CN102192025B - 电磁阀驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以降低升压电路负荷的电磁阀驱动电路。升压侧驱动FET(202)连接在升压电路(100)与喷射器(3)的一个端子间的路径上。电池侧驱动FET(212)和电池侧保护二极管Db连接在电源正极与喷射器(3)的一个端子间的路径上。续流二极管Df的一个端子连接在喷射器(3)的一个端子与电池侧保护二极管Db之间，另一个端子连接在电源地线上。喷射器下游侧驱动FET(220)连接在喷射器(3)的另一个端子与电源地线间的路径上。控制电路(240)根据流经喷射器(3)的电流值，使FET(202)、(212)、(220)动作，并且在升压侧驱动FET(202)多次导通/关断的期间，导通电池侧驱动FET(212)。

Description

电磁阀驱动电路

技术领域

本发明涉及利用使电源电压升压后的高电压来驱动电磁阀的电磁阀驱动电路，特别涉及适合驱动汽缸内直接喷射型喷射器的电磁阀驱动电路。

背景技术

目前，在以汽油或轻油等为燃料的汽车、摩托车、农耕机、机床、船舶机械等的内燃机控制装置中，为了改善燃料消耗率和输出，在汽缸内配备直接喷射燃料的喷射器。这种喷射器被称为“汽缸内直接喷射型喷射器”、“直喷喷射器”或“DI”。

当前，在汽油发动机中主流方式是向吸气管喷射燃料，而具备汽缸内直接喷射型喷射器的发动机使用的是被施加高压的燃料，在喷射器开阀动作时，需要比上述方式更大的能量。此外，为了提高控制性，应对高速旋转，需要在短时间内向喷射器提供高能量。再有，对于具备汽缸内直接喷射型喷射器的发动机来说，用于降低燃料消耗率和减少废气排出的多段喷射技术备受瞩目，由于该技术是将现有的活塞每动作一次就喷射一次的燃料分为多次喷射，所以需要在更短的时间内向喷射器提供高能量。

一般而言，控制汽缸内直接喷射型喷射器的喷射器驱动电路多数设有使电压高于电池电压升压电路，通过施加该升压电路产生的升压电压，力求缩短喷射器的动作响应时间。为此，在喷射器工作次数增加的多段喷射技术中，升压电路的负担会增加，所以，降低升压电路的负荷是一个重要的课题。

下面，对具有代表性的直喷喷射器的电流波形进行说明。首先，在通电初期的峰值电流通电期间，利用升压电压使喷射器电流在短时间内提升到预先规定的峰值电流，打开喷射器阀门。该峰值电流比燃料喷射到吸气管方式中的喷射器的电流大5～20倍左右。峰值电流通电期间结束后，喷射器的电能提供源从升压电路过渡到电池电源，使喷射器的通电电流变为低于上述峰值电流值的开阀保持电流，保持喷射器的开阀状态。通过对喷射器输出上述峰值电流和开阀保持电流，打开阀门的喷射器会将燃料向汽缸内喷射。

喷射结束时，为了迅速关闭喷射器阀门，需要在短时间内降低喷射器的通电电流，截断喷射器电流。但是，由于喷射器中流过喷射器电流，从而积蓄了较高的能量，必需使喷射器消除该能量。为了使能量在短时间内消除，采用了各种方式，例如：通过驱动喷射器电流的驱动电路的驱动元件，使用齐纳二极管效应，将能量转换成热能的方式；和通过电流再生二极管，使积蓄升压电路的升压电压的升压电容再生喷射器电流的方式等等。

从提高喷射器的单体特性和提高发动机燃烧特性的观点出发，根据喷射器，有时优选使上述峰值电流保持一定期间。在短时间内导通/关断连接在喷射器与升压电路之间的开关元件，断续地对喷射器施加升压电压，反复增减少量电流，就可以实现上述峰值电流保持期间。此时，作为减少喷射器电流的方法，可考虑如下方式：使喷射器电流在经过续流二极管的路径上回流，从而降低电流的方式(续流方式)；与上述关阀动作时同样，使积蓄着升压电路的升压电压的升压电容再生喷射器电流的方式(再生方式)。例如，专利文献1公开了一种驱动方法，通过续流方式保持喷射器的峰值电流。

专利文献1：JP特开2008-169782号公报

然而，在对喷射器断续地施加升压电压、使峰值电流保持一定期间的情况下，该保持期间的电流下降越快，施加升压电压使电流增加的频度就越高，所以，升压电路的负荷增大。在升压电路负担增加的多段喷射技术中，降低该升压电路的负荷是尤为重要的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能降低升压电路的负荷的电磁阀驱动电路。

为解决上述课题，如下是本发明的一个优选方式。

该电磁阀驱动电路包括：升压电路，从电源生成高电压；第1开关元件，连接在所述升压电路与电磁阀的一个端子之间的路径上；第2开关元件，与所述电源的正极连接；第1二极管，连接在该第2开关元件的负极侧与电磁阀的一个端子之间的路径上；第2二极管，一个端子连接在所述电磁阀的一个端子与所述第1二极管之间，另一个端子与电源地线连接；第3开关元件，连接在所述电磁阀的另一个端子与电源地线之间的路径上；和控制机构，根据流经所述电磁阀的电流值，使所述第1开关元件、所述第2开关元件和所述第3开关元件动作。所述控制机构具备峰值保持辅助机构，在所述第1开关元件多次导通/关断期间，使所述第2开关元件导通。

根据本发明，就会实现可以降低升压电路负荷的电磁阀驱动电路。

附图说明

图1是使用本发明的第1实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的电路构成框图。

图2是使用本发明第1实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

图3是根据本发明第1实施方式的电磁阀驱动电路的效果说明图。

图4是使用本发明第2实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

图5是使用本发明第3实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

图中：

3…喷射器

100…升压电路

200…驱动电路

202…升压侧驱动FET

212…电池侧驱动FET

220…喷射器下游侧驱动FET

240…喷射器控制电路

241…升压侧电流检测电路

242…电池侧电流检测电路

243…喷射器下游侧电流检测电路

244…检测电流选择电路

245…栅极驱动逻辑电路

245A…峰值保持辅助(PHA)电路

300…控制电路

Db…电池侧保护二极管

Df…续流二极管

Dh…升压侧保护二极管

Dr…电流再生二极管

Rb…电池侧电流检测电阻

Rh…升压侧电流检测电阻

Ri…喷射器下游侧电流检测电阻

具体实施方式

下面，利用图1～图3，对根据本发明第1实施方式的电磁阀驱动电路的构成和动作进行说明。

首先，利用图1，对使用本实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的构成进行说明。

图1是使用本发明的第1实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的电路构成框图。

这里，作为电磁阀的一例，对汽缸内直接喷射型喷射器的情况进行说明。本发明也适合使用升压电路的其它电磁阀。此外，这里示出的是驱动1个喷射器的驱动电路，本发明也可以驱动多个喷射器。

本实施方式的电磁阀驱动电路包括：升压电路100和驱动电路200。驱动电路200根据来自控制电路300的控制指令，控制对喷射器3的通电。控制电路300由发动机控制单元等组成，按照车辆的状态或驾驶员的意图，控制对喷射器3的通电。喷射器3是直喷喷射器。对喷射器3施加由升压电路100升压之后的电压Vh、或电池电压Vb。

喷射器3可以表现为内部线圈3L与内部寄生电阻3R串联连接的等效电路。一般情况下，汽缸内直接喷射型喷射器的寄生电阻值约为几Ω。

升压电路100被多个驱动电路200所共享。通常，一个发动机搭载1～4个升压电路100。共享升压电路100的驱动电路200的数量由多种因素决定，例如：在后述的喷射器电流Iinj的峰值电流通电期间(后述的图2中的期间P1)和峰值电流保持期间(后述的图2中的期间P2)中，由驱动喷射器所需要的能量、发动机的最高转数、针对同一汽缸中1次燃烧的燃料多段喷射的次数等决定的升压恢复期间；和升压电路100的自身发热等。

升压电路100使电池电源的电压Vb升压至升压电压Vh。当电池电压Vb为例如12V时，升压电压Vh例如为65V左右。

由升压电路100升压之后的升压电压Vh经由升压侧电流检测电阻Rh、升压侧驱动FET202、和升压侧保护二极管Dh，提供给喷射器3的上游侧。升压侧电流检测电阻Rh将用来检测升压电路100流出电流的过电流或喷射器3侧线束断线等的升压侧驱动电流Rha转换为电压。升压侧驱动FET202用于在后述的喷射器电流Iinj的峰值电流通电期间P1和峰值电流保持期间P2中进行驱动。升压侧保护二极管Dh用于防止升压电路100出现故障时的逆电流。

此外，电池电源的电压Vb经由电池侧电流检测电阻Rb、电池侧驱动FET212和电池侧保护二极管Db，提供给喷射器3的上游侧。电池侧电流检测电阻Rb为了检测来自电池电源的过电流或喷射器3侧线束断线等，将电池侧驱动电流Rba转换为电压。此外，设置电池侧保护二极管Db是为防止来自升压电压Vh的电流反向流入电池电源。由电阻Rs和电容Cs的串联电路组成的缓冲电路与电池侧保护二极管Db并联连接。缓冲电路的作用将在以后记述。

一般而言，电池侧驱动FET212是为了在开阀保持电流通电期间(后述的图2中的期间P4)中流过喷射器的开阀保持电流而进行驱动。如后所述，在本实施方式中，它还具有缓和峰值电流保持期间P1的电流下降的用途。

喷射器下游侧的驱动FET220与喷射器3的下游侧连接。喷射器下游侧驱动FET220的导通/关断决定了喷射器3的通电/非通电。在本例中，流入喷射器3的喷射器电流Iinj经由与喷射器下游侧驱动FET220的源极连接的下游侧电流检测电阻R1，流入电源地线GND。

此外，续流二极管Df连接在电源地线GND与喷射器3的上游侧之间。续流二极管Df的作用是在喷射器电流Iinj通电期间，同时截断升压侧驱动FET202和电池侧驱动FET212，使喷射器下游侧驱动FET220因通电而产生的喷射器再生电流释放。为此，续流二极管Df的阳极与电源地线GND侧连接；阴极与喷射器3的上游侧连接。

此外，电流再生二极管Dr被设置在喷射器3的下游与升压电压侧的路径之间。在本例中，电流再生二极管Dr的阳极连接在喷射器3与下游侧驱动FET220之间的路径上；阴极连接在升压侧电流检测电阻Rh与升压侧驱动FET202之间的路径上。电流再生二极管Dr的用途是在喷射器电流Iinj通电期间，全部截断上游侧的升压侧驱动FET202和电池侧驱动FET212以及喷射器下游侧驱动FET220，使升压电路100再生喷射器3的电能。喷射器电流的再生主要在喷射器关阀动作时等希望迅速降低喷射器通电电流的情况下实行。

控制电路300根据发动机转数和各种传感器的输入条件，发生喷射器开阀信号300b、喷射器驱动信号300c，对升压侧驱动FET202、电池侧驱动FET212、喷射器下游侧驱动FET220的各驱动元件进行控制。喷射器开阀信号300b、喷射器驱动信号300c输入至驱动电路200的喷射器控制电路240的栅极驱动逻辑电路245。此外，在控制电路300与栅极驱动逻辑电路245之间，由通信信号300a更新必要的信息。另外，必要信息的具体例将在以后记述。

喷射器控制电路240包括：升压侧电流检测电流241、电池侧电流检测电路242、下游侧电流检测电路243、电流选择电路244和栅极驱动逻辑电路245。升压侧电流检测电流241检测流入升压侧电流检测电阻Rh的升压侧驱动电流Ih。电池侧电流检测电路242检测流入电池侧电流检测电阻Rb的电池侧驱动电流Ib。下游侧电流检测电路243检测流入下游侧电流检测电阻Ri的下游侧驱动电流Ii。电流选择电路244选择由电流检测电路241和电流检测电路243检测出的其中一个电流。电流选择电路244在栅极驱动逻辑电路245输出升压侧电流选择信号245h时，选择由电流检测电流241检测出的电流；在栅极驱动逻辑电路245输出喷射器下游侧电流选择信号245i时，选择由电流检测电流243检测出的电流。然后，将其作为选择信号Ih/i输出。

栅极驱动逻辑电路245根据由升压侧电流检测电路241、电池侧电流检测电路242和喷射器下游侧电流检测电路243检测出的检测值(升压侧电流检测信号SIh、电池侧电流检测信号SIb、喷射器下游侧电流检测信号SIi)，生成升压侧驱动FET控制信号SDh、电池侧驱动FET控制信号SDb、喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi。此外，控制电路300和喷射器控制电路240通过驱动电路200与控制电路300之间的通信信号300a，从决定喷射器驱动波形的峰值保持上限电流(后述的图2中的电流Ip2)、峰值保持下限电流(后述的图2中的电流Ip1)、开阀保持上限电流(后述的图2中的电流If2)、开阀保持下限电流(后述的图2中的电流If1)、峰值电流保持期间P2、开阀保持电流通电期间P4、峰值电流的有无、峰值电流保持有无实施、峰值电流急剧/缓慢下降的切换、峰值电流急剧/缓慢回落的切换、通电电流急剧/缓慢下降的切换、开阀电流保持有无实施、过电流检测、断线检测、过热保护、升压电路故障等的诊断结果、喷射器控制电路240自身的控制信号当中，交换必要的信息，实现喷射器的良好驱动。此外，栅极驱动逻辑电路245还具备峰值保持辅助(PHA)电路245A，这一点将在以后记述。

另外，这里，像专利文献1中公开的那样，各电流检测电阻的连接位置可以是各种形式，相应地电流检测电路和电流选择电路的形式也可以不同，本实施方式也可以用于这些不同的形式。

下面，利用图2，对使用本实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作进行说明。

图2是使用本发明第1实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

在图2中，横轴表示时间。图2(A)的纵轴表示喷射器驱动信号300c，图2(B)的纵轴表示喷射器开阀信号300b，图2(C)的纵轴表示喷射器电流Iinj。此外，图2(D)的纵轴表示升压侧驱动FET控制信号SDh，图2(E)的纵轴表示电池侧驱动FET控制信号SDb，图2(F)的纵轴表示喷射器下游侧驱动FET的控制电流SDi，图2(G)的纵轴表示喷射器施加电压Vinj。

这里，图2(C)所示的喷射器电流Iinj的波形可以分为5个期间，分别是：峰值电流通电期间P1、峰值电流保持期间P2、开阀保持电流过渡期间P3、开阀保持电流通电期间P4、和通电电流下降期间P5。

首先，当喷射器驱动信号300c如图2(A)所示为导通、且喷射器开阀信号300b如图2(B)所示为导通时，峰值电流通电期间P1开始。在该期间P1中，由升压电路100提升的升压电压Vh使喷射器电流Iinj在短时间内上升到预先规定的峰值保持上限电流Ip2。这时，栅极驱动逻辑电路245如图2(D)、(F)所示，输出升压侧驱动FET控制信号SDh和喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi，使升压侧驱动FET202和喷射器下游侧驱动FET220两个都导通。其结果，如图2(C)所示，喷射器施加电压Vinj变为升压电压Vh，喷射器电流Iinj由零急剧变化至峰值保持上限电流Ip2。另外，由于二极管Dh的压降，实际的升压电压Vh降低了1[V]左右。此外，在峰值电流通电期间P1中，电池侧驱动FET控制信号SDb不论是导通/关断都没有影响，不过图2(E)中作为例子表示了导通时的情况。

在该期间P1中，喷射器下游侧电流选择信号245i被导通控制，升压侧电流选择信号245h被关断控制。所以，电流选择电路244会选择电流检测电路243输出的喷射器下游侧电流检测信号SIi。因此，基于流入喷射器下游侧电流检测电阻Ri的下游侧驱动电流Ii的喷射器下游侧电流检测信号SIi就成为选择后电流检测信号Ih/i。

当喷射器电流Iinj达到预先规定的峰值保持上限电流Ip2时，接着就是峰值电流保持期间P2。这时，喷射器电流被保持在峰值保持下限电流Ip1与峰值保持上限电流Ip2之间，升压侧驱动FET控制信号SDh被反复导通/关断。这时，喷射器施加电压Vinj断续地成为升压电压Vh。

作为在该峰值电流保持期间P2中使喷射器电流Iinj从峰值保持上限电流Ip2降至峰值保持下限电流Ip1的方法，如图2(E)、(F)所示，使电池侧驱动FET控制信号SDb和喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi两个都导通。这样，就会导通电池侧驱动FET212和喷射器下游侧驱动FET220双方。此外，如图2(D)所示，使升压侧驱动FET控制信号SDh关断，从而升压侧驱动FET202处于关断。由此，通过使喷射器施加电压Vinj为电池电压Vb(实际上由于二极管Db的压降，降低了1[V]左右)，从而缓和电流下降(以下，将这种方式称为“峰值保持辅助方式”)。峰值保持辅助(PHA)电路245A实行峰值保持辅助方式。

当喷射器电流Iinj达到峰值保持下限电流Ip1时，如图2(D)所示，栅极驱动逻辑电路245再次使升压侧驱动FET控制信号SDh导通，从而升压侧驱动FET202处于导通。由此，如图2(C)所示，喷射器电流Iinj增加。通过反复导通/关断升压侧驱动FET控制信号SDh，喷射器电流被保持在峰值保持下限电流Ip1与峰值保持上限电流Ip2之间。

当使峰值保持上限电流Ip2和峰值保持下限电流Ip1的平均电流为峰值保持电流Ih0时，喷射器电流Iinj在峰值电流保持期间P2中，平均会被保持在峰值保持电流Ih。

用过以上的峰值保持辅助方式，在规定的峰值电流保持期间P2中使用升压电路将喷射器电流从峰值保持下限电流Ip1过渡到峰值保持上限电流Ip2的频度就会减少，所以，本实施方式可以降低升压电路的负荷。

这里，利用图3，说明通过本实施方式的电磁阀驱动电路会使峰值电流保持期间P2中使用升压电路将喷射器电流从峰值保持下限电流Ip1过渡到峰值保持上限电流Ip2的频度减少的理由。

图3是根据本发明第1实施方式的电磁阀驱动电路的效果说明图。

图3(A)示出了使升压侧驱动FET202和喷射器下游侧的驱动FET220双方导通、使电池侧驱动FET212关断时的等效电路。另外，为了简化说明，图3(A)省略了图1所示的电阻Rh、Ri。图3(A)相当于图1的峰值电流通电期间P1的等效电路。

在这种情况下，喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL为(Vh-Vd-VR)。这里，Vh是由升压电路100施加的升压电压，Vd是二极管Dh的压降，VR是喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压。此外，喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL可以表现为L(di/dt)。另外，L是内部线圈3L的电感。因此，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(VL/L)＝((Vh-Vd-VR)/L)。

这里，例如将升压电压Vh设为65V。如果设喷射器3的内部寄生电阻3R例如为5Ω，峰值保持上限电流Ip2为6A，那么喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压VR为30V。此外，设二极管Dh的压降Vd为1V。这时，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(34/L)。

图3(B)示出了使电池侧驱动FET212和喷射器下游侧驱动FET220双方导通、使升压侧驱动FET202关断时的等效电路。另外，为了简化说明，图3(B)省略了图1所示的电阻Rb、Ri。图3(B)相当于图1的峰值电流通电期间P2中喷射器电流减少时的等效电路。

在这种情况下，喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL为(Vb-Vd-VR)。这里，Vb是由电池电源施加的升压电压，Vd是二极管Db的压降，VR是喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压。喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL可以表现为L(di/dt)。因此，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(VL/L)＝((Vb-Vd-VR)/L)。

这里，例如设电池电压Vb为12V。在喷射器电流上升结束的时间点(图3(A)的时间点)，喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压VR是如上所述的30V。此外，二极管Dh的压降Vd是1V。在这种情况下，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(-19/L)。

为了进行比较，图3(C)示出了按照现有续流方式减少喷射器电流时的等效电路。在这种情况下，通过导通喷射器下游侧驱动FET220，关断电池侧驱动FET212和升压侧驱动FET202，从而就会经由二极管Df流过续流电流。另外，为了简化说明，图3(C)省略了图1所示的电阻Ri。

在这种情况下，喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL为((-Vd)-VR)。这里，Vd是二极管Df的压降，VR是喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压。喷射器3的内部线圈3L的两端电压VL可以表现为L(di/dt)。因此，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(VL/L)＝((-Vd-VR)/L)。

这里，例如在喷射器电流上升结束的时间点(图3(A)的时间点)，喷射器3的内部寄生电阻3R的两端电压VR是如上所述的30V。此外，二极管Dh的压降Vd是1V。在这种情况下，流过内部线圈3L的电流的时间变化(di/dt)是(-31/L)。

也就是说，在现有方式下，喷射器电流上升时的电流变化率di/dt是(34/L)，下降时的电流变化率di/dt是(-31/L)，二者的斜率大小大致相同。

相对于此，在本实施方式下，喷射器电流上升时的电流变化率di/dt是(34/L)，下降时的电流变化率di/dt是(-19/L)，所以，能够使下降时的斜率变得平缓。

其结果，在本实施方式下，喷射器电流上升·减少所需要的时间可以比以往长30％以上。图2示出了喷射器电流在峰值电流保持期间P2中上升·减少3次的例子。然而，实际上，峰值电流保持期间P2是例如0.8ms左右，以往喷射器电流在其间会上升·减少几十次。像这样，在喷射器电流上升·减少几十次的情况下，本实施方式可以使该上升·减少次数减少30％以上，因此，在峰值电流保持期间P2中，升压电路的负荷可以降低30％以上。

另外，在峰值电流保持期间P2中，由于所驱动的喷射器的寄生电阻值的影响，在使用峰值保持辅助方式时，喷射器电流有时会降不到峰值保持下限电流Ip1就增加。也就是说，因上述峰值电流通电而带来的寄生电阻3R的压降VR与喷射器施加电压Vinj的关系是：VR＞Vinj时，喷射器电流减少；VR＜Vinj时，喷射器电流增加。在这种情况下，栅极驱动逻辑电路245根据缘自流入喷射器下游侧电流检测电阻Ri的下游侧驱动电流Ii的下游侧电流检测信号SIi，关断电池侧驱动FET控制信号SDb。也就是说，通过控制使喷射器下游侧电流选择信号245i导通，使升压侧电流选择信号245h关断，电流选择电路244选择电流检测电路243输出的喷射器下游侧电流检测信号SIi。由此，就可以按照现有的续流方式，使喷射器电流从峰值保持上限电流Ip2降至峰值保持下限电流Ip1。通过设置这种功能，本实施方式的喷射器驱动电路可以良好地驱动多种汽缸内直接喷射型喷射器。

接下来，如图2(B)所示，喷射器开阀信号300b由导通变为关断时，开阀保持电流过渡期间P3开始。这时，如图2(D)、(E)、(F)所示，升压侧驱动FET控制信号SDh、电池侧驱动FET控制信号SDb、和喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi全部被关断。由此，喷射器通电电流会通过再生二极管Dr，在升压电路100中再生。这时，由于喷射器施加电压Vinj在-Vh以下，所以，流过喷射器的电流会急剧下降。这是为了例如提高喷射器的单体特性和改善燃料的燃烧特性而实行的。

在开阀保持电流过渡期间P3中，升压侧驱动FET202和喷射器下游侧驱动FET220双方被关断。所以，喷射器下游侧电流检测电阻Ri上没有电流，无法利用该电阻检测喷射器电流Iinj。在这种情况下，可以由电流检测电路241，检测通过电流再生二极管Dr流入升压侧电流检测电阻Rh的电流Ih。也就是说，通过关断喷射器下游侧电流选择信号245i，导通升压侧电流选择信号245h，从而电流选择电路244选择电流检测电路241输出的升压侧电流检测信号SIh。

接下来，如图2(C)所示，当喷射器电流Iinj达到开阀保持下限电流If1时，开阀保持电流通电期间P4开始。在该期间，如图2(D)、(E)、(F)所示，升压侧驱动FET控制信号SDh被关断，喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi被导通，电池侧驱动FET控制信号SDb被实行导通/关断的开关控制。也就是说，当喷射器电流Iinj达到开阀保持上限电流If2时，电池侧驱动FET控制信号SDb被关断，喷射器通电电流一边在续流二极管Df的通路上续流，一边下降。另一方面，当喷射器电流Iinj达到开阀保持下限电流If1时，电池侧驱动FET控制信号SDb被导通，喷射器电流上升到开阀保持上限电流If2。这样，反复对电池侧驱动FET控制信号SDb进行导通/关断的开关控制，从而该期间的电流会保持在开阀保持上限电流If2与开阀保持下限电流If1之间。这时，喷射器下游侧电流选择信号245i被导通，升压侧电流选择信号245h被关断，则电流选择电路244选择电流检测电路243输出的喷射器下游侧电流检测信号SIi。

如上所述，当使开阀保持上限电流Il2和开阀保持下限电流Il1的平均电流为开阀保持电流Il0时，喷射器电流Iinj在开阀保持电流通电期间P4中，平均会被保持在开阀保持电流Il。就开阀保持电流而言，即便不是很大的电流，也会使喷射器3保持开阀状态。

如图2(A)所示，喷射器驱动信号300c由导通变为关断时，通电电流下降期间P5开始。在该期间，如图2(D)、(E)、(F)所示，升压侧驱动FET控制信号SDh、电池侧驱动FET控制信号SDb和喷射器下游侧FET控制信号SDi全部关断。由此，喷射器的通电电流会通过再生二极管Dr在升压电路中再生，从而喷射器电流急剧下降。这时，通过控制使喷射器下游侧电流选择信号245i关断，升压侧电流选择信号245h导通，从而电流选择电路244选择电流检测电路241输出的升压侧电流检测信号SIh。

接下来，对与电池侧保护二极管Db并联连接的缓冲电路进行说明。缓冲电路由电阻Rs和电容器Cs的串联电路组成。这里，如果在峰值电流保持期间P2中，对电池侧驱动FET控制信号SDb实行导通控制，那么电池侧保护二极管Db在同一期间就会断续流过电流，所以有可能因二极管的恢复电流而产生噪声。对此，设置缓冲电路，将电阻和电容的串联电路与电池侧保护二极管Db并联连接，就可以抑制该噪声。

另外，上述说明中，在峰值电流保持期间P2，当喷射器电流变为峰值保持上限电流Ip2时，电流开始下降，降至峰值保持下限电流Ip1时，又开始上升。但也可以在喷射器电流变为峰值保持上限电流Ip2、电流开始下降，并在规定时间过后，使喷射器电流上升。

此外，上述说明中，峰值电流保持期间P2中被保持的峰值保持电流Ih0是固定值。但也可以通过设定，使得峰值保持上限电流Ip2和峰值保持下限电流Ip1渐渐增加，从而使峰值保持电流Ih0渐渐增加。

此外，还可以通过设定，使得峰值保持上限电流Ip2和峰值保持下限电流Ip1渐渐减少，从而使峰值保持电流Ih0渐渐减少。

此外，在峰值电流保持期间P2中的部分期间，在喷射器电流下降时，也可以向喷射器提供电池电压。

如上所述，根据本实施方式，当喷射器电流在峰值电流保持期间P2从峰值保持上限电流Ip2降至峰值保持下限电流Ip1时，采取使电池侧驱动FET控制信号SDb和喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi双方都导通的峰值保持辅助方式，从而可以使电流下降得比现有续流方式平缓。由此，在规定的峰值电流保持期间P2中，使用升压电路使喷射器电流从峰值保持上限电流Ip1过渡到峰值保持下限电流Ip2的频度就会减少。也就是说，在峰值电流保持期间P2，可以减少从保持升压电压的电容中取出的电荷，因此，本实施方式可以缩短升压恢复时间，减轻升压电路的负荷。

下面，利用图1和图4，对根据本发明第2实施方式的电磁阀驱动电路的构成和动作进行说明。

使用本实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的构成与图1所示的构成相同。在本实施方式中，开阀保持电流过渡期间P3的控制内容有所不同，所以，利用图4，对该点进行说明。

图4是使用本发明第2实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

在图4中，横轴表示时间。图4(A)～(G)的纵轴与图2(A)～(G)相同。

如图4(B)所示，喷射器开阀信号300b由导通变为关断时，开阀保持电流过渡期间P3开始。这时，如图4(D)、(E)所示，升压侧驱动FET控制信号SDh、电池侧驱动FET控制信号SDb被控制为关断。另一方面，如图4(F)所示，喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi被控制为导通，这一点与第1实施方式不同。由此，喷射器通电电流会通过续流二极管Df释放，如图2(C)所示，该期间的喷射器电流下降得比第1实施方式平缓。进行该变更的目的在于例如为了提高喷射器的单体特性和改善燃料的燃烧特性。

在该开阀保持电流过渡期间P3中，喷射器下游侧电流选择信号245i被控制为导通，升压侧电流选择信号245h被控制为关断。因此，电流选择电路244选择电流检测电路243输出的喷射器下游侧电流检测信号SIi。所以，基于流入喷射器下游侧电流检测电阻Ri的下游侧驱动电流Ii的喷射器下游侧电流检测信号SIi就会成为选择后电流检测信号Ih/i。

如上所述，根据本实施方式，喷射器电流从峰值保持下限电流Ip1过渡到峰值保持上限电流Ip2的频度就会减少，可以减轻升压电路的负荷。

此外，本实施方式还可以提高喷射器的单体特性，改善燃料的燃烧特性。

下面，利用图1和图5，对根据本发明第3实施方式的电磁阀驱动电路的构成和动作进行说明。

使用本实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的构成与图1所示的构成相同。在本实施方式中，开阀保持电流过渡期间P3的控制内容有所不同，所以，利用图5，对该点进行说明。

图5是使用本发明第3实施方式的电磁阀驱动电路的电磁阀控制系统的动作说明时序图。

在图5中，横轴表示时间。图5(A)～(G)的纵轴与图2(A)～(G)相同。

如图5(B)所示，喷射器开阀信号300b由导通变为关断时，开阀保持电流过渡期间P3开始。这时，如图5(D)所示，升压侧驱动FET控制信号SDh被控制为关断，另一方面，如图5(E)、(F)所示，电池侧驱动FET控制信号SDb和喷射器下游侧驱动FET控制信号SDi被控制为导通，这一点与第1实施方式不同。所以，喷射器施加电压Vinj就会变为电池电压Vb，喷射器通电电流下降得比第1和第2实施方式平缓。

但是，在上述控制中，由于喷射器被施加了电池电压，所以无法使电流降至开阀保持下限电流If1。为此，在由喷射器下游侧电流检测电阻Ri检测出的喷射器电流降至大于开阀保持上限电流If2的Vb辅助停止电流522的时间点，过渡到续流方式。也就是说，使电池侧驱动FET控制信号SDb变为关断，使喷射器通电电流在续流二极管Df的通路上释放，从而使电流降至开阀保持下限电流If1。

根据上述内容，本例中开阀保持电流过渡期间P3可以比第1和第2实施方式长。该变更的目的在于例如为了提高喷射器的单体特性和改善燃料的燃烧特性。

在该开阀保持电流过渡期间P3中，喷射器下游侧电流选择信号245i被控制为导通，升压侧电流选择信号245h被控制为关断。因此，电流选择电路244选择电流检测电路243输出的喷射器下游侧电流检测信号SIi。所以，基于流入喷射器下游侧电流检测电阻Ri的下游侧驱动电流Ii的喷射器下游侧电流检测信号SIi就会成为选择后电流检测信号Ih/i。

如上所述，根据本实施方式，喷射器电流从峰值保持下限电流Ip1过渡到峰值保持上限电流Ip2的频度就会减少，可以减轻升压电路的负荷。

此外，本实施方式还可以提高喷射器的单体特性，改善燃料的燃烧特性。

如上所述，本发明在以汽油或轻油等为燃料的汽车、摩托车、农耕机、机床、船舶机械等中，使用使电池电压升压后的高电压来驱动负载，特别涉及到适合驱动汽缸内直接喷射型喷射器的电磁阀驱动电路。

本发明不限于上述实施例，可以在发明内容所述的范围内，进行各种变更。

此外，本发明不仅适用于以电磁阀为动力源的汽缸内直接喷射型喷射器，也适用于以压电元件为动力源的汽缸内直接喷射型喷射器。

另外，本发明适合于使用电源电压和升压电压驱动的电磁阀驱动电路，不用变更基本电路构成就可很容易地利用。

本发明所提供的效果在于：可以缩短升压恢复时间，减少升压电路元件的发热量，使升压电路部件小型化，使成本降低，使保持升压电压的电容器的寿命延长，使其它散热部件的成本降低等等。

Claims (6)

1.一种电磁阀驱动电路，包括： 

升压电路，从电源生成高电压； 

第1开关元件，连接在所述升压电路与电磁阀的一个端子之的路径上； 

第2开关元件，与所述电源的正极连接； 

第1二极管，连接在该第2开关元件的负极侧与电磁阀的一个端子之间的路径上； 

第2二极管，一个端子连接在所述电磁阀的一个端子与所述第1二极管之间，另一个端子与电源地线连接； 

第3开关元件，连接在所述电磁阀的另一个端子与电源地线之间的路径上；和 

控制机构，根据流经所述电磁阀的电流值，使所述第1开关元件、所述第2开关元件和所述第3开关元件动作， 

所述电磁阀驱动电路的特征在于， 

所述控制机构具备：峰值保持辅助机构，通过导通／关断所述第1开关元件，使流经所述电磁阀的电流保持在第1电流值，在保持在所述第1电流值的期间，使所述第2开关元件导通， 

在保持在所述第1电流值的期间之中、关断所述第1开关元件且导通所述第2开关元件的期间，流经所述电磁阀的电流增加的情况下，关断所述第2开关元件。 

2.根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路，其特征在于， 

所述控制机构，通过关断所述第1开关元件且导通／关断所述第2开关元件，使所述电磁阀的通电电流保持在小于所述第1电流值的第2电流值。 

3.根据权利要求2所述的电磁阀驱动电路，其特征在于， 

所述控制机构，在所述电磁阀的通电电流从所述第1电流值向所述第2电流值过渡的期间，通过关断所述第1开关元件且导通所述第2和第3开关元件，对所述电磁阀施加所述电源的电压， 

并且，当所述电磁阀的通电电流变为小于所述第1电流值、大于所述第2电流值的第3电流值时，关断所述第2开关元件。 

4.根据权利要求2所述的电磁阀驱动电路，其特征在于， 

所述控制机构，在所述电磁阀的通电电流从所述第1电流值向所述第2电流值过渡的期间，关断所述第1和第2开关元件，且导通所述第3开关元件，使流经所述电磁阀的电流经由所述第2二极管回流。 

5.根据权利要求1所述的电磁阀驱动电路，其特征在于， 

包括：电阻和电容器的串联电路，与所述第1二极管并联连接。 

6.根据权利要求2所述的电磁阀驱动电路，其特征在于， 

包括：第3二极管，一个端子连接在所述升压电路与所述第1开关元件之间的路径上，另一个端子连接在所述电磁阀的另一个端子与所述第3开关元件正极侧之间的路径上， 

所述控制机构，在从所述第1电流值向所述第2电流值过渡的期间、以及停止所述电磁阀的通电电流的情况下，全部关断所述第1开关元件、所述第2开关元件和第3开关元件，使流经所述电磁阀的电流经由所述第3二极管在所述升压电路中再生。