JPS6319803A - ソレノイドアクチエ−タの作動検出装置 - 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、ソレノイドアクチェータの作動検出装置に関
し、更に詳細に述べると、ソレノイドアクチェータ自体
及び又はソレノイドアクチェータによって駆動される所
要の装置が正しく作動しているか否かの検出を行なうた
めの装置に関する。

（従来の技術） 例えば、内燃機関装置等を電子的に制御しようとする場
合、各部の操作を電気信号に応答して行なわせるため、
ソレノイドアクチェータが使用される。このような例と
して、燃料噴射ポンプの噴射量制御を電磁弁の開閉によ
り行なう構成のものが公知であるが、このような構成の
装置では、燃料流量センサ或いは噴射ノズルの針弁の変
位検出センサによって燃料流量又は針弁の１位を検出し
なければ所要の噴射量制御が正常に行なわれているか否
かの判別を行なうことができなかった。

しかしながら、燃料の流星等を検出することによって噴
射量制御が正常に実行されているが否かを検出する場合
には、そのための回路構成が大規模なものとなり、〜価
格も高くならざるを得ないものである。

そこで、例えば特開昭５９−５１１３９号公報及び特間
開６０−１２２２６８号公報に見られるように、燃料噴
射ポンプのプランジャ内の燃料加圧空間に連通するシリ
ンダ内にフリーピストンを設け、泳フリーピストンの位
置を検出コイルによって検出し、この検出結果に基づい
てソレノイドアクチェータによる所要の動作が正常に行
なわれているか否かを判別しうるようにした構成を利用
することが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来の構成では、所望の作動を実行させる
ためのソレノイドアクチェータとは別個に検出コイルを
配設する構成であるため、構造が複雑となる。さらに、
このような検出コイルとしては、一般に作動トランス構
成としたものがよく用いられるが、この場合、キャリヤ
として用いられる数１０ｋＨｚの交流信号のため、検出
特性に周波数特性が生じ、高回転速度領域においてフリ
ーピストンの位置検出が難しくなり、これを克服するた
めに回路がより一層複雑となるという不具合を有してい
る。

本発明の目的は、したがって、機械的な構成及び回路構
成を複雑化することなしに、ソレノイドアクチェータの
作動検出を応答性よく行なうことができるようにした、
ソレノイドアクチェータの作動検出装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の特徴は、ばね手段に
よって一方向にばね付勢されている可動体と、該可動体
を駆動するための励１ａコイルとを有して成り、該励磁
コイルに印加される駆動信号に従ってオン、オフ駆動さ
れるソレノイドアクチェータの作動検出装置において、
上記可動体を介して上記励磁コイルと磁気的に結合され
るように上記ソレノイドアクチェータ内に配設された検
出コイルと、該検出コイルからの出力に応答し上記駆動
信号のレベル切換時において生じる上記可動体の振動の
有無を検出する検出回路とを備えた点にある。

上記駆動信号は、例えば、矩形波信号でもよいし、立上
り及び又は立下りが所定の傾斜を有する台形波信号であ
ってもよい。

（作　用） 駆動信号の供給によって、励磁コイルが励磁又は消磁せ
しめられ、これにより可動体がばね力に抗して運動しソ
レノイドアクチェータが駆動される。励磁コイルが、消
磁状態から励磁状態に移るとき及び励磁状態から消磁状
態に移るとき、可動体をいずれかの方向に移動させる力
が働く。可動体は一方向にばね付勢されているので、可
動体が上述の如くして駆動されるとき、可動体は振動す
ることになる。この振動はソレノイドアクチェータが正
常に作動している場合にのみ生じるものである。この振
動状態は検出コイルの出力信号の波形に振動成分を生じ
させる。検出回路では、検出コイルの出力信号に基づい
て可動体の上述の振動状態の有無が検出され、ソレノイ
ドアクチェータが正常に作動しているか否かを判断する
ことができる。

（実施例） 以下、図示の実施例により、本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明によるソレノイドアクチェータ作動
検出装置を、分配型燃料噴射ポンプの燃料制御用電磁弁
の作動状態を検出するために適用した場合の一実施例が
示されている。

燃料制御用の電磁弁１は、分配型燃料噴射ポンプ２のヘ
ッド部３に固着されており、この電磁弁１を開閉操作す
ることによって、プランジャバレル４内に形成されるハ
イプレッシャチェンバ５とポンプ室の如き低圧部との間
を遮断し又は連通させ、この分配型燃料噴射ポンプ２か
ら噴射される燃料の制御を行なうことができる。電磁弁
を用いて燃料の噴射制御を行なうように構成した燃料噴
射ポンプ自体は公知であるから、その詳細な説明は省略
する。

電磁弁１は、ケーシング１１を有し、ケーシング１１内
に形成された案内孔１２内には、弁体１３が滑動自在に
収納されている。案内孔１２の先端部には、バルブフェ
ース１４に相応した形状の弁座１５が形成されており、
弁体１３が弁座１５に着座した場合に弁体１３の先端部
のバルブフェース１４がこの弁座１５に密着する構成と
なっている。入口ポート１６と出口ポート１７とが形成
されているケーシング１１の先端部は、ヘッド部３に適
宜の手段で固着されており、入口ポート１６は通路１８
を介してハイプレッシャチェンバ５と連通しており、出
口ポート１７は通路１９を介して燃料噴射ポンプ２の低
圧部に連通している。

弁体１３が弁座１５に着座しこれによってバルブフェー
ス１４が弁座１５に密着している状態では、入口ボート
１６は出口ボート１７から遮断された状態にあり、弁体
１３が弁座１５から離れると、入口ボート１６が出口ポ
ート１７と連通し、ハイプレッシャチェンバ５が低圧部
に連通ずることになる。

弁体１３の操作を電気信号に従って行なわせるため、ケ
ーシング１１の後端部にはソレノイドアクチェータ２０
が設けられている。ソレノイドアクチェータ２０は、キ
ャップ状のケース２１を有し、ケース２１の内側には有
底円筒状の案内部材２２が配設されている。案内部材２
２の円筒部２３の外周には、励磁コイル２４が配設され
ており、円筒部２３の内部には、磁性材料から成りロッ
ド状の可動体２５が滑動自在に受は入れられている。可
動体２５は弁体１３と連結されており、可動体２５の上
端部のへこみ２６内に収納されている収縮ばね２７によ
り、可動体２５は弁座１５から弁体１３を離すようにば
ね付勢されている。

したがって、励磁コイル２４に励磁電流が流れていない
場合には、収縮ばね２７の力により、弁体１３が弁座１
５から引き離され、電磁弁１は開状態となる。一方、励
磁コイル２４に励Ｅ’Ａ電流が供給されると、可動体２
５は収縮ばね２７の力に抗して下方に押し下げられ、可
動体２５に連結されている弁体１３が弁座１５に着座せ
しめられ、電磁弁１は閉状態となり、バイプレッシャチ
ェンバ５内で燃料の加圧が可能な状態となる。

電磁弁１の励磁コイル２４の駆動は、駆動回路３０から
出力される駆動信号ＤＳにより、後述の如くオン、オフ
される。

電磁弁１が駆動信号ＤＳに従う所要の動作を行なってい
るか否かを検知するため、電磁弁１内には、さらに、可
動体２５の動きに応じた電圧信号を検出するための検出
コイル２８が設けられている。検出コイル２８は、可動
体２５を介して励磁コイル２４と電磁的に結合するよう
に配設されており、可動体２５の運動に従う波形の電圧
信号が検出信号ＫＳとして検出コイル２８から出力され
る。

ところで、上述の如く構成された電磁弁１においては、
励磁コイル２４が消磁状態から励磁状態に移るとき又は
励磁状態から消磁状態に移るときに可動体２５を一方又
は他方の方向に移動させる力が働くが、可動体２５は一
方向に収縮ばね２７によって付勢されているので、可動
体２５は上述の場合振動することになる。この振動は電
磁弁１が正常に作動している場合にのみ生じるものであ
る。この振動状態は検出コイル２８からの検出信号ＫＳ
の波形に反映される。

検出コイル２８からの検出゛信号ＫＳに基づいて可動体
２５における上述の振動状態の有無を検出し、電磁弁１
が正常に作動しているか否かを判断するため、検出信号
ＫＳは検出回路４０に入力されている。検出回路４０で
は、検出信号ＫＳが可動体２５の上述の振動状態に対応
する振動波形を有するか否かの判別が行なわれる。

第２図には、第１図に示されているソレノイドアクチェ
ータ作動検出装置の電気回路図が示されている。駆動回
路３０は、電磁弁１の開閉動作を行なうためのパルス信
号Ｐを出力する駆動パルス発生回路３１と、゛パルス信
号Ｐを受は取り、パルス信号Ｐに対して定電流増幅処理
を行ない、その最大レベルが制限されている駆動信号Ｄ
Ｓを出力する制限回路３２とを有している。駆動パルス
発生回路３１では、図示しないセンサユニットから出力
される内燃機関速度及びアクセル操作量を示す信号Ｕに
応答して、その時の運転状態に見合った最適な燃料噴射
量が得られるようパルス信号Ｐの発生及び終了タイミン
グが制御されている。駆動信号ＤＳは励磁コイル２４に
印加され、最適な燃料噴射量が得られるように電磁弁１
の開閉制御が行なわれる。

このようにして駆動されるソレノイドアクチェータ２０
の可動体２５の運動を検出するため、検出コイル２８か
らの検出信号ＫＳは、検出回路４０内の電圧比較器４１
の一方の入力に印加される。電圧比較器４１の他方の入
力には、定電圧源４２からの一定電圧ｖ０が印加されて
おり、検出信号Ｋ　Ｓのレベル■えがこの定電圧Ｖ。の
レベルよりも高いか否かの比較が電圧比較器４１にて行
なわれる。電圧比較器４１の出力線４３の電位は、検出
信号ＫＳのレベルＶＫが一定電圧■。より高い場合にの
み高いレベルとなる。

出力線４３は、パルス信号Ｐのレベルが立下るタイミン
グでリセットされるカウンタ４４の入力端子４５に接続
されており、カウンタ４４はリセットされた後、出力！
Ｆ！Ａ４３のレベルがｒＨＪからｒＬＪに変化する回数
を計数する。カウンタ４４の計数結果を示す計数データ
ＣＤ、は判別回路４５に入力され、ここで、計数データ
ＣＤ、によって示される値が所定値以上となっているか
否かが判別される。

次に、第２図に示す回路の動作につき、第３図（ａｌ乃
至第３図（ｅ）を参照して説明する。時刻Ｌ＝ｔ。

においてパルス信号ＰのレベルがｒＬＪからｒＨＪとな
ると、制限回路３２はこれに応答し、そのレベルが比較
的緩やかに立上がる駆動電流を駆動信号ＤＳとして出力
する。制限回路３２では、この駆動電流の上限値が所定
のレベルを越えることがないように制御しており、１＝
１２においてそのレベルが上限値Ａ、に達すると、以後
、パルス信号ＰのレベルがｒＨＪである間その電流レベ
ルが保持され、１＝１ｉにおいて零となる。

１＝１．において上述の如く駆動電流が流れ始めると、
可動体２５がばね２７の力に抗して第１図で下方に移動
せしめられ、弁体１３が弁座１５に着座せしめられる。

第３図（Ｃ）には、この弁体１３の移動量が示されてい
る。このとき、可動体２５は既述の理由により振動する
が、この振動に応じた成分を有する電圧信号が検出コイ
ル２８から検出信号ＫＳとして取り出される。

第３図（ｄｌには、検出信号ＫＳの波形が示されており
、この波形から判るように、検出（３号ＫＳのレベルは
１＝１．で可動体２５の移動に応答して一旦大きく立上
り、以後、可動体２５の減衰振動に応じたレベル変化が
生しる。

検出信号ＫＳのレベルは、電圧比較器４１において一定
電圧■。とレベル比較され、その結果、出力綿４３のレ
ベルは第３図ｔｅｌに示されるように変化することにな
る。第３図（ｅ）から判るように、１＝１．以後、出力
線４３には復枚個のパルスが出力されることとなる。し
かし、弁体１３のスティック等の不具合が電磁弁１に生
じていると、このパルスの数は零又は極めて少なくなる
。カウンタ４４は、１＝１．となる前においてパルス信
号Ｐが立下がることに応答してリセットされており、出
力線４３０レベル変化に応答しそのパルス発生個数を計
数する。

この計数結果を示す計数データＣＤ、は判別回路４５に
入力され、ここで、パルスの発生個数Ｍが予め定められ
た所定数に以上であったか否かを判別し、Ｍ≧にの場合
には電磁弁１の作動は正常であると判断され、一方、Ｍ
＜Ｋの場合には電磁弁１の作動が正常に行なわれていな
いと判断される。この判断結果を示す出力信号０１が判
別回路４５から出力される。

なお、１＝１．においてパルレス１言号Ｐのレベルが「
Ｈ」からｒＬＪに変化すると、検出信号ＫＳのレベルは
大きく負方向に振れるが、振動波形とはならない。これ
は、１＝１．で励磁コイル２４に流れる電流が零となっ
てしまうためである。

このような構成によると、電磁弁１の励磁コイル２４の
ほかに、検出コイル２Ｂを２次コイルとして設け、検出
コイル２８からの検出信号の波形をチェックするだけで
電磁弁１の作動が正常に行なわれているか否かを容易に
チェックすることができる。この場合、検出コイル２Ｂ
は独立して設けられているので、検出回路４０の設計上
制約が少なく、雑音信号に対しても存利である等の利点
を有している。

第２図に示す回路は、電磁弁１が開から閉に変化すると
きの作動のみを検出する構成であるが、電磁弁１が閉か
ら開に変化するときの作動をも合せて検出することが可
能であり、第４図には、そのように構成された回路の実
施例が示されている。

第４図に示す回路では、駆動パルス発生回路３１と開帳
回路３２との間に積分器型増幅回路３３を設けたこと、
及び検出回路４０のほかに、検出信号ＫＳの負方向の振
動波形を検出するための別の検出回路５０を設けた点で
大きく異なっている。第４図の回路を第５図（ａｌ乃至
第５図（ｇｌの波形図を参照しながら説明する。

第５図（ａ）に示されるパルス信号Ｐは積分器型増幅回
路３３において増幅され、その立上り、立下りが所定の
傾斜を有する台形波状の出力信号ＰＩ（第５図（ｂ））
が得られ、この出力信号ＰＩに応答して駆動信号ＤＳが
出力される（第５図（Ｃ））。

したがって、弁体１３は、駆動信号ＤＳのレベルが所定
値に達した１＝１．。において弁座１５に着座し、１＝
１．□において弁座１５がら離れることになる。１＝１
．。において弁体１３が弁座１５に着座することによっ
て生しる検出信号ＫＳの波形変化及び、この変化からそ
の作動状態の判別を検出回路４０によって行なう構成お
よび動作は第２図の実施例の場合と同様である。したが
って、その構成及び作動の説明は省略する。

１　＝　１．２において弁体１３が弁座１５から離れる
と、この場合には、積分器型増幅回路３３の使用により
ｔ−ｔ、２以後においても励磁電流が流れているので、
このとき可動体２５に生じる振動に相応した検出信号Ｋ
Ｓが検出コイル２８がら出力される（第５図（ｅ））参
照）。検出信号ＫＳのこの成分を検出するため、検出回
路５ｏには、定電圧源５２からの一定電圧−■。が一方
の入力に印加されている電圧比較器５１が設けられてお
り、この一定電圧−■。と検出信号ＫＳとのレベル比較
が行なわれ、検出回路４０における検出動作と同様にし
てその振動成分の検出が行なわれる。第５図（ｆ）、　
（ｇｌには、電圧比較器４１．５１の出力線４３．５３
の各レベル変化の様子が示されている。

出力線５３に現われる信号に応答し、カウンタ５４はそ
のパルス数の計数を行ない、その計数結果を示す計数デ
ータＣＤ、がカウンタ５４から出力される。計数データ
ＣＤは判別回路５５に入力され、ここでその値Ｎが所定
値により大きいか否かが判別され、判別回路４５の場合
と同様にして、電磁弁１の作動が正常に行なわれている
か否かを示す出力信号０２が出力される。

この構成では、励磁コイル２４に与えられる駆動電流の
立ち上り及び立ち下りを共になだらかにしたので、電磁
弁の開弁、閉弁の両動作時においてその作動状態のチェ
ックを行なえる利点を有している。

上記実施例では、燃料の噴射制御を行なうため燃料噴射
ポンプに設けられた電磁弁の作動を正常に行なわれてい
るか否かを検出するための装置を例にとって説明したが
、本実施例はこれに限定されるものではな（、他の種々
の目的に使用されるソレノイドアクチェータの作動をチ
ェックするのに広く適用できるものである。

（効　果） 本発明によれば、ソレノイドアクチェータの可動体を介
してその励磁コイルと磁気的に結合されている検出コイ
ルを設け、この検出コイルからの出力信号に基づいてソ
レノイドアクチェータの作動によって生じる可動体の動
きに関する情報を得、これによりソレノイドアクチェー
タの作動のチェックを行なうので、ソレノイドアクチェ
ータの作動周波数が高くなっても、これに影響されず、
確実に作動するので、極めて信頼性の高いものである。

また、検出コイルは独立して設けられているので、検出
コイルからの信号を処理するのが簡単であり、雑音に対
しても誤動作が少ないという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
第１図に示す電気回路の回路図、第３図ｆａｔ乃至第３
図Ｃｅ）は第２図に示した回路の動作を説明するための
波形図、第４図は第２図に示した電気回路の変形例を示
す回路図、第５図（ａ）乃至第５図（））は第４図に示
した回路の動作を説明するための波形図である。 １・・・電磁弁、１３・・・弁体、１５・・・弁座、２
０・・・ソレノイドアクチェータ、２４・・・励磁コイ
ル、２５・・・可動体、２７・・・収縮ばね、２８・・
・検出コイル、３０・・・駆動回路、４０．５０・・・
検出回路、Ｐ・・・パルス信号、ＤＳ・・・駆動信号、
ＫＳ・・・検出信号。 特許出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　　高　　野　　昌　　俊第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ばね手段によって一方向にばね付勢されている可動
   体と、該可動体を駆動するための励磁コイルとを有して
   成り、該励磁コイルに印加される駆動信号に従ってオン
   、オフ駆動されるソレノイドアクチエータの作動検出装
   置において、前記可動体を介して前記励磁コイルと磁気
   的に結合されるように前記ソレノイドアクチエータ内に
   配設された検出コイルと、該検出コイルからの出力に応
   答し、前記駆動信号のレベルの切換時において生じる前
   記可動体の振動の有無を検出する検出回路とを備えたこ
   とを特徴とするソレノイドアクチエータの作動検出装置
   。