JP2000058320A - ソレノイド駆動回路 - Google Patents
ソレノイド駆動回路Info
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- JP2000058320A JP2000058320A JP10233569A JP23356998A JP2000058320A JP 2000058320 A JP2000058320 A JP 2000058320A JP 10233569 A JP10233569 A JP 10233569A JP 23356998 A JP23356998 A JP 23356998A JP 2000058320 A JP2000058320 A JP 2000058320A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流検出抵抗を用いることなくソレノイド電
流の検出が可能で、回路を小型化することのできるソレ
ノイド駆動回路を提供する。 【解決手段】 ソレノイド駆動信号が与えられた場合
に、制御手段1がソレノイド4の通電回路に直列挿入さ
れたMOS−FET2をオン状態に制御し、電流検出手
段3がMOS−FET2のオン抵抗を電流検出抵抗とし
てソレノイド4に流れるソレノイド電流を検出する。制
御手段1は、電流検出手段3のソレノイド電流の検出に
基づいてソレノイド4を駆動する。
流の検出が可能で、回路を小型化することのできるソレ
ノイド駆動回路を提供する。 【解決手段】 ソレノイド駆動信号が与えられた場合
に、制御手段1がソレノイド4の通電回路に直列挿入さ
れたMOS−FET2をオン状態に制御し、電流検出手
段3がMOS−FET2のオン抵抗を電流検出抵抗とし
てソレノイド4に流れるソレノイド電流を検出する。制
御手段1は、電流検出手段3のソレノイド電流の検出に
基づいてソレノイド4を駆動する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドによっ
て開閉制御される内燃機関の燃料噴射弁などのソレノイ
ド駆動回路に関する。
て開閉制御される内燃機関の燃料噴射弁などのソレノイ
ド駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ソレノイドによって開閉制御される燃料
噴射弁などのソレノイド駆動回路においては、従来、ソ
レノイドの通電回路に電流検出抵抗を直列挿入し、この
電流検出抵抗の両端に生ずる電位差からソレノイドに流
れるソレノイド電流を検出し、これに基づいてソレノイ
ドの駆動制御を行うようになっている。
噴射弁などのソレノイド駆動回路においては、従来、ソ
レノイドの通電回路に電流検出抵抗を直列挿入し、この
電流検出抵抗の両端に生ずる電位差からソレノイドに流
れるソレノイド電流を検出し、これに基づいてソレノイ
ドの駆動制御を行うようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなソレノイド駆動回路では、電流検出抵抗を用いるの
で、それによる電力損失などの問題を生じるばかりでな
く、電流検出抵抗自体の寸法が比較的大きいので、回路
を小型化することができない。
うなソレノイド駆動回路では、電流検出抵抗を用いるの
で、それによる電力損失などの問題を生じるばかりでな
く、電流検出抵抗自体の寸法が比較的大きいので、回路
を小型化することができない。
【0004】また、従来のソレノイド駆動回路は、エン
ジンに設けられた燃料噴射弁から離間した車両のキャビ
ン側に設けられるなどのように、ソレノイドを有する燃
料噴射弁などの電磁弁とは別の位置に設けられるので、
ソレノイドの通電回路すなわちパワーラインが長くな
り、配線の煩雑化を招来するばかりでなく、パワーライ
ンからのノイズおよびパワーラインによる電力損失が増
大するなどの問題があった。
ジンに設けられた燃料噴射弁から離間した車両のキャビ
ン側に設けられるなどのように、ソレノイドを有する燃
料噴射弁などの電磁弁とは別の位置に設けられるので、
ソレノイドの通電回路すなわちパワーラインが長くな
り、配線の煩雑化を招来するばかりでなく、パワーライ
ンからのノイズおよびパワーラインによる電力損失が増
大するなどの問題があった。
【0005】本発明は上記観点に基づいてなされたもの
で、その目的は、電流検出抵抗を用いることなくソレノ
イド電流の検出が可能で、回路を小型化することのでき
るソレノイド駆動回路を提供することにある。
で、その目的は、電流検出抵抗を用いることなくソレノ
イド電流の検出が可能で、回路を小型化することのでき
るソレノイド駆動回路を提供することにある。
【0006】また、本発明の別の目的は、ソレノイドを
有する燃料噴射弁などの電磁弁に実装することにより、
ソレノイドのパワーラインを極めて短くすることのでき
るソレノイド駆動回路を提供することにある。
有する燃料噴射弁などの電磁弁に実装することにより、
ソレノイドのパワーラインを極めて短くすることのでき
るソレノイド駆動回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、ソレ
ノイドの通電回路に直列挿入されたMOS−FETと、
前記MOS−FETのオン抵抗を電流検出抵抗として前
記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検
出手段と、外部からソレノイド駆動信号が与えられるこ
とで、前記MOS−FETをオン状態に制御すると共
に、前記電流検出手段のソレノイド電流の検出に基づい
て前記ソレノイドの駆動を制御し、前記ソレノイド駆動
信号の終了で前記MOS−FETをオフ状態に制御する
と共に前記ソレノイドの駆動制御を停止する制御手段と
を有するソレノイド駆動回路によって、上記目的を達成
する。
ノイドの通電回路に直列挿入されたMOS−FETと、
前記MOS−FETのオン抵抗を電流検出抵抗として前
記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検
出手段と、外部からソレノイド駆動信号が与えられるこ
とで、前記MOS−FETをオン状態に制御すると共
に、前記電流検出手段のソレノイド電流の検出に基づい
て前記ソレノイドの駆動を制御し、前記ソレノイド駆動
信号の終了で前記MOS−FETをオフ状態に制御する
と共に前記ソレノイドの駆動制御を停止する制御手段と
を有するソレノイド駆動回路によって、上記目的を達成
する。
【0008】このような構成によれば、ソレノイドの通
電回路に直列挿入されたMOS−FETのオン抵抗を電
流検出抵抗として用いるので、電流検出抵抗を用いるこ
となくソレノイド電流の検出が可能となり、また、MO
S−FETは電流検出抵抗と比較して極めて小さいの
で、ソレノイド駆動回路を小型化することができる。
電回路に直列挿入されたMOS−FETのオン抵抗を電
流検出抵抗として用いるので、電流検出抵抗を用いるこ
となくソレノイド電流の検出が可能となり、また、MO
S−FETは電流検出抵抗と比較して極めて小さいの
で、ソレノイド駆動回路を小型化することができる。
【0009】また、本発明によれば、ソレノイド駆動回
路の小型化によりソレノイドを有する燃料噴射弁などの
電磁弁に実装することができ、ソレノイドのパワーライ
ンを短くすることができる。
路の小型化によりソレノイドを有する燃料噴射弁などの
電磁弁に実装することができ、ソレノイドのパワーライ
ンを短くすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一例
を示す回路図で、1は制御手段、2はNチャンネルのパ
ワーMOS−FET、3は電流検出手段、4はソレノイ
ドである。本例では、ソレノイド4は内燃機関の燃料噴
射弁のソレノイドである。
を示す回路図で、1は制御手段、2はNチャンネルのパ
ワーMOS−FET、3は電流検出手段、4はソレノイ
ドである。本例では、ソレノイド4は内燃機関の燃料噴
射弁のソレノイドである。
【0011】制御手段1は、基準電圧回路5、コンパレ
ータ6、PチャンネルのパワーMOS−FET7および
制御回路8を有している。基準電圧回路5は、第1の基
準電圧V1 と、この第1の基準電圧V1 よりも低い第2
の基準電圧V2 とを有し、制御回路8の制御下で第1の
基準電圧V1 または第2の基準電圧V2 をコンパレータ
6のネガティブ入力端子に与えるようになっている。コ
ンパレータ6は、ポジティブ入力端子が電流検出手段3
の出力電圧を受け、出力端子が、抵抗9を介してMOS
−FET7のゲートに接続されていると共に、抵抗10
を介してポジティブ入力端子に接続されている。コンパ
レータ6の出力端子は更に制御信号線11を介して制御
回路8に接続されており、後述するように制御回路8か
らMOS−FET7をオフするためのオフ信号が与えら
れるようになっている。このようなコンパレータ6は、
電流検出手段3の出力電圧が第1または第2の基準電圧
V1 ,V2 以下の場合にLレベル出力をMOS−FET
7のゲートに与え、電流検出手段3の出力電圧が第1ま
たは第2の基準電圧V1 ,V2 以上となることでHレベ
ル出力をMOS−FET7のゲートに与える。MOS−
FET7のソースは図示しない車載バッテリからバッテ
リ電圧VB を受けるパワーライン12に接続され、その
ドレインは、逆挿入のダイオード13を介してグランド
されていると共に、ソレノイド4の一端に接続されてい
る。このようなPチャンネルのパワーMOS−FET7
は、コンパレータ6のLレベル出力でオン状態となり、
そのHレベル出力でオフ状態になる。
ータ6、PチャンネルのパワーMOS−FET7および
制御回路8を有している。基準電圧回路5は、第1の基
準電圧V1 と、この第1の基準電圧V1 よりも低い第2
の基準電圧V2 とを有し、制御回路8の制御下で第1の
基準電圧V1 または第2の基準電圧V2 をコンパレータ
6のネガティブ入力端子に与えるようになっている。コ
ンパレータ6は、ポジティブ入力端子が電流検出手段3
の出力電圧を受け、出力端子が、抵抗9を介してMOS
−FET7のゲートに接続されていると共に、抵抗10
を介してポジティブ入力端子に接続されている。コンパ
レータ6の出力端子は更に制御信号線11を介して制御
回路8に接続されており、後述するように制御回路8か
らMOS−FET7をオフするためのオフ信号が与えら
れるようになっている。このようなコンパレータ6は、
電流検出手段3の出力電圧が第1または第2の基準電圧
V1 ,V2 以下の場合にLレベル出力をMOS−FET
7のゲートに与え、電流検出手段3の出力電圧が第1ま
たは第2の基準電圧V1 ,V2 以上となることでHレベ
ル出力をMOS−FET7のゲートに与える。MOS−
FET7のソースは図示しない車載バッテリからバッテ
リ電圧VB を受けるパワーライン12に接続され、その
ドレインは、逆挿入のダイオード13を介してグランド
されていると共に、ソレノイド4の一端に接続されてい
る。このようなPチャンネルのパワーMOS−FET7
は、コンパレータ6のLレベル出力でオン状態となり、
そのHレベル出力でオフ状態になる。
【0012】NチャンネルのパワーMOS−FET2
は、ドレインがソレノイド4の他端に接続され、ソース
がグランドされている共に、ゲートが制御回路8に接続
されており、制御手段1の制御回路8によってオン/オ
フ制御されるようになっている。
は、ドレインがソレノイド4の他端に接続され、ソース
がグランドされている共に、ゲートが制御回路8に接続
されており、制御手段1の制御回路8によってオン/オ
フ制御されるようになっている。
【0013】電流検出手段3はOPアンプ14を有して
いる。OPアンプ14のポジティブ入力端子はソレノイ
ド4の他端とMOS−FET2のドレインとの間に接続
され、ネガティブ入力端子が抵抗15を介してグランド
されていると共に抵抗16を介して出力端子に接続され
ている。OPアンプ13の出力端子は制御手段1のコン
パレータ6のポジティブ入力端子に接続されている。こ
のような電流検出手段3は、MOS−FET2のオン抵
抗を電流検出抵抗としてソレノイド4に流れるソレノイ
ド電流を電圧検出し、これを増幅してコンパレータ6に
与える。
いる。OPアンプ14のポジティブ入力端子はソレノイ
ド4の他端とMOS−FET2のドレインとの間に接続
され、ネガティブ入力端子が抵抗15を介してグランド
されていると共に抵抗16を介して出力端子に接続され
ている。OPアンプ13の出力端子は制御手段1のコン
パレータ6のポジティブ入力端子に接続されている。こ
のような電流検出手段3は、MOS−FET2のオン抵
抗を電流検出抵抗としてソレノイド4に流れるソレノイ
ド電流を電圧検出し、これを増幅してコンパレータ6に
与える。
【0014】制御手段1の制御回路8は、外部からソレ
ノイド駆動信号を入力し、ソレノイド駆動信号が与えら
れている間、制御信号線11をハイインピーダンス状態
にすると共にMOS−FET2をオン状態に制御し、ソ
レノイド駆動信号が終了することで、制御信号線11に
Hレベルのオフ信号を与えると共にMOS−FET2を
オフ状態に制御する。制御信号線11がハイインピーダ
ンス状態に制御されることで、コンパレータ6によるM
OS−FET7のオン/オフ制御が許容され、制御信号
線11にHレベルのオフ信号が与えられることで、MO
S−FET7がオフ状態になり、コンパレータ6による
オン/オフ制御が禁止されることとなる。また、制御回
路8は、ソレノイド駆動信号が与えられた場合に、始動
期間の間第1の基準電圧V1 を与え、保持期間の間第1
の基準電圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与える
ように、基準電圧回路5を制御する。
ノイド駆動信号を入力し、ソレノイド駆動信号が与えら
れている間、制御信号線11をハイインピーダンス状態
にすると共にMOS−FET2をオン状態に制御し、ソ
レノイド駆動信号が終了することで、制御信号線11に
Hレベルのオフ信号を与えると共にMOS−FET2を
オフ状態に制御する。制御信号線11がハイインピーダ
ンス状態に制御されることで、コンパレータ6によるM
OS−FET7のオン/オフ制御が許容され、制御信号
線11にHレベルのオフ信号が与えられることで、MO
S−FET7がオフ状態になり、コンパレータ6による
オン/オフ制御が禁止されることとなる。また、制御回
路8は、ソレノイド駆動信号が与えられた場合に、始動
期間の間第1の基準電圧V1 を与え、保持期間の間第1
の基準電圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与える
ように、基準電圧回路5を制御する。
【0015】更に、PチャンネルのパワーMOS−FE
T2のドレインとゲートとの間にツェナーダイオード1
7,ダイオード18および第1の抵抗19の直列接続が
挿入されていると共に、そのゲートとソースとの間に第
2の抵抗20が挿入されている。これにより、ソレノイ
ド駆動信号の終了でMOS−FET7および2がオフさ
れた際にソレノイド4に発生する誘導エネルギの放電時
間を、ツェナーダイオード17および第1,第2の抵抗
19,20により調節することができる。すなわち、ソ
レノイド駆動信号の終了でMOS−FET7および2が
オフされると、ソレノイド4の誘導エネルギによりMO
S−FET2のゲート電圧が上がりオン抵抗の高い不完
全なオン状態になると共に、MOS−FET2のドレイ
ン電圧がツェナーダイオード17および第1,第2の抵
抗19,20によって決まる電圧値に上昇する。ドレイ
ン電圧がある程度高くなるようにツェナーダイオード1
7および第1,第2の抵抗19,20を設定すれば、ド
レイン電圧の上昇に伴うゲート電圧の上昇でMOS−F
ET2がより速く完全なオン状態になり、ソレノイド4
の誘導エネルギがMOS−FET2を通して放電され、
放電時間が短くなり、従って燃料噴射弁をより速く閉弁
させることができる。しかし、ドレイン電圧を高く設定
しすぎると逆効果を招来するので、燃料噴射弁の場合、
ドレイン電圧が50V程度になるようにツェナーダイオ
ード17および第1,第2の抵抗19,20が設定され
る。なお、ダイオード18は、MOS−FET2のオン
制御の際に制御回路8から与えられるゲート電圧がドレ
インに流れ込まないようにするためのゲート電圧保持用
である。
T2のドレインとゲートとの間にツェナーダイオード1
7,ダイオード18および第1の抵抗19の直列接続が
挿入されていると共に、そのゲートとソースとの間に第
2の抵抗20が挿入されている。これにより、ソレノイ
ド駆動信号の終了でMOS−FET7および2がオフさ
れた際にソレノイド4に発生する誘導エネルギの放電時
間を、ツェナーダイオード17および第1,第2の抵抗
19,20により調節することができる。すなわち、ソ
レノイド駆動信号の終了でMOS−FET7および2が
オフされると、ソレノイド4の誘導エネルギによりMO
S−FET2のゲート電圧が上がりオン抵抗の高い不完
全なオン状態になると共に、MOS−FET2のドレイ
ン電圧がツェナーダイオード17および第1,第2の抵
抗19,20によって決まる電圧値に上昇する。ドレイ
ン電圧がある程度高くなるようにツェナーダイオード1
7および第1,第2の抵抗19,20を設定すれば、ド
レイン電圧の上昇に伴うゲート電圧の上昇でMOS−F
ET2がより速く完全なオン状態になり、ソレノイド4
の誘導エネルギがMOS−FET2を通して放電され、
放電時間が短くなり、従って燃料噴射弁をより速く閉弁
させることができる。しかし、ドレイン電圧を高く設定
しすぎると逆効果を招来するので、燃料噴射弁の場合、
ドレイン電圧が50V程度になるようにツェナーダイオ
ード17および第1,第2の抵抗19,20が設定され
る。なお、ダイオード18は、MOS−FET2のオン
制御の際に制御回路8から与えられるゲート電圧がドレ
インに流れ込まないようにするためのゲート電圧保持用
である。
【0016】このような構成のソレノイド駆動回路は燃
料噴射弁に実装される。図2は燃料噴射弁への実装の一
例を示す構成図で、30は燃料噴射弁、31は図1のソ
レノイド駆動回路である。
料噴射弁に実装される。図2は燃料噴射弁への実装の一
例を示す構成図で、30は燃料噴射弁、31は図1のソ
レノイド駆動回路である。
【0017】燃料噴射弁30は、ステータ32、ステー
タ32の下部に設けられたバルブハウジング33、およ
びステータ32の上部に設けられた実装部34を有して
いる。
タ32の下部に設けられたバルブハウジング33、およ
びステータ32の上部に設けられた実装部34を有して
いる。
【0018】ステータ32は、第1円筒部35と第2円
筒部36と環状部37とを有し、第1および第2円筒部
35,36と環状部37とによって形成されたソレノイ
ド収納室38にソレノイド4を収納している。ステータ
32の第1円筒部35の下方には筒状のアーマチュア3
9が設けられている。アーマチュア39は、ステータ3
2の環状部37の内周面37aおよびバルブハウジング
33の内面を摺動面として、上下動自在に設けられてい
る。アーマチュア39の下部には弁軸40が結合されて
おり、アーマチュア39と共に上下動するようになって
いる。弁軸40は、下端に弁体41を有し、弁体41の
バルブシート部41aを開閉することによって、バルブ
ハウジング33に形成された噴射口42を開閉するよう
になっている。43はスプリングで、アーマチュア39
および弁軸40を噴射口42が閉弁する方向に付勢して
いる。
筒部36と環状部37とを有し、第1および第2円筒部
35,36と環状部37とによって形成されたソレノイ
ド収納室38にソレノイド4を収納している。ステータ
32の第1円筒部35の下方には筒状のアーマチュア3
9が設けられている。アーマチュア39は、ステータ3
2の環状部37の内周面37aおよびバルブハウジング
33の内面を摺動面として、上下動自在に設けられてい
る。アーマチュア39の下部には弁軸40が結合されて
おり、アーマチュア39と共に上下動するようになって
いる。弁軸40は、下端に弁体41を有し、弁体41の
バルブシート部41aを開閉することによって、バルブ
ハウジング33に形成された噴射口42を開閉するよう
になっている。43はスプリングで、アーマチュア39
および弁軸40を噴射口42が閉弁する方向に付勢して
いる。
【0019】実装部34は中央部分に燃料通路44を有
し、この燃料通路44から燃料が、ステータ32の第1
円筒部35の上面に開口形成された燃料通路45、アー
マチュア39の内部、弁軸40に形成された燃料通路4
6、および弁体41の側部に形成された燃料通路47を
通して、バルブシート部41aに与えられるようになっ
ている。実装部34は例えば樹脂で形成され、実装部3
4の燃料通路44は例えばアルミニウムなどの金属で形
成される。実装部34にはソレノイド駆動回路31を収
納するための収納凹部48が燃料通路44の軸方向外側
部に形成され、ソレノイド駆動回路31が、燃料通路4
4を通して燃料温度を受けるように、燃料通路44の軸
方向外側部に電気的絶縁を介して設けられる。ソレノイ
ド駆動回路31はソレノイド4およびコネクタ49に接
続されており、コネクタ49を介してソレノイド駆動回
路31にソレノイド駆動信号およびバッテリ電圧VB が
与えられるようになっている。ソレノイド駆動回路31
が実装された収納凹部48には例えば樹脂が充填され、
これによってソレノイド駆動回路31が液密に固定保持
される。このように、ソレノイド駆動回路31は燃料温
度を受けるように設けられているので、後述するように
燃料噴射弁30の燃料温度に対する応答特性を補正する
ことができると共に、燃料通路44を通る燃料温度は1
00℃以上にはならないので、ソレノイド駆動回路31
の極端な温度上昇を防止することができる。
し、この燃料通路44から燃料が、ステータ32の第1
円筒部35の上面に開口形成された燃料通路45、アー
マチュア39の内部、弁軸40に形成された燃料通路4
6、および弁体41の側部に形成された燃料通路47を
通して、バルブシート部41aに与えられるようになっ
ている。実装部34は例えば樹脂で形成され、実装部3
4の燃料通路44は例えばアルミニウムなどの金属で形
成される。実装部34にはソレノイド駆動回路31を収
納するための収納凹部48が燃料通路44の軸方向外側
部に形成され、ソレノイド駆動回路31が、燃料通路4
4を通して燃料温度を受けるように、燃料通路44の軸
方向外側部に電気的絶縁を介して設けられる。ソレノイ
ド駆動回路31はソレノイド4およびコネクタ49に接
続されており、コネクタ49を介してソレノイド駆動回
路31にソレノイド駆動信号およびバッテリ電圧VB が
与えられるようになっている。ソレノイド駆動回路31
が実装された収納凹部48には例えば樹脂が充填され、
これによってソレノイド駆動回路31が液密に固定保持
される。このように、ソレノイド駆動回路31は燃料温
度を受けるように設けられているので、後述するように
燃料噴射弁30の燃料温度に対する応答特性を補正する
ことができると共に、燃料通路44を通る燃料温度は1
00℃以上にはならないので、ソレノイド駆動回路31
の極端な温度上昇を防止することができる。
【0020】燃料噴射弁30は、ソレノイド4が非励磁
の状態ではスプリング43の付勢によりバルブシート部
41aが閉弁状態となり、ソレノイド4が励磁されるこ
とでアーマチュア39および弁軸40がスプリング43
の付勢力に抗してステータ32に吸引されてバルブシー
ト部41aが開弁するが、燃料温度によって燃料噴射弁
の応答特性が異なってくる。すなわち、燃料温度が低い
場合には、燃料の粘性が高くなるので摺動抵抗が増大
し、燃料噴射弁の応答が遅くなり、一方、燃料温度が高
くなると、燃料の粘性が低くなるので摺動抵抗が小とな
り、燃料噴射弁の応答が速くなる。燃料温度を受けるよ
うに設けられたソレノイド駆動回路31のNチャンネル
のパワーMOS−FET2のオン抵抗は正の温度特性を
有しているので、燃料温度が低い場合にはその抵抗値が
小となりソレノイド電流を増大させ、燃料温度が高くな
ると大となりソレノイド電流を低減させる。従って、応
答が遅くなる燃料温度の低い場合にソレノイド電流を増
大して応答遅れを補正し、また、応答が速くなる燃料温
度の高い場合にソレノイド電流を低減して応答が速くな
るのを補正するので、燃料温度に拘らず燃料噴射弁30
の応答特性が一定となるように補正されることとなる。
MOS−FET2のオン抵抗のバラツキおよび燃料噴射
弁30の製造バラツキなどによる影響は、電流検出手段
3における帰還抵抗16の調節や抵抗15に代えてポジ
スタあるいはサーミスタを用いてOPアンプ14のゲイ
ンを調整するなどにより、容易に対応することができ
る。
の状態ではスプリング43の付勢によりバルブシート部
41aが閉弁状態となり、ソレノイド4が励磁されるこ
とでアーマチュア39および弁軸40がスプリング43
の付勢力に抗してステータ32に吸引されてバルブシー
ト部41aが開弁するが、燃料温度によって燃料噴射弁
の応答特性が異なってくる。すなわち、燃料温度が低い
場合には、燃料の粘性が高くなるので摺動抵抗が増大
し、燃料噴射弁の応答が遅くなり、一方、燃料温度が高
くなると、燃料の粘性が低くなるので摺動抵抗が小とな
り、燃料噴射弁の応答が速くなる。燃料温度を受けるよ
うに設けられたソレノイド駆動回路31のNチャンネル
のパワーMOS−FET2のオン抵抗は正の温度特性を
有しているので、燃料温度が低い場合にはその抵抗値が
小となりソレノイド電流を増大させ、燃料温度が高くな
ると大となりソレノイド電流を低減させる。従って、応
答が遅くなる燃料温度の低い場合にソレノイド電流を増
大して応答遅れを補正し、また、応答が速くなる燃料温
度の高い場合にソレノイド電流を低減して応答が速くな
るのを補正するので、燃料温度に拘らず燃料噴射弁30
の応答特性が一定となるように補正されることとなる。
MOS−FET2のオン抵抗のバラツキおよび燃料噴射
弁30の製造バラツキなどによる影響は、電流検出手段
3における帰還抵抗16の調節や抵抗15に代えてポジ
スタあるいはサーミスタを用いてOPアンプ14のゲイ
ンを調整するなどにより、容易に対応することができ
る。
【0021】図3は図1のソレノイド駆動回路の動作タ
イムチャートで、(a)はソレノイド駆動信号、(b)
は基準電圧回路5の第1および第2の基準電圧V1 ,V
2 、(c)はNチャンネルのパワーMOS−FET2の
オン/オフ、(d)はPチャンネルのパワーMOS−F
ET7のオン/オフ、(e)はソレノイド4に流れるソ
レノイド電流である。
イムチャートで、(a)はソレノイド駆動信号、(b)
は基準電圧回路5の第1および第2の基準電圧V1 ,V
2 、(c)はNチャンネルのパワーMOS−FET2の
オン/オフ、(d)はPチャンネルのパワーMOS−F
ET7のオン/オフ、(e)はソレノイド4に流れるソ
レノイド電流である。
【0022】ソレノイド駆動信号が与えられると、制御
回路8は、基準電圧回路5が第1の基準電圧V1 を与え
るように制御し、更に、制御信号線11をハイインピー
スダンス状態にすると共に、NチャンネルのパワーMO
S−FET2をオン状態に制御する。制御信号線11が
ハイインピーダンス状態になることで、コンパレータ6
のLレベル出力がNチャンネルのパワーMOS−FET
7に与えられ、MOS−FET7のオンによりソレノイ
ド電流が立上る。電流検出手段3はMOS−FET2の
オン抵抗によりソレノイド電流を電圧検出する。電圧検
出手段3の電圧出力が第1の基準電圧V1 以上になる
と、コンパレータ6がHレベル出力を与え、MOS−F
ET7がオフする。これによりソレノイド電流すなわち
電流検出手段3の電圧出力が下がって、コンパレータ6
が再びLレベル出力、従ってMOS−FET7がオンす
る。このような第1の基準電圧V1 に基づくMOS−F
ET7のオン/オフにより、始動期間におけるソレノイ
ド4の始動電流が制御される。始動期間に続く保持期間
の開始で、制御回路8は基準電圧回路5が第1の基準電
圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるように制
御する。これにより、より低い第2の基準電圧V2 に基
づく上述のようなMOS−FET7のオン/オフ制御に
より、保持期間の間、ソレノイド電流が始動電流よりも
低い保持電流に制御される。なお、MOS−FET7の
オン/オフ制御中のオフ時に、ソレノイド4の誘導エネ
ルギがダイオード13,ソレノイド4およびMOS−F
ET2を通して流れ、ソレノイド4の誘導エネルギがソ
レノイド電流として機能する。また、第1の基準電圧V
1 の調節によって燃料噴射弁30の開弁時間を調節する
ことができ、また、第2の基準電圧V2 の調節によって
保持期間における保持力を調節することができる。
回路8は、基準電圧回路5が第1の基準電圧V1 を与え
るように制御し、更に、制御信号線11をハイインピー
スダンス状態にすると共に、NチャンネルのパワーMO
S−FET2をオン状態に制御する。制御信号線11が
ハイインピーダンス状態になることで、コンパレータ6
のLレベル出力がNチャンネルのパワーMOS−FET
7に与えられ、MOS−FET7のオンによりソレノイ
ド電流が立上る。電流検出手段3はMOS−FET2の
オン抵抗によりソレノイド電流を電圧検出する。電圧検
出手段3の電圧出力が第1の基準電圧V1 以上になる
と、コンパレータ6がHレベル出力を与え、MOS−F
ET7がオフする。これによりソレノイド電流すなわち
電流検出手段3の電圧出力が下がって、コンパレータ6
が再びLレベル出力、従ってMOS−FET7がオンす
る。このような第1の基準電圧V1 に基づくMOS−F
ET7のオン/オフにより、始動期間におけるソレノイ
ド4の始動電流が制御される。始動期間に続く保持期間
の開始で、制御回路8は基準電圧回路5が第1の基準電
圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるように制
御する。これにより、より低い第2の基準電圧V2 に基
づく上述のようなMOS−FET7のオン/オフ制御に
より、保持期間の間、ソレノイド電流が始動電流よりも
低い保持電流に制御される。なお、MOS−FET7の
オン/オフ制御中のオフ時に、ソレノイド4の誘導エネ
ルギがダイオード13,ソレノイド4およびMOS−F
ET2を通して流れ、ソレノイド4の誘導エネルギがソ
レノイド電流として機能する。また、第1の基準電圧V
1 の調節によって燃料噴射弁30の開弁時間を調節する
ことができ、また、第2の基準電圧V2 の調節によって
保持期間における保持力を調節することができる。
【0023】ソレノイド駆動信号が終了すると、制御回
路8は、制御信号線11にHレベルのオフ信号を与える
と共に、NチャンネルのパワーMOS−FET2をオフ
状態に制御する。制御信号線11にオフ信号が与えられ
ることで、PチャンネルのパワーMOS−FET7がオ
フ状態になる。これにより、構成説明で述べたように、
ツェナーダイオード17および第1,第2の抵抗19,
20の機能によりMOS−FET2が20〜30μse
c程度の短時間の間オン状態となり、ソレノイド4の誘
導エネルギを放電させ、燃料噴射弁30の閉弁を促進す
る。
路8は、制御信号線11にHレベルのオフ信号を与える
と共に、NチャンネルのパワーMOS−FET2をオフ
状態に制御する。制御信号線11にオフ信号が与えられ
ることで、PチャンネルのパワーMOS−FET7がオ
フ状態になる。これにより、構成説明で述べたように、
ツェナーダイオード17および第1,第2の抵抗19,
20の機能によりMOS−FET2が20〜30μse
c程度の短時間の間オン状態となり、ソレノイド4の誘
導エネルギを放電させ、燃料噴射弁30の閉弁を促進す
る。
【0024】また、構成説明で述べたように、ソレノイ
ド駆動回路31が燃料噴射弁30内の燃料温度を受ける
ように設けられているので、燃料噴射弁30の燃料温度
に対する応答特性を補正することができると共に、燃料
通路44を通る燃料温度は100℃以上にはならないの
で、ソレノイド駆動回路31の極端な温度上昇を防止す
ることができる。
ド駆動回路31が燃料噴射弁30内の燃料温度を受ける
ように設けられているので、燃料噴射弁30の燃料温度
に対する応答特性を補正することができると共に、燃料
通路44を通る燃料温度は100℃以上にはならないの
で、ソレノイド駆動回路31の極端な温度上昇を防止す
ることができる。
【0025】図4は本発明の実施の形態の別の例を示す
回路図で、その特徴は、ソレノイド4の始動電流および
保持電流をオン/オフ制御することに代えて、制御手段
60によりソレノイド4の始動電流および保持電流を定
電流制御することにある。
回路図で、その特徴は、ソレノイド4の始動電流および
保持電流をオン/オフ制御することに代えて、制御手段
60によりソレノイド4の始動電流および保持電流を定
電流制御することにある。
【0026】制御手段60は、基準電圧回路5、OPア
ンプ61、バイポーラトランジスタ62および制御回路
63を有している。基準電圧回路5は、制御回路63の
制御下で、第1の基準電圧V1 またはこれよりも低い第
2の基準電圧V2 をOPアンプ61のネガティブ入力端
子に与えるようになっている。OPアンプ61は、ポジ
ティブ入力端子が電流検出手段3の出力電圧を受け、出
力端子が抵抗64を介してトランジスタ62のベースに
接続されている。トランジスタ62のベースは更に制御
信号線65を介して制御回路63に接続されており、後
述するように制御回路63からトランジスタ62をオフ
するためのオフ信号が与えられるようになっている。ト
ランジスタ62のエミッタはバッテリ電圧VB を受ける
パワーライン12に接続され、そのコレクタはソレノイ
ド4の一端に接続されている。制御回路63は、外部か
らソレノイド駆動信号を入力し、ソレノイド駆動信号が
与えられている間、制御信号線65をハイインピーダン
ス状態にすると共にMOS−FET2をオン状態に制御
し、ソレノイド駆動信号が終了することで、制御信号線
65にLレベルのオフ信号を与えると共にMOS−FE
T2をオフ状態に制御する。制御信号線65がハイイン
ピーダンス状態に制御されることで、OPアンプ61に
よるトランジスタ62の駆動が許容され、制御信号線6
5にLレベルのオフ信号が与えられることで、トランジ
スタ60がオフ状態になり、OPアンプ61による駆動
が禁止されることとなる。また、制御回路63は、ソレ
ノイド駆動信号が与えられた場合に、始動期間の間第1
の基準電圧V1 を与え、保持期間の間第1の基準電圧V
1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるように、基準
電圧回路5を制御する。その他の構成は図1で述べた通
りである。
ンプ61、バイポーラトランジスタ62および制御回路
63を有している。基準電圧回路5は、制御回路63の
制御下で、第1の基準電圧V1 またはこれよりも低い第
2の基準電圧V2 をOPアンプ61のネガティブ入力端
子に与えるようになっている。OPアンプ61は、ポジ
ティブ入力端子が電流検出手段3の出力電圧を受け、出
力端子が抵抗64を介してトランジスタ62のベースに
接続されている。トランジスタ62のベースは更に制御
信号線65を介して制御回路63に接続されており、後
述するように制御回路63からトランジスタ62をオフ
するためのオフ信号が与えられるようになっている。ト
ランジスタ62のエミッタはバッテリ電圧VB を受ける
パワーライン12に接続され、そのコレクタはソレノイ
ド4の一端に接続されている。制御回路63は、外部か
らソレノイド駆動信号を入力し、ソレノイド駆動信号が
与えられている間、制御信号線65をハイインピーダン
ス状態にすると共にMOS−FET2をオン状態に制御
し、ソレノイド駆動信号が終了することで、制御信号線
65にLレベルのオフ信号を与えると共にMOS−FE
T2をオフ状態に制御する。制御信号線65がハイイン
ピーダンス状態に制御されることで、OPアンプ61に
よるトランジスタ62の駆動が許容され、制御信号線6
5にLレベルのオフ信号が与えられることで、トランジ
スタ60がオフ状態になり、OPアンプ61による駆動
が禁止されることとなる。また、制御回路63は、ソレ
ノイド駆動信号が与えられた場合に、始動期間の間第1
の基準電圧V1 を与え、保持期間の間第1の基準電圧V
1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるように、基準
電圧回路5を制御する。その他の構成は図1で述べた通
りである。
【0027】このような構成において、ソレノイド駆動
信号が与えられると、制御回路63が、第1の基準電圧
V1 を与えるように基準電圧回路5を制御し、更に、制
御信号線65をハイインピースダンス状態にすると共
に、パワーMOS−FET2をオン状態に制御する。制
御信号線65がハイインピーダンス状態になることで、
OPアンプ51の出力がトランジスタ62のベースに与
えられ、ソレノイド電流が立上る。OPアンプ61は電
圧検出手段3の電圧出力が第1の基準電圧V1 になるよ
うにトランジスタ62にベース電流を与え、これによ
り、始動期間の間、第1の基準電圧V1 に基づく始動電
流がソレノイド4に与えられる。始動期間に続く保持期
間の開始で、制御回路63は基準電圧回路5が第1の基
準電圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるよう
に制御する。これにより、より低い第2の基準電圧V2
に基づく保持電流がソレノイド4に与えられる。その他
の動作は図1で説明した通りである。
信号が与えられると、制御回路63が、第1の基準電圧
V1 を与えるように基準電圧回路5を制御し、更に、制
御信号線65をハイインピースダンス状態にすると共
に、パワーMOS−FET2をオン状態に制御する。制
御信号線65がハイインピーダンス状態になることで、
OPアンプ51の出力がトランジスタ62のベースに与
えられ、ソレノイド電流が立上る。OPアンプ61は電
圧検出手段3の電圧出力が第1の基準電圧V1 になるよ
うにトランジスタ62にベース電流を与え、これによ
り、始動期間の間、第1の基準電圧V1 に基づく始動電
流がソレノイド4に与えられる。始動期間に続く保持期
間の開始で、制御回路63は基準電圧回路5が第1の基
準電圧V1 よりも低い第2の基準電圧V2 を与えるよう
に制御する。これにより、より低い第2の基準電圧V2
に基づく保持電流がソレノイド4に与えられる。その他
の動作は図1で説明した通りである。
【0028】以上説明した例では燃料噴射弁への適用に
ついて説明したが、これに限定するものではなく、ソレ
ノイドを有する電磁弁あるいは電磁装置に広く適用する
ことができる。また、燃料噴射弁等の電磁弁に実装する
ことなく、用いるようにすることも勿論可能である。
ついて説明したが、これに限定するものではなく、ソレ
ノイドを有する電磁弁あるいは電磁装置に広く適用する
ことができる。また、燃料噴射弁等の電磁弁に実装する
ことなく、用いるようにすることも勿論可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ソ
レノイドの通電回路に直列挿入されたMOS−FETの
オン抵抗を電流検出抵抗として用いるので、電流検出抵
抗を用いることなくソレノイド電流の検出が可能とな
り、また、MOS−FETは電流検出抵抗と比較して極
めて小さいので、ソレノイド駆動回路を小型化すること
ができる。
レノイドの通電回路に直列挿入されたMOS−FETの
オン抵抗を電流検出抵抗として用いるので、電流検出抵
抗を用いることなくソレノイド電流の検出が可能とな
り、また、MOS−FETは電流検出抵抗と比較して極
めて小さいので、ソレノイド駆動回路を小型化すること
ができる。
【0030】また、本発明によれば、ソレノイド駆動回
路の小型化によりソレノイドを有する燃料噴射弁などの
電磁弁に実装することができ、そのため、ソレノイドの
パワーラインを短くすることができ、配線の簡単化を図
ることができるばかりでなく、パワーラインからのノイ
ズおよびパワーラインによる電力損失を低減することが
できる。
路の小型化によりソレノイドを有する燃料噴射弁などの
電磁弁に実装することができ、そのため、ソレノイドの
パワーラインを短くすることができ、配線の簡単化を図
ることができるばかりでなく、パワーラインからのノイ
ズおよびパワーラインによる電力損失を低減することが
できる。
【0031】また、燃料噴射弁内の燃料温度を受けるよ
うにMOS−FETを設け、このMOS−FETのオン
抵抗の温度特性に基づいて、燃料噴射弁の燃料温度に対
する応答特性を補正するようにしたので、燃料温度に拘
らず燃料噴射弁の応答特性が一定となるようにすること
ができる。
うにMOS−FETを設け、このMOS−FETのオン
抵抗の温度特性に基づいて、燃料噴射弁の燃料温度に対
する応答特性を補正するようにしたので、燃料温度に拘
らず燃料噴射弁の応答特性が一定となるようにすること
ができる。
【0032】また、MOS−FET,電流検出手段およ
び制御手段を、燃料噴射弁の燃料通路の外側部に設ける
ことにより、燃料噴射弁内の燃料による冷却効果を得る
ことができ、回路の極端な温度上昇を防止することがで
きる。
び制御手段を、燃料噴射弁の燃料通路の外側部に設ける
ことにより、燃料噴射弁内の燃料による冷却効果を得る
ことができ、回路の極端な温度上昇を防止することがで
きる。
【0033】更に、MOS−FETのドレインとゲート
との間に挿入されたツェナーダイオード,ダイオードお
よび第1の抵抗との直列接続と、MOS−FETのゲー
トとソースとの間に挿入された第2の抵抗とを設け、ソ
レノイド駆動信号が終了した際にソレノイドに発生する
誘導エネルギの放電時間をツェナーダイオードおよび第
1,第2の抵抗により設定することができるようにした
ので、ソレノイドの誘導エネルギの放電を促進するよう
に設定することで、燃料噴射弁などの電磁弁の応答性の
向上を図ることができる。
との間に挿入されたツェナーダイオード,ダイオードお
よび第1の抵抗との直列接続と、MOS−FETのゲー
トとソースとの間に挿入された第2の抵抗とを設け、ソ
レノイド駆動信号が終了した際にソレノイドに発生する
誘導エネルギの放電時間をツェナーダイオードおよび第
1,第2の抵抗により設定することができるようにした
ので、ソレノイドの誘導エネルギの放電を促進するよう
に設定することで、燃料噴射弁などの電磁弁の応答性の
向上を図ることができる。
【図1】図1は本発明の実施の形態の一例を示す回路図
である。
である。
【図2】図2は図1のソレノイド駆動回路の燃料噴射弁
への実装の一例を示す構成図である。
への実装の一例を示す構成図である。
【図3】図3は図1のソレノイド駆動回路の動作タイム
チャートである。
チャートである。
【図4】図4は本発明の実施の形態の別の例を示す回路
図である。
図である。
1,60 制御手段 2 MOS−FET 3 電流検出手段 4 ソレノイド 17 ツェナーダイオード 19 第1の抵抗 20 第2の抵抗 30 燃料噴射弁 31 ソレノイド駆動回路 44 燃料通路
フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 BA19 BA41 BA67 CC06U CC14 CC18 CD25 CD26 CD28 CE29 CE31 DC00 DC15 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 FA02 GA19 KK18
Claims (5)
- 【請求項1】 ソレノイドの通電回路に直列挿入された
MOS−FETと、 前記MOS−FETのオン抵抗を電流検出抵抗として前
記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検
出手段と、 外部からソレノイド駆動信号が与えられることで、前記
MOS−FETをオン状態に制御すると共に、前記電流
検出手段のソレノイド電流の検出に基づいて前記ソレノ
イドの駆動を制御し、前記ソレノイド駆動信号の終了で
前記MOS−FETをオフ状態に制御すると共に前記ソ
レノイドの駆動制御を停止する制御手段とを有するソレ
ノイド駆動回路。 - 【請求項2】 前記ソレノイドが電磁弁のソレノイド
で、前記MOS−FET,前記電流検出手段および前記
制御手段を前記電磁弁に実装した請求項1に記載のソレ
ノイド駆動回路。 - 【請求項3】 前記電磁弁が内燃機関の燃料噴射弁で、
少なくとも前記MOS−FETが前記燃料噴射弁内の燃
料温度を受けるように設け、前記MOS−FETのオン
抵抗の温度特性に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料温度
に対する応答特性を補正するようにした請求項2に記載
のソレノイド駆動回路。 - 【請求項4】 前記MOS−FET,前記電流検出手段
および前記制御手段を、前記燃料噴射弁の燃料通路の外
側部に設けた請求項3に記載のソレノイド駆動回路。 - 【請求項5】 前記MOS−FETのドレインとゲート
との間に挿入されたツェナーダイオード,ダイオードお
よび第1の抵抗との直列接続と、前記MOS−FETの
ゲートとソースとの間に挿入された第2の抵抗とを設
け、前記ソレノイド駆動信号が終了した際に前記ソレノ
イドに発生する誘導エネルギの放電時間を前記ツェナー
ダイオードおよび前記第1,第2の抵抗により設定する
ようにした請求項1又は2又は3又は4に記載のソレノ
イド駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10233569A JP2000058320A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | ソレノイド駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10233569A JP2000058320A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | ソレノイド駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000058320A true JP2000058320A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16957138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10233569A Pending JP2000058320A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | ソレノイド駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000058320A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005511966A (ja) * | 2001-12-06 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁・点火プラグ・コンビネーション |
JP2006135242A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sanken Electric Co Ltd | ソレノイド駆動装置 |
JP2011505507A (ja) * | 2007-11-20 | 2011-02-24 | アブロイ オサケ ユキチュア | 電気機械式錠のソレノイド・コントローラ |
JP2011127442A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Bosch Corp | 還元剤噴射弁の制御装置及び制御方法 |
CN110219758A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 柳州源创电喷技术有限公司 | 电磁阀式喷射器驱动电路系统 |
-
1998
- 1998-08-05 JP JP10233569A patent/JP2000058320A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005511966A (ja) * | 2001-12-06 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁・点火プラグ・コンビネーション |
JP2006135242A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sanken Electric Co Ltd | ソレノイド駆動装置 |
JP4561321B2 (ja) * | 2004-11-09 | 2010-10-13 | サンケン電気株式会社 | ソレノイド駆動装置 |
JP2011505507A (ja) * | 2007-11-20 | 2011-02-24 | アブロイ オサケ ユキチュア | 電気機械式錠のソレノイド・コントローラ |
JP2011127442A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Bosch Corp | 還元剤噴射弁の制御装置及び制御方法 |
US8793979B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-08-05 | Bosch Corporation | Control device and control method for reduction agent injection valve |
CN110219758A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-10 | 柳州源创电喷技术有限公司 | 电磁阀式喷射器驱动电路系统 |
CN110219758B (zh) * | 2019-06-03 | 2024-01-23 | 柳州源创电喷技术有限公司 | 电磁阀式喷射器驱动电路系统 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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