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JPH0618134B2 - ソレノイド駆動器制御ユニット - Google Patents

ソレノイド駆動器制御ユニット

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Publication number
JPH0618134B2
JPH0618134B2 JP61504381A JP50438186A JPH0618134B2 JP H0618134 B2 JPH0618134 B2 JP H0618134B2 JP 61504381 A JP61504381 A JP 61504381A JP 50438186 A JP50438186 A JP 50438186A JP H0618134 B2 JPH0618134 B2 JP H0618134B2
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solenoid
current
signal
unit
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JP61504381A
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エフ ペトリー・アデロア
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Motorola Inc
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Publication date
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Publication of JPH0618134B2 publication Critical patent/JPH0618134B2/ja
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
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    • H01F7/18—Circuit 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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    • H—ELECTRICITY
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  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般にソレノイド制御、とくに燃料噴射用ソレ
ノイド弁に使用される電子制御部に関する。
発明の背景 内燃エンジンの多くは燃料をエンジンの吸入マニホルド
または燃料室へと誘導するために燃料噴射器を使用す
る。燃料噴射器の動作を制御するためしばしば電子制御
部が利用される。噴射器の弁の構造と電子制御部との間
の相互作用を好適にするため、当該噴射器は通常、電子
制御部からの電気信号に応答可能なソレノイド作動弁を
含む。
このような従来型の燃料噴射システムのための電子制御
部は一般に、噴射器ソレノイドを導通する電流レベルを
示す信号を供給可能な電流検知器を含んでいる。噴射器
駆動制御ユニットは前記信号と噴射指令信号とを受信
し、噴射器ソレノイドに電力を付加する時期を決定す
る。次に噴射器駆動制御ユニットは適正な時期に噴射器
駆動ユニットに駆動信号を供給する。噴射器駆動ユニッ
トは電流が選択的に電源（例えばバッテリ）から噴射器
ソレノイドおよび噴射器駆動ユニットへと導通できるよ
うに動作する。
このような従来型のシステムはさらにフライバックコン
トロールユニット(flyback control unit)を含むのが通
例である。インダクタを流れる電流は瞬時には止めるこ
とはできないが、フライバックコントロールユニットは
ソレノイドコイル内に蓄積されたエネルギを迅速に散逸
させ、それにより噴射器弁自体の迅速な応答を保証する
手段を提供する。
これらの従来型の噴射器駆動制御ユニットは代表的には
電流検知信号と、しきい値信号とを比較することによっ
て動作する。しきい値信号は通常は、ピーク初期電流
と、より低い後続の保持電流の両方に備えるために可変
である。これらの装置の多くはさらに、噴射器駆動ユニ
ットを所与の連続順にオンおよびオフに切換えして、ソ
レノイド電流をピーク電流の領域または保持電流の領域
のいずれかに保つように動作する。
当該燃料噴射システムの動力学および動作手段によって
は、これらの従来型の解決策には適切ではないものもあ
る。例えば、ピーク電流と保持電流の両方の位相で最小
ソレノイド電流を維持可能であり、他方では所望の制御
波形の生成と維持を保証するため動作制御パラメータと
して時間パラメータを用いる噴射器駆動制御ユニットが
必要となる。
また、これらの要求に答えるために、以下のようなソレ
ノイド駆動器制御ユニットを設けることが行なわれてい
る。すなわち、該ソレノイド駆動器制御ユニットは、電
源からソレノイドへと電流が導通できるように選択的に
制御可能なソレノイド駆動ユニットおよび、ソレノイド
を導通する電流のレベルを指示する電流検知信号を供給
可能な電流検知器と連携して動作する。ソレノイド駆動
器制御ユニットは一般に、しきい値比較器、最小しきい
値ユニット、最大しきい値ユニットおよびタイミングユ
ニットを含む。
しきい値比較器は少なくとも１つのしきい値信号と、電
流検知器により供給される電流検知信号とを比較し、こ
の比較に基づいて噴射器駆動ユニットを制御する出力信
号を供給する機能を果たす。最小しきい値ユニットはし
きい値比較器に少なくとも最小のしきい値信号を供給す
ることを保証する。最大しきい値ユニットは、ソレノイ
ドにピーク電流が最初に流れることを保証するため、し
きい値比較器に最初に最大しきい値信号を供給する。最
大しきい値ユニットはしきい値比較器に応答して、ソレ
ノイドを流れる電流が所与のピーク電流と少なくとも等
しくなると最大しきい値信号の供給を停止せしめる。
タイミングユニットもしきい値比較器と応答して、ソレ
ノイドを流れる電流が所与のピーク電流と少なくとも等
しくなると、その後の所定期間だけしきい値比較器がソ
レノイド駆動ユニットに「オン」信号を供給するように
させて、ソレノイドを流れる電流の上昇とはほぼかかわ
りなく前記所与の期間中、電源からソレノイドに電流が
流れるようにする。
この場合、電流検知器は直列接続抵抗を用いて構成する
ことが可能であり、またしきい値比較器は、第１入力は
電流検知信号を受けるように接続され、第２入力はしき
い値信号を受けるようにされた比較器より構成すること
が可能である。最小しきい値ユニットは設定電圧により
バイアスをかけられ、それにより最小しきい値信号を供
給する抵抗により構成可能である。最大しきい値ユニッ
トは、Ｑ出力が抵抗を介して比較器のしきい値入力に接
続しており、最大しきい値信号がある場合はこれを供給
するフリップフロップより構成することが可能である。
タイミングユニットは、この場合もＱ出力が抵抗を介し
て比較器のしきい値入力に接続している単安定ワンショ
ットマルチバイブレータにより構成可能である。単安定
マルチバイブレータが高状態にある間は、さらに別のし
きい値信号がしきい値入力に供給される。
上述の装置を用いることによって、ソレノイドを流れる
電流は最初に例えば４アンペアのピーク電流に上昇す
る。このピーク値に達すると、次に電流は最小しきい値
ユニットにより確立される最小保持電流レベルと減衰す
る。次に電流は、タイミングユニットが所与の期間だけ
比較器の出力を高状態に保つことによって上昇する。タ
イミングユニットは、比較器のしきい値入力に供給され
るしきい値を有効に上昇させることにより上記の機能を
達成する。このタイミングサイクルが完了すると、タイ
ミングユニットは前記のしきい値信号を除去し、それに
より比較器のしきい値入力におけるしきい値信号を低下
せしめる。その結果、この時点で電流検知信号はしきい
値信号を超え、かつ比較器はソレノイド駆動ユニットを
オフに切換える。その後、ソレノイドを導通する電流は
再度最小しきい値レベルまで減衰し、そこで単安定マル
チバイブレータは再度トリガする。上記の手順は制御サ
イクルの終了まで継続する。
さらに、上記装置では、制御サイクル中と制御サイクル
の終了時のいずれでも適切な減衰応答を保証するためフ
ライバックコントロール(flyback control)ユニットを
備えることができる。さらに、ソレノイド駆動ユニット
をしきい値比較器の出力と入力制御信号の存在の両方の
関数として制御可能にするため、制御論理ユニットを備
えることも可能である。
発明の概要 本発明では、上記装置において、第２の所与の期間中に
しきい値比較器のしきい値入力にさらに別のしきい値信
号を供給するために入力制御信号に応答する第２のタイ
ミングユニットを設ける。このような構成では、第２の
タイミングユニットは制御サイクルの初めに動作状態に
なり、それによって制御サイクルの最初の段階中により
高い最小しきい値信号を供給して、ピーク電流位相（プ
ルイン電流位相としても知られている）の継続期間を有
効に延長せしめる。電流は前述のように保持電流位相に
対してオンおよびオフに切換えられるが、この場合、第
２のタイミングユニットがタイムアウトになるまで、第
２のタイミングユニットにより導入されるしきい値信号
の作用によって、切換えはより高い電流レベルにて行な
われる。
図面の簡単な説明 本発明のこれらおよび他の特徴は、特に図面を参照し
て、本発明を実施するための最良の態様に関する以下の
記述を参照しかつ習得することによってより明らかにな
るであろう。ここで、 第１図は従来技術の装置のブロック図、 第２図は従来技術の装置の回路図、 第３図は従来技術の装置の動作を示す波形図、 第４図は本発明の実施例のブロック図、 第５図は本発明の実施例の回路図、そして 第６図は本発明の実施例の動作を示す波形図である。
発明を実施するための最良の態様 さて図面を参照すると、特に第１図には先行技術の装置
が符号１０で総称的に描かれているようにブロック図形
式で示されている。装置１０はソレノイド１１、電流検
知ユニット１２、ソレノイド駆動ユニット１３、電源１
４およびフライバックコントロールユニット１６と連携
して動作する。装置１０は基本的にしきい値比較ユニッ
ト１７、最小しきい値ユニット１８、最大しきい値ユニ
ット１９、タイミングユニット２１、制御論理ユニット
２２および制御信号入力ユニット２３を含む。これらの
要素はそれぞれ順次詳細に説明する。
第２図を参照すると、ソレノイド１１は（１例として）
燃料噴射器ソレノイドより成ることができる。電流検知
ユニット１２はソレノイド１１と直列に接続された接地
低オーム抵抗より成ることができる。必要ならば２個の
抵抗２４、２６より成る分圧器回路を電流検知抵抗に接
続して、後続の互換的な処理を保証するため、電流検知
信号にバイアスをかけることが可能である。ソレノイド
駆動ユニット１３は電源１４（例えばバッテリ）と、ソ
レノイド１１との間に接続されている。このようなソレ
ノイド駆動ユニット１３は技術上周知であるので、ここ
ではより詳細に説明することは不要であろう。同様に、
フライバックコントロールユニット１６は図に示す通り
に接続されており、このようなフライバックコントロー
ルユニットも当業者には周知であるので、ここでのより
詳細な説明は不要であろう。
しきい値比較ユニット１７は２入力比較器により構成す
ることが可能である。この比較器の反転入力は電流検知
ユニット１２からの電流検知信号を受信するように接続
されている。非反転入力はしきい値入力を構成し、この
しきい値入力は後に説明の通りに接続されている。比較
器の出力は最大しきい値ユニット１９、タイミングユニ
ット２１および制御論理ユニット２２に接続されてお
り、これについても以下に詳細に説明する。
最小しきい値ユニット１８は比較器のしきい値入力と、
正の５ボルト電源のような電圧源との間を接続する抵抗
より構成されていてもよい。このような構成では、最小
しきい値ユニット１８は、少なくとも最小しきい値信号
が常時、しきい値比較器１７の非反転入力に供給される
ことを保証する。所望であれば、接地抵抗２０をしきい
値比較器１７の非反転入力に接続して、適宜の大きさの
最小しきい値信号を保証することも可能である。
最大しきい値ユニット１９はフリップフロップ２７と抵
抗２８とにより構成でき、抵抗２８はフリップフロップ
２７のＱ出力と比較器１７のしきい値入力との間に接続
される。フリップフロップ２７のリセットポートはしき
い値比較器１７の出力に、また該フリップフロップのセ
ットポートは制御信号入力２３に接続されている。かか
る構成において、制御信号パルスの開始の前に既にセッ
トされた、フリップフロップ２７はＱ出力における出力
信号を高状態にし、もってしきい値比較器１７のしきい
値入力に最大しきい値信号を供給せしめる。しきい値比
較器ユニット１７の出力が低に向うと、今度はフリップ
フロップ２７がリセットされ、しきい値入力から最大し
きい値信号が除去される。
タイミングユニット２１は単安定ワンショット２９と抵
抗３１を含み、抵抗３１は単安定ワンショット２９のＱ
出力としきい値比較ユニット１７のしきい値入力との間
に接続されている。単安定ワンショット２９のトリガ入
力はしきい値比較ユニット１７の出力に接続されてい
る。このような構成によって、しきい値比較ユニット１
７からの高出力は単安定２９をトリガし、継続時間しき
い値信号をしきい値比較ユニット１７のしきい値入力へ
と供給せしめ、それによりしきい値信号を最小しきい値
ユニット１８により供給される最小しきい値信号の値よ
り上に有効に上昇させる。タイミングユニット２１のタ
イミングサイクルが終了すると、この上昇されたしきい
値信号はしきい値入力から除去され、しきい値比較ユニ
ット１７の出力を低に向わせる。
制御論理ユニット２２は１つの入力がしきい値比較ユニ
ット１７の出力と接続され、１つの入力が制御信号入力
２３を経て制御信号を受けるように接続されたＡＮＤゲ
ートより構成することができる。ＡＮＤゲートの出力は
ソレノイド駆動ユニット１３を駆動するように接続され
ている。制御論理ユニット２２はこのような構成によっ
て、制御信号としきい値比較ユニット１７からの高出力
信号との双方が存在する場合だけソレノイド駆動ユニッ
ト１３に使用可能(enabling)出力を供給する。
第３図を参照すると、しきい値比較ユニット１７のしき
い値入力に供給されるしきい値信号が第３図ｂに示して
ある。しきい値信号の初期レベルは、最大しきい値ユニ
ット１９にて確立された最大レベルである。タイミング
ユニット２１により供給される後続の上昇されたしきい
値信号は、所望であるなら高レベルまたはそれ以上のレ
ベルでもよいが必ずしも高い必要はない。留意すべき
は、しきい値レベルは決してゼロまで降下せず、最小し
きい値ユニット１８により確立された最小しきい値レベ
ル以上のレベルを保つことである。
しきい値比較ユニット１７の出力状態は第３図ｃに示さ
れている。制御信号入力２３に供給される制御信号は第
３図ｄに示してある。その結果生じるソレノイド１１を
導通する電流のレベルは第３図ａに示されており、この
図では、電流が最初にピーク（Ｉmax ）に達し、次に最
小値（Ｉmin ）に降下し前者のレベルは最大しきい値ユ
ニット１９により、また後者のレベルは最小しきい値ユ
ニット１８により確立されることが理解できる。それに
続く電流の上昇はタイミングユニット２１により確立さ
れる継続時間（Ｔ１）に関して均一である。
以上のような装置を使用することによって、ソレノイド
を流れる電流は常時、少なくとも最低レベルに保たれ、
かつ時間は図示した波形の形成を保証する上で重要な役
割を果たす。
さて第４図を参照すると、本発明の実施例が符号４０で
総称して示してある。この実施例４０は第１図〜第３図
の装置１０に関して上述した構成要素を全て保持してあ
り、同様の構成要素は同様の数字符号で呼称される。さ
らに、第４図の装置４０は第２タイミングユニット４１
を含む。第５図を参照すると、第２タイミングユニット
４１は第２単安定ワンショット４２と抵抗４３とにより
構成することができる。単安定ワンショット４２へのト
リガ入力は制御信号入力２３を経て制御信号を受けるよ
うに接続されている。単安定ワンショット４２のＱ出力
は抵抗４３を経てしきい値比較ユニット１７のしきい値
入力へと接続されている。このような構成により、第２
タイミングユニット４１は制御サイクルの最初の段階中
に上昇されたしきい値信号をしきい値比較ユニット１７
に供給する。この上昇された信号は、第２単安定ワンシ
ョット４２がそのタイミングサイクルを終了するまで保
持される。
第６図を参照すると、しきい値比較ユニット１７に供給
されるしきい値信号レベルが第６図ｂに示してある。最
初のしきい値レベルは最大レベルであり、第２タイミン
グユニット４１と連携して最大しきい値ユニット１９に
より供給されるしきい値信号と一致する。ソレノイドを
導通する電流がそのピーク（Ｉmax ）に達すると（第６
図ａ参照）、しきい値は第２タイミングユニット４１に
より確立される最小ピークしきい値に降下する。電流が
最小ピークレベル（Ｉpmin）（第６図ａを参照）に減衰
すると、しきい値比較ユニット１７は高レベル信号を供
給して電流を再度オンに切換え、かつ同時に第１タイミ
ングユニット２１をトリガして、第１タイミングユニッ
ト２１のタイミングサイクルの継続期間中、しきい値比
較ユニット１７に上昇されたしきい値信号を供給せしめ
る。このプロセスは第２タイミングユニット４１のタイ
ミングサイクル（Ｔ２）が終了するまで継続する。（こ
れに引続いて行なわれる、制御サイクルの保持電流位相
に関する本実施例４０の動作は前記第１図〜第３図の装
置１０に関して上述した動作と基本的に同一である。） 第４図の装置４０の動作を理解する１助として、第６図
ｃはしきい値比較ユニット１７の出力状態を示す波形図
を有しており、第６図ｄは第２タイミングユニット４１
の出力状態を示し、また第６図ａはソレノイド１１を流
れる電流の波形を示している。
この第４図の装置４０を用いることによって、最小電流
レベルは再度保持され、一方、時間は図示した波形の形
成と保持を保証する上で重要な機能を果たす。
当業者には上述の実施例に関して多くの修正と変更が可
能であることが了解されよう。かかる修正と変更は、請
求の範囲がその機能に特定の限定性を含まない限り、請
求の範囲の枠内にあるものとみなされるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−151261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−30892（ＪＰ，Ａ) 西独国特許公開明細書3507103（ＤＥ, Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ソレノイドを導通する電流を指示する電流
    検知信号を供給する電流検知手段と、電源から電流が前
    記ソレノイドへ導通することを選択的に可能にするため
    のソレノイド駆動手段と、少なくとも１つのしきい値信
    号と前記電流検知信号とを比較し、かつそれに応じて前
    記ソレノイド駆動手段を制御する出力信号を供給するし
    きい値比較手段とを有するソレノイド駆動器制御回路に
    おいて、 ａ）前記しきい値比較手段に最小しきい値を供給する最
    小しきい値手段と、 ｂ）前記しきい値比較手段に最初に最大しきい値を供給
    し、かつ前記しきい値比較手段に応答して、前記ソレノ
    イドを導通する前記電流が予め選択されたピーク電流レ
    ベルと少なくとも等しくなるまで前記しきい値比較手段
    に前記最大しきい値を供給する最大しきい値手段と、 ｃ）前記しきい値比較手段からの前記出力信号に応答し
    て、前記最大しきい値に引続く第１の期間だけ前記しき
    い値比較手段に第１のタイミング継続期間しきい値を供
    給し、もって前記しきい値比較手段が前記第１の期間だ
    け前記出力信号を供給するようにさせる第１のタイミン
    グ手段と、 ｄ）前記ソレノイド駆動手段を起動制御する制御信号に
    応答して該制御信号の起動に引続き該制御信号の期間よ
    り短い第２の期間だけ前記しきい値比較手段に第２のタ
    イミング継続期間前記最小しきい値よりも大きなしきい
    値を供給するための第２のタイミング手段と、 を備えることを特徴とするソレノイド駆動器制御回路。
  2. 【請求項２】前記第１のタイミング手段は第１のワンシ
    ョットマルチバイブレータを具備し、その出力は前記し
    きい値比較手段用のしきい値入力に選択的にバイアスを
    かけ、かつ前記第２のタイミング手段は第２のワンショ
    ットマルチバイブレータを具備し、その出力は前記しき
    い値比較手段用のしきい値入力に選択的にバイアスをか
    ける請求の範囲第１項に記載のソレノイド駆動器制御回
    路。
  3. 【請求項３】前記ソレノイド駆動器制御回路はさらに、
    制御信号を受けるための制御信号入力を含み、かつ前記
    第１と第２のワンショットはそれぞれトリガ入力を含
    み、前記第１のワンショット用の前記トリガ入力は前記
    しきい値比較手段からの前記出力信号を受けるように接
    続され、かつ前記第２のワンショット用の前記トリガ入
    力は前記制御信号を作動的に受けるように接続されてい
    る請求の範囲第２項に記載のソレノイド駆動器制御回
    路。
JP61504381A 1985-09-23 1986-08-08 ソレノイド駆動器制御ユニット Expired - Lifetime JPH0618134B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US778997 1985-09-23
US06/778,997 US4680667A (en) 1985-09-23 1985-09-23 Solenoid driver control unit
PCT/US1986/001655 WO1987001765A1 (en) 1985-09-23 1986-08-08 Solenoid driver control unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62502012A JPS62502012A (ja) 1987-08-06
JPH0618134B2 true JPH0618134B2 (ja) 1994-03-09

Family

ID=25114986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61504381A Expired - Lifetime JPH0618134B2 (ja) 1985-09-23 1986-08-08 ソレノイド駆動器制御ユニット

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