CN114320634B - 电磁阀驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电磁阀驱动装置。是驱动具有螺线管线圈的燃料喷射阀的电磁阀驱动装置，该电磁阀驱动装置具有：再生用开关元件，配置在上述螺线管线圈的第一端部与接地之间；以及控制部，将上述再生用开关元件控制为接通状态以及断开状态中的任意一种状态，上述控制部具有：电压检测部，检测上述螺线管线圈的第一端部的电压；以及异常检测部，基于上述电压检测部检测到的电压来检测上述再生用开关元件的异常。

Description

电磁阀驱动装置
技术领域
本发明涉及电磁阀驱动装置。
本申请基于2020年9月30日向日本申请的特愿2020－164330号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
现有技术文献
在日本特开2018－31294号公报中公开了通过对燃料喷射阀的螺线管线圈进行通电而使燃料喷射阀开阀的电磁阀驱动装置。
上述电磁阀驱动装置具备控制部，该控制部使通过螺线管线圈的反电动势而产生的电流(以下，称为“再生电流”。)从接地经由开关元件(以下，称为“同步开关元件”。)回流至螺线管线圈。
发明内容
发明要解决的课题
例如，在由于各种原因而发生了同步开关元件的漏极端子断路等异常的情况下，使再生电流回流到螺线管线圈的路径消失。由此，在螺线管线圈产生反电动势的情况下，有可能从控制部朝向螺线管线圈流过超过规定值的电流。因此，需要检测同步开关元件的异常的结构，但在日本特开2018－31294号公报中没有记载该结构。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供能够检测同步开关元件的异常的电磁阀驱动装置。
用于解决课题的手段
(1)本发明的一个方式是驱动具有螺线管线圈的燃料喷射阀的电磁阀驱动装置，具备：再生用开关元件，配置在上述螺线管线圈的第一端部与接地之间；以及控制部，将上述再生用开关元件控制为接通状态以及断开状态中的任意一种状态，上述控制部具有：电压检测部，检测上述螺线管线圈的上述第一端部的电压；以及异常检测部，基于上述电压检测部检测到的上述电压来检测上述再生用开关元件的异常。
(2)在上述(1)的电磁阀驱动装置中，上述控制部可以具备驱动控制部，上述驱动控制部将上述再生用开关元件控制为接通状态以及断开状态中的任意一种状态，当上述驱动控制部将上述再生用开关元件控制为接通状态的情况下，上述异常检测部基于上述电压检测部检测到的电压来检测上述再生用开关元件的异常。
(3)在上述(2)的电磁阀驱动装置中，可以在驱动上述燃料喷射阀前，上述电压检测部检测到的上述电压为规定值以上的情况下，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常。
(4)在上述(3)的电磁阀驱动装置中，还可以具有：升压电路，对电池的输出电压即电池电压进行升压；第一开关元件，配置在上述升压电路与上述螺线管线圈的上述第一端部之间；第二开关元件，配置在上述电池与上述第一端部之间；第三开关元件，配置在上述螺线管线圈的第二端部与接地之间；以及第一开关，与上述第三开关元件不同，并配置在上述第二端部与接地之间，在上述再生用开关元件以及上述第一开关都为接通状态的情况下，且上述电压检测部检测到的上述电压为上述规定值以上的情况下，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常。
(5)在上述(4)的电磁阀驱动装置中，可以还具有：自举电容器，生成使上述第一开关元件以及上述第二开关元件成为接通状态所需的电压；以及第二开关，配置在上述自举电容器与接地之间，上述驱动控制部通过将上述第二开关控制为接通状态而对上述自举电容器进行充电，在上述第二开关为断开状态、且上述再生用开关元件以及上述第一开关都为接通状态的情况下，并且上述电压检测部检测到的上述电压为上述规定值以上时，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常。
(6)在上述(1)～上述(5)中的任意一个电磁阀驱动装置中，可以在检测到上述再生用开关元件的异常的情况下，上述控制部停止上述燃料喷射阀的驱动。
如以上说明那样，根据本发明的上述方式，能够检测同步开关元件的异常。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的燃料喷射阀的结构例的示意图。
图2是表示上述实施方式所涉及的电磁阀驱动装置的结构例的电路图。
图3是对上述实施方式所涉及的异常检测模式进行说明的电路图。
图4是对上述实施方式所涉及的异常检测模式进行说明的电路图。
图5是对上述实施方式所涉及的异常检测模式进行说明的电路图。
图6是表示上述实施方式所涉及的电磁阀驱动装置的动作定时的图。
具体实施方式
以下，使用附图，对本实施方式所涉及的电磁阀驱动装置进行说明。
本实施方式所涉及的电磁阀驱动装置1是驱动燃料喷射阀L的驱动装置。具体而言，本实施方式所涉及的电磁阀驱动装置1是将向搭载在车辆上的内燃机喷射燃料的燃料喷射阀L(电磁阀)作为驱动对象的电磁阀驱动装置。
燃料喷射阀L是向搭载在车辆上的汽油发动机或柴油发动机等内燃机喷射燃料的电磁阀(螺线管式电磁阀)。
以下，使用图1对燃料喷射阀L的结构例进行说明。
如图1所示，燃料喷射阀L具备：固定磁芯2、阀座3、螺线管线圈4、阀针(needle)5、阀体6、保持器(Retainer)7、下止动件(lower stopper)8、阀体施力弹簧9、可动磁芯10以及可动磁芯施力弹簧11。在本实施方式中，固定磁芯2、阀座3以及螺线管线圈4是固定部件，阀针5、阀体6、保持器7、下止动件8、阀体施力弹簧9、可动磁芯10以及可动磁芯施力弹簧11是可动部件。
固定磁芯2是圆筒状的部件，被固定在燃料喷射阀L的壳体(未图示)。固定磁芯2由磁性材料形成。
阀座3固定在燃料喷射阀L的壳体上。阀座3具有喷射孔3a。
喷射孔3a是喷射燃料的孔，当阀体6落座在阀座3上的情况下，喷射孔3a关闭，当阀体6从阀座3分离的情况下，喷射孔3a开放。
螺线管线圈4通过将电线卷绕成环状而形成。螺线管线圈4与固定磁芯2同心状地配置。
螺线管线圈4与电磁阀驱动装置1电连接。螺线管线圈4通过从电磁阀驱动装置1通电而形成包括固定磁芯2以及可动磁芯10的磁路。
阀针5是沿着固定磁芯2的中心轴延伸的长条状的棒部件。阀针5通过由包括固定磁芯2以及可动磁芯10的磁路产生的吸引力在固定磁芯2的中心轴的轴方向(阀针5的延伸方向)上移动。此外，在以下的说明中，在固定磁芯2的中心轴的轴方向上，将可动磁芯10通过上述吸引力移动的方向称为上方，将与可动磁芯10通过上述吸引力移动的方向相反的方向称为下方。
阀体6形成在阀针5中的下方的前端。阀体6通过落座在阀座3上而将喷射孔3a关闭，通过从阀座3分离而将喷射孔3a开放。
保持器7具备引导部件71以及凸缘72。
引导部件71是固定于阀针5的上端的圆筒状的部件。
凸缘72设置在引导部件71的上端部。凸缘72形成为向阀针5的径向突出。即，凸缘72具有比引导部件71大的外径尺寸。
凸缘72的下端面是与可动磁芯施力弹簧11的抵接面。另外，凸缘72的上端面是与阀体施力弹簧9的抵接面。
下止动件8是在阀座3与引导部件71之间的位置固定于阀针5的圆筒状的部件。该下止动件8的上端面是与可动磁芯10的抵接面。
阀体施力弹簧9是收容在固定磁芯2的内部的压缩螺旋弹簧，夹设在壳体的内壁面h与凸缘72之间。阀体施力弹簧9对阀体6朝向下方施力。即，在螺线管线圈4未被通电的情况下，通过阀体施力弹簧9的作用力使阀体6与阀座3抵接。
可动磁芯10配置在引导部件71与下止动件8之间。可动磁芯10是圆筒状的部件，并与阀针5同轴地设置。该可动磁芯10在其中央形成有供阀针5插入的贯通孔，并能够沿阀针5的延伸方向移动。
可动磁芯10的上端面是与固定磁芯2以及可动磁芯施力弹簧11的抵接面。另一方面，可动磁芯10的下方的端面是与下止动件8的抵接面。可动磁芯10由磁性材料形成。
可动磁芯施力弹簧11是夹设在凸缘72与可动磁芯10之间的压缩螺旋弹簧。可动磁芯施力弹簧11对可动磁芯10朝向下方施力。即，在螺线管线圈4未被通电的情况下，可动磁芯10通过可动磁芯施力弹簧11的作用力与下止动件8抵接。
接下来，对本实施方式所涉及的电磁阀驱动装置1进行说明。
图2所示，电磁阀驱动装置1具备：升压电路20、第一电压生成部21、第二电压生成部22、自举电路23、切换部24、第一开关元件25～第四开关元件28、第一二极管29、第二二极管30、电流检测用电阻器31、第一开关32、限制电阻器33、第二开关34、限制电阻器35、电阻器36以及控制部37。此外，第一开关32等也可以安装在控制部37内。
升压电路20将搭载在车辆上的电池BT的输出电压即电池电压Vb升压到规定的电压。例如，升压电路20是斩波电路。升压电路20通过对电池电压进行升压而生成升压电压Vs。升压电路20的升压比例如为十～数十左右，并由控制部37控制动作。
第一电压生成部21通过对电池电压Vb进行降压而生成第一电压V1。例如，第一电压生成部21具备线性调节器、开关调节器等DC－DC转换器。
第二电压生成部22通过对升压电压Vs进行降压而生成第二电压V2。例如，第二电压生成部22具备线性调节器、开关调节器等DC－DC转换器。第一电压V1以及第二电压V2是相互相同的电压值。但是，第一电压V1以及第二电压V2也可以是相互不同的电压值。
自举电路23生成将高端侧的开关元件(以下，称为“高端侧开关元件”。)控制为接通状态所需的电压(以下，称为“启动电压”。)Vboot。高端侧开关元件是指第一开关元件25以及第二开关元件26中的至少任意一方。自举电路23根据第一电压V1以及第二电压V2中的任意一方的电压生成启动电压。自举电路23具备二极管40以及自举电容器41。
二极管40的阳极与切换部24连接，阴极与自举电容器41连接。
自举电容器41的第一端部与二极管40的阴极连接，第二端部与第一开关元件25以及第二开关元件26的各源极连接。自举电路23通过对自举电容器41进行充电而生成启动电压Vboot。
切换部24将对自举电容器41进行充电的充电路径切换为第一充电路径或者第二充电路径。第一充电路径是不经由升压电路20而从电池BT对自举电容器41进行充电的路径。本实施方式的第一充电路径是通过将由第一电压生成部21生成的第一电压V1施加至自举电容器41来对自举电容器41进行充电的路径。但是，并不仅限于该结构，第一充电路径也可以是通过将电池电压Vb施加至自举电容器41来对自举电容器41进行充电的路径。
第二充电路径是从升压电路20对自举电容器41进行充电的路径。本实施方式的第二充电路径是通过将由第二电压生成部22生成的第二电压V2施加至自举电容器41来对自举电容器41进行充电的路径。但是，并不仅限于该结构，第二充电路径也可以是通过将升压电压Vs施加至自举电容器41来对自举电容器41进行充电的路径。
切换部24只要能够将对自举电容器41进行充电的充电路径切换为第一充电路径或者第二充电路径，则并不特别限定为该结构。切换部24例如可以具有三路开关。
例如，切换部24具备第一端子24a、第二端子24b以及第三端子24c。切换部24能够切换将第一端子24a和第三端子24c电连接的第一状态、以及将第二端子24b和第三端子24c电连接的第二状态。第一端子24a与第一电压生成部21的输出端子连接。第二端子24b与第二电压生成部22的输出端子连接。第三端子24c与二极管40的阳极连接。切换部24通过被控制部37控制为第一状态而将对自举电容器41进行充电的充电路径切换为第一充电路径。切换部24通过被控制部37控制为第二状态而将对自举电容器41进行充电的充电路径切换为第二充电路径。
第一开关元件25例如是MOS晶体管，并设置在升压电路20的输出端与螺线管线圈4的第一端部之间。即，第一开关元件25的漏极与升压电路20的输出端子连接，源极经由电阻器36与螺线管线圈4的第一端部连接。第一开关元件25的栅极与控制部37连接。第一开关元件25由控制部37控制接通/断开(闭/开)动作。
第二开关元件26例如是MOS晶体管，并设置在电池BT的输出端子与螺线管线圈4的第一端部之间。第二开关元件26的漏极经由第二二极管30与电池BT的输出端子连接，源极经由电阻器36与螺线管线圈4的第一端部连接。第二开关元件26的栅极与控制部37连接。第二开关元件26由控制部37控制接通/断开(闭/开)动作。
第三开关元件27例如是MOS晶体管，漏极与螺线管线圈4的第二端部连接，源极与电流检测用电阻器31的第一端部连接。第三开关元件27的栅极与控制部37连接。第三开关元件27由控制部37控制接通/断开(闭/开)动作。
第四开关元件28例如是MOS晶体管，并且漏极与螺线管线圈4的第一端部连接，源极与接地(GND：基准电位)连接。第四开关元件28的栅极与控制部37连接。第四开关元件28由控制部37控制接通/断开(闭/开)动作。第四开关元件28是通过成为接通状态(开状态)而形成再生电流的路径的开关。第四开关元件28相当于上述同步开关元件。
第一二极管29的阴极与升压电路20的输出端子连接，阳极与螺线管线圈4的第二端部连接。
第二二极管30的阴极与第二开关元件26的漏极连接，阳极与电池BT的输出端子连接。第二二极管30是防逆流用的二极管。第二二极管30防止在第一开关元件25以及第二开关元件26均成为接通状态的情况下升压电路20的输出电流流入电池BT的输出端。
电流检测用电阻器31是第一端部与第四开关元件28的源极连接，第二端部与GND(基准电位)连接的分流电阻器。电流检测用电阻器31经由第四开关元件28与螺线管线圈4串联连接，供流过螺线管线圈4的电流通过。电流检测用电阻器31在第一端部与第二端部之间产生与流过螺线管线圈4的电流的大小对应的电压(以下，称为“检测电压”。)。
第一开关32连接在螺线管线圈4的第二端部与GND之间。第一开关32具备第一端子32a以及第二端子32b，并能够切换将第一端子32a和第二端子32b电连接的接通状态、以及解除该连接的断开状态。第一开关32由控制部37控制。第一端子32a与螺线管线圈4的第二端部连接。第二端子32b与限制电阻器33的第一端部连接。例如，第一开关32既可以是晶体管等电气开关，也可以是机械开关。
限制电阻器33的第一端部与第一开关32连接，第二端部与GND连接。
第二开关34连接在螺线管线圈4的第一端部与GND之间。第二开关34具备第一端子34a以及第二端子34b，并能够切换将第一端子34a和第二端子34b电连接的接通状态、以及解除该连接的断开状态。第二开关34由控制部37控制。第一端子34a经由电阻器36与螺线管线圈4的第一端部连接。第二端子34b与限制电阻器35的第一端部连接。第二开关34例如既可以是晶体管等电气开关，也可以是机械开关。第二开关34是用于使自举电容器41充电的开关。
限制电阻器35的第一端部与第二开关34连接，第二端部与GND连接。
电阻器36的第一端部与自举电容器41的第二端部以及第二开关34的第一端子34a连接，第二端部与螺线管线圈4的第一端部连接。
控制部37基于从上位控制系统输入的指令信号来控制升压电路20、切换部24、第一开关元件25～第四开关元件28、第一开关32以及第二开关34。例如，控制部37由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等集成电路(IC：Integrated Circuit)构成。以下，对控制部37的功能部进行说明。
控制部37具备：升压控制部50、切换控制部51、驱动控制部52、电流检测部53、开阀检测部54、限制电阻器55以及异常检测部56。
升压控制部50生成用于控制升压电路20的动作的升压控制信号(PWM信号)并输出至升压电路20。由此，升压电路20生成升压电压Vs。
切换控制部51控制切换部24的切换动作。例如，在电池电压Vb低于规定值Vth的情况下，切换控制部51控制切换部24，使对自举电路23的充电路径从第一充电路径切换为第二充电路径。例如，在电池电压Vb为规定值Vth以上的情况下，切换控制部51通过将切换部24控制为第一状态而将对自举电路23的充电路径控制为第一充电路径。仅在电池电压Vb低于了规定值Vth的情况下，切换控制部51进行控制，使得通过将切换部24控制为第二状态，从而上述充电路径成为第二充电路径。例如，规定值Vth是判定电池BT的电压是否足够的阈值，并预先设定。此处，“电池BT的电压是足够的”例如是指足以能够由第一电压生成部21生成第一电压V1的电压。例如，规定值Vth是比对第一电压V1加上由第一电压生成部21降压的量的电压得到的电压高的电压值。
驱动控制部52具备充电控制部60、通电控制部61以及再生控制部62。
充电控制部60将第二开关34控制为接通状态或者断开状态。充电控制部60通过将第二开关34控制为接通状态而对自举电容器41进行充电。由此，自举电路23生成启动电压Vboot。例如，充电控制部60通过在向搭载在车辆上的内燃机喷射燃料前，按每个恒定周期T1将第二开关34控制为接通状态，从而执行使自举电容器41间歇地充电的间歇充电。
通电控制部61将第一开关元件25控制为接通状态或者断开状态。具体而言，通电控制部61生成用于控制第一开关元件25的第一栅极信号，并将该第一栅极信号输出至第一开关元件25的栅极。由此，第一开关元件25成为接通状态。
通电控制部61将第二开关元件26控制为接通状态或者断开状态。具体而言，通电控制部61生成用于控制第二开关元件26的第二栅极信号，并将该第二栅极信号输出至第二开关元件26的栅极。由此，第二开关元件26成为接通状态。
通电控制部61将第三开关元件27控制为接通状态或者断开状态。具体而言，通电控制部61生成用于控制第三开关元件27的第三栅极信号，并将该第三栅极信号输出至第三开关元件27的栅极。由此，第三开关元件27成为接通状态。
再生控制部62将第四开关元件28控制为接通状态或者断开状态。具体而言，再生控制部62生成用于控制第四开关元件28的第四栅极信号，并将该第四栅极信号输出至第四开关元件28的栅极。由此，第四开关元件28成为接通状态。
异常控制部63在检测第四开关元件28的异常的有无的异常检测模式下将第四开关元件28以及第一开关32都控制为接通状态。在使燃料喷射阀L开阀前的规定期间中执行异常检测模式。例如，上述规定期间是从车辆的点火开关被操作为接通状态到为了使燃料喷射阀L开阀而对螺线管线圈4开始通电前为止的期间的任意期间。上述异常例如是指由于连接第四开关元件28的漏极和螺线管线圈4的第一端部的布线断线而该漏极开路的情况。
电压检测部64在异常检测模式下检测螺线管线圈4的第一端部的电压即、电压Vfbh。具体而言，在第四开关元件28以及第一开关32都为接通状态的情况下，电压检测部64检测电压Vfbh。但是，在第二开关34为接通状态的情况下，电压检测部64不检测电压Vfbh。即，在第二开关34为断开状态、且第四开关元件28以及第一开关32都为接通状态的情况下，本实施方式的电压检测部64检测电压Vfbh。
电流检测部53具备一对输入端子，一个输入端子与电流检测用电阻器31的一端连接，另一个输入端子与电流检测用电阻器31的另一端连接。电流检测部53输入在电流检测用电阻器31中产生的检测电压，并基于该检测电压来检测检测电流。电流检测部53将检测到的检测电流输出至开阀检测部54以及驱动控制部52。
开阀检测部54基于从电流检测部53输入的检测电流来检测燃料喷射阀L的开阀。具体而言，开阀检测部54通过确定由电流检测部53检测到的检测电流的一阶微分值或者二阶微分值中的拐点来检测燃料喷射阀L已开阀。
限制电阻器55设置在电池BT与第二开关34之间。限制电阻器55的第一端部与电池BT的输出端子连接，第二端部与第二开关34的第一端子34a连接。
异常检测部56在异常检测模式下基于电压检测部64检测到的电压Vfbh来检测第四开关元件28的异常。在驱动控制部52将第四开关元件28控制为接通状态的情况下，异常检测部56基于电压检测部64检测到的电压Vfbh来检测第四开关元件28的异常。
接下来，使用图3～图6，对本实施方式所涉及的电磁阀驱动装置1的异常检测模式的动作进行说明。
在使燃料喷射阀L开阀前的第一期间T1中，控制部37移至异常检测模式，将第四开关元件28的异常的有无判定一次以上。例如，当点火开关被操作为接通状态时，控制部37所包含的MCU在第一期间T1中执行初始处理。控制部37在进行该初始处理的期间中移至异常检测模式，判定第四开关元件28的异常的有无。
控制部37若移至异常检测模式，则将第四开关元件28以及第一开关32都控制为接通状态，检测螺线管线圈4的第一端部的电压即电压Vfbh。
在第四开关元件28未产生异常的情况下，并且第四开关元件28为断开状态，第一开关32为接通状态的情况下，来自电池BT的电流在经由电阻器36、螺线管线圈4、第一开关32流向GND的路径100中流动(图3)。此时，通过电阻分压调整限制电阻器55、电阻器36以及限制电阻器33的各电阻值，以使得电压Vfbh成为Vb/2。此处，当将第四开关元件28控制为接通状态时，来自电池BT的电流通过经由电阻器36、第四开关元件28流向GND的路径200(图4)。因此，电压Vfbh降低到基准电位(例如，0V)。即，若在第四开关元件28未产生异常的情况下将第四开关元件28以及第一开关32控制为接通状态，则电压Vfbh成为基准电位(例如，0V)。
另一方面，如图5所示，产生在×所示的位置断线的异常的情况下，第四开关元件28的漏极开路。在这种情况下，若将第四开关元件28以及第一开关32控制为接通状态，则来自电池BT的电流与图3同样地在路径100中流动。因此，电压Vfbh成为Vb/2。
因此，控制部37在异常检测模式下检测到的电压Vfbh为基准电位的情况下，判定为第四开关元件28是正常的，在电压Vfbh为Vb/2的情况下，判定为第四开关元件28是异常的。例如，在异常检测模式下检测到的电压Vfbh为规定值以上的情况下，控制部37检测第四开关元件28的异常。该规定值是0V与Vb/2之间的值。
这样，由于第四开关元件28为接通状态的情况和第四开关元件28为断开状态的情况下电压Vfbh产生电位差，控制部37利用该电位差来判定第四开关元件28有无异常。
此处，存在控制部37在第一期间T1中将自举电容器41间歇充电的情况(图6)。具体而言，控制部37通过在第一期间T1中将第二开关34间歇地控制为接通状态而使自举电容器41间歇地充电。由此，自举电路23生成启动电压Vboot。但是，在第二开关34为接通状态的情况下，不管第四开关元件28是否是接通状态，电压Vfbh都降低到基准电位或者接近基准电位的值。因此，若将此时的电压Vfbh用于第四开关元件28的异常判定，则有导致误判定的危险。因此，控制部37在第二开关34不是接通状态的期间Tx的至少一个以上的期间中检测电压Vfbh。由此，控制部37能够在第一期间T1中进行基于自举电路23的启动电压Vboot的生成、第四开关元件28的异常判定。此外，图6所示的第一期间T1中的电压Vfbh的波形是在第四开关元件28为正常的情况下，且未实施异常检测模式的情况下(未将第四开关元件28控制为接通状态的情况下)的波形。
在通过电磁阀驱动装置1将燃料喷射阀L从闭阀状态驱动至开阀状态的情况下，控制部37退出异常检测模式，如图6所示，在驱动开始时的第二期间T2中将升压电路20生成的升压电压Vs供给至燃料喷射阀L。但是，当在异常检测模式下判定为第四开关元件28有异常的情况下，不将燃料喷射阀L驱动至开阀状态，而使系统停止。即，控制部37不将升压电压Vs供给至燃料喷射阀L，停止燃料的喷射。
例如，第二期间T2是从向螺线管线圈4供给升压电压Vs起到流过螺线管线圈4的电流超过预先设定的阈值为止的期间。
在该第二期间T2中，通电控制部61通过将第一栅极信号输出至第一开关元件25的栅极而将升压电压Vs供给至螺线管线圈4的第一端部，并且通过对第三开关元件27输出第三栅极信号而使螺线管线圈4的第二端部经由电流检测用电阻器31与GND(基准电位)连接。
其结果，在第二期间T2中，如图6所示，将比较高的升压电压Vs供给至螺线管线圈4，峰状的上升驱动电流流向螺线管线圈4。这样的驱动电流形成包括固定磁芯2以及可动磁芯10的磁路，通过由该磁路产生的吸引力使可动磁芯10向固定磁芯2侧(上方)移动。即，阀针5通过由驱动电流引起的吸引力向上方移动，因此阀体6从阀座3分离。
此处，在第二期间T2中使用比电池电压Vb高的电压的升压电压Vs是为了使驱动电流的上升高速化从而使燃料喷射阀L的开阀动作高速化。即，在第二期间T2中，通过上述驱动电流，与使用电池电压的情况相比，使燃料喷射阀L的开阀速度高速化。
若经过第二期间T2，则通电控制部61使第一栅极信号的输出停止，并停止对螺线管线圈4供给升压电压Vs。此时，第一开关元件25、第二开关元件26以及第四开关元件28是断开状态，第三开关元件27是接通状态。
若通过通电控制部61停止对螺线管线圈4供给升压电压Vs，则再生控制部62通过将第四栅极信号输出至第四开关元件28的栅极，而使由螺线管线圈4的反电动势引起的电流(以下，称为“再生电流”。)再生至GND。
具体而言，若再生控制部62将第四开关元件28控制为接通状态，则通过螺线管线圈4的反电动势而产生的再生电流从螺线管线圈4经由第三开关元件27、电流检测用电阻器31、GND、第四开关元件28回流至螺线管线圈4。
此处，若第四开关元件28有异常，则使再生电流回流至螺线管线圈4的路径消失。由此，在螺线管线圈4产生反电动势的情况下，有可能从控制部37朝向螺线管线圈4流动超过规定值的电流。在本实施方式中，控制部37基于螺线管线圈4的第一端部的电压即电压Vfbh来判定第四开关元件28的异常。由此，能够检测第四开关元件28的异常，并可以抑制从控制部37朝向螺线管线圈4流动超过规定值的电流。
在第四开关元件28为正常的情况下，通过流动再生电流，从而螺线管线圈4的电动势随着时间的经过而逐渐降低。而且，流向螺线管线圈4的电流以该电动势的降低为主因而逐渐衰减，但可动磁芯10继续向固定磁芯2侧的移动，最终与固定磁芯2碰撞。
若开阀检测部54检测出燃料喷射阀L的开阀，则通电控制部61使比升压电压Vs低的电池电压Vb输出至螺线管线圈4。例如，通电控制部61通过将第二栅极信号输出至第二开关元件26而将电池电压Vb供给至螺线管线圈4的第一端部，并且向第三开关元件27输出第三栅极信号。
这样，若开阀检测部54检测出燃料喷射阀L的开阀，则通电控制部61为了保持燃料喷射阀L的开阀状态而使比升压电压低的电池电压Vb输出至螺线管线圈4。此时，第一开关元件25以及第四开关元件28是断开状态，第二开关元件26以及第三开关元件27是接通状态。
此处，通电控制部61基于电流检测部53检测到的检测电流的大小进行反馈控制，以使得用于保持燃料喷射阀L的开阀状态的保持电流维持规定的目标值。这通过将第二栅极信号适当地供给至第二开关元件26来进行，但也能够使用PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)信号。在利用PWM信号的情况下，将规定的占空比的PWM信号作为第二栅极信号供给至第二开关元件26。因此，电池电压Vb被断续地供给至螺线管线圈4。
基于电流检测部53检测到的检测电流的大小来设定上述占空比。即，通电控制部61通过基于电流检测部53检测到的检测电流的大小来设定PWM信号的占空比，从而进行反馈控制，以使得用于保持燃料喷射阀L的开阀状态的保持电流维持规定的目标值。其结果，保持燃料喷射阀L的开阀状态。另外，通过分两个阶段变更上述占空比，可以阶段性地使驱动电流变化。
以上，如所说明那样，控制部37基于螺线管线圈4的第一端部的电压即电压Vfbh来检测再生用开关元件即第四开关元件28的异常。通过该结构，能够检测同步开关元件的异常，并能够抑制在同步开关元件产生异常的情况下在控制部37的内部流动超过规定值的电流。
在驱动燃料喷射阀L前，电压检测部检测到的电压Vfbh为规定值以上的情况下，上述控制部37检测出第四开关元件28的异常，但并不仅限于该结构。例如，控制部37也可以即使在驱动燃料喷射阀L的情况下，也定期地移至异常检测模式，检测第四开关元件28的异常。在这种情况下，控制部37也可以在检测到第四开关元件28的异常的情况下，立即停止燃料喷射阀L的驱动，以使燃料的喷射停止。
此外，也可以通过计算机实现上述的控制部37的全部或者一部分。在该情况下，上述计算机也可以具备CPU、GPU等处理器和计算机可读取的记录介质。而且，也可以通过将用于由计算机实现上述控制部37的全部或一部分功能的程序记录在上述计算机可读取的记录介质中，使上述处理器读入并执行记录在该记录介质中的程序来实现。此处，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。进而，所谓“计算机可读取的记录介质”也可以包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下的通信线路那样在短时间内动态地保持程序的介质、和如该情况下的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间内保持程序的介质。此外，上述程序可以是用于实现上述功能的一部分的程序，还可以是能够通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现上述功能的程序，也可以是使用FPGA等可编程逻辑器件来实现的程序。
工业可利用性
根据本发明的电磁阀驱动装置，能够检测同步开关元件的异常。
标号说明
1 电磁阀驱动装置
23 自举电路
25 第一开关元件
26 第二开关元件
27 第三开关元件
28 第四开关元件
32 第一开关
34 第二开关
37 控制部
63 异常控制部
64 电压检测部

Claims (3)

1.一种电磁阀驱动装置，是驱动具有螺线管线圈的燃料喷射阀的电磁阀驱动装置，上述电磁阀驱动装置具有：
再生用开关元件，配置在上述螺线管线圈的第一端部与接地之间；以及
控制部，将上述再生用开关元件控制为接通状态以及断开状态中的任意一种状态，
上述控制部具有：
电压检测部，检测上述螺线管线圈的上述第一端部的电压；以及
异常检测部，基于上述电压检测部检测到的上述电压来检测上述再生用开关元件的异常，
上述控制部具备驱动控制部，上述驱动控制部将上述再生用开关元件控制为接通状态以及断开状态中的任意一种状态，
当上述驱动控制部将上述再生用开关元件控制为接通状态的情况下，上述异常检测部基于上述电压检测部检测到的电压来检测上述再生用开关元件的异常，
在驱动上述燃料喷射阀前，在上述电压检测部检测到的上述电压为规定值以上的情况下，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常，
上述电磁阀驱动装置还具有：
升压电路，对电池的输出电压即电池电压进行升压；
第一开关元件，配置在上述升压电路与上述螺线管线圈的上述第一端部之间；
第二开关元件，配置在上述电池与上述第一端部之间；
第三开关元件，配置在上述螺线管线圈的第二端部与接地之间；以及
第一开关，配置在上述第二端部与接地之间，并且与上述第三开关元件不同，
在上述再生用开关元件以及上述第一开关都为接通状态的情况下，且上述电压检测部检测到的上述电压为上述规定值以上的情况下，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常。
2.根据权利要求1所述的电磁阀驱动装置，其中，
所述电磁阀驱动装置还具有：
自举电容器，生成使上述第一开关元件以及上述第二开关元件成为接通状态所需的电压；以及
第二开关，配置在上述自举电容器与接地之间，
上述驱动控制部通过将上述第二开关控制为接通状态而对上述自举电容器进行充电，
在上述第二开关为断开状态、且上述再生用开关元件以及上述第一开关都为接通状态的情况下，并且上述电压检测部检测到的上述电压为上述规定值以上时，上述异常检测部检测上述再生用开关元件的异常。
3.根据权利要求1所述的电磁阀驱动装置，其中，
在检测到上述再生用开关元件的异常的情况下，上述控制部停止上述燃料喷射阀的驱动。
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