil L152 included in an electromagnetic fuel injection valve that is an electromagnetic valve, thereby controlling fuel injection to a cylinder (not shown) of the internal combustion engine. In the following description, the coil L152 is also referred to as “electromagnetic valve L152”.
本電磁弁制御装置10は、コイルL102、トランジスタTr104、ダイオードD106、及び出力コンデンサC108を有する昇圧回路100と、昇圧回路100のトランジスタTr104をオンオフ制御する昇圧制御回路140と、を備える。
The solenoid valve control device 10 includes a
昇圧回路100は、バッテリ(不図示)からの給電を受け、昇圧制御回路140によりトランジスタTr104がオンオフ制御されることにより、当該給電の電圧(給電電圧)VBAT(例えば、12V)よりも大きな所定の昇圧電圧(例えば、40V)まで出力コンデンサC108を充電し、当該昇圧電圧を出力する。
The
電磁弁制御装置10は、また、昇圧回路100の出力コンデンサC108から出力される昇圧電圧の、電磁弁L152の一の端子(図示上側の端子)への通電をオンオフするトランジスタTr110と、バッテリからの給電を受けて給電電圧VBATを電磁弁L152の上記一の端子に通電して電磁弁L152を駆動するトランジスタTr112と、電磁弁L152の他の端子(図示下側の端子)とグランドとの間の接続を制御するスイッチ回路であるトランジスタTr114を有している。これらのトランジスタTr110、Tr112,Tr114の動作は、電磁弁制御装置10が備えるコントローラ142により制御される。コントローラ142は、電磁弁L152により燃料噴射量が制御される内燃機関のクランク角センサ(不図示)からのクランク角θcを表すセンサ信号と、抵抗R130及びR132で構成される分圧回路からの電圧を換算して取得される電磁弁L152に流れる電流の実行値とに基づき(図示MON端子より入力される)、Tr110、112、114のそれぞれのゲート電圧VG1、VG2、VG3を制御することにより、電磁弁L152の動作を制御する。
The electromagnetic valve control device 10 also includes a transistor Tr110 for turning on and off the energization of the boosted voltage output from the output capacitor C108 of the
電磁弁制御装置10は、また、トランジスタTr112のオンオフ動作に伴ってバッテリ供給電圧VBATが変動するのを防止するためのノイズ除去用のコンデンサC118と、Tr110をオンにしたときに出力コンデンサC108から電磁弁L152へ通電される昇圧電圧がTr112に印加されないようにするためのダイオードD120が含まれている。 Solenoid valve control device 10 also includes a capacitor C118 for removing noise for the battery supply voltage V BAT with the on-off operation of the transistor Tr112 is prevented from varying, the output capacitor C108 when you turn on the Tr110 A diode D120 is included to prevent the boosted voltage supplied to the solenoid valve L152 from being applied to the Tr112.
本実施形態では、Tr112は、例えばPチャネルMOSFETであり、Tr104、110、114は、例えばNチャネルMOSFETである。なお、トランジスタTr104、Tr110、Tr112、Tr114は、MOSFETに限らず、バイポーラ等の他のタイプのトランジスタを用いることもできる。また、昇圧制御回路140及びコントローラ142は、例えば、マイクロコンピュータや、ASIC(Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路)等により構成されるものとすることができる。
In the present embodiment, the
図2は、コントローラ142の機能ブロック図である。コントローラ142は、本実施形態では、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、プログラムが書き込まれたROM(Read Only Memory)、データの一時記憶のためのRAM(Random Access Memory)等を有するマイクロコンピュータであり、外部装置との間で信号の授受を行うためのI/Oインタフェース(以下、I/O−INF)200と、開弁制御ユニット202と、閉弁制御ユニット204と、ゲート電圧制御ユニット206と、を有している。また、閉弁制御ユニット204は、デューティ比算出ユニット208と、駆動パルス生成ユニットと、を有している。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
コントローラ142が備える上記各ユニットは、コンピュータであるコントローラ142がプログラムを実行することにより実現され、当該コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。これに代えて、上記各ユニットの全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。
Each unit provided in the
ゲート電圧制御ユニット206は、開弁制御ユニット202及び閉弁制御ユニット204からの指示や信号に基づき、Tr110、Tr112、Tr114のゲート電圧VG1、VG2、VG3を制御(又は決定)する。
The gate
開弁制御ユニット202は、クランク角センサからの信号により取得されるクランク角θcに基づき、現在のクランク角θcが開弁を開始すべきク角度となったときに、ゲート電圧制御ユニット206を介してトランジスタTr110、及びTr114をオンすることにより電磁弁L152に出力コンデンサC108からの昇圧電圧を印加して、電磁弁L152により駆動される燃料噴射弁を素早く開弁した後、Tr110をオフにしてTr112をオン/オフ制御することで開弁状態を保持する。そして、クランク角θcが閉弁を開始すべき角度となったときに、閉弁制御ユニット204に制御を移す。
The valve
閉弁制御ユニット204は、開弁制御ユニット202から制御を引き継ぐと、Tr112をオンとし、Tr114により電磁弁L152の通電電流をPWM制御する。このPWM制御では、所定の時間間隔のデューティ比更新タイミングで当該PWM制御のデューティ比を更新することで、電磁弁L152の通電電流の実効値を段階的に変化させて、電磁弁L152に所望の態様の(例えば、所望の弁開度減少曲線に沿った)閉弁動作を行わせる。
When the valve
具体的には、コントローラ142は、電磁弁L152において発生する電磁力が所望の態様で減少するように当該電磁弁L152の磁気飽和特性(BHヒシテレシス特性)を考慮して予め定めた実効電流値の減少態様を指示するマップAを保持しており、デューティ比算出ユニット208は、MON端子から入力される電圧から換算される電磁弁L152の現在の通電電流の実効値Iecに基づき、マップAを参照して、次のデューティ比更新タイミングにおいて上記PWM制御に設定すべきデューティ比を算出して駆動パルス生成ユニット210に出力する。
Specifically, the
図3は、マップAの一例を示す図である。図3において、横軸は、電磁弁L152に流れる現在の通電電流実効値Iec、縦軸は、当該現在の通電電流実効値Iecに応じて次のデューティ比更新タイミングにおいて実現すべき通電電流実効値Ienの、当該現在の通電電流実効値Iecに対する比K(Iec)を示している。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the map A. As illustrated in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the current energization current effective value I ec flowing through the solenoid valve L152, and the vertical axis represents the energization current to be realized at the next duty ratio update timing according to the current energization current effective value I ec. The ratio K (I ec ) of the effective value I en to the current energization current effective value I ec is shown.
デューティ比算出ユニット210は、MON端子から入力される電圧から換算される電磁弁L152の現在の通電電流の実効値Iecに基づき、マップAを参照して、次のデューティ比更新タイミングにおいて実現すべき通電電流実効値Ienを次の式(1)によって求め、当該算出したIenから、次のデューティ比更新タイミングにおいて設定すべきデューティ比を式(2)により算出する。
Ien=K×Iec (1)
Rn=Ien/Iamp (2)
ここで、Iampは、電磁弁L152に通電する電流パルスの電流振幅である。
The duty
I en = K × I ec (1)
R n = I en / I amp (2)
Here, Iamp is a current amplitude of a current pulse energized to the electromagnetic valve L152.
一般に、電磁力を用いて弁を開閉する電磁弁(ソレノイド弁)(例えば、燃料噴射弁を開閉する電磁式燃料噴射弁)において、磁性材料で構成された弁体に作用する電磁力Fは、単純には
F=kμI2・・・(3)
で決定される。ここに、kは係数、μは弁体を構成する磁性材料の透磁率、Iは電磁弁を構成するコイルへの通電電流である。
In general, in an electromagnetic valve (solenoid valve) that opens and closes a valve using electromagnetic force (for example, an electromagnetic fuel injection valve that opens and closes a fuel injection valve), an electromagnetic force F acting on a valve body made of a magnetic material is: Simply
F = kμI 2 (3)
Determined by Here, k is a coefficient, μ is a magnetic permeability of the magnetic material constituting the valve body, and I is a current supplied to the coil constituting the electromagnetic valve.
そして、一般に、弁体を構成する磁性材料のBH曲線におけるヒステレシス特性に起因して、当該磁性体の透磁率μは一定ではない。また、磁性体の透磁率μは、現在までの磁気的な履歴(すなわち、当該弁体に電磁界を与えるコイルへの通電電流の履歴(例えば、閉弁前に行った開弁動作での磁気飽和状態や開弁維持動作の時間(すなわち、磁界印加時間)))にも依存する。 In general, the magnetic permeability μ of the magnetic material is not constant due to hysteresis characteristics in the BH curve of the magnetic material constituting the valve body. Further, the magnetic permeability μ of the magnetic material is a magnetic history up to the present time (that is, a history of current applied to the coil that applies an electromagnetic field to the valve body (for example, a magnetic field in the valve opening operation performed before closing the valve). It also depends on the saturation state and the valve opening maintaining operation time (ie, magnetic field application time))).
その結果、変動するμに起因して、単純に電流Iを減少させたとしても、弁体に作用する電磁力は必ずしも所望の量だけ減少していくとは限らない。このため、弁開度に対する所望の減少曲線に比例した通電電流Iの減少曲線に沿って当該通電電流Iを減少させたとしても、弁開度は当該所望の減少曲線に沿っては変化しない。 As a result, due to the variable μ, even if the current I is simply reduced, the electromagnetic force acting on the valve element does not necessarily decrease by a desired amount. For this reason, even if the energization current I is decreased along the decrease curve of the energization current I proportional to the desired decrease curve with respect to the valve opening, the valve opening does not change along the desired decrease curve.
本実施形態では、電磁弁L152において発生する電磁力が所望の態様で減少するように当該電磁弁L152の磁気飽和特性(BHヒシテレシス特性)を考慮して予め定めた実効電流値の減少態様を指示するマップAを保持しており、当該マップAに従って、現在の通電電流実効値Iecに応じて次のデューティ比更新タイミングにおいて設定すべきデューティ比が算出される。 In the present embodiment, an instruction to decrease the effective current value determined in advance in consideration of the magnetic saturation characteristic (BH hysteresis characteristic) of the solenoid valve L152 so that the electromagnetic force generated in the solenoid valve L152 decreases in a desired manner is indicated. The map A to be held is held, and according to the map A, the duty ratio to be set at the next duty ratio update timing is calculated according to the current energization current effective value I ec .
ここで、図3に示すようにマップAにより示される比Kが現在の通電電流実効値Iecの関数となっているのは、磁性材料である弁体の透磁率μが、現在の印加磁界に依存し、従って、当該磁界を発生している現在の通電電流実効値Iecに依存するためである。また、マップAは、より具体的には、弁体である磁性材料の磁気飽和特性(BH曲線等)のほか、閉弁動作前の開弁動作や開弁維持動作において弁体に印加される磁界の強度や印加時間(従って、開弁動作や開弁維持動作における電磁弁L152への通電電流の大きさや通電時間)にも基づいて定められる。 Here, as shown in FIG. 3, the ratio K indicated by the map A is a function of the current effective current effective value I ec because the magnetic permeability μ of the valve body, which is a magnetic material, is the current applied magnetic field. Therefore, it depends on the current energization current effective value I ec generating the magnetic field. More specifically, the map A is applied to the valve body in the valve opening operation and the valve opening maintaining operation before the valve closing operation, in addition to the magnetic saturation characteristics (BH curve, etc.) of the magnetic material that is the valve body. It is also determined based on the strength of the magnetic field and the application time (therefore, the magnitude of the energization current and the energization time to the electromagnetic valve L152 in the valve opening operation and the valve opening maintaining operation).
したがって、開弁動作や開弁維持動作の態様が大きく変化するような用途においては、当該変化の範囲をカバーするように、マップAを複数備えて、適宜選択して使用するものとしてもよい。なお、マップAは、コントローラ142が備える記憶装置(不図示)に記憶させておくものすることもできるし、例えばコンピュータであるコントローラ142が実行するプログラムの中に記述しておくものとすることもできる。
Therefore, in applications where the mode of the valve opening operation or the valve opening maintaining operation changes greatly, a plurality of maps A may be provided and appropriately selected and used so as to cover the range of the change. The map A can be stored in a storage device (not shown) included in the
図4は、電磁弁制御装置10の動作を示すタイミング図である。図4には、図示上より、Tr110のゲート電圧VG1(図3の(a))、Tr112のゲート電圧VG2(図3の(b))、Tr114のゲート電圧VG3(図3の(c))、電磁弁L152の通電電流実効値(図3の(d))、及び電磁弁L152の弁開度(図3の(e))、のそれぞれの時間変化が示されている。 FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic valve control device 10. 4, for the sake of illustration, the gate voltage VG1 of Tr110 (FIG. 3A), the gate voltage VG2 of Tr112 (FIG. 3B), and the gate voltage VG3 of Tr114 (FIG. 3C). Each change with time of the energization current effective value of the electromagnetic valve L152 ((d) of FIG. 3) and the valve opening degree of the electromagnetic valve L152 ((e) of FIG. 3) is shown.
なお、図4においては、図示左から右に向かって時間が流れているのとする。また、以下では、Tr110、112、114の各トランジスタについて、当該トランジスタがオン状態となるゲート電圧をON電圧、オフ状態となるゲート電圧をOFF電圧と称する。ここで、Tr112はPチャネルFETであるため、ON電圧はOFF電圧より低電圧であり、他のトランジスタはNチャネルFETであるため、ON電圧はOFF電圧より高電圧である。
In FIG. 4, it is assumed that time flows from the left to the right in the figure. Hereinafter, for each transistor of
電磁弁制御装置10の電源が投入された後、コントローラ142が初期化された状態(時刻T1より図示左側)では、VG1〜3はいずれもOFF電圧となっている。その後、動作が開始され、クランク角が開弁すべき角度に達した時刻T1において、まず、開弁制御ユニット202によりVG1とVG3がON電圧に設定され、Tr110とTr114がオン状態となる(図3の(a)(c))。これにより、昇圧回路100の出力コンデンサC108の出力電圧(昇圧電圧)が電磁弁L152に印加される。
In a state where the
その後、電磁弁L152の通電電流の増加(図3の(d))と共に電磁弁L152の磁力が増加し、弁開度は一気に増加して素早く開弁され、電磁弁L152の特性により定まる或る遅延時間が経過した時刻T2に、弁開度は全開状態に達する(図3の(e))。 Thereafter, the magnetic force of the electromagnetic valve L152 increases with the increase in the energization current of the electromagnetic valve L152 ((d) in FIG. 3), the valve opening increases rapidly, and the valve is quickly opened, and is determined by the characteristics of the electromagnetic valve L152. At time T2 when the delay time has elapsed, the valve opening reaches the fully open state ((e) in FIG. 3).
弁開度が全開に達した時刻T2から所定の余裕時間が経過した時刻T3に、開弁制御ユニット202によりVG1がOFF電圧に設定されてTr110がオフ状態になると共に、VG2によるTr112のオンオフ制御が開始される(図3の(a)(b))。これにより、開弁状態が保持される(図3の(d)(e))。
At time T3 when a predetermined margin time has elapsed from time T2 at which the valve opening reaches full open, VG1 is set to the OFF voltage by the valve
その後、時刻T4においてクランク角が閉弁動作を開始すべき所定のクランク角度に達すると、制御は開弁制御ユニット202から閉弁制御ユニット204に移行し、閉弁制御ユニット204は、VG2がオン電圧に設定し、VG4によりTr114をオンオフ制御することにより電磁弁L152の通電電流のPWM制御を開始する。
Thereafter, when the crank angle reaches a predetermined crank angle at which the valve closing operation is to be started at time T4, the control shifts from the valve
当該PWM制御の開始後、閉弁制御ユニット204は、所定のデューティ比更新タイミングで、Tr114のゲート電圧VG3の電圧パルスのデューティ比を変化させることで(図3の(c))、電磁弁L152の実効電流値を(例えば、非線形に)変化させ(図3の(d))、電磁弁L152の弁開度を所望の態様で(例えば、線形に)減少させる(図3の(e))。そして、弁開度が全閉状態に達した時刻T5に、1回の燃料噴射サイクルが完了する(図3の(d)(e))。続いて、閉弁制御ユニット204は、時刻T5から所定の余裕時間が経過した時刻T6に、VG2をオフ状態にして次の燃料噴射サイクルの準備を調える。
After the start of the PWM control, the valve
次に、電磁弁制御装置10の閉弁制御ユニット204が備えるデューティ比算出ユニット208における動作の手順について、図5に示すフロー図に従って説明する。本処理は、クランク角が閉弁動作を開始すべき所定のクランク角度に達して、開弁制御ユニット202から閉弁制御ユニット204に制御が移ったときに開始する。
Next, an operation procedure in the duty
処理を開始すると、まず、I/O−INF200のMON端子を介して入力された電圧を換算して電磁弁L152の通電電流の実効値(実効電流値)Iecを取得する(S100)。なお、これに限らず、MON端子を介して入力された電圧を換算して電磁弁L152の電流振幅を取得するものとし、当該取得した電流振幅と、駆動パルス生成ユニット210に現在設定しているデューティ比と、に基づいて電磁弁L152の実効電流値Iecを算出して取得するものとしてもよい。
When the process is started, first, the voltage input via the MON terminal of the I / O-
次に、上記取得した現在の通電電流実効値Iecに基づき、上述したマップAを参照して比(係数)Kを決定し、当該決定した係数Kと式(1)(2)を用いて、次のデューティ比更新タイミングにおいて設定すべきデューティ比を算出する(S102)。 Next, the ratio (coefficient) K is determined with reference to the above-described map A based on the acquired current energizing current effective value Iec , and the determined coefficient K and the equations (1) and (2) are used. Then, the duty ratio to be set at the next duty ratio update timing is calculated (S102).
次に、上記算出したデューティ比が所定の値以下であるか否かを判断し(S104)、以下であるときは(S104、Yes)、デューティ比0(ゼロ)を駆動パルス生成ユニット210に設定して(S106)、処理を終了する。一方、上記算出したデューティ比が所定の値より大きいときは(S104、No)、上記算出したデューティ比を駆動パルス生成ユニット210に設定した後(S108)、所定の時間が経過するのを待って(S110)、ステップS102に戻って処理を繰り返す。
Next, it is determined whether or not the calculated duty ratio is equal to or smaller than a predetermined value (S104). If the calculated duty ratio is equal to or smaller than the predetermined value (S104, Yes), the duty ratio 0 (zero) is set in the drive
以上、説明したように、本実施形態に係る電磁弁制御装置10は、電磁弁L152において発生する電磁力が所望の態様で減少するように当該電磁弁L152の磁気飽和特性(BHヒシテレシス特性)を考慮して予め定めた電磁弁L152の実効電流値の減少態様を示すマップAを備え、閉弁時において、電磁弁L152の通電電流をPWM制御して当該通電電流の実効値を減少させて閉弁動作を行う際に、デューティ比算出ユニット208が、電磁弁L152の現在の通電電流実効値に基づき、上記マップAを参照して、次のデューティ比更新タイミングにおいて上記PWM制御に設定すべきデューティ比を決定する。
As described above, the electromagnetic valve control device 10 according to the present embodiment provides the magnetic saturation characteristic (BH hysteresis characteristic) of the electromagnetic valve L152 so that the electromagnetic force generated in the electromagnetic valve L152 decreases in a desired manner. A map A showing a mode of decreasing the effective current value of the electromagnetic valve L152 determined in advance is provided, and when the valve is closed, the energizing current of the electromagnetic valve L152 is PWM-controlled to reduce the effective value of the energizing current and closed. When performing the valve operation, the duty
このため、本電磁弁制御装置10では、電磁弁L152の閉弁動作時の弁開度が所望の態様で減少するように、当該弁開度を精度良く制御することができる。 For this reason, in this electromagnetic valve control apparatus 10, the said valve opening degree can be accurately controlled so that the valve opening degree at the time of valve closing operation of the electromagnetic valve L152 may decrease in a desired manner.
なお、弁開度が所定のクランク角において完全閉状態となるように、通電電流実効値Ienの算出に際しては、上述の式(1)に代えて次の式(4)を用いて、現在の通電電流実効値Iecにクランク角に応じた係数K´を更に乗ずるものとしても良い。
Ien=K×K´×Iec (4)
As in the valve opening is completely closed at a predetermined crank angle, when calculating the energizing current effective value I en, using the following equation (4) instead of the equation (1) described above, the current It is good also as what further multiplies the coefficient K 'according to a crank angle to the energization current effective value Iec .
I en = K × K ′ × I ec (4)
この場合、例えば、コントローラ142は、所定のクランク角において完全閉弁状態となるように、クランク角に応じた係数K´を示すマップBを予め定めて保持するものとし、閉弁制御ユニット204は、クランク角センサから取得される現在のクランク角θcにより当該係数K´を決定するものとすることができる。
In this case, for example, the
マップBは、例えば図6に示すように、横軸にクランク角、縦軸に当該クランク角に応じた係数K´を示すグラフとして定めることができる。また、マップBは、マップAと同様に、コントローラ142が備える記憶装置(不図示)に記憶させておくものすることもできるし、例えばコンピュータであるコントローラ142が実行するプログラムの中に記述しておくものとすることもできる。
For example, as shown in FIG. 6, the map B can be defined as a graph in which the horizontal axis indicates the crank angle and the vertical axis indicates the coefficient K ′ corresponding to the crank angle. Similarly to the map A, the map B can be stored in a storage device (not shown) included in the
10・・・電磁弁制御装置、100・・・昇圧回路、L102・・・コイル、Tr104、Tr110、Tr112、Tr114・・・トランジスタ、D106、D120・・・ダイオード、C108、C118・・・コンデンサ、R130、R132・・・抵抗、140・・・昇圧制御回路、142・・・コントローラ、L152・・・電磁弁(コイル)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solenoid valve control apparatus, 100 ... Boosting circuit, L102 ... Coil, Tr104, Tr110, Tr112, Tr114 ... Transistor, D106, D120 ... Diode, C108, C118 ... Capacitor, R130, R132... Resistor, 140... Boost control circuit, 142... Controller, L152.
Claims (9)
前記コイルへの通電をON/OFFするスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を制御して前記コイルへの通電電流を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記電磁弁の弁開度を所望の態様で減少させるための前記コイルへの通電電流実効値の減少量目標を示すマップを備え、
前記コントローラは、前記コイルの現在の通電電流実効値を検出し、当該検出した現在の通電電流実効値に基づき、前記マップを参照して、前記通電電流実効値を所定の時間間隔で段階的に減少させることにより前記電磁弁の閉弁動作を制御する、
電磁弁制御装置。 An electromagnetic valve control device that controls an electromagnetic valve that operates using electromagnetic force generated by a coil,
A switch circuit for turning ON / OFF the energization of the coil;
A controller for controlling the switch circuit to control a current flowing to the coil;
With
The controller includes a map indicating a target for reducing the amount of effective current applied to the coil for reducing the valve opening of the solenoid valve in a desired manner,
The controller detects a current conduction current effective value of the coil, refers to the map based on the detected current conduction current effective value, and gradually determines the conduction current effective value at predetermined time intervals. Controlling the valve closing operation of the solenoid valve by decreasing,
Solenoid valve control device.
請求項1に記載の電磁弁制御装置。 The map includes a map indicating a reduction amount target of the energization current effective value for reducing the valve opening of the solenoid valve in a desired manner, which is predetermined based on the magnetic saturation characteristics of the solenoid valve.
The electromagnetic valve control device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電磁弁制御装置。 The map indicates a coefficient to be multiplied by the current energization current effective value, which indicates an energization current effective value to be set after the predetermined time interval with respect to the current energization current effective value.
The electromagnetic valve control device according to claim 1 or 2.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電磁弁制御装置。 The controller controls the energization current by PWM controlling a current pulse energized to the coil, and by changing the duty ratio used for the PWM control stepwise at the predetermined time interval, Controlling the valve closing operation of the solenoid valve by gradually reducing the energization current effective value at the predetermined time interval;
The solenoid valve control device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1ないし3に記載の電磁弁制御装置。 The switch circuit is provided between one terminal of the coil and the ground.
The electromagnetic valve control device according to claim 1.
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電磁弁制御装置。 The solenoid valve controls the fuel injection amount of the internal combustion engine.
The electromagnetic valve control device according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の電磁弁制御装置。 The map is a map of the effective value of the energizing current for reducing the valve opening of the solenoid valve in a desired manner, which is predetermined so that the internal combustion engine is fully closed when the crank angle is a desired value. Including a map showing reduction targets,
The electromagnetic valve control device according to claim 6.
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