(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の駆動を制御する電磁弁駆動装置において、応答性の高い燃料噴射弁であっても開弁タイミングを正確に捉える。【解決手段】燃料噴射弁Ｘに入力する駆動信号を生成する燃料噴射弁駆動回路２と、燃料噴射弁Ｘの通電電流を検出する電流検出回路３と、通電電流に含まれる開弁信号Ｄに基づいて燃料噴射弁Ｘの開弁を検知する開弁検知部４ｄとを備える電磁弁駆動装置１であって、通電電流に開弁信号Ｄが含まれる期間であって、通電電流が一定の閾値以上となることを制限する制限期間設定部４ｂを備える。【選択図】図１
2018131935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁に入力する駆動信号を生成する燃料噴射弁駆動回路と、前記燃料噴射弁の通電電流を検出する電流検出回路と、前記通電電流に含まれる開弁信号に基づいて前記燃料噴射弁の開弁を検知する開弁検知部とを備える電磁弁駆動装置であって、
前記通電電流に前記開弁信号が含まれる期間であって、前記通電電流が一定の閾値以上となることを制限する制限期間設定部を備えることを特徴とする電磁弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、燃料噴射弁において弁体が接続された可動コアが固定コアに近づくときの磁気飽和による磁気回路のインダクタンス変化を利用して、燃料噴射弁の開弁を検知する電磁式燃料噴射装置が開示されている。特許文献１によれば、上記インダクタンス変化によって発生する燃料噴射弁の通電電流の変化を、開弁を示す信号として検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年は細かい噴射制御を可能とする応答性の高い燃料噴射弁が多く用いられている。このような応答性の高い燃料噴射弁では、駆動信号の入力により瞬時に通電電流が増加し、通電電流の変化が大きな期間に開弁の示す電流変化が紛れてしまうことで、開弁タイミングを正確に捉えることが困難となる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、燃料噴射弁の駆動を制御する電磁弁駆動装置において、応答性の高い燃料噴射弁であっても開弁タイミングを正確に捉えることを可能することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、燃料噴射弁に入力する駆動信号を生成する燃料噴射弁駆動回路と、上記燃料噴射弁の通電電流を検出する電流検出回路と、上記通電電流に含まれる開弁信号に基づいて上記燃料噴射弁の開弁を検知する開弁検知部とを備える電磁弁駆動装置であって、上記通電電流に上記開弁信号が含まれる期間であって、上記通電電流が一定の閾値以上となることを制限する制限期間設定部を備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制限期間設定部によって、開弁信号が含まれる期間である制限期間において、通電電流が一定の閾値以上となることが制限される。このため、制限期間において通電電流の急激な変化が抑制され、開弁信号を正確に検知することが可能となる。したがって、本発明によれば、燃料噴射弁の駆動を制御する電磁弁駆動装置において、応答性の高い燃料噴射弁であっても開弁タイミングを正確に捉えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）が本発明の電磁弁駆動装置の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）が燃料噴射弁の通電電流を示す電流波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る電磁弁駆動装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部を認識可能な大きさとするために、各部の縮尺を適宜変更している。
【００１０】
図１（ａ）は、本実施形態の電磁弁駆動装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の電磁弁駆動装置１は、図１（ａ）に示す燃料噴射弁Ｘを駆動するものである。燃料噴射弁Ｘは、電磁力により移動される弁体を備える電磁弁であり、本実施形態の電磁弁駆動装置１から入力される駆動信号に基づいて、燃料を噴射する。この燃料噴射弁Ｘは、弁体に接続された可動コアと、移動される可動コアが衝突することで可動コアの移動を規制するストッパ、固定コア等を備えている。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の電磁弁駆動装置１は、燃料噴射弁駆動回路２と、電流検出回路３と、制御部４とを備えている。燃料噴射弁駆動回路２は、電源装置Ｙから供給される電流から、制御部４の制御の下に、燃料噴射弁Ｘに入力する駆動電流（駆動信号）を生成する。この燃料噴射弁駆動回路２は、複数のスイッチング素子や抵抗器を備えており、スイッチング素子のオンオフ状態を切り替えることにより駆動電流を生成する。
【００１２】
電流検出回路３は、燃料噴射弁Ｘとグランドとの間に設けられており、燃料噴射弁Ｘに流れる通電電流を検出するための回路である。この電流検出回路３は、通電電流の大きさに応じた電圧を発生させる抵抗器や、当該電圧を発生させる抵抗器と制御部４との間に配置される抵抗器、増幅器等の複数の電子部品を備えている。
【００１３】
制御部４は、いわゆるマイクロコンピュータであり、ＣＰＵコアやメモリ等を有している。この制御部４は、図１（ａ）に示すように、駆動回路制御部４ａと、制限期間設定部４ｂと、通電電流算出部４ｃと、開弁検知部４ｄとを機能構成要素として備えている。
【００１４】
駆動回路制御部４ａは、燃料噴射弁駆動回路２を制御するための駆動制御信号を生成して燃料噴射弁駆動回路２に向けて出力する。図１（ｂ）は、本実施形態における通電電流の電流波形図である。この図に示すように、駆動回路制御部４ａは、燃料噴射弁Ｘの駆動開始から一定の期間を初期期間Ｔ１とし、その後の閉弁までの期間を保持期間Ｔ２とし、初期期間Ｔ１のピーク電流値が保持期間Ｔ２の平均電流値よりも高くなるような波形の通電電流が燃料噴射弁Ｘに流れるように、燃料噴射弁駆動回路２に駆動電流を生成させる。
【００１５】
また、本実施形態において駆動回路制御部４ａは、制限期間設定部４ｂにおいて設定される制限期間Ｔ３においては、通電電流が一定の閾値以上とならないように燃料噴射弁駆動回路２を制御する。ここでの閾値は、通電電流が上記一定の閾値以上とならないような制御をしない場合におけるピーク値よりも低く、少なくとも保持期間Ｔ２における通電電流（保持電流）よりも高く設定されている。
【００１６】
制限期間設定部４ｂは、通電電流に開弁信号が含まれる期間を制限期間Ｔ３に設定する。この通電電流に開弁信号が発生するタイミングは、予め実験等により取得されており、例えば制御部４に記憶されている。本実施形態においては、初期期間Ｔ１に開弁信号が発生するものとし、制限期間設定部４ｂは、初期期間Ｔ１の一部に制限期間Ｔ３を設定する。なお、通電電流が上記一定の閾値以上とならないような制御をしない場合には、ＰＷＭ制御により初期期間Ｔ１において通電電流は脈動する。本実施形態においては、制限期間設定部４ｂは、上記閾値を当該脈動の下限電流値よりも高く設定する。これによって、通電電流は、制限期間Ｔ３において安定し、グラフにおける見かけ上において平坦化される。
【００１７】
通電電流算出部４ｃは、電流検出回路３から入力される検出電圧に基づいて通電電流の値を算出する。開弁検知部４ｄは、通電電流算出部４ｃで求められた通電電流に基づいて、燃料噴射弁Ｘの開弁を検知する。電磁弁である燃料噴射弁Ｘでは、弁体が移動され、弁体に固定された可動コアが固定コアに近づきストッパに衝突することによって開弁動作が完了する。このとき、可動コアが固定コアに近づくに連れて磁気回路におけるインダクタンスが急激変化し、この変化が通電電流の変化として現れる。開弁検知部４ｄは、この通電電流の変化を検知して燃料噴射弁Ｘの開弁を検知する。ここで、本実施形態においては、燃料噴射弁Ｘの開弁のタイミングに合わせて上述の制限期間Ｔ３が設定されている。このため、図１（ｂ）に示すように、開弁を示す信号がなければ通電電流が安定した期間に開弁を示す信号（開弁信号Ｄ）が発生する。このため、開弁検知部４ｄは正確に開弁信号Ｄを検知することができる。
【００１８】
開弁検知部４ｄは、開弁信号Ｄに基づいて検知した燃料噴射弁Ｘの開弁タイミングを示す信号を駆動回路制御部４ａに向けて出力する。なお、駆動回路制御部４ａは、開弁検知部４ｄから入力された開弁タイミングを反映させた駆動制御信号を生成する。
【００１９】
このような本実施形態の電磁弁駆動装置１では、駆動回路制御部４ａで生成された駆動制御信号が燃料噴射弁Ｘに入力され、駆動制御信号に基づく駆動電流が燃料噴射弁Ｘに供給される。このとき、電流検出回路３によって、燃料噴射弁Ｘに実際に流れる電流である通電電流を示す電圧信号が生成され、当該電圧信号が通電電流算出部４ｃに入力される。通電電流算出部４ｃでは、電流検出回路３から入力される電圧信号に基づいて通電電流を算出する。さらに開弁検知部４ｄによって、通電電流に基づいて開弁タイミングが検出される。駆動回路制御部４ａは、開弁検知部４ｄで検知された開弁タイミングを反映し、次の駆動制御信号を生成する。
【００２０】
以上のような本実施形態の電磁弁駆動装置１によれば、制限期間設定部４ｂによって、開弁信号Ｄが含まれる期間である制限期間Ｔ３において、通電電流が一定の閾値以上となることが制限される。このため、制限期間Ｔ３において通電電流の急激な変化が抑制され、開弁信号Ｄを正確に検知することが可能となる。したがって、本実施形態の電磁弁駆動装置１によれば、応答性の高い燃料噴射弁Ｘであっても開弁タイミングを正確に捉えることが可能となる。
【００２１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２２】
例えば、上記実施形態においては、制御部４の機能構成要素として制限期間設定部４ｂが設けられた構成について説明した。つまり、上記実施形態においては、ソフトウェアを用いて制限期間設定部４ｂを実現する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料噴射弁駆動回路２に、制御部４の制御によって通電電流が一定の閾値以上とならないように駆動電流を制限するハードウェアを設置し、このハードウェアを制限期間設定部とすることも可能である。
【００２３】
また、上記実施形態においては、通電電流の保持期間Ｔ２において、段階的に通電電流が降下する構成を採用することも可能である。
【００２４】
また、本発明の電磁弁駆動装置は、上述のように応答性の高い燃料噴射弁の駆動に特に好適に用いることができるものである。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、応答性が高くない燃料噴射弁の駆動に適用することも当然に可能であり、このような場合にもより正確に開弁信号Ｄを検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１……電磁弁駆動装置、２……燃料噴射弁駆動回路、３……電流検出回路、４……制御部、４ａ……駆動回路制御部、４ｂ……制限期間設定部、４ｃ……通電電流算出部、４ｄ……開弁検知部、Ｄ……開弁信号、Ｔ１……初期期間、Ｔ２……保持期間、Ｔ３……制限期間、Ｘ……燃料噴射弁、Ｙ……電源装置
【図１】
2018131935.tif 000003