JPH0245068B2

JPH0245068B2 -

Info

Publication number: JPH0245068B2
Application number: JP56022288A
Authority: JP
Inventors: Makoto Anzai; Hidetoshi Inagaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1990-10-08
Also published as: JPS57137784A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電磁弁、例えば電子式燃料噴射装置
に用いる燃料噴射弁の動作状態を正確に判断する
ようにした電磁弁動作状態判断装置に関するもの
である。

［従来技術］燃料噴射弁等、内燃機関用電磁弁は、どのよう
な運転条件下においても確実に作動することが要
求され、プランジヤのステイツク等によつて電磁
弁が初期の性能を発揮できない場合には、内燃機
関を安定して運転することができない。そこで、
この種電磁弁の作動状態を監視することが必要と
なり、従来は次のようにして電磁弁の作動状態を
判断している。

電磁弁、例えば燃料噴射弁は、励磁コイルを巻
回しコイルコアの内部に摺動可能にプランジヤが
配設されており、励磁コイルに電流を流すことに
よりプランジヤを移動させて開弁し、燃料を内燃
機関の各気筒に供給している。そこで従来は、プ
ランジヤが移動して停止する時の自己インダクタ
ンスの変化を利用して電磁弁の作動状態を判断し
ている（特開昭53―43230号公報参照）。

第１図は電磁弁の励磁コイルに流れる電流の時
間に対する変化の状態を示し、時点T₀において
プランジヤの移動を開始させるために励磁コイル
に駆動電圧を印加する。コイルに流れる電流に対
して発生する力は比例しているので、この力が復
帰ばね（図示せず）の力以上になつたとき、プラ
ンジヤが移動し始める。すなわち、時点T₀以降
のある時点（点TEよりも前の時点）から移動し
始める。ここで、プランジヤの移動前と移動中に
ついては、コイルに流れる電流は正の変化率で上
昇する。しかし、プランジヤが移動可能な限界位
置まで復帰ばねに抗して移動し、そして時点TE
で停止するとコイルの自己インダクタンスの影響
で、電流の変化率が負の方向へ変化し、第１図に
示す如く、コイルに流れる電流が減少する。そし
てプランジヤ停止後は、徐々に自己インダクタン
スの影響がなくなるので若干電流が増加し、それ
以降コイルに流れる電流は一定の値となる。

そこで、従来は励磁電流の変化率が負の方向へ
変化する点の有無を検出してプランジヤが作動
（移動）しているか否かを判断していた。

このような従来の電磁弁動作状態判断装置で
は、上述のようにしてプランジヤが作動している
か否かを判断していたため、上記変化の有無から
では、プランジヤがどの程度移動してどの程度の
燃料が電磁弁を流れているのか判断できなかつ
た。また、プランジヤがごみ等により完全にもと
の状態に戻つているか否かも判断できなかつた。

そこで、電磁弁の開閉時期を検出するものとし
て、実開昭55―78873号公報に記載されているよ
うなものが知られている。

本例では、可動鉄心に直接ピンが接続され、ピ
ンがレバーを押し上げたりレバーから離れたりす
ることでマイクロスイツチがオンオフして電磁弁
の開閉時期を検知する伝達手段を設けている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながらこのようなプランジヤの実際の移
動位置に基づい電磁弁の動作状態を判別するの
に、機械的な伝達手段を用いると、流体通路開閉
弁の開閉のタイミングと磁気回路の内外に移動す
るタイミングとの設計誤差や移動による遅れ等に
より、開閉時期の検出に誤差が生じたり開閉時期
を検出する応答性が悪化する。そこで、正確な開
弁時間が検出できないと共に、特に電磁弁に内燃
機関の燃料噴射弁のような高速動作を行わせる
と、その開閉時期の検出が前述の遅れにより追随
できず正確な検出が難しい。従つて、正確かつ高
速動作で燃料供給を行う燃料噴射弁の動作状態を
正確に判断しにくいという欠点がある。

本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑み、
正確かつ高速動作で燃料供給を行う燃料噴射弁の
動作状態を正確に判断することができる電磁弁動
作状態判断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］かかる目的を達成するために、本発明は、燃料
噴射弁の燃料噴射量を制御する弁駆動信号により
励磁コイルを励磁してプランジヤを移動させ、ま
た励磁コイルを消磁してばねによりプランジヤを
元の位置に復帰させて弁の開閉を行うようにした
電磁弁と、電磁弁に取り付けられた振動センサ
と、振動センサからの信号を入力し、励磁および
消磁に伴うプランジヤの移動による振動に起因す
る高周波成分を取り出して信号を出力するフイル
タ手段と、フイルタ手段の出力信号に基づいて燃
料噴射弁の開弁時から閉弁時までの時期を検出す
る開閉時期検出手段とを有し、開閉時期検出手段
からの出力信号と弁駆動信号とを比較して電磁弁
の動作状態を判断するようにしたことを特徴とす
るものである。

［作用］そこで、このように構成した電磁弁動作状態判
断装置では、励磁コイルの励磁および消磁時にプ
ランジヤの移動により発生する振動が振動センサ
によつて検知され、さらにフイルタ手段によりそ
の内の高周波成分が取出されるので、これらの高
周波成分に基づいて開閉時期検出手段により検出
された開弁時から閉弁時までを示す信号から電磁
弁がいつからいつまで作動したか、その作動状態
を知ることができる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第２図は本発明における電磁弁の構成の一例を
示し、ここで、１は例えば燃料噴射弁としての電
磁弁、２は電磁弁１に燃料を供給する燃料パイ
プ、３は燃料噴射口であり、所望のタイミングで
電磁弁１を開弁させて噴射口３から燃料を噴射さ
せる。４は電磁弁１の作動状態を判断するための
振動センサである。振動センサ４の出力信号を第
３図に示す信号処理回路で処理して、電磁弁１の
作動状態を判断する。

第３図および第４図に基づいて、振動センサ４
の出力信号の処理の手順について説明する。

第４図Ａは電磁弁１に供給した弁駆動信号１１
の波形を示す。いま、このような弁駆動信号１１
が電磁弁１に供給されると、その信号の立上がり
により不図示のプランジヤが励磁によつて駆動さ
れ、移動を開始したプランジヤが復ばね（不図
示）の力に抗して移動可能な限界位置まで移動し
て停止したときに、振動センサ４は、第４図Ｂに
示すような波形信号４１を出力する。この振動波
形４１はプランジヤが停止したとき、すなわち電
磁弁が開弁した時に衝突により発生する振動に起
因するものである（プランジヤの移動距離は短い
ため、プランジヤの停止時と電磁弁の開き終りの
時期とは一致しているとみなせる）。いま電磁弁
１が開弁状態となり、燃料が噴射口３から噴射さ
れる。次いで、弁駆動信号１１を立下げると、プ
ランジヤは復帰ばねにより元の位置まで戻り、停
止する。このとき振動センサ４は、第４図Ｂに示
すような振動波形４２を出力する。この振動波形
４２はプランジヤが停止したとき、すなわち電磁
弁が閉じ終つたときに衝突により発生する振動に
起因するものである。このとき電磁弁１は閉弁状
態なので燃料は遮断される。

そこで、これら出力信号４１および４２を、第
３図に示す信号処理回路の入力端子２１を介して
増幅器２２に供給する。さらにハイパスフイルタ
２３で高周波信号のみを取り出し、第４図Ｃに示
す信号５１および５２を出力する。すなわち、信
号５１はプランジヤが移動可能な範囲の限界で停
止した時に発生する振動であり、信号５２はプラ
ンジヤが復帰ばねの力により限界位置から元の位
置に移動して停止したときに発生する振動であ
る。これらの信号５１および５２を第１比較回路
２４に供給して、第４図Ｃに一点鎖線で示すレベ
ルの信号５０と比較し、第４図Ｄに示す信号６１
および６２を出力する。この信号６１，６２を急
速充電緩慢放電回路（以下、充放電回路という）
２５に供給する。信号６１および６２が“１”レ
ベルのときは、充放電回路２５のコンデンサ２６
がダイオード２７を介して急速に充電され、“０”
レベルのときは抵抗２８を介してコンデンサ２６
の充電電荷が充電時間に対してゆつくりした時間
で放電される。しかして、第４図Ｅに示す信号７
１および７２が得られる。次いで、信号７１およ
び７２を第２比較回路２９に供給し、第４図Ｅに
示すレベルの信号７０と比較して波形整形を施
し、第４図Ｆに示す方形波信号８１および８２を
出力する。すなわち、最初に発生する信号８１に
よつて、電磁弁の開弁時（開き終えた時点）を知
ることができ、そのすぐ後に続く信号８２によつ
て電磁弁の閉弁時（閉じ終えた時点）を知ること
ができる。

そして、第２比較回路２９の出力信号（第４図
Ｆに示す信号）をアンドゲート３０および３１に
それぞれ供給する。弁駆動信号１１を端子３２か
らアンドゲート３０へ直接供給し、インバータ３
３を介して反転した信号をアンドゲート３１へ供
給する。従つて、弁駆動信号１１が生起している
間に信号８１が生起すると、第４図Ｇに示すよう
に、信号８１のパルス幅に対応したアンド出力９
１が得られ、弁駆動信号１１が生起していない時
に信号８２が生起すると、第４図Ｈに示すよう
に、信号８２のパルス幅に対応したアンド出力９
２が得られる。アンド出力９１をフリツプフロツ
プ３４のセツト端子Ｓに供給してフリツプフロツ
プ３４をセツトし、アンド出力９２をフリツプフ
ロツプ３４のリセツト端子Ｒに供給してフリツプ
フロツプ３４をリセツトするように各アンド出力
をフリツプフロツプ３４に供給すると、第４図Ｉ
に示すように、アンド出力９１が立上がつてから
アンド出力９２が立上がるまでの間だけ、フリツ
プフロツプ３４が“１”レベルの信号１００を出
力する。この信号１００を出力端子３５から取出
し、例えば、信号１００のパルス幅をデイジタル
値で表示するパルス幅カウンタ（図示せず）に信
号１００を供給し、信号１００のパルス幅を表示
等して電磁弁１が開き終えてから閉じ終るまでの
時間を読み取る。これにより、電磁弁１からエン
ジンに供給された燃料の量を検知することがで
き、エンジンの各気筒ごとに取付けた各燃料噴射
弁１の作動状態を判断してエンジンの各気筒のば
らつきを検知することができる。すなわち、エン
ジンの各気筒がばらついて作動するとエンジンの
動作が不安定となり、また、エミツシヨン不良
（排気ガス中に含まれる炭化水素HCなどの排出
量が基準値を越えること）等が生ずるが、燃料噴
射弁１の作動状態を監視するだけで、このような
状態を判断することができる。

また、弁駆動信号１１の立上がりから検出信号
１００の立上がりまでの時間、あるいは弁駆動信
号１１の立下りから検出信号１００の立下りまで
の時間を検出すれば、電磁弁１が完全に開いてい
るか、あるいは完全に閉じているかを判断するこ
ともでき、ごみ等によるステイツク等、電磁弁１
の動作不良を判断することができる。

［発明の効果］以上説明してきたように、本発明によれば、電
磁弁が動作する時に生ずる振動、すなわち、プラ
ンジヤによる開弁動作および閉弁動作に基づいて
発生する振動を振動センサによつて検知し、その
振動からフイルタ手段によつ高周波成分を取出し
た上、これらに基づいて開閉時期検出手段により
開弁時から閉弁時までの時期を検出し、これらを
弁駆動信号と比較して電磁弁の動作状態を判断す
るようにしたので、正確かつ簡単に高速動作で燃
料供給を行う燃料噴射弁の動作状態を正確に判断
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

１図は従来の電磁弁動作状態判断装置における
励磁電流の変化を示す線図、第２図は本発明にお
ける電磁弁の構成の一例を示す線図、第３図は本
発明における信号処理回路の一例を示すブロツク
図、第４図はその各部の波形を示すタイミングチ
ヤートである。１……電磁弁、２……燃料パイプ、３……燃料
噴射口、４……振動センサ、１１，４１，４２，
５１，５２，６１，６２，７１，７２，８１，８
２，９１，９２，１００……信号、２１，３２，
３５……端子、２２……増幅器、２３……フイル
タ、２４，２９……比較回路、２５……充放電回
路、２６……コンデンサ、２７……ダイオード、
２８……抵抗、３０，３１……アンドゲート、３
３……インバータ、３４……フリツプフロツプ。

Claims

【特許請求の範囲】１燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する弁駆動信
号により励磁コイルを励磁してプランジヤを移動
させ、前記励磁コイルを消磁してばねにより前記
プランジヤを元の位置に復帰させて弁の開閉を行
うようにした電磁弁と、該電磁弁に取り付けられた振動センサと、該振動センサからの信号を入力し、前記励磁お
よび前記消磁に伴う前記プランジヤの移動による
振動に起因する高周波成分を取り出して信号を出
力するフイルタ手段と、該フイルタ手段の出力信号に基づいて前記燃料
噴射弁の開弁時から閉弁時までの時期を検出する
開閉時期検出手段と、を有し、該開閉時期検出手段からの出力信号と前
記弁駆動信号とを比較して前記電磁弁の動作状態
を判断するようにしたことを特徴とする電磁弁動
作状態判断装置。