JPS6022229B2 - 電磁弁動作状態監視装置 - Google Patents

電磁弁動作状態監視装置

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JPS6022229B2
JPS6022229B2 JP2222181A JP2222181A JPS6022229B2 JP S6022229 B2 JPS6022229 B2 JP S6022229B2 JP 2222181 A JP2222181 A JP 2222181A JP 2222181 A JP2222181 A JP 2222181A JP S6022229 B2 JPS6022229 B2 JP S6022229B2
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JP
Japan
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solenoid valve
plunger
time
monitoring device
stopper
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JP2222181A
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English (en)
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JPS57137783A (en
Inventor
誠 安斎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁弁、主に電子式燃料噴射装置の燃料噴射
弁(電磁弁)の動作状態の監視装置に関する。
従来の電磁弁動作状態の判断方式あるいは判断回路とし
ては、例えば第1図に示すような、電磁弁のコイルに流
れる電流Aの時間Sに対する特性を利用するものがある
(特顕昭51−119938)。
一般に電磁弁では、第2図に示すようなプランジャー2
が、電磁弁オフの状態で図示しないスプリングによって
押されて第1のストッバ11に当接し、プランジャー2
の先端部がB位置にある閉弁状態から、電磁弁がオンに
なり、第1図のようにコイルの電流値が大きくなり、プ
ランジャー2が上記スプリング力に逆ってコイルの吸引
力により吸引され、第1のストッパ11を離れて徐々に
開弁していき、反対側の図示しない第2のストッパに当
接して、プランジャ12の先端部がD位置にある開弁状
態になる。このように電磁弁においては、プランジヤ1
2が第2のストッパに突き当たったときに、その付近で
第1図にEで示すような電流値の変化が生じるという現
象があり、この変化Bがあるかないかでプランジャの移
動状態を検出することが出来る。つまり、電磁弁の開閉
動作の検出はプランジャ先端部がB−D間を往復動して
いる状態を、プランジャ先端部がD位置にある時の電流
値の変化Eを検出することにより、弁の開閉動作が正常
であると判断するものである。しかしながらこのような
従来の電磁弁動作の検出方式にあっては、例えば第2図
に示すようにプランジヤ12と第1のストツパ11との
間にゴミ13等が付着した場合には、閉弁状態でもゴミ
13等の厚さ分だけプランジャ12と第1のストッパ1
1との間が離れて隙間が生じ、したがってプランジャ先
端部が第2図のCの位置までしか移動せず、この時には
プランジャ12と第1のストッパー亀との隙間から閉弁
状態であるにも拘らず燃料が洩れ、電磁弁は異常状態と
なる。しかしこの閉弁状態からさらにコイルに通電され
、プランジャ12が関弁していくと、プランジヤj2が
第2のストッパに当接したときには、電磁弁が正常な動
作を行なっているかのごと〈電流値の変化Eが生ずるの
で、電磁弁動作検出回路はその変化Bに基づく信号によ
り、電磁弁は正常であるという判断結果を出してしまい
、結局この従来方式ではプランジャ盲2と第1のストッ
パー1間のゴミの付着による閉弁状態での燃料洩れとい
うような電磁弁の異常動作を正確に検出することができ
る。従って本発明は従来の技術の上記欠点を改善するこ
とを目的とし、その特徴は、電磁弁コイルの励磁開始時
からプランジャがストッパに衝突するまでの弁が全開す
るまでの時間を計測する全開時間検出部と、計測された
全開時間を電磁弁コイルに印加されらる電圧に従って定
めらる基準時間と比較し、両者の差が所定の誤差以内で
あるか否かを判断する判断回路とを具備する電磁弁動作
状態監視装置にある。プランジャがストツパに衝突する
時点の検出は「電磁弁コイルの電流の変化分の検出、又
は振動センサにより行なわれる。好ましくは、前記基準
時間は電磁弁に印加される亀圧に従って定められる。以
下図面により実施例を説明する。第3図は本発明による
監視装置の構成例で第亀図は第3図における各部動作波
形を示す。
第3図において「入力端子INに電磁弁の関弁信号(第
4図A)が印放されると、電源(十V)から、トランジ
スタTR、電磁弁コイルL、抵抗R,を通してアースに
電流が流れ、抵抗R,には電磁弁コイルに流れる電流に
比例する電圧が第4図Bの実線に示すごとく発生する。
電磁弁コイルの電流は図示のごとく、関弁信号と共にコ
イルのインダクタンスにより定まる割合で上昇し、電磁
弁のプランジャがストッパに衝突する瞬間に電流が若干
減少してディップdが発生する。デイツプdの発生する
時点は時間的変化分検出部Aにより検出される。時間的
変化分検出部Aは、抵抗R2とコンデンサCとによる積
分回路と「 B点の信号及びこれに前記積分回路を通し
た信号との大小を比較する比較器1とから構成され、積
分回路の出力は第4図Bの点線B′に示すごとく、波形
Bをほぼ平均した波形となる。
ディップdの部分で波形Bが急激に降下すると、波形B
′はこれに造ずし、しないので、波形BとB′の大小関
係がディツプdの部分で逆転し、従って比較器1は第4
図Cの細いパルスFを発生する。つまり、パルスF‘ま
プランジャがストッパに衝突する瞬間に発生する。一方
、全開時間検出部はフリツプフロツプ3とカウンタ4と
から構成される。
フリップフロツプ3は関弁信号(第4図A)の始端(立
上り)でセットされ、第4図CのパルスF(の立上り)
でリセットされ、従ってその出力は第4図Dに示すごと
くなり、出力パルス幅tは電磁弁が開きはじめてから全
開するまでの全開時間に等しい。カウン夕4はフリツプ
フロップ3から高レベルの入力信号が与えられている間
、クロック入力端子CLKから入力されるクロツクパル
スの数を計数し、計測された数T(全開時間tに比例す
る)をマイクロコンピュータ5に印放する。一方A/○
変換器2は電磁弁コイルLに印加される電源電圧(十V
)をアナログ量からディジタル量A/D(V)に変換し
て全開時間の基準時間としてマイクロコンピュータ5に
印加する。マイクロコンピュータ5は判断回路Cを構成
し、第5図に示すフローチャートに従って全開時間Tが
適正か否かを判断する。
第5図において、プログラムがスタートするとloo「
はじめに、A/○(アナログディジタル)変換値A/D
(V)、及び実際の全開時間Tをよみこむ亀0竃。次い
でA/D(V)に対応する電磁弁全開時間の基準時間T
Lを計算する貴02。これは、電磁弁の適正な全開時間
(基準時間)が〜電源電圧(十y)に依存するために行
なうもので、電源電圧が高いときは基準時間は短か〈、
電源電圧が低いときは基準時間は長くなる。適正な基準
日間の計算(第5図の貴02)は、例えば、A/D(V
)を入力するとテーブル変換(このテーブルは電磁弁の
特性に従って予めコンピュータのメモリに用意される)
により行なわれる。次いで、基準時間TLと実際の測定
された全開時間Tとの差○を数式D=TL−Tにより計
算し103、差Dが所定の誤差の範囲内にあるかどうか
を判断し軍04、Dが所定の誤差の範囲内のときはOK
ランプ(第3図のD,)を点燈し亀05、Dが所定の誤
差の範囲内でないときはNOランプ(第3図のD2)を
点燈するj06。翼QIから106までを繰り返し実行
することにより、電磁弁の動作を常に監視することがで
きる。第6図は「プランジャがストッパに衝突する時点
を検知するために第3図の時間的変化分検出部Aに代え
て、振動センサ21と波形整形回路日とを用いる実施例
を示す。
第6図において、電磁弁20のプランジャ亀2はコイル
20aの電流とバネ力(図示なし)により往復運動し「
ストロークの終端ではストッパ20bに衝突する。
ストッパの近傍には振動センサ21が固定され、プラン
ジャの衝突に伴なう機械的振動を電気信号の形で出力す
る。入力端子INに印加される電磁弁の開弁信号が第7
図Aで示されるとき、振動センサ21の出力及びこれを
増幅器22で増幅した出力は第7図Bのごとく、低周波
分と高周波分をふくんだ信号である。
このうち、プランジャの衝突を正確に反映するのは高周
波分であるので、高域炉波器HPF23によりt第7図
Cのごとく高周波分のみをとり出す。第1比較器24は
、高城炉波器23の出力レベルが基準値C′より高いと
きにのみ出力を発生する(第7図D)。
25は充放電部で急速に充電され「緩慢に放電する特性
を有し、充電時にはダイオードの低い順方向抵抗を介し
てコンデンサに急速に充電し、放電時にはダイオードの
逆方向抵抗及び抵抗の並列回路を介して緩慢に放電する
従って「第7図Dの波形が入力されたときの充放電部2
5の出力は第7図Eのごとくなる。第2比較器26は「
充放電部26の出力が基準値E′よりも高いときに出力
パルスを第7図Fのごとく発生する。
この世力パルスは振動センサの波形成形された出力で「
プランジャの衝突時点に対応するもので、第4図Cにお
けるパルスFに相当する。このパルスはフリツプフロツ
プ3のリセット端子に印加され、該フリップフロップ3
は第3図の場合と同じく、全開時間を検出し(第7図G
又は第4図D)「検出された全開時間はカゥンタ4(第
3図)によりパルス数に変換されてマイクロコンピュー
タに印加される。全開時間の検出及びマイクロコンピュ
ータにおける判断は第3図及び第5図の場合と同じであ
る。第6図の実施例では、振動検出によりプランジヤの
ストッパへの衝突を検知するので、第3図の実施例にお
ける電流ディップがややなだらかに変化する為の不正確
さがなく、衝突の瞬間をより正確に検知することができ
る。
以上のごとく、本発明では、電磁弁コイルの駆動開始時
からプランジャがストッパに衝突するまでの弁が全開す
るまでの時間を電磁弁コイルに印加される電圧に従って
定められる基準時間と比較するので、第2図のごとく弁
にゴミがっまったときでも、弁のストロークが短か〈な
り全開時間Tが短か〈なることから、電磁弁の動作異常
を確実に検出することが出来「同様に、プランジャの変
形等によりストッパまでの到着時間が必要以上に長くな
った場合をも検知することができる。又基準時間TLを
電源電圧(十V)に従って変更することにより、電源電
圧が変動しても、電磁弁の動作を正しく監視することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電磁弁コイルに流れる電流波形、第2図は電磁
弁の異常動作の説明図、第3図は本発明による電磁弁動
作状態監視装置のブロック図、第4図は第3図の装置の
動作波形、第5図は第3図におけるマイクロコンピュー
タ5の動作フローチャートt第6図は第3図の装置の一
部の変形例、第7図は第6図の装置の動作波形である。 L;電磁弁コイル、A:時間的変化分検出部、B;関弁
時間検出部、C;判断回路、21:振動センサ、D;波
形整形回路。第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電磁弁の励磁に伴なうプランジヤの運動により開閉
    制御される電磁弁の動作状態監視装置において、プラン
    ジヤがストツパに衝突するときの電磁弁コイルの電流の
    変化分を検出する時間的変化分検出部と、電磁弁コイル
    の励磁開始時から前記時間的変化分検出部が出力を発生
    するまでの時間を計測する開弁時間検出部と、該開弁時
    間検出部により計測される全開時間を電磁弁コイルに印
    加される電圧に従つて定められる基準時間と比較し両者
    の差が所定の誤差以内であるかどうかに従つて電磁弁の
    動作の良否を判断する判断回路とを有することを特徴と
    する電磁弁動作状態監視装置。 2 電磁弁の励磁に伴なうプランジヤの運動により開閉
    制御される電磁弁の動作状態監視装置において、プラン
    ジヤがストツパに衝突するときの電磁弁の振動を検出す
    る振動センサと、該振動センサの出力を波形成形する波
    形整形回路と、電磁弁コイルの励磁開始時から該波形整
    形回路が出力を発生するまでの時間を計測する全開時間
    検出部と、該全開時間検出部により計測される全開時間
    を予め定める基準時間と比較し両者の差が所定の誤差以
    内であるか否かに従つて電磁弁の動作の良否を判断する
    判断回路とを有することを特徴とする電磁弁動作状態監
    視装置。
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