CN111379640A - 喷射器驱动电路的控制方法 - Google Patents

喷射器驱动电路的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的喷射器驱动电路在使用了现有的规格的部件的喷射器驱动电路中，即使在冷启动时或喷射器阀门粘住时使第1场效应晶体管(FET)、第2场效应晶体管(FET)双方导通并使电流最大以提高开阀力矩的情况下，也能防止用于使关闭时的喷射器所产生的电动势能量降低的齐纳二极管(ZD1)损坏。在关闭时首先使第2场效应晶体管(FET)(T2)截止，之后经过了规定时间后使第1场效应晶体管(FET)(T1)截止，从而防止由于在闭阀时产生的来自喷射器(I)的反向电压而导致齐纳二极管(ZD1)损坏。

Description

喷射器驱动电路的控制方法
技术领域
本发明涉及例如在LPG、CNG等气体燃料发动机等中将气体燃料喷射至各气缸的喷射器(燃料喷射阀)驱动电路的控制方法。
背景技术
用于LPG或CNG等气体燃料发动机等的喷射器需要在短时间内喷射大容量的天然气燃料等燃料，喷射器驱动电路构成为在开阀时间的初期在设定时间内将预先设定的值的起动电流提供给喷射器，之后对保持开阀状态所需要的值以上的保持电流进行PWM(PulseWidth Modulation：脉宽调制)控制并提供给喷射器，例如在日本专利特公昭63-35827号公报、日本专利特开平8-144859号公报、日本专利特开平11-294262号公报等中公开。
图1示出上述现有的喷射器驱动电路的主要部分，在利用电磁线圈等进行开闭动作的喷射器I中具备第1场效应晶体管(FET)T1和第2场效应晶体管(FET)T2，该第1场效应晶体管(FET)T1和第2场效应晶体管(FET)T2是经过电源接通位置而导通的、根据来自CPU的命令对经由第1驱动电路DC1、第2驱动电路DC2流向喷射器I的电磁线圈等驱动机构的驱动电流的流路进行开闭的开关元件。
而且，通过发动机起动操作来接通电源时，根据来自CPU的开阀命令信号，将开阀信号发送至第1驱动电路DC1及第2驱动电路DC2，第1场效应晶体管(FET)T1和第2场效应晶体管(FET)T2分别导通。
此时，如图2(a)所示，第1场效应晶体管(FET)T1从开阀时到闭阀时为止处于导通状态，第2场效应晶体管(FET)T2在与第1场效应晶体管(FET)T1同步开阀时，为了获得开阀转矩，首先提供电流(A)作为喷射器电流来设为导通，之后形成通过进行PWM控制而得到的喷射器I的打开动作保持电流，以使得喷射器电流成为喷射器I的开阀保持电流即电流(B)。
此外，在闭阀时，使上述第1场效应晶体管(FET)T1、第2场效应晶体管(FET)T2双方同时截止并切断喷射器电流来关闭喷射器I，但为了防止由于在该闭阀时短时间地实施闭合动作，并且由喷射器I的电磁线圈等产生的反向电压超过场效应晶体管(FET)T1的漏极、源极间(图1所示的P位置)的最大电压而导致场效应晶体管(FET)T1发生损坏，具备与图2(a)所示的喷射器电流(B)相匹配的电压值的额定电压V1的齐纳二极管ZD1。
然而，例如在天然气燃料汽车中，天然气中的甲烷气体所包含的水分或在燃烧时产生的水分等在低温时会冻结，此外，若喷射器的阀门由橡胶等形成,则由于橡胶粘着等，会使喷射器的阀门粘住，上述等情况会导致即使在开阀时间的初期在设定时间内提供预先设定的值的起动电流，也难以打开喷射器的阀门，存在发动机的起动性变差的问题，对此，为了通过使喷射器开阀转矩变大来进行改善，在冷启动时或喷射器阀门粘住时，如图2(b)所示，通过在喷射时使第1场效应晶体管(FET)T1、第2场效应晶体管(FET)T2双方导通，使喷射器电流成为最大电流(C)，从而提高开阀转矩。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特公昭63-35827号公报
专利文献2：日本专利特开平8-144859号公报
专利文献3：日本专利特开平11-294262号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，上述以往的喷射器驱动电路的控制方法是：在关闭时由喷射器I产生的反向电压如图2(a)所示成为被箝位在齐纳二极管ZD1的齐纳电压值的电压V1，而在冷启动时或喷射器阀门粘住时的改善控制方法时，不转移至图2(a)所示的PMW控制，而是如图2(b)所示，相对于喷射器1的电阻，有最大的喷射器电流(C)流过。
而且，若达到规定的时间，则驱动信号1及驱动信号2关闭，第1场效应晶体管(FET)T1、第2场效应晶体管(FET)T2截止，由上述喷射器I的电磁线圈等产生的反向电压V1所消耗的能量与电流值的平方成正比地变大，因此会发生齐纳二极管ZD1损坏的问题，需要提高齐纳二极管ZD1的容量，但若提高容量则会产生形状变大、需要设置空间并且部件价格提高的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其技术问题是提供一种喷射器驱动电路的控制方法，在使用了现有的规格的部件的喷射器驱动电路中，即使在冷启动时或喷射器阀门粘住时使第1场效应晶体管(FET)T1、第2场效应晶体管(FET)T2双方导通并使喷射器电流(C)最大以提高开阀转矩的情况下，也能防止用于使关闭时的喷射器所产生的电动势能量降低的齐纳二极管ZD1发生损坏。
解决技术问题所采用的技术方案
在为了解决上述问题而完成的本发明的喷射器驱动电路的控制方法中，所述喷射器驱动电路包括：第1场效应晶体管(FET)，该第1场效应晶体管(FET)是将至喷射器的驱动电源进行开闭的开关元件；第2场效应晶体管(FET)，该第2场效应晶体管(FET)具有PWM控制功能，所述PWM控制功能用于在所述第1场效应晶体管(FET)导通时与所述第1场效应晶体管(FET)同步地在开阀时间的初期在设定时间内将预先设定的值的起动电流提供给喷射器，以使所述喷射器短时间地进行开阀，并且在之后将维持开闭驱动状态所需的值以上的打开维持用驱动电流提供给喷射器；以及齐纳二极管，该齐纳二极管用于在使所述第1场效应晶体管(FET)截止时，保护第1场效应晶体管(FET)不被喷射器的线圈产生的反向电压损坏，所述喷射器驱动电路的控制方法的特征在于，在冷启动时或喷射器阀门粘住时，使所述第1场效应晶体管(FET)和第2场效应晶体管(FET)双方导通，并使电流最大，从而提高开阀力矩并打开喷射器，之后在关闭喷射器时，首先使所述第2场效应晶体管(FET)截止，之后经过了规定时间后，使所述第1场效应晶体管(FET)截止，从而防止在闭阀时产生的来自喷射器的反向电压导致所述齐纳二极管发生损坏。
此外，在本发明中，使所述第2场效应晶体管(FET)截止、之后使所述第1场效应晶体管(FET)截止的规定时间优选为至少是在所述第2场效应晶体管(FET)截止后、来自喷射器的线圈的反向电压被导通状态的所述第1场效应晶体管(FET)所消耗而变得小于所述齐纳二极管的电压值的时间。
发明效果
根据本发明，在使用了现有的规格的部件的喷射器驱动电路中，即使在冷启动时或喷射器阀门粘住时使第1场效应晶体管(FET)、第2场效应晶体管(FET)双方导通并使电流最大以提高开阀转矩的情况下，也能防止用于使关闭时的喷射器所产生的电动势能量降低的齐纳二极管发生损坏。
附图说明
图1是示出本发明的优选的实施方式及现有例的喷射器驱动电路的主要部分的电路图。
图2示出图1所示的实施方式及现有例中的控制信号的波形流程图，(a)表示通常时，(b)表示现有例中的车辆低温时或阀门粘住时，(c)表示图1所示的本实施方式中的车辆低温时或阀门粘住时。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本发明中用于实施控制方法的喷射器驱动电路的主要部分的电路图，本发明即使使用现有的部件，也能防止用于使关闭时的喷射器所产生的反向电压能量降低的齐纳二极管发生损坏，并能防止部件变大或价格上升，基本上与现有的驱动电路共通。
此外，关于控制方法，通常时也与上述现有示例相同，省略详细说明。
除此以外，本实施方式在车辆低温时或阀门粘住时，在打开时，通过使第1场效应晶体管(FET)T1及第2场效应晶体管(FET)T2双方导通并使电流最大，从而提高开阀转矩并打开喷射器，关于这一点与上述图2(b)所示的现有的控制方法相同。
而且，本实施方式的控制方法在关闭时首先使上述第2场效应晶体管(FET)T2截止，之后经过了规定时间后使上述第1场效应晶体管(FET)T1截止，从而防止由于在闭阀时产生的来自喷射器I的反向电压导致上述齐纳二极管ZD1发生损坏。
并且，基于图1及图2(c)进行详细说明时，在车辆低温时或阀门粘住时，根据来自CPU的指令，将来自第1驱动电路DC1及第2驱动电路DC2的驱动信号1和驱动信号2发送至第1场效应晶体管(FET)T1和第2场效应晶体管(FET)T2，并使两者进行导通动作，使最大的喷射器电流(X)(与图2(b)中的喷射器电流(C)相同)流向喷射器I，从而提高开阀转矩并打开喷射器I，在达到规定时间后，与根据如现有的上述图2(b)所示的将第1场效应晶体管(FET)T1及第2场效应晶体管(FET)T2双方同时关闭的来自CPU的指令、通过来自第1驱动电路DC1及第2驱动电路DC2的驱动信号来进行控制的情况不同，在关闭时，首先根据驱动信号1使第2场效应晶体管(FET)T2截止，之后根据驱动信号2在经过了规定时间t1后使第1场效应晶体管(FET)T1截止。
此时，将上述规定时间t1至少设为使得在喷射器电流(X)的喷射器电流在上述第2场效应晶体管(FET)T2截止后，在喷射器I中产生的反向电压被导通状态的上述第1场效应晶体管(FET)T1所消耗从而喷射器电流(Y)变小之后，即使第1场效应晶体管(FET)T1截止也能防止在闭阀时产生的来自喷射器I的反向电压V1导致齐纳二极管ZD1发生损坏。
由此，根据本实施方式，即使进行了如下控制，也能防止部件(场效应晶体管(FET)、齐纳二极管(ZD1))发生损坏：即，使用与现有的喷射器驱动电路相同的驱动电路和部件，在车辆低温时或阀门粘住时，在打开时使电流最大从而提高开阀转矩来打开喷射器。
标号说明
1 喷射器
T1 第1场效应晶体管(FET)
T2 第2场效应晶体管(FET)
DC1 第1驱动电路
DC2 第2驱动电路
ZD1 齐纳二极管

Claims (2)

1.一种喷射器驱动电路的控制方法，该喷射器驱动电路包括：第1场效应晶体管(FET)，该第1场效应晶体管(FET)是将至喷射器的驱动电源进行开闭的开关元件；第2场效应晶体管(FET)，该第2场效应晶体管(FET)具有PWM控制功能，所述PWM控制功能用于在所述第1场效应晶体管(FET)导通时与所述第1场效应晶体管(FET)同步地在开阀时间的初期在设定时间内将预先设定的值的起动电流提供给喷射器，以使所述喷射器短时间地进行开阀，并且在之后将维持开闭驱动状态所需的值以上的打开维持用驱动电流提供给喷射器；以及齐纳二极管，该齐纳二极管用于在使所述第1场效应晶体管(FET)截止时，保护第1场效应晶体管(FET)不被喷射器的线圈产生的反向电压损坏，所述喷射器驱动电路的控制方法的特征在于，
在冷启动时或喷射器阀门粘住时，使所述第1场效应晶体管(FET)和第2场效应晶体管(FET)双方导通，并使电流最大，从而提高开阀力矩并打开喷射器，之后在关闭喷射器时，首先使所述第2场效应晶体管(FET)截止，之后经过了规定时间后，使所述第1场效应晶体管(FET)截止，从而防止在闭阀时产生的来自喷射器的反向电压导致所述齐纳二极管发生损坏。
2.如权利要求1所述的喷射器驱动电路的控制方法，其特征在于，
使所述第2场效应晶体管(FET)截止、之后使所述第1场效应晶体管(FET)截止的规定时间至少是在所述第2场效应晶体管(FET)截止后、来自喷射器的线圈的反向电压被导通状态的所述第1场效应晶体管(FET)所消耗而变得小于所述齐纳二极管的电压值的时间。
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