JP5273116B2 - 電磁弁駆動装置 - Google Patents
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Description
このため、駆動信号DRは、駆動デューティ信号DDがハイになる通電期間(即ち、1周期の開始時から通電時間Tonが経過するまでの期間)のうち、1周期の開始時から上記所定時間Tpが経過するまでは、ハイのままになり、その後、通電期間が終了するまでは、上記ホールド信号HDとなる。また、通電期間が終了してから当該駆動信号DRの1周期が終了するまでの期間(即ち、駆動デューティ信号DDがローになっている非通電時間Toffの期間)は、ローのままになる。
即ち、信号形態変更手段は、前記決定された通電時間Tonを駆動周期時間Tbaseに変更して、駆動信号出力手段により今回出力される駆動信号が、ピーク電流供給時間Tpの経過時から次回の1周期の開始時までホールド電流用パルス列信号となるようにすると共に、次回の駆動信号の1周期の開始時からピーク電流供給時間Tpが経過するまでの間に駆動信号出力手段が出力する駆動信号の形態を、駆動周期時間Tbaseよりも短い周期で且つホールド電流用パルス列信号のデューティ比以上の所定デューティ比でアクティブレベルとなる電流抑制用パルス列信号に変更する。
つまり、決定手段により決定された通電時間Tonが「Tbase−Toffmin」以上であって、判定手段が肯定判定する場合に、もし、信号形態変更手段が機能せずに、今回周期の駆動信号が、ホールド電流用パルス列信号から非アクティブレベルのままになったとしても、その非アクティブレベルになる時間(非通電時間Toff)は、弁体が初期位置の方向に戻り始めるまでの遅れ時間Tcsより短いため、弁体は、少なくとも次回周期の駆動信号での通電期間が終了するまでは初期位置の方向に戻らない。
即ち、図1(B)に示すように、各駆動信号DRx(DR1〜DR3)は、同じ一定の周期Tbaseを持つと共に、その1周期中においてコイルLxへの通電期間を意味する信号形態になる継続時間(即ち、通電時間Ton)が変更される信号である。そして、各駆動信号DRxは、1周期の開始時から通電時間Tonが経過するまでの通電期間のうち、1周期の開始時から所定時間Tpが経過するまでは、ハイのままになり、その後、通電期間が終了するまでは、当該駆動信号の周期Tbaseよりも短い周期で且つ所定のデューティ比でハイになるパルス列信号であるホールド信号HDとなり、通電期間が終了してから当該駆動信号の1周期が終了するまでの期間は、ローのままになる(図1(B)における「DR1」,「DR2」の段参照)。但し、通電時間Tonが上記所定時間Tpよりも短い場合には、1周期の開始時から通電時間Ton(<Tp)だけハイのままになり、その後、当該駆動信号の1周期が終了するまでローのままになる(図1(B)における「DR3」の段参照)。
即ち、図3(A)に示すように、駆動信号DRxの1周期の開始時から所定時間Tpの期間は、スイッチング素子Trxのオンが継続して、コイルLxにピーク電流Ipが流れ、その後、駆動信号DRxがホールド信号HDの形態になっている期間は、スイッチング素子Trxがホールド信号HDに応じてオンオフされることにより、コイルLxには、ピーク電流Ipより小さいものの初期位置から移動した弁体の位置を少なくとも保持可能なホールド電流Ihが流れる。尚、本実施形態において、ホールド電流Ihは、実際には、ピーク電流Ipより小さいものの電磁弁の弁体を動作完了位置へ向けて動かすことが可能な値に設定されている。換言すれば、ホールド信号HDの周期とデューティ比は、ホールド電流Ihとして、ピーク電流Ipより小さいものの電磁弁の弁体を動作完了位置へ向けて動かすことが可能な電流を、コイルに流すことのできる値に設定されている。
まず、図2(A)は、マイコン3が、駆動デューティ信号DD1〜DD3を出力するために行う処理を表すフローチャートである。
また、上記S120にて、駆動デューティ比が所定値Dth以上であると判定(肯定判定)した場合には、S130に進み、決定された駆動デューティ比を100%に変更する。これは、駆動信号DRxがハイ又はホールド信号HDとなる通電時間Tonを、周期Tbaseと同じ値に設定し直す(換言すれば、非通電時間Toffを0にする)、ということである。そして、その後、S140に進む。
尚、図2(B)の処理は、ベース信号BA1〜BA3の各々について行われるが、ここでは、ベース信号BA1〜BA3のうちの何れかであるBAxを出力するための処理として説明する。また、図2(B)の処理は、ベース信号BAxを元にして生成される駆動信号DRxの1周期の開始タイミング毎に開始される。よって、ベース信号BA1〜BA3の各々についての図2(B)の処理は、前述の所定時間Tpずつずれて開始されることとなる。
一方、S210にて、前回周期の駆動信号DRxについて、上記S120で肯定判定されたと判定した場合には、S230に移行して、所定時間Tpの間(即ち、駆動信号DRxの1周期開始時から所定時間Tpの間)、ベース信号BAxを、ハイのままにせずに、ホールド信号HDの形態で出力する。そして、所定時間Tpが経過したら、S240に進んで、引き続き、ベース信号BAxを、駆動信号DRxの1周期が終了するまでホールド信号HDの形態で出力する。
まず、図2(A)のS120で“NO”と否定判定された場合には、今回周期の駆動信号DRxの元となる駆動デューティ信号DDxについて、S130の処理(即ち、駆動デューティ信号DDxのデューティ比を強制的に100%に変更する処理)が行われず、次回周期の駆動信号DRxの元となるベース信号BAxについて、S230の処理(即ち、ベース信号BAxを周期の開始時からホールド信号HDに変更する処理)も行われない。
このため、次回周期の駆動信号DRxがピーク電流供給期間においてハイのままにならなくても、電磁弁Vxの弁***置が少なくとも保持される。
[第1変形例]
駆動デューティ比を徐々に大きくしていくことで、電磁弁Vxを全閉状態から全開状態にする制御は、弁体のリバウンド(即ち、弁体が勢いよく動作完了位置に当たって戻ってしまうこと)を防ぐ上で有効である。
まず、マイコン3は、図2(B)のS210にて、前回“NO”と判定し、今回“YES”と判定した場合には、S230にて、駆動信号DRxの1周期開始時から所定時間Tpが経過するまで、ベース信号BAxとして、ホールド信号HDではなく、ホールド信号HDの周期と同じ周期で且つホールド信号HDのデューティ比よりも大きい初期値α(例えば90%)のデューティ比でハイになるパルス列信号を出力する。
尚、この変形例では、駆動信号DRxのピーク電流供給期間におけるパルス列信号が、電流抑制用パルス列信号に相当している。また、そのピーク電流供給期間におけるパルス列信号の周期は、ホールド信号HDの周期と同じでなくても良いが、ホールド信号HDの周期と同じにしておけば、駆動信号DRxを出力するための処理を簡素化できる。
ところで、図7は、前述した実施形態の電磁弁駆動装置1において、電磁弁V1の駆動信号DR1に関し、駆動デューティ比が所定値Dth以上に決定され、電磁弁V2の駆動信号DR2に関し、駆動デューティ比が0%に決定され、電磁弁V3の駆動信号DR3に関し、駆動デューティ比が所定値Dth未満の例えば50%に決定されている場合を示している。
また、電磁弁の数は1つでも良いし、3以外の複数でも良い。
また、電磁弁の駆動形態は、スイッチング素子がコイルの下流側に配置されるローサイド駆動形態でも良い。
Claims (6)
- 電磁弁のコイルに通電する通電経路に直列に設けられたスイッチング素子を、所定の駆動周期時間を周期とする駆動信号によってオンオフさせることにより、前記電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置であって、
前記駆動信号の1周期毎に、今回の前記駆動信号の1周期において前記コイルへの通電を行う通電時間を決定する決定手段と、
前記駆動信号を前記スイッチング素子に出力する手段であって、前記駆動信号の1周期の開始時から前記決定手段により決定された通電時間が経過するまでの期間である通電期間のうち、前記1周期の開始時から、前記電磁弁の弁体を初期位置から動作完了位置へ向けて動かすことが可能なピーク電流を前記コイルに流すためのピーク電流供給時間が経過するまでは、前記駆動信号を、前記スイッチング素子をオンさせる方のアクティブレベルのままにし、その後、前記通電期間が終了するまでは、前記駆動信号を、前記駆動周期時間よりも短い周期で且つ所定のデューティ比でアクティブレベルとなるパルス列信号であって、前記ピーク電流より小さいものの前記初期位置から移動した前記弁体の位置を少なくとも保持可能なホールド電流を前記コイルに流すためのホールド電流用パルス列信号にし、前記通電期間が終了してから当該駆動信号の1周期が終了するまでは、前記駆動信号を非アクティブレベルにする駆動信号出力手段と、
前記決定手段が前記通電時間を決定する毎に、前記駆動周期時間から前記決定された通電時間を引いた残り時間である非通電時間が所定の下限値以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記非通電時間が前記下限値以下であると判定されたならば、前記決定された通電時間を前記駆動周期時間に変更して、前記駆動信号出力手段により今回出力される駆動信号が、前記ピーク電流供給時間の経過時から次回の1周期の開始時まで前記ホールド電流用パルス列信号となるようにすると共に、次回の駆動信号の1周期の開始時から前記ピーク電流供給時間が経過するまでの間に前記駆動信号出力手段が出力する前記駆動信号の形態を、前記駆動周期時間よりも短い周期で且つ前記ホールド電流用パルス列信号のデューティ比以上の所定デューティ比でアクティブレベルとなる電流抑制用パルス列信号に変更する信号形態変更手段と、
を備え、
前記下限値は、前記駆動信号の形態が前記ホールド電流用パルス列信号から非アクティブレベルのままに変わってから前記弁体が前記初期位置の方向に戻り始めるまでの遅れ時間よりも小さい値であること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1に記載の電磁弁駆動装置において、
前記ホールド電流用パルス列信号は、前記ホールド電流として、前記ピーク電流より小さいものの前記弁体を前記動作完了位置へ向けて動かすことが可能な電流を、前記コイルに流すパルス列信号であること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電磁弁駆動装置において、
前記電流抑制用パルス列信号は、前記ホールド電流用パルス列信号と同じ周期及びデューティ比のパルス列信号であること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電磁弁駆動装置において、
前記信号形態変更手段は、
前記判定手段の判定結果が、前記非通電時間が前記下限値以下でないという否定判定結果から、前記非通電時間が前記下限値以下であるという肯定判定結果に変わった場合には、前記電流抑制用パルス列信号のデューティ比を、前記ホールド電流用パルス列信号のデューティ比よりも大きい初期値に設定し、前記判定手段の判定結果が連続して前記肯定判定結果になった場合には、前記電流抑制用パルス列信号のデューティ比を、前記ホールド電流用パルス列信号のデューティ比以上で、且つ、前回周期の前記駆動信号における当該電流抑制用パルス列信号のデューティ比よりも小さい値に設定すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の電磁弁駆動装置において、
当該電磁弁駆動装置は、複数の電磁弁を駆動するものであって、その電磁弁の各々について、前記スイッチング素子、前記決定手段、前記駆動信号出力手段、前記判定手段、及び前記信号形態変更手段を備えており、
前記電磁弁の各々に対応する各駆動信号の1周期の開始タイミングは、該各駆動信号がアクティブレベルのままになる期間が互いに重ならないように、前記ピーク電流供給時間以上の所定時間だけずらされていること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項5に記載の電磁弁駆動装置において、
前記各駆動信号のうちの何れかである特定駆動信号について、前記判定手段により、前記非通電時間が前記下限値以下であると連続して判定されており、且つ、前記特定駆動信号とは別の駆動信号について、前記決定手段が前記通電期間を0に決定している状況で、前記別の駆動信号に対応する電磁弁の駆動を開始する要求が発生したときに、前記別の駆動信号の1周期の開始タイミングよりも、前記特定駆動信号の1周期の開始タイミングの方が早く到来するのなら、前記別の駆動信号の1周期の開始タイミングを、前記特定駆動信号の1周期の開始タイミングまで早め、その早めた1周期の開始タイミングにて、前記別の駆動信号のアクティブレベルでの出力を開始すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
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