JPS59184504A - ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置 - Google Patents

ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置

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JPS59184504A
JPS59184504A JP5779583A JP5779583A JPS59184504A JP S59184504 A JPS59184504 A JP S59184504A JP 5779583 A JP5779583 A JP 5779583A JP 5779583 A JP5779583 A JP 5779583A JP S59184504 A JPS59184504 A JP S59184504A
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JP
Japan
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solenoid
plunger
stroke
time
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5779583A
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English (en)
Inventor
Kenji Ikeura
池浦 憲二
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS59184504A publication Critical patent/JPS59184504A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 本発明はソレノイドで駆動されるプランジャのストロー
ク特性を改善した駆動制御装置間する。
この種のプランジャとして電磁燃料噴射弁を備えたエン
ジンの電子制御燃料噴射装置の従来例を第1図に示す。
このものは、電磁燃料噴射弁のソレノイドに直列に接続
されていた電流制限用の抵抗を廃止して電流の立ち上が
りを早めることによりプランジャ(弁体)のストローク
の応答性を良くし、代りにチョップ通電を行うことによ
り最大電流を制限するようにしたものである。
その構成及び動作を第2図を参照しつつ説明する。
電磁燃料噴射弁の駆動用ソレノイドSはパワートランジ
スタT I、電流測定用の抵抗値の小さな抵抗rを介し
てバッテリBに接続され、パワートランジスタT1をド
ライブ回路1からの出力でONとすることにより通電さ
れる。
即ち、ドライブ回路1は時刻toに別ユニットからの駆
動指令信号Cを入力すると同時に、パワートランジスタ
T+をONとする信号を出力してソレノイドSへの通電
を開始する。同時に、抵抗rによって計測されたソレノ
イドSの電流値がドライバ回路1に入力され、この電流
値が上限設定値11になった時パワートランジスタT1
をOFFとし、下限設定値I2になった時ONとするこ
とによって電流値Iを■I≦I≦I2の範囲内に保つよ
うになっている。
一方、ソレノイドSと直列にダイオードI)+及びツェ
ナダイオードD2が接続され、ツェナダイオードD2と
並列にトランジスタT2が接続されており、このトラン
ジスタT2は駆動指令信号Cと同期してON、OFF制
御されるので駆動指令信号CがONの間はONとなって
いる。したがってパワートランジスタT1のON、OF
F切換時ソレノイドSのインダクタンスに伴って発生す
る過渡電流はトランジスタT 2 、ダイオードDIを
通るループに流れる。
駆動指令信号CがOFFになるとパワートランジスタT
I及びトランジスタT2は共にOFFとなり電流はソレ
ノイドS、ツェナダイオードD2及びダイオードD1を
通ってループ状に流れ惣速に低下して0となる。尚、ツ
ェナダイオードD2はサージを吸収し、トランジスタT
I、T2を保護するため設けられている。
しかしながら、かかる従来の電子制御燃料噴射装置にお
いては電流値を一定に制限することのみに着目し、電磁
燃料噴射弁のプランジャの挙動には着目していない制御
を行っているため噴射弁の駆動パルス幅(駆動指令信号
CのON時間)が小さい時はプランジャがリターンスプ
リングによりバウンドして良好な噴射量特性が得られな
いという問題があった。
これを第3図及び第4図に基づいて詳細に説明する。第
3図は、駆動指令信号CのON時間即ちパルス幅Tに対
する燃料噴射量特性を示す。図で明らかなように、プラ
ンジャの応答遅れ(リターンスプリングに抗してプラン
ジャのストロークを開始させる電流値となるまでの遅れ
> T oよりパルス幅が大の領域で本来直線となるべ
き特性がT3以下の小パルス幅では不安定となりT2近
傍で落ち込んだ特性となる。
第4図は、パルス幅に対するプランジャのストローク特
性を示し、パルス幅T > T 2の領域では特性Aに
示すようにプランジャがフルストロークxoにてストッ
パに当る衝撃で一度バウンドした後安定する。ところが
、T=72では特性Bに示すようにバウンドした瞬間に
電流がOFFとなり、バウンド時の速度にリターンスプ
リングによる圧力が加わって戻り(閉弁)が非常に早く
なる。又、T −T I(< T 2 )では特性Cに
示すようにフルストローク前に電流がOFFとなるため
、ストローク速度がリターンスプリングにより減速され
て戻る。
ここで、プランジャのストロークXと単位時間当りの燃
料噴射量の関係はノズル部の形状により異なるが、一般
的には所定のストローク量(第4図でx1程度)を超え
るとそれ以上あまり大きく変化しないため、特性Bの方
が特性Cよりx>x+の時間が短い分だけ1回噴射当り
の燃料噴射量が小さくなってしまい第3図に示した逆転
が生じるのである。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、ソレノイドによって駆動されるプランジャがフルスト
ロークする以前にソレノイドへの通電をOFFとするこ
とによりプランジャのストローク速度を減少させる制御
手段を設けた構成とし、もってプランジャの着座時のバ
ウンドを防止することにより、プランジャで制御される
流体等の制御特性のソレノイド通電時間に対する線形性
を保持して安定した制御が行えるようにしたソレノイド
駆動プランジャの駆動制御装置を提供することを目的と
する。
以下に本発明を図面に示した実施例に基づいて説明する
。第5図は本発明を第1図同様のエンジンの電子制御燃
料噴射装置に適用した一実施例の構成を示し、電磁燃料
噴射弁のソレノイドS、パワートランジスタT+、トラ
ンジスタT 2 、測定用抵抗r、ダイオードD+、ツ
ェナダイオードD2は従来同様にして結線されるが、ド
ライバ回路11はマイコンを用いた燃料噴射量を設定す
る回路を含む形となっている。
即ち、ドライバ回路11は、CPU、ROM、RAM、
タイマ、カウンタ、l10(入出カポ−日を持つIC等
で構成されバッテリBの電圧を定電圧電源12を介して
入力し作動する。そして、測定用抵抗rによって計測さ
れた電流は、抵抗rの端子電圧としてコンパレータ13
に入力されて基準値と比較され例えば基準値を上回る時
にON、基準値以下の時にOFF (又はその逆)とな
るコンパレータ13のパルス出力が入力ボートPI2に
入力される。この化バッテリBの電圧vbが入力ポート
AII、図示しないエンジンの吸入空気量信号が入力ポ
ートAI2、同じくエンジンの点火信号が入力ポートP
rlに夫々入力され、ドライバ回路11はこれら入力信
号に基づき演算した駆動信号を出力ボートPot、PO
2から夫々トランジスタT 2 、パワートランジスタ
T1へ出力してソレノイドSの通電を制御する。
次にかかるソレノイドSの制御動作を第6図のフローチ
ャートに従って第7図に示す各部の特性を参照しつつ説
明する。入力ポートP11に点火信号が入力されるとル
ーチン■が開始され、トランジスタT 2 、パワート
ランジスタTIをONとする信号を出力してソレノイド
Sの通電を開始する(Sl)。同時にタイマを読み取り
、現在の時刻をtoにセットする(S2)。
次に点火信号と吸入空気量信号とに基づいて基本となる
燃料噴射パルス幅Tpを演算する(S3)上記の他に入
力される各種信号例えば水温信号等に基づいてこのパル
ス幅を補正するがここでは説明を省略する。
一方、パワートランジスタT1への通電が開始されてか
ら、即ちソレノイドSの通電が開始されてから燃料噴射
弁のプランジャがストロークを開始するまでの時間ti
t、(第8図参照)を、A/D変換されたバッテリ電圧
vbに依存する値として演算又はROMに記憶させたテ
ーブルの検索により求める(S4)。このバッテリ電圧
補正パルス幅TsをTpに加算して実際の噴射パルス幅
Tiを求め(S5)、時刻to+Tt  (=te)に
トランジスタT2に出力される信号をOFFとする噴射
終了時期をセットし、かつこれと同時刻teにおいてル
ーチン■が割り込まれる指令をセントする(S6)。次
にソレノイドSの通電をOFFとしてもプランジャが慣
性によりフルストロークまで達することのできる最小の
通電時間tot2(第8図参照)を求め(S7)、該通
電時間経過後の時刻t2において一旦パワートランジス
タTIへの出力をOFFとすると共にルーチン■が割り
込まれる指令をセットする(S8)。
かかるルーチンIにおける各ステップのセツティングに
より、時刻toにおいて通電を開始されたソレノイドS
 に流れる電流■が増大し、時刻t1においてプランジ
ャがストロークし始める。
S8のセツティングにより時刻t2においてパワートラ
ンジスタT+への通電が断たれると電流Iは減少するが
、プランジャは慣性によりさらにストロークしてフルス
トローク位置xaに達する。
この場合、ソレノイドSの通電が断たれた後は、リター
ンスプリングによる閉弁方向の力によってプランジャの
ストロークが減速されフルストローク位置での速度は略
Oとなるため、着座時のバウンドを防止できる。次に、
ルーチン■のセツティング(sll)により、t2から
所定時間後の時刻t3においてパワートランジスタT1
は再度ONとされ、電流Iも再度上昇する。そして電流
■が上限設定値11に達するとルーチン■が割り込まれ
てパワートランジスタTIをOFFにする(S21)と
共に、一定時間後にパワートランジスタT+をONとす
るセントが行われるため(S22)、以後パワートラン
ジスタT1は所定時間毎にON。
OFFを繰り返し、電流■は微小範囲を鋸歯状に増減を
繰り返して上限設定値11に接近した値に保たれ、これ
によりプランジャもフルストローク位置に維持される。
最後に86でセツティングされた時刻teにおいてパワ
ートランジスタTI及びトランジスタT2が共にOFF
とされ電流1を減少させる。これによりプランジャはリ
ターンスプリングの作用でパワートランジスタT1のO
FF後やや遅れて閉弁方向に戻り始めるが時刻teにお
けてルーチン■が割り込まれることによりS31におい
てセツティングされた一定時間後の時刻te++に一度
微小時間t e t e ++だけパワートランジスタ
T+をONとされるため、開弁方向の力が作用して制動
力となり戻り速度が減じられる。この結果、プランジャ
の微小速度で弁座に着座して閉弁するため戻り時のバウ
ンドも防止される。このようにプランジャ開閉時のバウ
ンドを防止できるためパルス幅Tiが小さいところでも
パルス幅Tiに対する燃料噴対量特性の直線性(正特性
)が保たれ安定した噴射量制御が行え、ひいてはエンジ
ンのアイドリング等低負荷時の運転性能を安定させるこ
とができる。
尚、前記tete+1は時刻teにおいてソレノイドS
に流れる電流と、そのインダクタンス。
抵抗、ダイオードDI、D2により定まるが、電流値が
11で略一定に制御されているため一定値に設定してよ
い。
第9図は本発明の別実施例を示し、測定用抵抗rによっ
て計測される電流値をそのままアナログ値としてドライ
バ回路21のボートAI3に入力させている。
そしてドライバ回路21は、ソレノイドSの最初の通電
時間tot2をvbで求める代りに、電流値Iが所定の
値例えばI /V b =一定となる電流値に達した時
刻にT1をOFFとすることができ、よりプランジャの
ストローク特性に対応した高精度な制御を行える。
又、T1のOFFからONへ切り換えも、時間でなく所
定の下限電流値まで下がった時に行う方式として電流値
を部品のバラツキの影響を無くしてより安定させる制御
も行える。
尚、以上の実施例は電子制御燃料噴射装置に適用したも
のを示したが、ソレノイド駆動プランジャとして流体通
路中に介装される電磁弁等の駆動制御装置にも通用でき
ることは勿論である。
以上説明したように、本発明によればソレノイドで駆動
されるプランジャがフルストロークに達する以前に一旦
ソレノイトへの通電を断ってストローク速度を減少させ
る制御手段を設けた構成としたため、プランジャ着座時
のバウンドを防止できもってソレノイド通電時間に対す
るプランジャで制御される流体等の制御特性の線形性を
良好に維持でき、もって制御精度を高めることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子制御燃料噴射装置の従来例を示す回路図、
第2図は同上装置の各部の信号及び電流波形を示す図、
第3図は同上装置の燃料噴射量特性を示す線図、第4図
は同上装置のプランジャストローク特性を示す線図、第
5図は本発明の一実施例に係る電子制御燃料噴射装置の
示す回路図、第6図(A)〜rclは同上実施例装置の
各割り込みルーチンを示すフローチャート、第7図は同
上実施例装置の各部の信号、電流及びプランジャストロ
ーク特性を示す図、第8図は同上実施例装置におけるパ
ワートランジスタON制御時間の特性を示す線図、第9
図は本発明の別の実施例に係る電子制御燃料噴射装置を
示す回路図である。 11.21・・・ドライバ回路  12・・・定電圧電
源B・・・バッテリ  D+・・・ダイオード  D2
・・・ツェナダイオード  r・・・測定用抵抗  S
・・・ソレノイド  T1・・・パワートランジスタT
2・・・トランジスタ 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人  弁理士 笹 島 富二雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ソレノイドで駆動されるプランジャの駆動制御装置にお
    いて、プランジャがフルストローク位置に達する前に一
    旦ソレノイドの通電を断ってストローク速度を減少させ
    る制御手段を設けたことを特徴とするソレノイド駆動プ
    ランジャの駆動制御装置。
JP5779583A 1983-04-04 1983-04-04 ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置 Pending JPS59184504A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5779583A JPS59184504A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置

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JP5779583A JPS59184504A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS59184504A true JPS59184504A (ja) 1984-10-19

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ID=13065821

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JP5779583A Pending JPS59184504A (ja) 1983-04-04 1983-04-04 ソレノイド駆動プランジヤの駆動制御装置

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JP (1) JPS59184504A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2008041908A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Hitachi Ltd エンジン用高圧ポンプ駆動回路

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