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公開番号2025174690
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024081199
出願日2024-05-17
発明の名称電磁弁駆動装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類F16K 31/06 20060101AFI20251120BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】開弁時の衝突抑制と開弁応答性の両立を図った電磁弁駆動装置を提供する。
【解決手段】電磁弁駆動装置としてのECUは、開弁電流取得部と、第1デューティ制御部と、第2デューティ制御部と、を備える。開弁電流取得部は、開弁時の電磁コイルへの通電量である開弁電流値(開弁時電流X2)を取得する。第1デューティ制御部は、通電開始から開弁前までの初期期間に、初期デューティ値Diniでデューティ制御を実行する。第2デューティ制御部は、初期期間の後の開弁タイミングt22を含む開弁期間に、初期デューティ値Diniから所定の追加量Daddずつ徐々にデューティ値を増加させる。そして、取得された開弁時電流X2が大きいほど、初期デューティ値Diniは大きい値に変更される。追加量Daddは、初期デューティ値Diniより小さい値に設定される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
流体通路（１６）を開閉する弁体（１７ａ）と、前記弁体を開弁作動させる電磁力を発揮させる電磁コイル（１７ｂ）と、を備える電磁弁（１７）に適用され、前記電磁コイルへの通電量をデューティ制御することで開弁作動させる電磁弁駆動装置において、
開弁時の前記電磁コイルへの通電量である開弁電流値を取得する開弁電流取得部（Ｓ１６）と、
通電開始から開弁前までの初期期間に、初期デューティ値（Ｄｉｎｉ）で前記デューティ制御を実行する第１デューティ制御部（Ｓ３３）と、
前記初期期間の後の開弁タイミングを含む開弁期間に、前記初期デューティ値から所定の追加量（Ｄａｄｄ）ずつ徐々にデューティ値を増加させるよう、前記デューティ制御を実行する第２デューティ制御部（Ｓ３４）と、
を備え、
取得された前記開弁電流値が大きいほど、前記初期デューティ値は大きい値に変更され、
前記追加量は、前記初期デューティ値より小さい値に設定される電磁弁駆動装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記開弁電流値を取得した時の開弁作動の際に、通電開始から開弁までの所要時間（ｔａ）を取得する開弁時間取得部（Ｓ１７）と、
前記初期デューティ値から前記追加量ずつ徐々にデューティ値を増加させているにも拘わらず、上限時間を経過しても開弁しない場合に、デューティ１００％で前記所要時間を継続させるフェイルセーフ制御部（Ｓ４２）と、
を備える、請求項１に記載の電磁弁駆動装置。
【請求項３】
開弁後の前記電磁コイルへの安定化した通電量である安定電流値、および前記電磁コイルへ印加される電圧値に基づき、系全体の抵抗値を算出する抵抗算出部（Ｓ２０）を備え、
算出された抵抗値が大きいほど、前記初期デューティ値は大きい値に変更される、請求項１または２に記載の電磁弁駆動装置。
【請求項４】
前記安定電流値を取得した時の温度に応じて前記抵抗値は補正される、請求項３に記載の電磁弁駆動装置。
【請求項５】
前記開弁電流取得部は、前記電磁コイルへの通電量が増加から減少に切り替わった時の電流値を、前記開弁電流値として取得する、請求項１または２のいずれか１つに記載の電磁弁駆動装置。
【請求項６】
前記流体通路は、燃料電池スタック（１０）の排出通路であり、
前記燃料電池スタックを含む燃料電池システムが起動してから初回の開弁作動時に、前記開弁電流値は取得され、
次回以降の開弁作動時には、初回に取得した前記開弁電流値を用いて前記初期デューティ値は設定される、請求項１または２に記載の電磁弁駆動装置。
【請求項７】
取得された前記開弁電流値が大きいほど、前記追加量は大きい値に設定される、請求項１または２に記載の電磁弁駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電磁弁駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電磁弁駆動装置は、電磁コイルへの通電量をデューティ制御している。具体的には、弁体を閉弁させる際に、デューティ比をいきなりゼロにせず、徐々にデューティ比を小さくしている。これによれば、閉弁時に弁体が弁座へ勢いよく衝突することを抑制でき、弁体の長寿命化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１５６３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、デューティ比を徐々に変化させる上記制御を開弁時にも適用させて、開弁時の衝突抑制を図ろうとすると以下の課題が生じる。すなわち、開弁時には、電磁コイルへの通電開始から、実際に弁体が開弁作動を開始するまでのタイムラグが課題となる。すなわち、通電開始から、開弁開始に必要な電流値まで通電電流が上昇するのに時間を要する。この時間が長いと開弁の応答性が悪くなる。そのため、デューティ比を徐々に上昇させて開弁時の衝突抑制を図ろうとすると、開弁の応答性が損なわれる。
【０００５】
開示される１つの目的は、開弁時の衝突抑制と開弁応答性の両立を図った電磁弁駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示の一態様による電磁弁駆動装置は、
流体通路（１６）を開閉する弁体（１７ａ）と、弁体を開弁作動させる電磁力を発揮させる電磁コイル（１７ｂ）と、を備える電磁弁（１７）に適用され、電磁コイルへの通電量をデューティ制御することで開弁作動させる電磁弁駆動装置において、
開弁時の電磁コイルへの通電量である開弁電流値を取得する開弁電流取得部（Ｓ１６）と、
通電開始から開弁前までの初期期間に、初期デューティ値（Ｄｉｎｉ）でデューティ制御を実行する第１デューティ制御部（Ｓ３３）と、
初期期間の後の開弁タイミングを含む開弁期間に、初期デューティ値から所定の追加量（Ｄａｄｄ）ずつ徐々にデューティ値を増加させるよう、デューティ制御を実行する第２デューティ制御部（Ｓ３４）と、を備える。
そして、取得された開弁電流値が大きいほど、初期デューティ値は大きい値に変更され、
追加量は、初期デューティ値より小さい値に設定される。
【０００７】
上述の電磁弁駆動装置によれば、取得された開弁電流値が大きいほど、初期デューティ値Ｄｉｎｉは大きい値に変更される。そのため、初期デューティ値Ｄｉｎｉを、開弁させない程度にできるだけ大きいデューティ値に設定することができる。これにより、通電量の上昇傾きを大きくさせて、開弁に要する時間の短縮を図ることができる。つまり、開弁の応答性を向上できる。
【０００８】
さらに、追加量Ｄａｄｄは、初期デューティ値Ｄｉｎｉより小さい値に設定される。そのため、追加量Ｄａｄｄずつ徐々にデューティ値を増加させることで、通電量の上昇傾きを小さくできる。これにより、開弁時に弁体が強く衝突することを抑制できる。よって、電磁弁の長寿命化を図ることができる。要するに、応答性を損なうことなく開弁時の衝撃を軽減でき、電磁弁の応答性向上と長寿命化の両立を実現できる。
【０００９】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る電磁弁駆動装置が適用される、燃料電池システムの概要図である。
図１に示す電磁弁駆動装置の概要図である。
指示デューティと電流の時間推移を示す図である。
プライマリチェックを兼ねた初回の開弁制御の手順を示すフローチャートである。
２回目以降の開弁制御の手順を示すフローチャートである。
開弁制御に用いる電圧毎のデューティ値が記憶されたマップである。
第２実施形態に係る電磁弁駆動装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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