專利名稱：驅(qū)動(dòng)用于流速控制的電磁比例控制閥門的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的一種方法和一種設(shè)備。
背景技術(shù)：
長期以來用于流速控制的螺線管比例控制閥門在各種各樣的系統(tǒng)中被用來控制液體燃料和其他流體的流速。例如認(rèn)為燃料噴射系統(tǒng)是把高壓燃料聚集在公用給油管內(nèi)并且通過噴射器把高壓燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)。為把高壓燃料輸送到以上所述系統(tǒng)中的公用給油管內(nèi)而設(shè)置的泵單元包括用于從燃料箱供應(yīng)燃料的給油泵并且被配置成用高壓柱塞使給油泵輸送的燃料增壓，把增高壓力的燃料輸送到公用給油管。由螺線管比例控制閥門使從給油泵輸送到高壓柱塞的燃料控制在適合發(fā)動(dòng)機(jī)即時(shí)運(yùn)行狀況的量值。
用作上述用途的螺線管比例控制閥門裝配有在氣缸能滑動(dòng)調(diào)節(jié)的彈簧偏置活塞和用于克服彈簧的偏移力使活塞定位的螺線管。按輸送到螺線管的驅(qū)動(dòng)電流大小的比例控制活塞和氣缸之間位置關(guān)系以調(diào)節(jié)在氣缸中形成的燃料通道口的開口面積，因此調(diào)節(jié)燃料流過螺線管比例控制閥門的流速。
通常給這樣配置的螺線管比例控制閥門中的螺線管線圈供有頻率恒定的脈沖電壓并且通過改變脈沖電壓的占空比調(diào)節(jié)輸給螺線管的驅(qū)動(dòng)電流有效值來調(diào)節(jié)燃料流速。
然而，在這樣配置的螺線管比例控制閥門中，在操作期間由活塞和氣缸之間產(chǎn)生靜摩擦和動(dòng)摩擦，而在活塞位移中由這種機(jī)械移動(dòng)摩擦產(chǎn)生的滯后作用引起閥門系統(tǒng)響應(yīng)度上的下降、控制流速上的偏差和產(chǎn)生使閥門系統(tǒng)不能進(jìn)行流速穩(wěn)定控制的難題的其他影響。
本發(fā)明的一個(gè)目的是將提供能夠克服在先技術(shù)中前面所述的難題的一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是將提供能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定流速控制的一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是將提供能夠不增加成本和電能消耗的一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法和設(shè)備。
發(fā)明的公開內(nèi)容本發(fā)明的特征在于在通過調(diào)節(jié)對(duì)螺線管內(nèi)的線圈施加的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的一種驅(qū)動(dòng)用于控制流速的螺線管比例控制閥的方法中，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增加施加給線圈的電能以便即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
或是通過在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的峰值或是通過反復(fù)進(jìn)行臨時(shí)增大脈沖電壓的峰值能夠即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
能夠識(shí)別在用于流速控制的螺線管比例控制閥門的運(yùn)作中是否出現(xiàn)容易引起滯后作用的操作條件，而當(dāng)識(shí)別在螺線管比例控制閥門操作中出現(xiàn)容易引起滯后作用的操作條件時(shí)反復(fù)進(jìn)行臨時(shí)增大脈沖電壓峰值。
本發(fā)明的特征也在于在通過調(diào)節(jié)對(duì)螺線管內(nèi)的線圈施加的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的一種驅(qū)動(dòng)用于控制流速的螺線管比例控制閥門的方法中，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的特征也在于為驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門而使用的一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，包括用于供給占空比與從外部輸送到螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的控制信號(hào)吻合的規(guī)定頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置，和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖寬度的裝置。
本發(fā)明的特征也在于為驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門而使用的一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，包括用于供給占空比與從外部輸送到螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的控制信號(hào)吻合的規(guī)定頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置，和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖峰值的裝置。
本發(fā)明的特征也在于在適合調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)的泵內(nèi)通過調(diào)節(jié)對(duì)螺線管內(nèi)的線圈施加的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的一種驅(qū)動(dòng)用于控制流速的螺線管比例控制閥門的方法中，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增加傳給線圈的電能以便即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的特征也在于在適合調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)的泵內(nèi)通過調(diào)節(jié)對(duì)螺線管內(nèi)的線圈施加的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的一種驅(qū)動(dòng)用于控制流速的螺線管比例控制閥門的方法中，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的峰值以便瞬時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的特征也在于在適合調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)的泵內(nèi)通過調(diào)節(jié)對(duì)螺線管內(nèi)的線圈施加的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的一種驅(qū)動(dòng)用于控制流速的螺線管比例控制閥門的方法中，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的特征也在于為在公用給油管系統(tǒng)的泵內(nèi)驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門而使用的一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備包括用于供給占空比與從外部輸送到螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的控制信號(hào)吻合的規(guī)定頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置，和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖寬度的裝置。
本發(fā)明的特征也在于為在公用給油管系統(tǒng)的泵內(nèi)驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門而使用的一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備包括用于供給占空比與從外部輸送到螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的控制信號(hào)吻合的規(guī)定頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置，和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖峰值的裝置。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的方框圖。
圖2是表示圖1所示的螺線管比例控制閥門的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3是圖2所示的螺線管比例控制閥門中的活塞的放大透視圖。
圖4是圖1所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的詳細(xì)電路圖。
圖5是表示在圖4所示的驅(qū)動(dòng)控制單元中的CPU內(nèi)執(zhí)行控制程序的流程圖。
圖6A是圖4所示的驅(qū)動(dòng)控制單元中的控制輸出信號(hào)的波形。
圖6B是圖4所示的驅(qū)動(dòng)控制單元中的螺線管線圈驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流波形圖。
圖7是用于說明圖5所示的控制的一種變換的流程圖基本部分。
圖8是表示圖4所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的一種變換的電路圖。
圖9是表示用于對(duì)螺線管線圈施加電壓轉(zhuǎn)換到進(jìn)行大電流輸出處理的驅(qū)動(dòng)控制單元的結(jié)構(gòu)實(shí)例的電路圖。
圖10是表示在圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的CPU內(nèi)執(zhí)行控制程序的流程圖。
圖11A是圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的控制輸出信號(hào)波形圖。
圖11B是圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的螺線管線圈驅(qū)動(dòng)信號(hào)電流波形圖。
圖12是表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的一種變換的電路圖。
圖13是表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的另一種變換的電路圖。
圖14是表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元的另一種變換的電路圖。
具體實(shí)施例方式
為了更詳細(xì)地描述本發(fā)明，現(xiàn)在將參考
本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的方框圖。在圖中所表示的是用根據(jù)本發(fā)明的螺線管比例控制閥門驅(qū)動(dòng)設(shè)備配置的內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。燃料噴射系統(tǒng)1是用多個(gè)噴射器3把聚積在公用給油管2內(nèi)的高壓燃料直接噴射到在圖中沒有表示出的內(nèi)燃機(jī)中的相應(yīng)氣缸內(nèi)的一種公用給油管型燃料噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)是為把高壓燃料從泵單元4輸送到公用給油管2而配置的。
泵單元4是利用給油泵41把燃料6從燃料箱5通過在外面設(shè)置的過濾器7打入一對(duì)通過在圖中沒有表示出的驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)的高壓柱塞42、43來配置的。該配置使輸送到高壓柱塞42、43的燃料流速能夠由設(shè)置在過濾器7和高壓柱塞42、43之間的螺線管比例控制閥門44來調(diào)節(jié)。
使被螺線管比例控制閥門44調(diào)節(jié)流速的燃料通過單向閥門45、46輸送到毗連的高壓柱塞42、43，在那里燃料被增壓。所獲得高壓燃料通過毗連的單向閥門47、48被輸送到公用給油管2。標(biāo)記數(shù)字49表示用于使在給油泵41的供應(yīng)側(cè)的過量燃料返回燃料箱5的回流閥門。泵單元4的構(gòu)造是大家熟悉的，所以將不作詳細(xì)描述。
圖2是表示圖1所示的螺線管比例控制閥門44的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面圖。螺線管比例控制閥門44在殼體44A一端設(shè)置的氣缸部分44B中的氣缸室44Ba內(nèi)調(diào)節(jié)的一端具有圓筒形活塞44C開口。彈簧44D使活塞44C朝在殼體44A內(nèi)設(shè)置的螺線管44E偏移。如在圖3中詳細(xì)地說明那樣，活塞44C的周壁在其圓周方位上形成有多個(gè)相隔適當(dāng)間距的狹長切44Ca。
螺線管44E的電樞44Eb隨電流流過螺線管線圈44F而移動(dòng)以使活塞44C克服彈簧44D的彈力而移動(dòng)。所以使活塞44C定位在彈簧44D的彈力和由流過螺線管線圈44F的電流大小確定的螺線管44E驅(qū)動(dòng)力處于平衡的位置。
以所示的方式形成有燃料進(jìn)口44Bb、44Bb和燃料出口44Bc的氣缸部分44B。進(jìn)口44Bb、44Bb與在氣缸部分44B里面形成的環(huán)形凹槽44Bd連通。當(dāng)活塞44C在氣缸部分44B內(nèi)移動(dòng)到使狹長切口44Ca與環(huán)形凹槽44Bd對(duì)置時(shí)狹長切口44Ca和環(huán)形凹槽44Bd形成開口區(qū)。開口區(qū)的面積隨活塞44C位置而變化而實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)進(jìn)口44Bb、44Bb的開口面積，因而使從進(jìn)口44Bb、44Bb流到出口44Bc的燃料流速能夠調(diào)節(jié)。
返回到圖1，燃料噴射系統(tǒng)1裝備有圖2所示用于驅(qū)動(dòng)控制的螺線管比例控制閥門44、用微計(jì)算機(jī)配置的驅(qū)動(dòng)控制單元8。把來自檢測(cè)干道壓力的干道壓力傳感器9代表干道壓力，即在公用給油管2內(nèi)燃料壓力的干道壓力信號(hào)S1，表示鍵開關(guān)10處于ON操作的鍵開關(guān)ON信號(hào)S2，來自檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)傳感器11表示轉(zhuǎn)速的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)S3，來自檢測(cè)在泵單元4中燃料溫度的溫度傳感器12代表燃料溫度的溫度信號(hào)S4，和來自檢測(cè)沒有在圖中表示出的加速器踏板的控制量的加速器傳感器13代表加速器壓下的加速器信號(hào)S5輸入驅(qū)動(dòng)控制單元8。
驅(qū)動(dòng)控制單元8用輸入信號(hào)S1-S5來計(jì)算所要求獲得將適合即時(shí)操作條件的燃料流速的螺線管比例控制閥門控制量。
圖4是圖1所示的驅(qū)動(dòng)控制單元8的詳細(xì)圖。微計(jì)算機(jī)8A的中央處理單元(CPU)8B根據(jù)下文說明的控制程序處理輸入信號(hào)S1-S5并輸出控制信號(hào)CS。驅(qū)動(dòng)控制單元8裝備有由續(xù)流二極管8C和開關(guān)晶體管8D組成的驅(qū)動(dòng)電路。續(xù)流二極管8C和開關(guān)晶管8D之間的連接點(diǎn)通過檢測(cè)電阻8E與一端連接到直流電源+B的螺線管比例控制閥門44的螺線管線圈44F的另一端連接。
控制輸出信號(hào)CS是用于由脈沖信號(hào)進(jìn)行開關(guān)晶體管8D ON/OFF操作的占空比控制的規(guī)定頻率的脈沖電壓信號(hào)。開關(guān)晶體管8D為響應(yīng)控制輸出信號(hào)CS而導(dǎo)通ON和不導(dǎo)通OFF，以使相應(yīng)的控制輸出信號(hào)CS的脈沖電壓施加到螺線管線圈44F。因此，與脈沖電壓信號(hào)的占空比相吻合的驅(qū)動(dòng)電流作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS流過螺線管線圈44F。電壓放大器8F對(duì)通過電流流過檢測(cè)電阻8E產(chǎn)生的電壓信號(hào)Vd起作用而產(chǎn)生表示流過螺線管線圈44F的驅(qū)動(dòng)電流的即時(shí)大小的檢測(cè)信號(hào)S6并且把檢測(cè)信號(hào)S6輸入微計(jì)算機(jī)8A。
現(xiàn)在參閱圖5將說明根據(jù)輸入信號(hào)S1-S6完成螺線管比例控制閥門44的驅(qū)動(dòng)控制。圖5是表示安裝在微計(jì)算機(jī)8A用于驅(qū)動(dòng)控制螺線管比例控制閥門44并且由CPU8B執(zhí)行的控制程序的流程圖。在起動(dòng)這種控制程序而開始執(zhí)行控制程序時(shí)，首先，在步驟11中，計(jì)算所希望的干道壓力Pt。根據(jù)加速信號(hào)S5和每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)S3計(jì)算所希望的干道壓力Pt。
其次，在步驟S12中，從所希望的干道壓力Pt和干道壓力信號(hào)S1計(jì)算燃料在螺線管比例控制閥門44中所希望的流速Ft。然后，在步驟S13中，從所希望的流速Ft和檢測(cè)信號(hào)S6計(jì)算為獲得所希望的流速而要求的控制輸出信號(hào)中的所希望的占空比DTt。
在步驟S14中，根據(jù)溫度信號(hào)S4修正在步驟S13獲得的所希望的占空比DTt，和在步驟S15中，根據(jù)在步驟S14中的修正結(jié)果計(jì)算賦能占空比DTa。
實(shí)質(zhì)上，在占空比上根據(jù)賦能占空比DTa控制的規(guī)定頻率的脈沖電壓作為控制輸出信號(hào)CS輸出。然而，當(dāng)在活塞44C移動(dòng)中由于螺線管比例控制閥44內(nèi)運(yùn)行的部分上的運(yùn)行的摩擦易于引起滯后作用時(shí)，在步驟S16中進(jìn)行有關(guān)需要向螺線管線圈44F輸入大電流的識(shí)別，以便在適當(dāng)時(shí)刻即時(shí)增大賦于螺線管線圈44F的電能并且通過控制輸出信號(hào)CS使螺線管比例控制閥門44的驅(qū)動(dòng)力能夠即時(shí)增大。
在步驟S16中的識(shí)別是為了確定是否出現(xiàn)大電流輸入條件。在本實(shí)施例中，進(jìn)行有關(guān)是不是五種狀況(1)在程序中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、(2)發(fā)動(dòng)機(jī)很冷、(3)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高、(4)發(fā)動(dòng)機(jī)處于特定轉(zhuǎn)速范圍和(5)干道壓力偏差超過在規(guī)定周期或更長時(shí)間內(nèi)的規(guī)定值中的每種狀況的識(shí)別。在出現(xiàn)這些狀況中的至少一種狀況時(shí)判定大電流輸入條件存在。根據(jù)鍵開關(guān)ON信號(hào)S2判定狀況(1)。根據(jù)溫度信號(hào)S4識(shí)別狀況(2)和(3)。根據(jù)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)S3識(shí)別狀況(4)。從在步驟S11中獲得的結(jié)果和干道壓力信號(hào)S1識(shí)別狀況(5)。
在不太可能造成在螺線管比例控制閥門44動(dòng)作中產(chǎn)生的滯后作用的操作條件下，在步驟S16中的控制結(jié)果為NO并且程序轉(zhuǎn)到步驟S17，在步驟S17中執(zhí)行正常電流輸出處理，根據(jù)步驟S15中獲得的賦能占空比DTa控制的規(guī)定頻率占空比的輸出脈沖電壓作為控制輸出信號(hào)CS。開關(guān)晶體管8D隨控制輸出信號(hào)CS而導(dǎo)通和關(guān)斷并且使產(chǎn)生的脈沖電壓施加到螺線管線圈44F，因而與賦能占空比DTa吻合的驅(qū)動(dòng)電流作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS脈沖狀地流過螺線管比例控制閥門44中的螺線管線圈44F，以使螺線管比例控制閥門44中燃料流速控制在所希望的流速Ft。
相反，當(dāng)判定出現(xiàn)大電流輸入條件時(shí)，在步驟S16中的結(jié)果是YES并且程序轉(zhuǎn)到步驟S18。在步驟S18中，根據(jù)干道壓力信號(hào)S1計(jì)算大電流應(yīng)用所要求的一些參數(shù)。該計(jì)算也能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度考慮在內(nèi)。由于在每個(gè)循環(huán)中的規(guī)定時(shí)間內(nèi)循環(huán)地重復(fù)施加大電流，所以計(jì)算每個(gè)循環(huán)的大電流施中周期p、每個(gè)循環(huán)的大電流施加的數(shù)目q和重復(fù)循環(huán)r。
在步驟S19中，根據(jù)在步驟S15和步驟S18中計(jì)算的結(jié)果執(zhí)行大電流輸出處理，以致螺線管比例控制閥門44的打開和關(guān)閉的占空控制實(shí)質(zhì)上使用根據(jù)賦能占空比DTa控制的規(guī)定恒定頻率占空比的脈沖電壓，但另一方面根據(jù)這種處理在每個(gè)循環(huán)r的電流施加周期p期間施加q次數(shù)目的大電流并且輸出控制輸出信號(hào)CS。
圖6A表示通過在步驟S19中的處理獲得的控制輸出信號(hào)CS的電壓波形實(shí)例。在每個(gè)循環(huán)r的電流施加周期p中重復(fù)輸出二個(gè)寬脈沖電壓，而在除了電流施加周期p以外的剩余周期S期間根據(jù)在步驟S17中的正常電流輸出處理的是在步驟15中獲得賦能占空比DTa的規(guī)定頻率的窄脈沖電壓。從前面的說明一清二楚，由電流施加周期p和施加次數(shù)q確定用于大電流驅(qū)動(dòng)的寬脈沖電壓脈沖寬度。
圖6B表示在圖6A所示的控制輸出信號(hào)CS作為門電壓信號(hào)施加到開關(guān)晶體管8D時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DS的電流波形。在電流施加周期p期間施加寬脈沖電壓使開關(guān)晶體管8D長時(shí)間保持ON以增加流過螺線管線圈44F的電流強(qiáng)度。在電流施加周期p期間流過螺線管線圈44F的電流峰值Wp，所以比在周期S期間施加窄脈沖電壓時(shí)的電流峰值Ws大，因此在電流施加周期p期間把比在周期S期間大的電能量施加于螺線管線圈44F，從而用更大的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門44。換言之，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度以重復(fù)進(jìn)行即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
因此，在螺線管比例控制閥門44中產(chǎn)生移動(dòng)摩擦?xí)r，在電流施加周期p期間即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)力，以使螺線管比例控制閥門44的活塞44C能夠克服移動(dòng)摩擦而平滑運(yùn)作。所以能夠有效地使在作為一種閥門器件的螺線管比例控制閥門44中的降低響應(yīng)度的出現(xiàn)率和控制變量的偏差減小到最低程度以使穩(wěn)定流速控制能夠?qū)崿F(xiàn)。
在步驟S20中，為通過從所希望的干道壓力Pt減去實(shí)際干道壓力Pa獲得的差量Δp的絕對(duì)值是否小于規(guī)定值k而進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)差量Δp的絕對(duì)值小于規(guī)定值k時(shí)，這意味著螺線管比例控制閥門44正在平滑運(yùn)作。在上述情況下，在步驟S20中識(shí)別結(jié)果是YES并且程序轉(zhuǎn)到步驟S17以便進(jìn)行正常電流輸出處理。
相反，當(dāng)差量Δp的絕對(duì)值等于或大于規(guī)定值k時(shí)，這意味著螺線管比例控制閥門44沒有平滑運(yùn)作而仍需要大電流輸出處理。在這樣的情況下，在步驟S20中識(shí)別結(jié)果是NO并且程序返回到步驟S18。因而循環(huán)地重復(fù)執(zhí)行步驟S18和S19直到差量Δp的絕對(duì)值小于k。換言之，當(dāng)步驟S20中識(shí)別結(jié)果為NO時(shí)能夠采用返回到步驟S19的程序。
在圖5所示的控制中，根據(jù)在步驟S18中判定的參數(shù)重復(fù)大電流輸出處理直到差量Δp小于規(guī)定值。然而在順著大電流輸出處理開始經(jīng)過規(guī)定時(shí)間以后差量Δp不小于規(guī)定值k時(shí)代之以采用改變?cè)诓襟ES18中判定的參數(shù)的配置以傳遞更大電能是可能的。
圖7是用于上述控制的實(shí)施例的流程圖中替換圖5中步驟S18-S20部分的主要部分。
在圖7中，步驟S21、S22分別相當(dāng)于步驟S18、S19。在步驟S23中啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。在步驟S24中識(shí)別計(jì)時(shí)器的數(shù)值T是否等于或大于規(guī)定值M，而當(dāng)T＜M，即識(shí)別結(jié)果是NO時(shí)，程序轉(zhuǎn)到步驟S25。步驟S25相當(dāng)于圖7中的步驟S20，而當(dāng)在步驟S25中識(shí)別結(jié)果是YES時(shí)，程序轉(zhuǎn)到步驟S17。當(dāng)在步驟S25中識(shí)別結(jié)果是NO時(shí)，程序返回到步驟S21，重復(fù)執(zhí)行步驟S21-S25。
只要在步驟S25中識(shí)別結(jié)果仍不是YES則在T等于或大于M(T≥M)時(shí)在步驟S24中識(shí)別結(jié)果是YES并且程序轉(zhuǎn)到步驟S26。在步驟S26中，計(jì)算比在步驟S21中計(jì)算的參數(shù)引起更大施加電能的參數(shù)。舉例來說，例如通過增大參數(shù)p、q中間的p值和q值恰當(dāng)?shù)馗淖儏?shù)以便延長電流施加周期p和增加電流施加次數(shù)q。
在步驟S27中，根據(jù)在步驟S26中計(jì)算的參數(shù)執(zhí)行大電流輸出處理。在步驟S27中的處理基本上與步驟S22一樣，其中差異僅在于在每個(gè)電流施加周期p期間施加到螺線管線圈44F的電能幅度比在步驟S22中更大。
在步驟S28中，為通過從所希望的干道壓力Pt減去實(shí)際干道壓力Pa獲得的差量Δp是否小于規(guī)定值k而進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)差量Δp的絕對(duì)值小于規(guī)定值k時(shí)，這意味著螺線管比例控制閥門44正在平滑運(yùn)作。在上述情況下，在步驟S28中識(shí)別結(jié)果是YES并且程序轉(zhuǎn)到步驟S17而進(jìn)行正常電流輸出處理。
相反，當(dāng)差量Δp的絕對(duì)值等于或大于規(guī)定值k時(shí)，這意味著螺線管比例控制閥門44沒有平滑運(yùn)作而仍需要大電流輸出處理。在上述情況下，在步驟S28中識(shí)別結(jié)果是NO并且程序返回到步驟S26。因而重復(fù)執(zhí)行步驟S26和S27直到差量Δp的絕對(duì)值逐漸小于k。換言之，當(dāng)在步驟S28中識(shí)別結(jié)果是NO時(shí)能夠采用返回到步驟S27的程序。
當(dāng)根據(jù)在步驟S21中計(jì)算的參數(shù)的大電流輸出處理即使延長一定時(shí)間周期也不起作用時(shí)，圖7所示的配置通過使用更大的電能實(shí)現(xiàn)螺線管比例控制閥門44的平滑運(yùn)作。因此，在對(duì)螺線管比例控制閥門44沒有加重負(fù)擔(dān)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)螺線管比例控制閥門44的平滑運(yùn)作。
雖然圖4舉例說明的電路配置使用開關(guān)晶體管8D作低端側(cè)開關(guān)，但是它可以用開關(guān)晶體管8D替代作為高端側(cè)開關(guān)。
圖8表示使用開關(guān)晶體管8D作高端側(cè)開關(guān)的情況的電路圖。規(guī)定圖8所示與圖4中的部分一致的驅(qū)動(dòng)控制單元81的部分具有與圖4中的標(biāo)記符號(hào)一樣的標(biāo)記符號(hào)。
在圖1所示的實(shí)施例中，大電流輸出處理沒有改變施加到螺線管線圈44F的電壓值，但是延長電壓施加于螺線管線圈44F的時(shí)間周期，因此在規(guī)定的電流施加周期p期間流過螺線管線圈44F的電流峰值Wp大于峰值Ws。然而，也可以采用通過增大施加于螺線管線圈44F的電壓值來增大施加于螺線管線圈44F的電能的用于大電流輸出處理的配置而不延長電壓施加的時(shí)間周期。
圖9是具有用于上述配置的電路設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)控制單元82的電路圖。在驅(qū)動(dòng)控制單元82中，規(guī)定與驅(qū)動(dòng)控制單元8中的部分相同的部分具有與驅(qū)動(dòng)控制單元8中的標(biāo)記符號(hào)一樣的標(biāo)記符號(hào)。82A是用于輸出比電源電壓+B高的直流電壓VH的升壓電路，而82B是用于選擇地向螺線管線圈44F施加或是電源電壓+B或是直流電壓VH的開關(guān)。開關(guān)82B為響應(yīng)來自微計(jì)算機(jī)8A的開關(guān)控制信號(hào)S7而開和關(guān)。在開關(guān)82B打開時(shí)把直流電壓VH施加到螺線管線圈44F。當(dāng)關(guān)閉開關(guān)82B時(shí)，二極管82C進(jìn)入反向偏壓狀態(tài)并且使電源電壓+B施加到螺線管線圈44F。
圖10是表示在使用圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元82時(shí)的情況中執(zhí)行的控制程序流程圖。規(guī)定在圖10所示的流程圖中一些與圖5所示的流程圖中的步驟相同的步驟具有與圖5中標(biāo)記與一樣的標(biāo)記符號(hào)并且將省略其說明。圖10所示的流程圖僅在計(jì)算用于大電流施加的參數(shù)的步驟S31中不同于圖5所示的流程圖。
當(dāng)在步驟S16中控制結(jié)果是YES時(shí)，程序轉(zhuǎn)到確定參數(shù)中間的電流施加周期p和施加次數(shù)q的步驟S31。這時(shí)，使構(gòu)成脈沖電壓的控制輸出信號(hào)CSa具有一個(gè)恒定周期并且通過判定高電壓VH驅(qū)動(dòng)螺線管線圈44F的次數(shù)9自動(dòng)地確定電流施加周期p。在電流施加周期p期間，實(shí)施控制以致輸出開關(guān)控制信號(hào)S7和打開開關(guān)82B。
圖11A表示通過步驟S19中的處理而獲得的控制輸出信號(hào)CSa的電壓波形實(shí)例。用圖說明q＝4，即在每個(gè)電流施加周期p中輸出4個(gè)脈沖的情況。在電流施加周期p期間，由開關(guān)控制信號(hào)S7打開開關(guān)82B并且把高電壓VH施加到螺線管線圈44F。
圖11B表示在圖11A所示的控制輸出信號(hào)CSa作為門電壓信號(hào)施加于開關(guān)晶體管8D時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DSa的波形。由于高電壓VH的施加，因此在電流施加周期p期間開關(guān)晶體管8D的ON時(shí)間是與在周期S期間一樣的，但是增大流過螺線管線圈44F的電流峰值。由于在電流施加周期p期間比在周期S期間向螺線管線圈44F施加更多的電能，所以用更大的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門44。換言之，在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度，重復(fù)進(jìn)行即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
圖12表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元82的一種變換。規(guī)定圖12中與圖9中的部分相同的部分具有與圖9中的標(biāo)記符號(hào)一樣的標(biāo)記符號(hào)。把圖12中所示的驅(qū)動(dòng)控制單元83配置成從高壓輸出電路83A通過開關(guān)83B向螺線管線圈44F施加高電壓VH和通過二極管83C向螺線管線圈44F施加電源電壓+B。所以當(dāng)打開開關(guān)83B時(shí)使電源電壓+B施加于螺線管線圈44F。當(dāng)關(guān)閉開關(guān)83B時(shí)二極管83C進(jìn)入反向偏壓狀態(tài)以使高電壓VH施加于螺線管線圈44F。所以在這樣的情況中，通過開關(guān)控制信號(hào)S7使開關(guān)83B控制成僅在電流施加周期p期間關(guān)閉。
圖13表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元82的另一種變換。規(guī)定圖13中與圖9中的部分相同的部分具有與圖9中的標(biāo)記符號(hào)一樣的標(biāo)記符號(hào)。驅(qū)動(dòng)控制單元84在開關(guān)晶體管8D和續(xù)流二極管8C之間裝有在開關(guān)84B轉(zhuǎn)換施加于螺線管線圈44F的電壓時(shí)需要的二極管84C。當(dāng)打開開關(guān)84B時(shí)把高電壓VH通過二極管84C供給螺線管44F，則當(dāng)關(guān)閉開關(guān)84B時(shí)，二極管84C進(jìn)入反向偏壓狀態(tài)而把電源電壓+B施加于螺線管線圈44F。所以在這樣的情況中，通過開關(guān)控制信號(hào)S7使開關(guān)84B控制成僅在電流施加周期p期間打開。
圖14表示圖9所示的驅(qū)動(dòng)控制單元82的另一種變換。規(guī)定圖14中與圖9中的部分相同的部分具有與圖9中的標(biāo)記符號(hào)一樣的標(biāo)記符號(hào)。驅(qū)動(dòng)控制單元85在開關(guān)晶體管8D和續(xù)流二極管8C之間裝有在開關(guān)85B轉(zhuǎn)換施加于螺線管線圈44F的電壓時(shí)需要的二極管85C。當(dāng)打開開關(guān)85B時(shí)，把電源電壓+B施加于螺線管線圈44F，而當(dāng)關(guān)閉開關(guān)85B時(shí)，二極管85C進(jìn)入反向偏壓狀態(tài)而把高電壓VH施加于螺線管線圈44F。所以，在這樣的情況中，通過開關(guān)控制信號(hào)S7使開關(guān)85B控制成僅在電流施加周期p期間關(guān)閉。
已全部闡明前面有關(guān)應(yīng)用于公用給油管系統(tǒng)泵流速控制的情況的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于上述一些實(shí)施例，而是本發(fā)明當(dāng)然能夠類似而同樣有效地應(yīng)用于為用于其他用途的各種流體流速控制而使用的一些螺線管比例控制閥門。
根據(jù)本發(fā)明，在用于公用給油管系統(tǒng)泵的流速控制的螺線管比例控制閥門的活塞和氣缸之間產(chǎn)生靜摩擦或動(dòng)摩擦?xí)r，通過在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大施加于其驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈的電能能夠克服這些摩擦力而使活塞能夠移動(dòng)。所以能夠有效地使降低響應(yīng)度的出現(xiàn)率、流速偏差和作為一個(gè)閥門裝置的其他問題減小到最低程度從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的流速控制。
由于按照在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大對(duì)線圈施加的電能來配置本發(fā)明，所以本發(fā)明與從開始驅(qū)動(dòng)階段起連續(xù)使大電流流過線圈的常規(guī)方法相比較，降低了電力消耗。另外，因?yàn)椴恍枰獮轭~定電功率能夠經(jīng)得起連續(xù)施加大電流而增大額定電功率，所以或在螺線管方面或是在驅(qū)動(dòng)方面沒有增加成本。
如前面所述，根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法和設(shè)備，即使在為流速控制而使用螺線管比例控制閥門的活塞和氣缸之間產(chǎn)生摩擦?xí)r也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的流速控制，并且就這一點(diǎn)而論，有助于為驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門而提供一種改進(jìn)的方法和設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈的脈沖電壓占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速，其特征在于在適當(dāng)時(shí)刻，臨時(shí)增大向線圈傳遞的電能以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
2.一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈的脈沖電壓占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速，其特征在于通過在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓峰值來即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中重復(fù)進(jìn)行臨時(shí)增大脈沖電壓峰值。
4.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中識(shí)別在用于流速控制的螺線管比例控制閥門的運(yùn)作中操作條件是否容易引起滯后作用，和當(dāng)判定在螺線管比例控制閥門運(yùn)作中出現(xiàn)容易引起滯后作用的操作條件時(shí)重復(fù)進(jìn)行臨時(shí)增大脈沖電壓峰值。
5.如權(quán)利要求2或4所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中為公用給油管系統(tǒng)泵中的流速控制而使用用于流速控制的螺線管比例控制閥門；和當(dāng)公用給油管壓力的所希望值和實(shí)際值之間差量呈現(xiàn)規(guī)定狀態(tài)時(shí)，中斷重復(fù)臨時(shí)增大脈沖電壓峰值。
6.一種驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管中的線圈的脈沖電壓占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速，其特征在于在適當(dāng)時(shí)刻，臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中重復(fù)進(jìn)行能臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度。
8.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中識(shí)別在用于流速控制的螺線管比例控制閥門的運(yùn)作中操作條件是否容易引起滯后作用，和當(dāng)判定在螺線管比例控制閥門運(yùn)作中出現(xiàn)容易引起滯后作用的操作條件時(shí)，重復(fù)進(jìn)行臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度。
9.如權(quán)利要求7或8所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中為公用給油管系統(tǒng)泵中的流速控制而使用用于流速控制的螺線管比例控制閥門；和當(dāng)公用給油管壓力的所希望值和實(shí)際值之間差量呈現(xiàn)規(guī)定狀態(tài)時(shí)，中斷重復(fù)臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度。
10.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門的方法，其中為公用給油管系統(tǒng)泵中的流速控制而使用用于流速控制的螺線管比例控制閥門；和當(dāng)公用給油管壓力的所希望值和實(shí)際值之間差量在規(guī)定時(shí)間周期過去以后不呈現(xiàn)規(guī)定狀態(tài)時(shí)，進(jìn)一步增大電能。
11.一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，用來驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門，包括用于向螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈供給占空比與從外部輸送的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的規(guī)定頻率驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置；和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖寬度的裝置。
12.一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，用來驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門，包括用于向螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈供給占空比與從外部輸送的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的規(guī)定頻率驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置；和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖峰值的裝置。
13.一種螺線管比例控制閥門的方法，驅(qū)動(dòng)用于在適合于通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)泵中流速控制，其特征在于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大施加于線圈的電能以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
14.一種螺線管比例控制閥門的方法，驅(qū)動(dòng)用于在適合于通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)泵中流速控制，其特征在于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的峰值以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
15.一種螺線管比例控制閥門的方法，驅(qū)動(dòng)用于在適合于通過調(diào)節(jié)施加于驅(qū)動(dòng)螺線管線圈的脈沖電壓的占空比以控制流過線圈的驅(qū)動(dòng)電流來調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)泵中流速控制，其特征在于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大脈沖電壓的脈沖寬度以即時(shí)增大驅(qū)動(dòng)螺線管的驅(qū)動(dòng)力。
16.一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，在公用給油管系統(tǒng)泵中用來驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門，包括用于向螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈供給占空比與從外部輸送的控制信號(hào)相吻合的規(guī)定頻率驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置；和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖寬度的裝置。
17.一種驅(qū)動(dòng)螺線管比例控制閥門的設(shè)備，在公用給油管系統(tǒng)泵中用來驅(qū)動(dòng)用于流速控制的螺線管比例控制閥門，包括用于向螺線管比例控制閥門中的驅(qū)動(dòng)螺線管的線圈供給占空比與從外部輸送的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的規(guī)定頻率驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的裝置；和用于在適當(dāng)時(shí)刻臨時(shí)增大驅(qū)動(dòng)脈沖電壓的脈沖峰值的裝置。
全文摘要
在驅(qū)動(dòng)用于適合于通過調(diào)節(jié)施加于螺線管(44E)的螺線管線圈(F)的脈沖電壓的占空比來調(diào)節(jié)流速的公用給油管系統(tǒng)泵的流速控制的螺線管比例控制閥門(44)的一種方法中，當(dāng)螺線管比例控制閥門(44)的運(yùn)作中出現(xiàn)容易引起滯后作用的操作條件時(shí)，臨時(shí)增大脈沖電壓的峰值或脈沖寬度以即時(shí)增大螺線管(44E)的驅(qū)動(dòng)力，因而確?；钊?44C)的平滑運(yùn)作和使流速控制穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F02M59/46GK1543544SQ0281609
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者久保田一哉, 也, 桑田哲也, 夫, 松田范夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社博世汽車系統(tǒng)