JPS59103091A - 電磁弁の通電電流制御方法 - Google Patents
電磁弁の通電電流制御方法Info
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- JPS59103091A JPS59103091A JP57211848A JP21184882A JPS59103091A JP S59103091 A JPS59103091 A JP S59103091A JP 57211848 A JP57211848 A JP 57211848A JP 21184882 A JP21184882 A JP 21184882A JP S59103091 A JPS59103091 A JP S59103091A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば内燃機関の燃料噴射用電磁弁に流れる
電流を制御して電磁弁を良好に開閉動作させるというよ
うな、電磁弁の通電電流制御方法に関する。
電流を制御して電磁弁を良好に開閉動作させるというよ
うな、電磁弁の通電電流制御方法に関する。
従来より電磁弁を電流制御により開閉動作させる方法が
種々提案されている。例えば特開昭５２−１２５９３２
号公報によれば、電磁弁開放時の起動電流をより大きく
してその立ち上りを速くし、他方、電磁弁の保持電流は
必要最小限に小さくして消費電力を低（抑えると共に、
電磁弁開成時の立ち下りを速くすることにより、電磁弁
の応答速度及び制御精度を高めることが提案されてしす
る。□しかし、この装置の場合、起動電流が所定の最大
値に達した時点で出力トランジスタをオフし、その直後
には励磁巻線に並列に設けたフライホイール回路と消去
素子により電磁弁電流を吸収し、この電流が保持電流の
下限値に到達した時点で保持電流制御を開始させるよう
にしている。そのため、電磁弁電流が最大値から上記の
下限値に至るまでの時間が比較的長くなり、この期間に
おいて電磁弁制御信号が立ち下がるような場合には、電
磁弁電流は保持電流に比してまだ大きな値のままであり
、電磁弁が完全に閉じるまでに時間がかかる。
種々提案されている。例えば特開昭５２−１２５９３２
号公報によれば、電磁弁開放時の起動電流をより大きく
してその立ち上りを速くし、他方、電磁弁の保持電流は
必要最小限に小さくして消費電力を低（抑えると共に、
電磁弁開成時の立ち下りを速くすることにより、電磁弁
の応答速度及び制御精度を高めることが提案されてしす
る。□しかし、この装置の場合、起動電流が所定の最大
値に達した時点で出力トランジスタをオフし、その直後
には励磁巻線に並列に設けたフライホイール回路と消去
素子により電磁弁電流を吸収し、この電流が保持電流の
下限値に到達した時点で保持電流制御を開始させるよう
にしている。そのため、電磁弁電流が最大値から上記の
下限値に至るまでの時間が比較的長くなり、この期間に
おいて電磁弁制御信号が立ち下がるような場合には、電
磁弁電流は保持電流に比してまだ大きな値のままであり
、電磁弁が完全に閉じるまでに時間がかかる。
そのため、例えば燃料噴射量の制御精度が低下すること
になり、またこの期間における電力損失も大きくなると
いう問題がある。
になり、またこの期間における電力損失も大きくなると
いう問題がある。
本発明は上記した点に鑑み、電磁弁による物理量の制御
精度をさらに向上させると共に、電磁弁駆動時の電力損
失も極力小さくできるようにした電磁弁の通電電流制御
方法を提供することを目的とする。
精度をさらに向上させると共に、電磁弁駆動時の電力損
失も極力小さくできるようにした電磁弁の通電電流制御
方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は所望の物理量を制御するための電磁
弁の通電電流を駆動指令信号の入力期間中スイッチング
素子により制御する方法であって、前記駆動指令信号が
人力されると前記スイッチング素子を導通して前記電磁
弁への通電を開始し、通電電流が所定の最大電流値に達
すると前記スイッチ素子を遮断すると共に、その直後よ
り前記電磁弁に発生するフライホイール電圧に基づく電
流を第１の回路を通して流し、この電流が所定の電流制
御値まで低下するすると第２の回路を通して流すように
し、この電流が所定値まで低下した後は通電電流が保持
電流最小値及び保持電流最大値の範凹内に入るように前
記スイッチング素子を導通、遮断するようにしたことを
特徴とする。
弁の通電電流を駆動指令信号の入力期間中スイッチング
素子により制御する方法であって、前記駆動指令信号が
人力されると前記スイッチング素子を導通して前記電磁
弁への通電を開始し、通電電流が所定の最大電流値に達
すると前記スイッチ素子を遮断すると共に、その直後よ
り前記電磁弁に発生するフライホイール電圧に基づく電
流を第１の回路を通して流し、この電流が所定の電流制
御値まで低下するすると第２の回路を通して流すように
し、この電流が所定値まで低下した後は通電電流が保持
電流最小値及び保持電流最大値の範凹内に入るように前
記スイッチング素子を導通、遮断するようにしたことを
特徴とする。
ここで、本発明の基本となる制御動作について第３図を
用いて説明する。第３図（Ａ）はコンピュータ１より出
力される噴射パルス信号τを示し、第３図（Ｂ）は電磁
弁電流ＩＩＮＪの駆動波形を示し、また第３図（Ｃ）は
電磁弁の開閉状態を示している。まず噴射パルス信号τ
が立ち上がると出力トランジスタをオンして急峻に起動
電流が立ち上がり、電磁弁を開放させる。このとき最大
電流値ＩＰは電磁弁自身のインピーダンスやバッテリ電
圧等によって決定されるものであり、主としてこの起動
電流特性によって電磁弁開放時の応答速度が決定される
。
用いて説明する。第３図（Ａ）はコンピュータ１より出
力される噴射パルス信号τを示し、第３図（Ｂ）は電磁
弁電流ＩＩＮＪの駆動波形を示し、また第３図（Ｃ）は
電磁弁の開閉状態を示している。まず噴射パルス信号τ
が立ち上がると出力トランジスタをオンして急峻に起動
電流が立ち上がり、電磁弁を開放させる。このとき最大
電流値ＩＰは電磁弁自身のインピーダンスやバッテリ電
圧等によって決定されるものであり、主としてこの起動
電流特性によって電磁弁開放時の応答速度が決定される
。
また、一端電磁弁開放後は最大電流値Ｉｐに比べて十分
小さな値の保持電流でもって開放状態を保持できるため
、その値まで急峻に低下させるのが好しい。その際、電
流制御点Ｐ２ （Ｉ Ｄ＞Ｉ Ｈｌ−１）を設けてお
かないと、図中破線の如く電流が低下し過ぎて電磁弁が
特性（ロ）の如く一瞬閉じる方向に動作してハンチング
する恐れがある。これは噴射量の制御精度の低下を招き
好ましくない。この制御値ＩＣＩは少なくとも保持電流
ｒＨの最大値ＩＨ）（より大きければよく、好ましくは
Ｉ’１−ＩＨに近い値の方が点２２〜２３間の時間が短
かくなり、結果として電力損失を小さくできる。また、
保持電流■Ｈは出力トランジスタのオン・オフ動作によ
り形成することにより出力トランジスタのスイッチング
損失を小さくすることができる。
小さな値の保持電流でもって開放状態を保持できるため
、その値まで急峻に低下させるのが好しい。その際、電
流制御点Ｐ２ （Ｉ Ｄ＞Ｉ Ｈｌ−１）を設けてお
かないと、図中破線の如く電流が低下し過ぎて電磁弁が
特性（ロ）の如く一瞬閉じる方向に動作してハンチング
する恐れがある。これは噴射量の制御精度の低下を招き
好ましくない。この制御値ＩＣＩは少なくとも保持電流
ｒＨの最大値ＩＨ）（より大きければよく、好ましくは
Ｉ’１−ＩＨに近い値の方が点２２〜２３間の時間が短
かくなり、結果として電力損失を小さくできる。また、
保持電流■Ｈは出力トランジスタのオン・オフ動作によ
り形成することにより出力トランジスタのスイッチング
損失を小さくすることができる。
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第１図は本発明の１適用例として電子式燃料制御装置の
概略を示しており、１は各種の機関情報に基づいて内燃
機関に与える燃料量を計算するコンピュータで、マニホ
ールド圧力センサ２、温度センサ３、クランク位置信号
やクランク角信号などによる入力タイミング装置４、そ
の他のセンサ５゜６、バッテリ７等からの信号を入力し
ている。８はスロットル本体である。コンピュータ１の
出力側は電磁弁制御装置ＩＡより吸気マニホールド９内
に装着されている燃料噴射用電磁弁１０に結合される。
概略を示しており、１は各種の機関情報に基づいて内燃
機関に与える燃料量を計算するコンピュータで、マニホ
ールド圧力センサ２、温度センサ３、クランク位置信号
やクランク角信号などによる入力タイミング装置４、そ
の他のセンサ５゜６、バッテリ７等からの信号を入力し
ている。８はスロットル本体である。コンピュータ１の
出力側は電磁弁制御装置ＩＡより吸気マニホールド９内
に装着されている燃料噴射用電磁弁１０に結合される。
この電磁弁１０は燃料タンク１１からポンプ１２と燃料
パイプ１３を介して送られてくる燃料を内燃機関の燃焼
室１４へ送り込むように構成されている。また、電磁弁
制御装置ＩＡは、後述す、るようにコンピュータ１によ
り出力される噴射パルス信号に基づいて電磁弁１０を良
好に開閉駆動するための信号を出力するものである。
パイプ１３を介して送られてくる燃料を内燃機関の燃焼
室１４へ送り込むように構成されている。また、電磁弁
制御装置ＩＡは、後述す、るようにコンピュータ１によ
り出力される噴射パルス信号に基づいて電磁弁１０を良
好に開閉駆動するための信号を出力するものである。
次に、第２図は電磁弁制御装置ＩＡの具体的回路を示す
。図中Ｒ１〜Ｒ２７は抵抗で、特にＲ２４とＲ２７は電
流検出用の微小抵抗（例えば０．２Ω）である。Ｔ１〜
Ｔ９はトランジスタ、ＣＯ１〜ＣＯ６はコンパレータ、
ＯＲ１はオアゲート、Ｎ０ＲＩ、Ｎ０Ｒ２はノアゲート
、ＩＮＶはインバートゲート、Ａ１−Ａ３は定電流源、
Ｚｌ、Ｚ２はツェナーダイオード、Ｃ１，Ｃ２はコンデ
ンサ、Ｄｉ、Ｄ２はダイオード、ＦＦはフリップフロッ
プ、ＲＬはリレー、ＩＮＪは燃料噴射用の電磁弁、ＶＢ
はバッテリ電源、ＶＲは定電圧電源である。
。図中Ｒ１〜Ｒ２７は抵抗で、特にＲ２４とＲ２７は電
流検出用の微小抵抗（例えば０．２Ω）である。Ｔ１〜
Ｔ９はトランジスタ、ＣＯ１〜ＣＯ６はコンパレータ、
ＯＲ１はオアゲート、Ｎ０ＲＩ、Ｎ０Ｒ２はノアゲート
、ＩＮＶはインバートゲート、Ａ１−Ａ３は定電流源、
Ｚｌ、Ｚ２はツェナーダイオード、Ｃ１，Ｃ２はコンデ
ンサ、Ｄｉ、Ｄ２はダイオード、ＦＦはフリップフロッ
プ、ＲＬはリレー、ＩＮＪは燃料噴射用の電磁弁、ＶＢ
はバッテリ電源、ＶＲは定電圧電源である。
とりわげ、コンパレータＣ○１は電磁弁起動電流の最大
値１ｐ（）ランジスタＴ４がオンしている場合に設定さ
れる値）及び保持電流Ｉｓの最大値ＩＨＨ（）ランジス
タＴ４がオフしている場合に設定される値）を決定する
作用をし、コンパレータＣＯ３は保持電流ＩＨの最低値
ＩＨＬを、コンパレークＣＯ４は起動電流の立ち下がり
制御値ＩＤを決定する作用を有するものである（第３図
参照）。また、コンデンサＣ，及びコンパレータＣＯ２
を主要部とする回路は、起動電流が最大値ＩＰまで到達
しない場合には保持電流制御に移行しないため、強制的
に移行させるための電磁弁保護の作用をし、またコンデ
ンサＣ２、コンパレークＣ０６、トランジスタＴ８及び
リレーＲＬを主要部とする回路は、電磁弁駆動経路がシ
ョートした場合にこの経路を遮断して出力トランジスタ
や電磁弁の破損を防ぐための保護作用を行なうものであ
る。
値１ｐ（）ランジスタＴ４がオンしている場合に設定さ
れる値）及び保持電流Ｉｓの最大値ＩＨＨ（）ランジス
タＴ４がオフしている場合に設定される値）を決定する
作用をし、コンパレータＣＯ３は保持電流ＩＨの最低値
ＩＨＬを、コンパレークＣＯ４は起動電流の立ち下がり
制御値ＩＤを決定する作用を有するものである（第３図
参照）。また、コンデンサＣ，及びコンパレータＣＯ２
を主要部とする回路は、起動電流が最大値ＩＰまで到達
しない場合には保持電流制御に移行しないため、強制的
に移行させるための電磁弁保護の作用をし、またコンデ
ンサＣ２、コンパレークＣ０６、トランジスタＴ８及び
リレーＲＬを主要部とする回路は、電磁弁駆動経路がシ
ョートした場合にこの経路を遮断して出力トランジスタ
や電磁弁の破損を防ぐための保護作用を行なうものであ
る。
次に、上記構成回路の作動について説明する。
ます、噴射パルス信号τが入力されてないときについて
； 点Ａの電位はＨレベルであり、従ってノアゲートＮ０Ｒ
１のＣ入力、ノアゲートＮ０Ｒ２のｂ入力はＨレベル、
またＳ−ＲフリップフロップＦＦのリセント入力はＩ（
レベル、トランジスタＴ３はオンと４る。以上の条件よ
りトランジスタＴ６．Ｔ７、Ｔ９はオフとなるため、ト
ランジスタＴ９のエミッタ電圧ＶＥ＃Ｏ，）ランジスタ
Ｔ７のコレクク電圧ＶＣ＃ＶＢとなる。そこでコンパレ
ーク１．２，３．４の出力はすべてＬレベルとなる。
； 点Ａの電位はＨレベルであり、従ってノアゲートＮ０Ｒ
１のＣ入力、ノアゲートＮ０Ｒ２のｂ入力はＨレベル、
またＳ−ＲフリップフロップＦＦのリセント入力はＩ（
レベル、トランジスタＴ３はオンと４る。以上の条件よ
りトランジスタＴ６．Ｔ７、Ｔ９はオフとなるため、ト
ランジスタＴ９のエミッタ電圧ＶＥ＃Ｏ，）ランジスタ
Ｔ７のコレクク電圧ＶＣ＃ＶＢとなる。そこでコンパレ
ーク１．２，３．４の出力はすべてＬレベルとなる。
このためノアゲー１−Ｎ０ＲＩの３人力、ｂ入力、及び
ノアゲー）ＮＯＲ２のａ入力はすべてＬレベル、またフ
リップフロップｊＦのセント入力はＬレベル、Ｑ出力は
Ｌレベルであるから、オアゲートＯＲ工のｂ入力とａ入
力はＬレベルとなりトランジスタＴ４はオンとなる。さ
らに、コンパレータＣＯ５の出力はＨレベルで、トラン
ジスタＴ５はオンとなるためトランジスタＴ８はオンと
なり、電磁弁保護用のリレーＲＬは閉じた状態を維持す
る。またトランジスタＴ９はオフのため電磁弁電流ＩＩ
ＮＪは零となる。
ノアゲー）ＮＯＲ２のａ入力はすべてＬレベル、またフ
リップフロップｊＦのセント入力はＬレベル、Ｑ出力は
Ｌレベルであるから、オアゲートＯＲ工のｂ入力とａ入
力はＬレベルとなりトランジスタＴ４はオンとなる。さ
らに、コンパレータＣＯ５の出力はＨレベルで、トラン
ジスタＴ５はオンとなるためトランジスタＴ８はオンと
なり、電磁弁保護用のリレーＲＬは閉じた状態を維持す
る。またトランジスタＴ９はオフのため電磁弁電流ＩＩ
ＮＪは零となる。
次に、噴射パルス信号τが入力されているときについて
； 噴射パルス信号でか入力されると（第４図（Ａ））、点
Ａの電位はＬレベルとなるのでノアゲートＮ。
； 噴射パルス信号でか入力されると（第４図（Ａ））、点
Ａの電位はＬレベルとなるのでノアゲートＮ。
Ｒ１のＣ入力はＬレベルとなり、トランジスタＴ９がオ
ンして電磁弁に電流が流れ出す（第４図（Ｇ））。この
ときの電流Ｉ工ＮＪは、ＩｘＮＪ（ｔｌ＃Ｖｓ ［１ｅ
ＸＩｌ）（Ｒｒ＋＜、ｒ＋Ｒ２７）ｔ／ＬｘＮ、ｒ）
）／ （ＲＩＮＪ＋Ｒ２７）となる。ただしＬＩＮＪは
電磁弁の電磁巻線のインダクタンスである。この電流に
よりＢ点であるコンパレータＣＯＩの非反転入力の電位
が上がり、抵抗Ｒ８，Ｒ９，ＲＩＯ１電圧Ｖ Ｂ ＋
Ｖ Ｒで決まるしきい値（つまり最大電流値１ｐ）に
達すると、コンパレータＣＯ１の出力はＨレベルとなり
、フリップフロップＦＦのセント入力はＨレベル、Ｑ出
力はＬレベルからＨレベルとなり（第４図（Ｃ））、ト
ランジスタＴ４はオフする。また、ノアゲートＮ０ＲＩ
の５人力はＨレベルとなるためトランジスタＴ９はオフ
する。
ンして電磁弁に電流が流れ出す（第４図（Ｇ））。この
ときの電流Ｉ工ＮＪは、ＩｘＮＪ（ｔｌ＃Ｖｓ ［１ｅ
ＸＩｌ）（Ｒｒ＋＜、ｒ＋Ｒ２７）ｔ／ＬｘＮ、ｒ）
）／ （ＲＩＮＪ＋Ｒ２７）となる。ただしＬＩＮＪは
電磁弁の電磁巻線のインダクタンスである。この電流に
よりＢ点であるコンパレータＣＯＩの非反転入力の電位
が上がり、抵抗Ｒ８，Ｒ９，ＲＩＯ１電圧Ｖ Ｂ ＋
Ｖ Ｒで決まるしきい値（つまり最大電流値１ｐ）に
達すると、コンパレータＣＯ１の出力はＨレベルとなり
、フリップフロップＦＦのセント入力はＨレベル、Ｑ出
力はＬレベルからＨレベルとなり（第４図（Ｃ））、ト
ランジスタＴ４はオフする。また、ノアゲートＮ０ＲＩ
の５人力はＨレベルとなるためトランジスタＴ９はオフ
する。
次に、トランジスタＴ９がオフすると、電磁弁の電磁巻
線にフライバック電圧が発生し、ダイオードＤ１を介し
てツェナーダイオードＺ２をオンさせる。なお、トラン
ジスタＴ７はこのツェナーダイオードＺ２がオンするま
ではオンしているが、その直後Ｃ点であるコレクタ側が
高電位（■ｃ−Ｖａ＋ｌｐ−Ｒ２４）となるためコンパ
レータＣ０４、ＣＯ３の出力がＨレベルとなり、トラン
ジスタＴ６がオフするため、このトランジスタＴ７もオ
フする。そこで１．フライバンク電圧に基づく電磁弁電
流ＩＸＮＪはＤ １ ＝Ｚ ２−Ｒ２４−Ｖ ｓの経路
を流れる。
線にフライバック電圧が発生し、ダイオードＤ１を介し
てツェナーダイオードＺ２をオンさせる。なお、トラン
ジスタＴ７はこのツェナーダイオードＺ２がオンするま
ではオンしているが、その直後Ｃ点であるコレクタ側が
高電位（■ｃ−Ｖａ＋ｌｐ−Ｒ２４）となるためコンパ
レータＣ０４、ＣＯ３の出力がＨレベルとなり、トラン
ジスタＴ６がオフするため、このトランジスタＴ７もオ
フする。そこで１．フライバンク電圧に基づく電磁弁電
流ＩＸＮＪはＤ １ ＝Ｚ ２−Ｒ２４−Ｖ ｓの経路
を流れる。
この電磁弁電流ＩＩＮＪは最大値ＩＰから瞬時に零に移
行しようとするが、この電流の減少によりＣ・点である
コンパレークＣＯ４の非反転入力の電位が下がり、この
電位が抵抗Ｒ１３，Ｒ１４゜電圧源ＶＢ＋ ｖ８−ｖ
Ｒで決まるしきい値（このとき■工ＮＪ−ＩＤである）
に達するとコンパレークＣＯ４はＨレベルからＬレベル
となり、ノアゲー１−Ｎ０Ｒ２の出力はＨレベル、従っ
てトランジスタＴ６、Ｔ７がオンするため電磁弁電流１
． ＩＮＪはり、１−Ｔ７−Ｒ２４，−ＶＢの経路で流
れ、フライバンク電圧を消去する。ここで、ツェナーダ
イオードＺ２のオン時間を制限する理由は、前述した電
磁弁電流ＩＩＮＪの落ち込みを防ぐほかに、ツェナーダ
イオードＺ２の電力負担を少な（するためである。
行しようとするが、この電流の減少によりＣ・点である
コンパレークＣＯ４の非反転入力の電位が下がり、この
電位が抵抗Ｒ１３，Ｒ１４゜電圧源ＶＢ＋ ｖ８−ｖ
Ｒで決まるしきい値（このとき■工ＮＪ−ＩＤである）
に達するとコンパレークＣＯ４はＨレベルからＬレベル
となり、ノアゲー１−Ｎ０Ｒ２の出力はＨレベル、従っ
てトランジスタＴ６、Ｔ７がオンするため電磁弁電流１
． ＩＮＪはり、１−Ｔ７−Ｒ２４，−ＶＢの経路で流
れ、フライバンク電圧を消去する。ここで、ツェナーダ
イオードＺ２のオン時間を制限する理由は、前述した電
磁弁電流ＩＩＮＪの落ち込みを防ぐほかに、ツェナーダ
イオードＺ２の電力負担を少な（するためである。
そこで、電磁弁電流Ｉ ＩＮＪが、ＩＩＮＪ＜ＩＣ＋の
とき抵抗Ｒ２４，ＲＩＮＪ （電磁巻線のもつ抵抗）、
ＬＩＮＪで決まる時定数で減少し、０点の電位であるコ
ンパレータＣＯ３の非反転入力が抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，
ＶＢ−ＶＲで決まるしきい値（このときＩＩＮＪ−ＩＨ
してある）に達するとコンパレータＣＯ３の出力はＨレ
ベルからＬレベルになり、ノアゲー）ＮＯＲＩの３人力
はすべてＬレベルとなるためＨレベルを出力し、トラン
ジスタＴ９がオンする。
とき抵抗Ｒ２４，ＲＩＮＪ （電磁巻線のもつ抵抗）、
ＬＩＮＪで決まる時定数で減少し、０点の電位であるコ
ンパレータＣＯ３の非反転入力が抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，
ＶＢ−ＶＲで決まるしきい値（このときＩＩＮＪ−ＩＨ
してある）に達するとコンパレータＣＯ３の出力はＨレ
ベルからＬレベルになり、ノアゲー）ＮＯＲＩの３人力
はすべてＬレベルとなるためＨレベルを出力し、トラン
ジスタＴ９がオンする。
次に、トランジスタＴ９がオンして電磁弁電流Ｉ Ｉ
Ｎ、ｘが増大し、Ｂ点であるコンパレークＣ０１の非反
転入力が抵抗Ｒ８，Ｒ９，ＶＲて決まるしきい値（この
ときＩＩＮＪ”ＩＨＨである）に達すると、コンパレー
タＣｏｔの出力はＨレベルとなりトランジスタＴ９はオ
フとなる。ここで、フリップフロップＦＦは一度セノド
されるとその噴射、パルス信号発生期間はＨレベルを出
力し続けるため、トランジスタＴ４はオフ状態を維持し
ている。従って、電磁弁電流Ｉ Ｉ Ｎ Ｊは、コンパ
レータＣ○１による保持電流最大値Ｉｔ−ＩＨとコンパ
レーターＣＯ３による保持電流値ＩＨＬによって制御さ
れ、保持電流Ｉ Ｈが形成される。なお、制御電流ＴＯ
と保持電流ＩＨＨとはＩＤ＞ＩＩ−ＩＨの関係に設定し
であるため、トランジスタＴ９がオフしたときトランジ
スタＴ６．Ｔ７がオンしており、そのときのフライバン
ク電圧による電磁弁電流■工ＮＪはＤ１→Ｔ７→Ｒ’２
４→ＶＥの経路で流れ、フライバンク電圧を消去する。
Ｎ、ｘが増大し、Ｂ点であるコンパレークＣ０１の非反
転入力が抵抗Ｒ８，Ｒ９，ＶＲて決まるしきい値（この
ときＩＩＮＪ”ＩＨＨである）に達すると、コンパレー
タＣｏｔの出力はＨレベルとなりトランジスタＴ９はオ
フとなる。ここで、フリップフロップＦＦは一度セノド
されるとその噴射、パルス信号発生期間はＨレベルを出
力し続けるため、トランジスタＴ４はオフ状態を維持し
ている。従って、電磁弁電流Ｉ Ｉ Ｎ Ｊは、コンパ
レータＣ○１による保持電流最大値Ｉｔ−ＩＨとコンパ
レーターＣＯ３による保持電流値ＩＨＬによって制御さ
れ、保持電流Ｉ Ｈが形成される。なお、制御電流ＴＯ
と保持電流ＩＨＨとはＩＤ＞ＩＩ−ＩＨの関係に設定し
であるため、トランジスタＴ９がオフしたときトランジ
スタＴ６．Ｔ７がオンしており、そのときのフライバン
ク電圧による電磁弁電流■工ＮＪはＤ１→Ｔ７→Ｒ’２
４→ＶＥの経路で流れ、フライバンク電圧を消去する。
そして、この電流ＩＩＮＪが保持電流最小値■Ｈしに達
すると、Ｃ点電位も下がるためコンパレータＣＯ３がＨ
レベルからＬレベルとなり、再びトランジスタＴ９がオ
ンする。そして電流■工ＮＪが保持電流最大値１１−Ｉ
Ｈに達すると、Ｂ点電位が上かりコンパレータＣ○１
がＬレベルからＨレベルとなり、再びトランジスタＴ９
がオフすることになる。以下、これらの動作を、噴射パ
ルス信号τが入力されている期間中繰り返すことになる
。
すると、Ｃ点電位も下がるためコンパレータＣＯ３がＨ
レベルからＬレベルとなり、再びトランジスタＴ９がオ
ンする。そして電流■工ＮＪが保持電流最大値１１−Ｉ
Ｈに達すると、Ｂ点電位が上かりコンパレータＣ○１
がＬレベルからＨレベルとなり、再びトランジスタＴ９
がオフすることになる。以下、これらの動作を、噴射パ
ルス信号τが入力されている期間中繰り返すことになる
。
なお、第４図（Ａ）〜（Ｊ）の各信号波形について説明
すると、（Ａ）は噴射パルス信号τ、（Ｂ）は電磁弁電
流■工Ｎ Ｊ、（Ｃ）はフリップフロップＦＦのＱ出力
、（Ｄ）はコンパレータＣ０１の出力、（Ｅ）はコンパ
レータＣＯ３の出力、（Ｆ）はコンパレータＣＯ４の出
力、（Ｇ）はトランジスタＴ９のコレクタ電位、（Ｈ）
はトランジスタＴ９の電流波形、（Ｉ）はトランジスタ
Ｔ７の電流波形、（Ｊ）はツェナーダイオードＺ２の電
流波形である。
すると、（Ａ）は噴射パルス信号τ、（Ｂ）は電磁弁電
流■工Ｎ Ｊ、（Ｃ）はフリップフロップＦＦのＱ出力
、（Ｄ）はコンパレータＣ０１の出力、（Ｅ）はコンパ
レータＣＯ３の出力、（Ｆ）はコンパレータＣＯ４の出
力、（Ｇ）はトランジスタＴ９のコレクタ電位、（Ｈ）
はトランジスタＴ９の電流波形、（Ｉ）はトランジスタ
Ｔ７の電流波形、（Ｊ）はツェナーダイオードＺ２の電
流波形である。
次に、本回路に含まれるフェイルセーフ機能について説
明する。
明する。
まず、電磁弁発熱による破損防止について；電磁弁の最
大電流値Ｉｐは例えば数アンペアあり、連続動作時に電
磁弁自己発熱によりその内部抵抗ＲＩＮＪが大きくなり
、そのため電磁弁電流１１ＮＪが最大電流値ＩＰに達し
なくなる場合が生じ、所定時間しても保持電流制御に移
行せず、ＩＩＮＪ＝ＶＢ／ （Ｒｘ＋ｉＪ＋Ｒ２７）の
大電流が噴射パルス信号τの入力期間中ずっと電磁弁に
流れ続け、そのため電磁弁が一層発熱し破損する可能性
がある。
大電流値Ｉｐは例えば数アンペアあり、連続動作時に電
磁弁自己発熱によりその内部抵抗ＲＩＮＪが大きくなり
、そのため電磁弁電流１１ＮＪが最大電流値ＩＰに達し
なくなる場合が生じ、所定時間しても保持電流制御に移
行せず、ＩＩＮＪ＝ＶＢ／ （Ｒｘ＋ｉＪ＋Ｒ２７）の
大電流が噴射パルス信号τの入力期間中ずっと電磁弁に
流れ続け、そのため電磁弁が一層発熱し破損する可能性
がある。
そこで、本実施例では噴射パルス信号τを入力して一定
時間（電磁弁の応答性によって異なるか例えは２ｍ５ｅ
ｃ）後には電磁弁電流ＩＩＮＪか最大電流値ｉｐに達し
ない場合この電流ＩＩＮＪを強制的に保持電流１．の状
態まで移行させる機能を追加しである。
時間（電磁弁の応答性によって異なるか例えは２ｍ５ｅ
ｃ）後には電磁弁電流ＩＩＮＪか最大電流値ｉｐに達し
ない場合この電流ＩＩＮＪを強制的に保持電流１．の状
態まで移行させる機能を追加しである。
すなわち、第２図中上としてコンデンサＣ１、定電流Ａ
２、コンパレークＣＯ２、及びトランジスタＴ３で構成
される。そこで、噴射パルス信号λが入力されるとトラ
ンジスタＴ３がオフするのでコンデンサＣ１は定電流■
２で充電開始され、コンデンサＣ１の電位ＶＣ１はＶＣ
１＝Ｉ２・ｔ／Ｃ１となり、抵抗Ｒ４，Ｒ５、電圧源Ｖ
Ｒで決まるコンパレータＣＯ２のしきい値（つまり一定
時間を示す値）に達すると、コンパレータＣＯ２の出力
はＨレベルとなりトランジスタＴ４がオフするため、電
磁弁電流Ｉ Ｉ Ｎ Ｊは最大電流ＩＰに達しなくても
保持電流ＩＨへ強制的に移行させることができる。ただ
し、この機能は、バッテリ電源■８がＶＢ＜１０．５Ｖ
でツェナーダイオードＺ１及びトランジスタＴ１かオフ
しトランジスタＴ２がオンするため、動作しな（なる。
２、コンパレークＣＯ２、及びトランジスタＴ３で構成
される。そこで、噴射パルス信号λが入力されるとトラ
ンジスタＴ３がオフするのでコンデンサＣ１は定電流■
２で充電開始され、コンデンサＣ１の電位ＶＣ１はＶＣ
１＝Ｉ２・ｔ／Ｃ１となり、抵抗Ｒ４，Ｒ５、電圧源Ｖ
Ｒで決まるコンパレータＣＯ２のしきい値（つまり一定
時間を示す値）に達すると、コンパレータＣＯ２の出力
はＨレベルとなりトランジスタＴ４がオフするため、電
磁弁電流Ｉ Ｉ Ｎ Ｊは最大電流ＩＰに達しなくても
保持電流ＩＨへ強制的に移行させることができる。ただ
し、この機能は、バッテリ電源■８がＶＢ＜１０．５Ｖ
でツェナーダイオードＺ１及びトランジスタＴ１かオフ
しトランジスタＴ２がオンするため、動作しな（なる。
これは■８＜ １０．５’ Ｖでは電磁弁電流ＩＩＮＪ
の立ち上りが遅くなり、そのため電磁弁の開弁時間が遅
（なり、開弁じない状態のまま保持電流ＩＨへ移行する
恐れがあるのを防止することと、さらに発熱による電磁
弁破損の可能性がなくなることからである。
の立ち上りが遅くなり、そのため電磁弁の開弁時間が遅
（なり、開弁じない状態のまま保持電流ＩＨへ移行する
恐れがあるのを防止することと、さらに発熱による電磁
弁破損の可能性がなくなることからである。
次に、電磁弁駆動経路のショート検出について；ショー
トには電磁弁駆動用トランジスタＴ９の破壊及びワイヤ
ーハネスジヨードによるものかあり、ショート電流によ
る電磁弁破損を防ぐ必要がある。
トには電磁弁駆動用トランジスタＴ９の破壊及びワイヤ
ーハネスジヨードによるものかあり、ショート電流によ
る電磁弁破損を防ぐ必要がある。
本実施例の場合、トランジスタＴ９のコレクタ電位が一
定時間（これは噴射パルス信号τの最大時間幅に応じて
決まる値で例えば５秒である）以上連続してＶ ａ ／
２以下になったとき、これをショートと判定して電磁
弁通電経路を遮断し、またショート判定後トランジスタ
Ｔ９のコレクタ電位が７８７２以上になったとき解除す
るものである。
定時間（これは噴射パルス信号τの最大時間幅に応じて
決まる値で例えば５秒である）以上連続してＶ ａ ／
２以下になったとき、これをショートと判定して電磁
弁通電経路を遮断し、またショート判定後トランジスタ
Ｔ９のコレクタ電位が７８７２以上になったとき解除す
るものである。
すなわち、第２図中上としてコンパレータＣＯ５、ＣＯ
６、トランジスタＴ５．Ｔ８、コンデンサＣ２、定電流
源Ａ３及びリレーＲＬで構成される。そこで、トランジ
スタＴ９のコレクタ電位がＶ８／２以下になるとコンパ
レークＣ○５の出力はＬレベルとなりトランジスタＴ５
はオフする。
６、トランジスタＴ５．Ｔ８、コンデンサＣ２、定電流
源Ａ３及びリレーＲＬで構成される。そこで、トランジ
スタＴ９のコレクタ電位がＶ８／２以下になるとコンパ
レークＣ○５の出力はＬレベルとなりトランジスタＴ５
はオフする。
そこでコンデンサＣ２が充電開始され、コンデンサ電位
■。２はＶ。２−Ｉ３・ｔ／Ｃ２で上昇し、上記した如
きショートが発生すると、そのまま上昇し続け、一定時
間後には抵抗Ｒ２０，Ｒ２１、電圧源ＶＲで決まるコン
パレータＣＯ６のしきい値に達するため、コンパレータ
ＣＯ６の出力はＬレベルとなりトランジスタＴ８がオフ
してリレーＲＬを遮断し、リレー接点を開いて電磁弁へ
の電源供給を遮断することになる。
■。２はＶ。２−Ｉ３・ｔ／Ｃ２で上昇し、上記した如
きショートが発生すると、そのまま上昇し続け、一定時
間後には抵抗Ｒ２０，Ｒ２１、電圧源ＶＲで決まるコン
パレータＣＯ６のしきい値に達するため、コンパレータ
ＣＯ６の出力はＬレベルとなりトランジスタＴ８がオフ
してリレーＲＬを遮断し、リレー接点を開いて電磁弁へ
の電源供給を遮断することになる。
また、ショート判定後、トランジスタＴ９のコレクタ電
位が７８７２以上になると、コンパレータＣＯ５の出力
はＨレベルとなりトランジスタＴ５がオンするため、コ
ンデンサＣ２の充電電荷は瞬時に放電し、コンパレータ
Ｃ○６の出力がＨレベルとなってトランジスタＴ８がオ
ンし、従ってリレーＲＬが通電されてリレー接点が閉じ
て正常動作に戻る。
位が７８７２以上になると、コンパレータＣＯ５の出力
はＨレベルとなりトランジスタＴ５がオンするため、コ
ンデンサＣ２の充電電荷は瞬時に放電し、コンパレータ
Ｃ○６の出力がＨレベルとなってトランジスタＴ８がオ
ンし、従ってリレーＲＬが通電されてリレー接点が閉じ
て正常動作に戻る。
なお、ショート判定後電源（ＶＢ）を切って再び電源投
入すると、その間にコンデンサＣ２の電荷は放電される
ため、コンデンサＣＯ６の出力はＨレベルとなってリレ
ーＲＬを駆電し、リレー接点を閉じて正常動作を戻すこ
とができる。
入すると、その間にコンデンサＣ２の電荷は放電される
ため、コンデンサＣＯ６の出力はＨレベルとなってリレ
ーＲＬを駆電し、リレー接点を閉じて正常動作を戻すこ
とができる。
次に、第２図に示す回路における電磁弁電流の制御目標
値ＩＰ％ＩＤ、ＩＨＨｌＩＨＬの調整方法について簡単
に説明しておく。本回路はハイブリッドＩＣ回路化され
、主要な抵抗は厚膜素子によって構成される。
値ＩＰ％ＩＤ、ＩＨＨｌＩＨＬの調整方法について簡単
に説明しておく。本回路はハイブリッドＩＣ回路化され
、主要な抵抗は厚膜素子によって構成される。
そこで、まず第１ステツプとして、フリップフロップＦ
ＦのＱ出力をＨレベルに設定した状態で、かつ外部電流
源を用いて抵抗Ｒ２７に保持電流最大値ＩＨＨに相当す
る電流を流した状態で、コンパレータＣＯＩの出力が反
転するまで抵抗Ｒ８のトリミングを行なう （ＩＨＩ−
１の調整）。
ＦのＱ出力をＨレベルに設定した状態で、かつ外部電流
源を用いて抵抗Ｒ２７に保持電流最大値ＩＨＨに相当す
る電流を流した状態で、コンパレータＣＯＩの出力が反
転するまで抵抗Ｒ８のトリミングを行なう （ＩＨＩ−
１の調整）。
次に、第２ステツプとして、フリップフロップＦＦのＱ
出力をＬレベルに設定した状態で、かつ抵抗Ｒ２７に最
大電流値ＩＰに相当する電流を流した状態で、コンパレ
ータＣｏｔの出力が反転するまで抵抗ＲＩＯのトリミン
グを行なう （Ｉｐの調整）。
出力をＬレベルに設定した状態で、かつ抵抗Ｒ２７に最
大電流値ＩＰに相当する電流を流した状態で、コンパレ
ータＣｏｔの出力が反転するまで抵抗ＲＩＯのトリミン
グを行なう （Ｉｐの調整）。
次に、第３ステツプとして、フリップフロップＦＦのＱ
出力をＨレベルに設定した状態で、かつ保持電流最小値
Ｉｔ−ＩＬに相当する電流を抵抗Ｒ２４に流した状態で
、コンパレータＣＯ３の出力が反転するまで抵抗Ｒ１２
のトリミングを行なう（ＩＨＬの調整）。
出力をＨレベルに設定した状態で、かつ保持電流最小値
Ｉｔ−ＩＬに相当する電流を抵抗Ｒ２４に流した状態で
、コンパレータＣＯ３の出力が反転するまで抵抗Ｒ１２
のトリミングを行なう（ＩＨＬの調整）。
次に、第４ステツプとして、第３ステツプと同様に電流
制御値ＩＤに相当する電流を抵抗Ｒ２４に流した状態で
、コンパレータＣ○４の出力が反転するまで抵抗Ｒ１６
のトリミングを行なう （■Ｄの調整）。
制御値ＩＤに相当する電流を抵抗Ｒ２４に流した状態で
、コンパレータＣ○４の出力が反転するまで抵抗Ｒ１６
のトリミングを行なう （■Ｄの調整）。
以上の４点の調整を上記の順序で行なうことにより完了
する。本例の場合、コンパレータ出力の変化を監視する
だけで良く、従来の如きオシロスコープ等による出力波
形の監視を行なわず簡単な方法で済ませることができる
。
する。本例の場合、コンパレータ出力の変化を監視する
だけで良く、従来の如きオシロスコープ等による出力波
形の監視を行なわず簡単な方法で済ませることができる
。
なお、本発明は、上記した燃料噴射用電磁弁に限らず、
その他液体や気体の流量を制御する電磁弁にも同様に適
用できる。
その他液体や気体の流量を制御する電磁弁にも同様に適
用できる。
また、本発明の特徴部であるフライホイール電圧を吸収
するための回路、すなわち第１の回路（ツェナーダイオ
ードＺ２）及び第２の回路（主としてトランジスタＴ？
）の構成は第２図のものに限らない。例えばツェナーダ
イオードＺ２に代えて所定電圧以上のとき動作するスイ
ッチング回路でもよい。
するための回路、すなわち第１の回路（ツェナーダイオ
ードＺ２）及び第２の回路（主としてトランジスタＴ？
）の構成は第２図のものに限らない。例えばツェナーダ
イオードＺ２に代えて所定電圧以上のとき動作するスイ
ッチング回路でもよい。
以上述べたように本発明では、電磁弁の通電電流が最大
電流値に達した後より保持電流制御に移行するに際して
、一旦所定の電流制御値を用いて通電電流の低下状態を
制御するようにしているから、電磁弁の制御精度を一層
向上させることができるようになり、かつ電磁弁駆動時
の電力損失も小さくできるようになるという効果が得ら
れる。
電流値に達した後より保持電流制御に移行するに際して
、一旦所定の電流制御値を用いて通電電流の低下状態を
制御するようにしているから、電磁弁の制御精度を一層
向上させることができるようになり、かつ電磁弁駆動時
の電力損失も小さくできるようになるという効果が得ら
れる。
第１図は燃料噴射システムの構成図、第２図は本発明の
一実施例を示す回路図、第３図は本発明の基本動作を説
明するための信号波形図、第４図は本発明の作動説明に
供する信号波形図である。 ＩＮＪ・・・電磁弁、ＣＯＩ、ＣＯ３，ＣＯ４・・・各
通電電流値を規定するコンパレータ、Ｒ２４，Ｒ２５・
・・電流検出用の抵抗、Ｚ２・・・第１の回路の主要部
をなすツェナーダイオード、Ｔ７・・・第２の回路の主
要部をなすトランジスタ、Ｔ９・・・出力トランジスタ
。 代理人弁理士 岡 部 隆 第３図 第４図
一実施例を示す回路図、第３図は本発明の基本動作を説
明するための信号波形図、第４図は本発明の作動説明に
供する信号波形図である。 ＩＮＪ・・・電磁弁、ＣＯＩ、ＣＯ３，ＣＯ４・・・各
通電電流値を規定するコンパレータ、Ｒ２４，Ｒ２５・
・・電流検出用の抵抗、Ｚ２・・・第１の回路の主要部
をなすツェナーダイオード、Ｔ７・・・第２の回路の主
要部をなすトランジスタ、Ｔ９・・・出力トランジスタ
。 代理人弁理士 岡 部 隆 第３図 第４図
Claims (1)
- 所望の物理量を制御するための電磁弁の通電電流を駆動
指令信号の入力期間中スイッチング素子により制御する
方法であって、前記駆動指令信号が入力されると前記ス
イッチング素子を導通して前記電磁弁への通電を開始し
、通電電流が所定の最大電流値に達すると前記スイッチ
素子を遮断すると共に、その直後より前記電磁弁に発生
するフライホイール電圧に基づく電流を第１の回路を通
して流し、この電流が所定の電流制御値まで低下するす
ると第２の回路を通して流すようにし、この電流が所定
値まで低下した後は通電電流が保持電流最小値及び保持
電流最大値の範囲内に入るように前記スイッチング素子
を導通、遮断するようにしたことを特徴とする電磁弁の
通電電流制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211848A JPS59103091A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 電磁弁の通電電流制御方法 |
| US06/556,779 US4520420A (en) | 1982-12-01 | 1983-12-01 | Current control method and apparatus for electromagnetic valves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211848A JPS59103091A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 電磁弁の通電電流制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103091A true JPS59103091A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16612587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211848A Pending JPS59103091A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 電磁弁の通電電流制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4520420A (ja) |
| JP (1) | JPS59103091A (ja) |
Cited By (4)
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| JPS6152776U (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-09 | ||
| JPH0262181U (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | ||
| JP2009024662A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Hitachi Ltd | 電磁負荷の制御装置 |
| CN103062149A (zh) * | 2011-10-21 | 2013-04-24 | 美卓造纸机械公司 | 数字液压控制器的增压器及其使用方法 |
Families Citing this family (22)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS6413109U (ja) * | 1987-07-10 | 1989-01-24 | ||
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