JPH04153542A - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電磁弁の衝撃音を低下させる電磁弁駆動装置
に間する。

「従来の技術」 従来より、例えば自動車用エンジンにおいては、吸気管
集合部や各吸気ボートに設定した電磁弁である燃料噴射
弁から燃料を噴射供給する電子制御式燃料噴射システム
が実用化されている。この電子制御式燃料噴射システム
は、燃料噴射弁からの燃料噴射量を吸入空気量やエンジ
ン回転数に応して決定するものである。具体的に説明す
れば、駆動パルスは吸入空気量やエンジン回転数に対応
したパルス幅を有する。この駆動パルスにより燃料噴射
弁の駆動コイルへの通電時間は制御される。

そして、燃料ｑＩ射弁は所定時間だけ閏弁じ、所望量の
燃料が噴射される。

上記の燃料噴射弁においては、アイドリング詩の小流量
から高出力時の大流量までの噴射量を制御する上で、応
答性ならびに短いパルス幅から長いパルス幅までの正確
なＶ！量が必要とされる。

また現在は、エンジンが高性能になるとともに、エンジ
ンの静粛性が求められている。しかし、燃料噴射弁の開
弁時、閉弁時における弁着座時の衝撃音は大きいため、
エンジン音に対して非常に耳ざわりとなっている。これ
らの問題に対応するべく、特開昭６２−６０９５９号公
報、特開昭６２−７０６４４号公報においては、弁体の
バウンスを抑制し、燃料￥Ａｉｌ範囲の拡大、弁着座時
の衝撃音の低減を目的とするために弁着座直前に弁体の
動きを制御する抑制パルスを加える装置が示されている
。

さらに後者では、燃料噴射時間幅を燃料噴射弁の弁体を
開弁駆動させるための第１の時間幅と、弁体の開弁速度
を弱めるための第２の時間幅と、弁体を全開状態に保持
するための第３の時間幅とに分割設定し、第２の時間幅
を介在させた状態で第１の時間幅と第３の時間幅に応し
て抑制パルスを設定する。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来の弁着座直前に弁体の動きを抑
制する抑制パルスを加える装置では、開弁時、閉弁時の
駆動コイルに流れるコイル電流が変動すると弁体を吸引
する力が変化し、開弁・閉弁の時間が変化するため、予
め設定した抑制パルスでは弁体のバウンスや衝撃音が低
減てきないという問題点があった。ここで駆動コイルに
流れるコイル電流が変動する要因としては、駆動電圧。

コイル抵抗、デューテも　コイル通電時間の比率なとが
ある。その他に開弁・閉弁の時間は燃料噴射弁内の燃料
圧力と燃料を噴射する側（吸気管）の圧力との圧力差の
変動によっても変化する。

本発明は上記の間麗点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、電磁弁のコイルを流が変
動しても弁体の着座によるバウンスを抑制することがで
きるとともに、衝撃音を低減することができる電磁弁駆
動装置を提供することにある。

「：！題を解決するための手段」 上記の目的を達成するための具体的手段は、第１２図に
示すように駆動コイル及びこの駆動コイルにより、電磁
的に駆動される弁体な備えた電磁弁と、該電磁弁の作動
時間幅を設定する作動時間幅設定手段と、該作動時間幅
設定手段にて設定された作動時間幅を複数に分割設定す
る分割設定手段と、該分割設定手段にて分割設定された
作動時間幅に応じて複数の衝撃音緩和パルスを設定する
衝撃音緩和パルス設定手段と、該衝撃音緩和パルス；９
定手段にて設定された衝撃音緩和パルスを前記駆動コイ
ルに流れるコイルを流に応して補正する補正手段と、該
補正手段にて補正された衝撃音緩和パルスにより前記Ｈ
磁弁の駆動コイルへの通電を制御する通電制御手段とを
備えることを特徴とするｔｍ弁駆動装置が提供される。

また、前記電磁弁駆動装置は、第１０図（ａ）及び第１
０図（ｂ）に示すように前記作動時間幅設定手段にて設
定された作動時間幅を５分割設定し、前記衝撃音蔭和パ
ルスを多数設定したり、前記作動時間幅設定手段にて設
定された作動時間幅に応じた衝％を音緩和パルスをアナ
ログ的に制御し、当該衝撃音緩和パルスを漸次変化させ
たりすることができる。

「作用」 上記のように構成された電磁弁駆動ｆｉ置では、電磁弁
の駆動コイルに通電され弁体を駆動する場合、作動時間
幅設定手段が電磁弁を作動させる作動時間幅を設定する
。そして分割設定手段が作動時間幅を予め設定された時
間幅に分割させる。

衝撃音緩和パルス設定手段は分割設定された作動時間幅
に応した複数の衝撃音緩和パルスを設定する。補正手段
は衝撃音緩和パルスを電磁弁の駆動コイルに流れるコイ
ル電流量に応して補正を行う。

補正された衝撃音緩和パルスにより通電制御手段が電磁
弁の駆動コイルへの通電を制御する。

駆動コイルへの通電の制御をアイドリング時のみ行うも
のでは、アイドリングの状態を判定し、アイドリング時
てあれば作動時間幅設定手段にて設定された作動時間幅
を分割設定手段に送る。

作動時間幅を５分割設定したものでは、分割設定された
作動時間幅に応じて多数の衝撃音緩和パルスが設定され
る。また、作動時間幅に応じた衝撃音緩和パルスをアナ
ログ的に制御するものでは、衝撃音緩和パルスが漸次変
化される。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第１図は燃料噴射弁の制−御回路を示す。燃料噴射弁１
は、図示路の駆動コイルと弁体を備える従来周知の電磁
弁である。回転数センサ２は、エンンン回転数を検出す
る。吸気圧力ＰＭセンサ３は、燃料噴射弁１がＨ看され
たエンジンの吸気管の吸気圧力を検出する。制御ユニッ
ト４は、燃料噴射弁ｌを駆動する燃料噴射制御パルスＴ
ｉ５（衝撃音緩和パルス）を演算し出力するもので、公
知のマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換器、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭなどから構成されている。パワートランジスタ５は
、スイッチング素子であり、制御ユニット４からの燃料
噴射制御パルスＴｉｓに応して燃料噴射弁１の駆動コイ
ルへの通電制御を行う、アイドルスイッチ６は、エンジ
ンのアイドリング状態を検出する。電流検出センサ７は
、燃料噴射弁１の駆動コイルに流れるコイル電流Ｉを検
出する。コイル電流■は例えば第１１図中破線で示すよ
うにデユーティが小さくなると飽和しない。そのため閉
弁時直前の電流値がずれる。従って電流検出センサ７は
上述のように変動するコイル電流■を検出し信号を制御
ユニット４へ送る。

第２図は、燃料噴射弁１０閉弁時における制御ユニット
４ての燃料噴射制御パルスＴｉｓの演算過程のフローチ
ャートを示す。

第５図（ａ）は、コイル電流Ｉに対する補正係数に１・
・　Ｋ１２・　閉弁時間、および音圧レヘルの変化を不
す特性図である。音圧レヘルは弁着座時の衝撃を表わす
。図中の一点鎖線は従来の装置における予め設定された
抑制パルス適合値である。破線で下す特性はコイル電流
■に対する補正がない場合であり、実線で示す特性は本
実施例によって補正された場合である。

第５１１ｍ（ｂ）は、コイルｔ？ＡＩに対応する補正係
数Ｋ］１、Ｋ１２を示す表である。

第７図（ａ）は、吸気圧力ＰＭに対する補正係数Ｋｐ＋
、Ｋρ２、閉弁時間、および音圧レヘルの変化を示す特
性図である。図中の一点鎖線は従来の装置における予め
設定された抑制パルス適合値である。破線は第５　（！
！ｆｆ　（ａ　）同様補正がない場合を示し、実線は補
正された場合を示す。

第７図（ｂ）は、吸気圧力ＰＭに対応する補正係数Ｋｐ
ｌ、Ｋｐ２を示す表である。

上記の構成に基づき作動について図面を参照し説明する
。第２図に示すステップ１０１は吸気圧力ＰＭセンサ３
、回転数センサ２なとの信号により第４図のステツプ１
０１の波形で示すような基本燃料噴射パルスＴｉを出力
するため基本燃料噴射パルスＴ１を演算する。ステップ
１０２はアイドルスイッチ６、回転数センサ２なとの信
号によりアイドリング状態を判定する。非アイドリング
時はステップ＋０６へ飛び基本燃料噴射パルスＴ１を出
力する。

アイドリング時はステップ１０３へ進み、ステップ１０
３ては、第４図のステップ１０３の波形で示すような弁
体の動きを抑制する予め設定された基本制御パルスＴ　
Ｓｌ＋　　Ｔ　Ｓ２（電ｉ０．４０Ａ、吸気圧力２５０
ｍｍＨｇで適合）を読込む。ステップ１０４は基本制御
パルスＴｓ１、Ｔａ２を燃料噴射弁１の閉弁時（第８図
（ａ）に示す燃料噴射弁駆動電圧をＯＦＦにする直前）
のコイルを流■、またはプレッシャレギュレタを大気に
解放し燃料噴射圧力が変化するシステムであれば吸気圧
力ＰＭに応じた第４図のステップ１０４の波形で示すよ
うな制御パルスＴＸＩ、Ｔｘ２に補正する。ステップ１
０５ては、ステップ１０１とステップ１０４て求めた基
本燃料制御パルスＴ１と制御パルスＴｘ＋、ＴＸ２を用
いて第４図のステップ１０５の波形で示すような燃料噴
射制御パルスＴｉｓを演算する。ステップ１０６ではス
テップ１０５て演算した燃料噴射制御パルスＴｉｓを出
力する。

第３図は、ステップ１０４の基本制御パルスＴｓ１．Ｔ
ｓ２の補正のフローチャートを示す。ステップ２０１は
駆動コイルに流れるコイル電流ＩをＡ／Ｄ変換器などを
介して読込む。ステップ２０２は第Ｓ図（ａ）及び第５
図（ｂ）からステップ２０１て読込んだコイル電ｆＸＬ
Ｉに対応する補正係数ＫＫ＋２を読込む。ステップ２０
３は吸気圧力ＰＭを読込む。ステップ２０４は第７図（
ａ）及び第７図（ｂ）からステップ２０３で読み込んだ
吸気圧力ＰＭに対応する補正係数Ｋｐ＋、ＫＰ２を読込
む。

ステップ２０５は第４図のステップ１０３の波形で示す
ような基本制御パルスＴｓ＋、ＴＳ２に補正係数を乗し
、制御パルスエア１、Ｔ　ＸＳ２を次式（１）、（２）
によって演算する。

Ｔ、＋＝ＫｚＸＫｐ＋ＸＴｓ＋・・・　（１）Ｔ　、２
：　Ｋ　１２Ｘ　Ｋ　Ｐ２Ｘ　Ｔ　５２・・・・（２）
第２図及び第３図のフローチャートに従って上述のプロ
グラムを実行すると、第８図（ａ）に示すような各パル
スＴｉ、Ｔア】、Ｔう２がそれぞれの時間幅に応してエ
ンジン回転に同期したタイミングでパワートランジスタ
５のヘースに供給される。

よって、燃料噴射弁１は、第８図（ａンに示すような駆
動電圧の０Ｎ−ＯＦＦ動作に応して駆動コイルへの通電
が制御され、燃料噴射弁１の弁体のリフト量が第９図の
実線で示すように変化する。

つまりアイドリング時において全開保持用の基本燃料噴
射パルスＴｉが駆動コイルに印加されるので弁体は基本
燃料噴射パルスＴｉの時間幅の間全問位置に保持される
ようになる。そして全開位置に達した時に所望量の燃料
が噴射された後、制御パルスＴＲＩにより駆動コイルへ
の通電が制御パルスＴｘ＋の時間幅に応じて一時的に遮
断されるため全閉方向に押圧するスプリングによるスプ
リング力により弁体は全閉方向に移動する。ところが、
制御パルスエア、の時間幅に応じて一時的に遮断されて
いた駆動コイルへの通電が制御パルス７．２の時間幅に
応して再開されるため弁体は駆動コイルの吸引力により
閉弁速度が抑制される。更に、次の制置パルスＴ×１と
ＴＸ２により前述の動作が縁り返されるので、第９図の
破線で示すように従来バウンスしていた弁体は、第９図
の実線で示すように滑らかに着座し全閉位置に達する。

本実施例の利点について説明する。閉弁時において、従
来の装置では第５図（ａ）でコイル電流Ｉが従来の制御
パルスの適合値である０、４［Ａ］より小さい領域、例
えば０．３［Ａ］に、第６図（ａ）に示すような予め設
定された抑制パルスＴ＋。

Ｔ２のそれぞれの時間幅に応じて第６図（ｂ）の実線で
示す０．４［Ａ１時に比べて破線で示すようにコイルを
流■が早く低下してしまう、そして、第６図（Ｃ）で示
すような弁体が全開位置から全閉位置へ移動するときの
抑制パルスＴ２が加わる最良位置が破線で示す０．３［
Ａ］の時では、実線で示す０．４［Ａ］の時より△Ｔだ
けずれて、燃料噴射弁１が早く閉弁してしまうため、弁
体はバウンスする。

しかし、本実施例では、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）
に示すようにコイルｔｉｔが０．３［Ａ］に変化した時
に、補正像ＦＩＫ・・が１．　　Ｏより小さくなり、補
正係数に＋２が１０で一定にあるため、第６図（ａ）に
示すように制御パルスＴｘ＋の時間幅が小さくなる。ま
た、制御パルスＴｘ２の時間幅は補正像ＲＫ１２が一定
であるため変わらず、制御パルスＴｘＨの時間幅が小さ
くなった分だけ制御パルスＴｘ２がずれる。従って、コ
イルｔｉｌが０．　３ｒＡ］に変化しても制御パルスＴ
Ｘ２は第６図（Ｃ）の△Ｔだけ早く加わるため、弁体の
バウンスが抑制され、音圧しベルは”ＩＩ！５図（ａ）
に実線で示すように一定となる。

逆に、コイル電ｆｆｌ＋が０．４［Ａ］よりも大きい領
域では、補正係数ＫＩＩが１．　０より大きくなり、補
正係数Ｋ１２が１．　０で一定にあるため制御パルスＴ
に１の時ｒ′：１輻は大きくなる。また、制御パルスＴ
Ｘ２の時間幅は補正係数Ｋ１２が一定であるため変わら
ず、制御パルスＴｘ＋の時間幅が大きくなった分だけ制
御パルスＴＸ２がずれる。従って、コイル電流■が０．
４より［Ａコより大きい領域では制御パルスＴＸ２が遅
れて加わるため、弁体のバウンスが抑制され、音圧レヘ
ルは第５［１Ｕ（ａ）に実線で示すように一定となる。

更に、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示すように吸気
圧力ＰＭが従来の抑制パルスの適合値である２５０［ｍ
ｍＨ，ｇ］より小さい領域では、補正係数Ｋｐ＋が１．
０より小さくなり、補正係数ＫＰ２が１．０で一定にあ
るため、制御パルスＴｘ＋の時間幅は小さくなる。また
、制御パルスＴＸ２の時間幅は補正係数にρ２が一定で
あるため変わらず、制御パルスＴｘ＋の時間幅が小さく
なった分だけ制御パルスＴＸ２がずれる。従って、吸気
圧力ＰＭが２５０［ｍｍＨｇ］より小さい領域では制御
パルスＴｘ２が早く加わるため、弁体のバウンスが抑制
され、音圧レベルは第７図（ａ）に実線で示すように一
定となる。

そして、吸気圧力ＰＭが２５０　［ｍｍ、Ｈ−ｇ　］よ
り大きい領域では、補正係数にρ１が１．０よ、り大き
くなり、補正係数ＫＰ２が１．　０で一定にあるため、
制御パルスＴｘ＋の時間幅は大きくなる。また、制御パ
ルスＴＸ２の時間幅は補正係数ＫＰ２が一定であるため
変わらず、制御パルスＴＸＩが大きくなった分だけ制御
パルスがずれる。従って、吸気圧力ＰＭが２５０［ｍｍ
Ｈｇコより大きい領域では制御パルスが遅れて加わるた
め、弁体のバウンスが抑制され、音圧レヘルは第７図（
ａ）に実線で示すように一定となる。

以上説明した実施例では、燃料噴射弁１の駆動装置であ
るが、電磁的に作動される他の電磁弁［たとえばエンジ
ンのアイドル空気量をデユーティ比で制御するアイドル
・スピード・コントロール・バルブや、その他ＥＣ；Ｒ
（排出ガス再循環）制御用の電磁弁、燃料タンク内の蒸
発ガソリンのパージに用いる電磁弁等］てもよい。

また、制御パルスの補正をコイル電流■、吸気圧力ＰＭ
で行ったが、コイル電ｒＭＩはコイル印加電圧、コイル
抵抗により決まるのでコイル印加電圧、コイル抵抗によ
り補正してもよい。その上、コイル抵抗は温度により変
化するので温度で補正してもよい。

さらに、作動時間幅は、第８図（ａ）に示すように５分
割設定でなくそれ以上に分割設定したり、または、第８
図（ｂ）に示すように基本制御パルスＴＳＩとＴＳ２の
時間幅をアナログ的に制御し駆動電圧の０Ｎ−ＯＦＦ動
作を漸次変化させたりすることもてきる。

他の実施例として燃料噴射弁１０間弁時について図面を
参照し説明する。開弁時では、第１０図（ａ）に示すよ
うに作動時間幅を制御パルスＴ９．。

Ｔ　Ｙ２＋　　Ｔ　ｖ３．　　Ｔ　ｖａと基本燃料噴射
パルスＴｉに分割設定する。よって、第１０図（Ｃ）の
破線で示すように弁体のバウンスが抑制される。つまり
、アイドリング時において制御パルスＴ０が駆動コイル
に印加されるので弁体は駆動コイルの吸引力により全開
方向へ移動を開始する。次に、制御パルスＴＹ２により
駆動コイルへの通電が制御パルスＴＹ２の時間幅に応し
て一時的に遮断されるため全閉方向に押圧するスブルン
グによるスブルング力により弁体の開弁速度が抑制され
る。そして、制御パルスＴｖ２の時間幅に応して一時的
に遮断されていた駆動コイルへの通電が制御パルスＴＹ
３の時間幅に応して再開されるため弁体は駆動コイルの
吸引力により全開位置に近付く。その後、制御パルスＴ
マ１の時間幅に応じて駆動コイルへの通電が再び遮断さ
れるため更に弁体の開弁速度は抑制される。そこで、全
開保持用の基本燃料噴射パルスＴＩが駆動コイルに印加
されるので弁体は基本燃料噴射パルスＴ１の時間幅の開
会開位置に保持されるようになる。

そして、第１０図（ｂ）に示すように制御パルスＴＹ２
．　　ＴＶ３及びＴＹａの時間幅をアナログ的に制御し
駆動電圧の０Ｎ−ＯＦＦ動作を漸次変化させても弁体の
バウンスは抑制することができる。

ここでは、燃料噴射弁１の閉弁時と開弁時についてそれ
ぞれ説明したが、開弁時、閉弁時の両方で行ってもよい
。

「発明の効果」 本発明によれば、を磁弁の弁体の着座によるハウンズを
完全に抑制することができるとともに、バウンズにより
発生される衝撃音を低減することができるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁弁駆動装置の一実施例の構成を示
すブロック図、第２図は第１図の制御ユニットにて実行
される燃料噴射弁制御のプログラムのフローチャート、
第３図は第２図のステップ１０４にて実行される基本制
御パルス補正のプログラムのフローチャート、第４図は
第２図のフローチャートの流れに対するパルスを示すタ
イミングチャート、第５　ｆｌ！ｌ（ａ　）はコイル電
流に対する変化を示す特性図、第５図（ｂ’）はコイル
電流に対する値を示す表、第６図はコイル電流の変化に
対する説明図、第７（ｆｌ（ａ）は吸気圧力に対する変
化を示す特性図、第７図（ｂ）は吸気圧力に対する値を
示す表、第８図は時間幅を５分割設定したパルスとアナ
ログ的に制御された時間幅を示すタイミングチャート、
第９図は弁体のリフト量の変化を示す特性図、第１０図
は他の実施例である開弁時の説明図、第１１図はデユー
ティの変動し二対するコイル電流を示すタイミングチャ
ート、第１２図は本発明の構成を示すブロック図である
。 １・・・燃料噴射弁、２・・・回転数センサ、３・・・
吸気圧力ＰＭセンサ、４・・・制御ユニット、５・・・
パワートランジスタ、６・・・アイドルスイッチ、７・
・・電流検出センサ。 第 図 藤 図 第 図 ４′ ま 第 図 開弁時間 閉弁時間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動コイル及びこの駆動コイルにより、電磁的に
   駆動される弁体を備えた電磁弁と、 該電磁弁の作動時間幅を設定する作動時間幅設定手段と
   、 該作動時間幅設定手段にて設定された作動時間幅を複数
   に分割設定する分割設定手段と、該分割設定手段にて分
   割設定された作動時間幅に応じて複数の衝撃音緩和パル
   スを設定する衝撃音緩和パルス設定手段と、 該衝撃音緩和パルス設定手段にて設定された衝撃音緩和
   パルスを前記駆動コイルに流れるコイル電流に応じて補
   正する補正手段と、 該補正手段にて補正された衝撃音緩和パルスにより前記
   電磁弁の駆動コイルへの通電を制御する通電制御手段と を備えることを特徴とする電磁弁駆動装置。
2. （２）前記駆動コイルへの通電の制御をアイドリング時
   のみ行うことを特徴とする請求項（１）に記載の電磁弁
   駆動装置。
3. （３）前記作動時間幅設定手段にて設定された作動時間
   幅を５分割設定し、前記衝撃音緩和パルスを多数設定す
   ること若しくは前記作動時間幅設定手段にて設定された
   作動時間幅に応じた衝撃音緩和パルスをアナログ的に制
   御し、当該衝撃音緩和パルスを漸次変化させることを特
   徴とする請求項（１）に記載の電磁弁駆動装置。