JP2003007530A - Electromagnetic valve drive unit - Google Patents
Electromagnetic valve drive unitInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関
（以下、「内燃機関」をエンジンという）の燃料噴射用
電磁弁等を駆動する電磁弁駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic valve drive device for driving a fuel injection electromagnetic valve of an internal combustion engine (hereinafter, "internal combustion engine" is referred to as an engine).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、エンジンの燃料噴射用電磁弁
（インジェクタ）を駆動する駆動装置として、インジェ
クタの開弁時の応答性向上を図るため、コンデンサに充
電したエネルギを駆動パルスの立上りとともに急激に放
電させて大きな駆動電流をインジェクタに供給するよう
にした蓄圧式の駆動装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive device for driving an electromagnetic valve (injector) for fuel injection of an engine, in order to improve the response when the injector is opened, the energy charged in a capacitor is rapidly increased with the rise of a drive pulse. A pressure-accumulation type drive device is known in which a large drive current is supplied to the injector by discharging the charge.
【０００３】このような蓄圧式のインジェクタ駆動装置
においては、弁開閉の遅れ時間を少なくするために駆動
速度を高速化する必要があることから、電源となるバッ
テリの電圧をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧してコンデン
サに蓄積し、その放電による大電流で電磁弁を高速駆動
するようにしている。In such a pressure-accumulation injector drive device, since it is necessary to increase the drive speed in order to reduce the delay time of valve opening / closing, the voltage of the battery serving as the power source is boosted by the DC-DC converter. Then, it accumulates in the capacitor, and the large current due to the discharge drives the solenoid valve at high speed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の高速駆動方式の
インジェクタ駆動装置は、制御が簡単で動作が安定して
いるという利点がある。ところが、大きなエネルギをコ
ンデンサに蓄えておかなければならず、大容量のコンデ
ンサを必要とする欠点がある。そこで、上記コンデンサ
として、容量が比較的大きく、小型で安価な電解コンデ
ンサを使用することが考えられる。しかしながら、電解
コンデンサは一般に、高耐圧のものについては高価であ
るという問題がある。例えば８０ボルトの電圧をコンデ
ンサに印加するためには、コンデンサの耐圧は８０ボル
ト以上が必要である。The injector drive device of the above-mentioned high-speed drive system has the advantages that the control is simple and the operation is stable. However, there is a drawback in that a large amount of energy must be stored in the capacitor and a large capacity capacitor is required. Therefore, it is conceivable to use a small-sized and inexpensive electrolytic capacitor having a relatively large capacity as the capacitor. However, the electrolytic capacitor generally has a problem that it is expensive for a high withstand voltage. For example, in order to apply a voltage of 80 V to the capacitor, the withstand voltage of the capacitor must be 80 V or higher.
【０００５】ところが、自動車用のインジェクタ駆動装
置においては、バッテリ端子の接触不良などによって約
１３０ボルトのサージ（ロードダンプサージ）電圧が回
路に発生する恐れがある。そのため、ロードダンプサー
ジ電圧を考慮した１３０ボルト以上の耐圧を有するコン
デンサが必要となり、使用するコンデンサが高価となっ
て部品コストが上昇するという問題があった。However, in an injector drive device for an automobile, a surge (load dump surge) voltage of about 130 V may be generated in the circuit due to a contact failure of a battery terminal or the like. Therefore, a capacitor having a withstand voltage of 130 V or higher in consideration of the load dump surge voltage is required, and there is a problem that the capacitor used becomes expensive and the component cost increases.
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、コンデンサの必要とする耐圧を
低減する電磁弁駆動装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、安価なコンデンサを用いて部品コ
ストを低減する電磁弁駆動装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、体格を小型にし、設置スペ
ースを確保することが容易な電磁弁駆動装置を提供する
ことにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve driving device which reduces the withstand voltage required for a capacitor.
Another object of the present invention is to provide an electromagnetic valve drive device that reduces the cost of parts by using an inexpensive capacitor.
It is still another object of the present invention to provide a solenoid valve drive device that has a small size and that can easily secure an installation space.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
電磁弁駆動装置によると、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力
電圧により充電されるコンデンサは、一方の端子が直流
電源の正極側の端子に接続され、他方の端子がＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの出力端子側に接続されているので、コン
デンサの両端子間には、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電
圧から直流電源の電圧を差し引いた電圧が印可される。
コンデンサの一方の端子が直流電源の正極側の端子に接
続されることで、直流電源の正極側が基準端子となり、
たとえロードダンプサージ電圧が回路に印加されても、
このロードダンプサージ電圧が上記コンデンサに印加さ
れることはない。このため、コンデンサの耐圧をＤＣ−
ＤＣコンバータの出力電圧から直流電源の電圧を差し引
いた電圧に下げることができる。したがって、耐圧が低
い安価なコンデンサを使用することが可能となり、部品
コストを低減することができる。According to the solenoid valve drive system of the present invention, one terminal of the capacitor charged by the output voltage of the DC-DC converter is the positive terminal of the DC power supply. Connected, the other terminal is DC-D
Since it is connected to the output terminal side of the C converter, a voltage obtained by subtracting the voltage of the DC power supply from the output voltage of the DC-DC converter is applied between both terminals of the capacitor.
By connecting one terminal of the capacitor to the positive terminal of the DC power supply, the positive terminal of the DC power supply becomes the reference terminal,
Even if a load dump surge voltage is applied to the circuit,
This load dump surge voltage is not applied to the capacitor. Therefore, the withstand voltage of the capacitor is DC-
The voltage can be reduced to a voltage obtained by subtracting the voltage of the DC power supply from the output voltage of the DC converter. Therefore, it is possible to use an inexpensive capacitor having a low breakdown voltage, and it is possible to reduce the component cost.
【０００８】本発明の請求項２記載の電磁弁駆動装置に
よると、コンデンサは極性を有しており、その負極側の
端子が直流電源の正極側の端子に接続され、コンデンサ
に対し逆流防止手段が並列接続されているので、上記コ
ンデンサとして有極性の電解コンデンサ等の小型で安価
なコンデンサを用いても、コンデンサに逆電位が印加さ
れることによるコンデンサの破壊や短絡を防止すること
ができる。したがって、有極性電解コンデンサを使用す
ることにより、製造コストを低減するとともに、装置の
体格を小型にして設置スペースを確保することが容易と
なる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a solenoid valve driving device, wherein the capacitor has polarity, the terminal on the negative electrode side is connected to the terminal on the positive electrode side of the DC power supply, and the backflow prevention means is provided for the capacitor. Since they are connected in parallel, even if a small and inexpensive capacitor such as a polar electrolytic capacitor is used as the above-mentioned capacitor, it is possible to prevent the capacitor from being destroyed or short-circuited due to the application of the reverse potential. Therefore, by using the polar electrolytic capacitor, it becomes easy to reduce the manufacturing cost and to secure the installation space by reducing the size of the device.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）本発明の第１実施例による電磁弁駆動装
置を図１に示す。第１実施例は、自動車用エンジンのイ
ンジェクタを蓄圧式にて駆動する装置に本発明を適用し
た例である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments showing the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a solenoid valve drive system according to a first embodiment of the present invention. The first embodiment is an example in which the present invention is applied to a device for driving an injector of an automobile engine by a pressure accumulation system.
【００１０】直流電源としてのバッテリ１１の正極側に
イグニッションスイッチ１２を介してＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２０が設けられている。このＤＣ−ＤＣコンバータ
２０は、制御回路４０内の図示しないＤＣ−ＤＣコンバ
ータ駆動回路によってスイッチング動作が制御されるト
ランジスタ２２と、このトランジスタ２２のオン時にバ
ッテリ１１から通電されるＤＣ−ＤＣコイル２１と、こ
のＤＣ−ＤＣコイル２１に発生した高電圧を整流するダ
イオード２３とから構成されている。ここで、バッテリ
１１は１４ボルト仕様である。A DC-DC converter 20 is provided on the positive electrode side of a battery 11 as a DC power source via an ignition switch 12. The DC-DC converter 20 includes a transistor 22 whose switching operation is controlled by a DC-DC converter driving circuit (not shown) in the control circuit 40, and a DC-DC coil 21 energized from the battery 11 when the transistor 22 is turned on. , A diode 23 for rectifying the high voltage generated in the DC-DC coil 21. Here, the battery 11 has a 14-volt specification.
【００１１】上記ダイオード２３で整流された高電圧電
流はコンデンサ３１に充電される。コンデンサ３１は、
有極性電解コンデンサであって、負極側の一方の端子が
バッテリ１１の正極側の端子に接続される図１に示す接
続点ｂに接続され、正極側の他方の端子がＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０の出力端子側に接続される図１に示す接続
点ａに接続されている。このコンデンサ３１に対しダイ
オード３２が並列に接続されている。逆流防止手段とし
てのダイオード３２は、コンデンサ３１に逆電位が印加
されるのを防止するためのものである。The high voltage current rectified by the diode 23 is charged in the capacitor 31. The capacitor 31 is
In the polar electrolytic capacitor, one terminal on the negative electrode side is connected to the connection point b shown in FIG. 1 connected to the terminal on the positive electrode side of the battery 11, and the other terminal on the positive electrode side is the DC-DC converter 20. It is connected to the connection point a shown in FIG. 1 connected to the output terminal side. A diode 32 is connected in parallel with the capacitor 31. The diode 32 as a backflow prevention means is for preventing a reverse potential from being applied to the capacitor 31.
【００１２】コンデンサ３１の充放電は、スイッチング
素子としてのトランジスタ３３のオン／オフ（導通／遮
断）によって制御され、コンデンサ３１の放電電流がト
ランジスタ３３を介してインジェクタの電磁コイル５０
に供給される。ここで、ＤＣ−ＤＣコイル２１、ダイオ
ード２３およびトランジスタ３３を有する通電路Ａは、
コンデンサ３１の放電電流を電磁コイル５０に流してイ
ンジェクタを駆動する。この通電路Ａに対し、接続点ｂ
から分岐してトランジスタ３５およびダイオード３６を
有する別の通電路Ｂが並列に設けられ、インジェクタ駆
動中にこの通電路Ｂを通してバッテリ１１の電圧を電磁
コイル５０に直接印加できるようになっている。ダイオ
ード３６は、コンデンサ３１の放電電流がバッテリ１１
に逆流しないようにするためのものである。また、通電
路Ｂには、トランジスタ３３のオフ時に電磁コイル５０
にフライバック電流を流す還流ダイオード３７が設けら
れている。Charging / discharging of the capacitor 31 is controlled by turning on / off (conducting / cutting off) the transistor 33 as a switching element, and the discharging current of the capacitor 31 is transmitted via the transistor 33 to the electromagnetic coil 50 of the injector.
Is supplied to. Here, the conduction path A including the DC-DC coil 21, the diode 23 and the transistor 33 is
The discharge current of the capacitor 31 is passed through the electromagnetic coil 50 to drive the injector. Connection point b to this energization path A
Another energization path B having a transistor 35 and a diode 36 branched from is provided in parallel, and the voltage of the battery 11 can be directly applied to the electromagnetic coil 50 through the energization path B while the injector is being driven. In the diode 36, the discharge current of the capacitor 31 is the battery 11
This is to prevent backflow. In addition, the energization path B includes the electromagnetic coil 50 when the transistor 33 is off.
A freewheeling diode 37 is provided to allow a flyback current to flow.
【００１３】また、電磁コイル５０とグランド端子との
間には、トランジスタ４１と電流検出用抵抗４２が接続
され、トランジスタ４１に流れる電流を電流検出用抵抗
４２で検出して、電磁コイル５０に一定の電流が流れる
ように通電路Ｂのトランジスタ３５のオン／オフをデュ
ーティ制御する。電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electron
ic Control Unit）１００から出力される噴射信号によ
り、後述する制御回路４０内の図示しない波形整形回路
を介してトランジスタ４１のオン／オフを制御して電磁
コイル５０に流れる電流を断続および制限する。ＥＣＵ
１００は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマ
イクロコンピュータを主体として構成されるものであっ
て、エンジンの運転状態を検出するための図示しない各
種センサからの信号を入力してエンジンの状態（吸入空
気量、回転数、冷却水温など）を検知することが可能で
ある。A transistor 41 and a current detecting resistor 42 are connected between the electromagnetic coil 50 and the ground terminal, and the current flowing through the transistor 41 is detected by the current detecting resistor 42 so that the electromagnetic coil 50 has a constant value. The duty of ON / OFF of the transistor 35 in the energizing path B is controlled so that the current flows. Electronic control unit (ECU; Electron)
The injection signal output from the ic control unit (100) controls ON / OFF of the transistor 41 via a waveform shaping circuit (not shown) in the control circuit 40 described later to interrupt and limit the current flowing through the electromagnetic coil 50. ECU
Reference numeral 100 denotes a microcomputer mainly including a well-known CPU, ROM, RAM and the like, which receives signals from various sensors (not shown) for detecting an operating state of the engine to input the engine state ( It is possible to detect the intake air amount, the number of revolutions, the cooling water temperature, etc.).
【００１４】図５に示すように、制御回路４０は、波形
整形回路４３、立上り単安定発生回路４４、ドライブ回
路４５、定電流制御回路４６、ＤＣ−ＤＣコンバータ駆
動回路４７および図示しないコンパレータ等から構成さ
れている。波形整形回路４３にはＥＣＵ１００からの噴
射信号が入力され、波形整形回路４３にて噴射信号中の
ノイズが除去される。波形整形回路４３の出力信号は、
立上り単安定発生回路４４、定電流制御回路４６および
トランジスタ４１に送られる。立上り単安定発生回路４
４は波形整形回路４３の出力信号である噴射信号の立ち
上がりエッジを検出してドライブ回路にワンショット信
号を出力し、ドライブ回路４５はトランジスタ３３に接
続されている。また、波形整形回路４３の出力信号は定
電流制御回路４６に接続され、定電流制御回路４６はト
ランジスタ３５および電流検出用抵抗４２の一端と接続
されている。そして、立上り単安定発生回路が噴射信号
の立ち上がりエッジを検出すると、ドライブ回路を介し
てトランジスタ３３をオン動作させ、一定時間オンした
後はトランジスタ３３をオフさせる。また、定電流制御
時には、電流検出用抵抗４２に流れる電流を一定に保持
するように、定電流制御回路４６がトランジスタ３５の
オン／オフをデューティ制御するようになっている。As shown in FIG. 5, the control circuit 40 includes a waveform shaping circuit 43, a rising monostable generation circuit 44, a drive circuit 45, a constant current control circuit 46, a DC-DC converter drive circuit 47, a comparator (not shown) and the like. It is configured. The injection signal from the ECU 100 is input to the waveform shaping circuit 43, and the noise in the injection signal is removed by the waveform shaping circuit 43. The output signal of the waveform shaping circuit 43 is
It is sent to the rising monostable generation circuit 44, the constant current control circuit 46, and the transistor 41. Rising monostable generator circuit 4
Reference numeral 4 detects the rising edge of the ejection signal, which is the output signal of the waveform shaping circuit 43, and outputs a one-shot signal to the drive circuit. The drive circuit 45 is connected to the transistor 33. The output signal of the waveform shaping circuit 43 is connected to the constant current control circuit 46, and the constant current control circuit 46 is connected to the transistor 35 and one end of the current detection resistor 42. When the rising monostable generation circuit detects the rising edge of the ejection signal, the transistor 33 is turned on through the drive circuit, and after turning on for a certain period of time, the transistor 33 is turned off. Further, during the constant current control, the constant current control circuit 46 duty-controls ON / OFF of the transistor 35 so as to keep the current flowing through the current detection resistor 42 constant.
【００１５】また、立上り単安定発生回路４４にはＤＣ
−ＤＣコンバータ駆動回路４７が接続され、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ駆動回路４７にはＤＣ−ＤＣコンバータ２０
のトランジスタ２２が接続されている。そして、立上り
単安定発生回路４４の出力信号の立ち下がりエッジを検
出すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ駆動回路４７を介して
トランジスタ２２をスイッチング動作させてコンデンサ
３１に充電を開始するとともに、コンパレータでコンデ
ンサ３１の充電電圧を充電完了電圧に相当する基準電圧
と比較し、コンデンサ３１を基準電圧まで充電すると、
立上り単安定発生回路４４はＤＣ−ＤＣコンバータ駆動
回路４７を介してトランジスタ２２をオフ状態にする。
ここで、上記基準電圧を例えば８０ボルトとすると、コ
ンデンサ３１が基準電圧まで充電されたときの図１に示
す接続点ａの電圧は、基準電圧である８０ボルトであ
り、接続点ｂの電圧はバッテリ１１の電圧である１４ボ
ルトとなる。すなわち、コンデンサ３１には６６ボルト
の電圧が印加され、インジェクタの電磁コイル５０には
８０ボルトの電圧が印加される。The rising monostable generator circuit 44 has a DC
-DC converter drive circuit 47 is connected, DC-DC
The converter drive circuit 47 includes the DC-DC converter 20.
Transistor 22 of is connected. When the falling edge of the output signal of the rising monostable generation circuit 44 is detected, the transistor 22 is switched through the DC-DC converter drive circuit 47 to start charging the capacitor 31, and the comparator is used to charge the capacitor 31. When the charging voltage is compared with the reference voltage corresponding to the charging completion voltage and the capacitor 31 is charged to the reference voltage,
The rising monostable generation circuit 44 turns off the transistor 22 via the DC-DC converter drive circuit 47.
Here, assuming that the reference voltage is, for example, 80 volts, the voltage at the connection point a shown in FIG. 1 when the capacitor 31 is charged to the reference voltage is 80 volts which is the reference voltage, and the voltage at the connection point b is The voltage of the battery 11 is 14 volts. That is, a voltage of 66 V is applied to the capacitor 31, and a voltage of 80 V is applied to the electromagnetic coil 50 of the injector.
【００１６】次に、上記のように構成したインジェクタ
駆動装置の作動について、図２を用いて説明する。
(1) コンデンサ３１の充電電圧を制御回路４０内のコン
パレータで基準電圧と比較し、上記充電電圧が基準電圧
（６６ボルト）より低ければ、コンパレータの出力がハ
イレベルに維持されて、制御回路４０内のＤＣ−ＤＣコ
ンバータ駆動回路４７がトランジスタ２２をスイッチン
グ動作させてＤＣ−ＤＣコンバータ２０を動作させ、コ
ンデンサ３１に充電する。その後、コンデンサ３１の充
電電圧が基準電圧（８０ボルト）に達すると、コンパレ
ータの出力がローレベルに反転してＤＣ−ＤＣコンバー
タ２０の動作を停止させて、コンデンサ３１への充電を
終了する。Next, the operation of the injector drive device constructed as described above will be described with reference to FIG. (1) The charge voltage of the capacitor 31 is compared with the reference voltage by the comparator in the control circuit 40. If the charge voltage is lower than the reference voltage (66 volts), the output of the comparator is maintained at the high level and the control circuit 40 A DC-DC converter drive circuit 47 therein causes the transistor 22 to perform a switching operation to operate the DC-DC converter 20, and charges the capacitor 31. After that, when the charging voltage of the capacitor 31 reaches the reference voltage (80 V), the output of the comparator is inverted to the low level, the operation of the DC-DC converter 20 is stopped, and the charging of the capacitor 31 is completed.
【００１７】(2) ＥＣＵ１００からパルス状の噴射信号
が制御回路４０に出力されると（図２の（ａ）に示すｔ
0のタイミング）、制御回路４０内の立上り単安定発生
回路４４が噴射信号の立ち上がりエッジを検出し、イン
ジェクタを開弁すべくトランジスタ４１をオン状態にす
る（図２の（ｅ））とともに、トランジスタ３３をオン
状態にする（図２の（ｂ））。その結果、コンデンサ３
１に蓄えられていた高電圧が通電路Ａから電磁コイル５
０を通って放電され（図２の（ｃ））、インジェクタが
駆動されて燃料が噴射される。そして、コンデンサ３１
の放電開始後、一定時間、トランジスタ３３をオン状態
にし、電磁コイル５０の通電電流が例えば１０アンペア
になったらトランジスタ３３をオフ状態にし（図２の
（ｂ）に示すｔ1のタイミング）、コンデンサ３１から
電磁コイル５０への電流供給が遮断される。このとき、
コンデンサ３１の電圧が低下するため、制御回路４０内
のコンパレータの出力がハイレベルに反転し、立上り単
安定発生回路４４が立ち下がりエッジを検出してＤＣ−
ＤＣコンバータ駆動回路４７を介してＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２０を動作させ、放電中のコンデンサ３１に充電す
る（図２の（ｇ）に示すｔ1のタイミング）。このコン
デンサ３１への充電は、充電電圧が基準電圧である８０
ボルトに達した時点で、コンパレータの出力がローレベ
ルに反転してＤＣ−ＤＣコンバータ２０の動作を停止さ
せ、コンデンサ３１への充電を終了する（図２の（ｇ）
に示すｔ2のタイミング）。(2) When a pulsed injection signal is output from the ECU 100 to the control circuit 40 (t shown in FIG. 2A).
0 timing), the rising monostable generation circuit 44 in the control circuit 40 detects the rising edge of the injection signal and turns on the transistor 41 to open the injector ((e) in FIG. 2) and the transistor 41. 33 is turned on ((b) of FIG. 2). As a result, capacitor 3
The high voltage stored in 1 is applied to the electromagnetic coil 5 from the energizing path A.
0 is discharged ((c) in FIG. 2), the injector is driven, and fuel is injected. And the capacitor 31
After the start of the discharge, the transistor 33 is turned on for a certain period of time, and when the energizing current of the electromagnetic coil 50 becomes, for example, 10 amps, the transistor 33 is turned off (timing t 1 shown in FIG. 2B), and the capacitor The current supply from 31 to the electromagnetic coil 50 is cut off. At this time,
Since the voltage of the capacitor 31 drops, the output of the comparator in the control circuit 40 is inverted to high level, and the rising monostable generation circuit 44 detects the falling edge and DC-
The DC-DC converter 20 is operated via the DC converter drive circuit 47 to charge the discharging capacitor 31 (timing t 1 shown in (g) of FIG. 2). To charge the capacitor 31, the charging voltage is the reference voltage 80
When the voltage reaches the voltage level, the output of the comparator is inverted to the low level, the operation of the DC-DC converter 20 is stopped, and the charging of the capacitor 31 is completed ((g) in FIG. 2).
Timing of t 2 ).
【００１８】(3) また、噴射期間中は、通電路Ｂを通し
てバッテリ１１の電圧が電磁コイル５０に直接印加さ
れ、バッテリ１１から直接電磁コイル５０に電流が供給
される。このとき、電磁コイル５０から電流検出用抵抗
４２に流れる電流を検出して、電磁コイル５０に例えば
２アンペアの一定の電流が流れるようにトランジスタ３
５のオン／オフをデューティ制御する（図２の（ｄ）に
示すｔ1からｔ3までの期間）。これにより、噴射期間中
は、コンデンサ３１の放電終了後もバッテリ１１から直
接電磁コイル５０に一定の電流を供給して、インジェク
タの開弁状態を保持する。そして、噴射期間が終了して
ＥＣＵ１００からの噴射信号がローレベルに反転すると
（図２の（ａ）に示すｔ3のタイミング）、トランジス
タ４１がオフ状態となって（図２の（ｅ））、電磁コイ
ル５０に流れる電流が遮断され、インジェクタを閉じて
燃料の噴射を終了させる。(3) During the injection period, the voltage of the battery 11 is directly applied to the electromagnetic coil 50 through the energizing path B, and the battery 11 directly supplies the current to the electromagnetic coil 50. At this time, the transistor 3 is detected so that a current flowing from the electromagnetic coil 50 to the current detecting resistor 42 is detected and a constant current of, for example, 2 amps flows through the electromagnetic coil 50.
The duty of ON / OFF of No. 5 is controlled (the period from t 1 to t 3 shown in (d) of FIG. 2). As a result, during the injection period, a constant current is directly supplied from the battery 11 to the electromagnetic coil 50 even after the discharge of the capacitor 31 is completed, and the valve open state of the injector is maintained. Then, when the injection period ends and the injection signal from the ECU 100 is inverted to the low level (timing t 3 shown in (a) of FIG. 2), the transistor 41 is turned off ((e) of FIG. 2). The current flowing through the electromagnetic coil 50 is cut off, the injector is closed and the fuel injection is terminated.
【００１９】次に、比較例によるインジェクタ駆動装置
を図４に示す。図１に示す第１実施例と実質的に同一構
成部分に同一符号を付す。図４に示すように、コンデン
サ９１は、有極性電解コンデンサであって、負極側の端
子がバッテリ１１の負極側の端子に接続され、正極側の
端子がＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子側に接続さ
れている。このような構成の比較例において、第１実施
例と同様の動作を得るためには、インジェクタの電磁コ
イル５０に８０ボルトの電圧を印加する必要があり、そ
のためには、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子側と
コンデンサ９１の正極端子側との接続点ｃの電圧を８０
ボルトとする必要がある。すなわち、コンデンサ９１の
両端子間に８０ボルトの電圧を印加しなければならな
い。さらに、約１３０ボルトのロードダンプサージ電圧
が回路に発生する恐れがあるため、このロードダンプサ
ージ電圧を考慮した１３０ボルト以上の耐圧がコンデン
サ９１に必要となる。したがって、コンデンサ９１とし
て、高耐圧の高価なコンデンサを使用しなければなら
ず、部品コストが上昇するという問題がある。Next, FIG. 4 shows an injector drive device according to a comparative example. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 4, the capacitor 91 is a polar electrolytic capacitor, the terminal on the negative side is connected to the terminal on the negative side of the battery 11, and the terminal on the positive side is to the output terminal side of the DC-DC converter 20. It is connected. In the comparative example having such a configuration, in order to obtain the same operation as that of the first example, it is necessary to apply a voltage of 80 V to the electromagnetic coil 50 of the injector. The voltage at the connection point c between the output terminal side and the positive terminal side of the capacitor 91 is set to 80
Must be bolt. That is, a voltage of 80 V must be applied between both terminals of the capacitor 91. Further, since a load dump surge voltage of about 130 V may be generated in the circuit, the capacitor 91 needs to have a withstand voltage of 130 V or higher in consideration of the load dump surge voltage. Therefore, it is necessary to use an expensive capacitor having a high breakdown voltage as the capacitor 91, which causes a problem of increasing the cost of parts.
【００２０】一方、第１実施例においては、コンデンサ
３１の負極側の端子がバッテリ１１の正極側の端子に接
続され、正極側の端子がＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出
力端子側に接続されているので、コンデンサ３１の両端
子間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧である
８０ボルトからバッテリ１１の電圧である１４ボルトを
差し引いた６６ボルトの電圧を印可すればよい。また、
コンデンサ３１の負極側の端子をバッテリ１１の正極側
の端子に接続することで、バッテリ１１の正極側が基準
端子となり、たとえロードダンプサージ電圧が回路に印
加されても、このロードダンプサージ電圧がコンデンサ
３１に印加されることはない。このため、コンデンサ３
１の耐圧をＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧からバ
ッテリ１１の電圧を差し引いた６６ボルトの電圧に下げ
ることができる。したがって、コンデンサ３１として、
耐圧が低い安価なコンデンサを使用することが可能とな
り、部品コストを低減することができる。On the other hand, in the first embodiment, the negative terminal of the capacitor 31 is connected to the positive terminal of the battery 11, and the positive terminal is connected to the output terminal of the DC-DC converter 20. Therefore, a voltage of 66 volts obtained by subtracting 14 volts, which is the voltage of the battery 11, from 80 volts, which is the output voltage of the DC-DC converter 20, may be applied between both terminals of the capacitor 31. Also,
By connecting the terminal on the negative side of the capacitor 31 to the terminal on the positive side of the battery 11, the positive side of the battery 11 serves as a reference terminal, and even if the load dump surge voltage is applied to the circuit, this load dump surge voltage is applied to the capacitor. It is not applied to 31. Therefore, the capacitor 3
The withstand voltage of 1 can be reduced to a voltage of 66 V obtained by subtracting the voltage of the battery 11 from the output voltage of the DC-DC converter 20. Therefore, as the capacitor 31,
It is possible to use an inexpensive capacitor having a low breakdown voltage, and it is possible to reduce the cost of parts.
【００２１】さらに、第１実施例においては、コンデン
サ３１として有極性電解コンデンサという小型で安価な
コンデンサを用いており、コンデンサ３１に対しダイオ
ード３２が並列接続されているので、コンデンサ３１に
逆電位が印加されることによるコンデンサ３１の破壊や
短絡を防止することができる。したがって、有極性電解
コンデンサを使用することにより、製造コストを低減す
るとともに、インジェクタ駆動装置の体格を小型にして
設置スペースを確保することが容易となる。Further, in the first embodiment, a small and inexpensive capacitor, such as a polar electrolytic capacitor, is used as the capacitor 31, and the diode 32 is connected in parallel to the capacitor 31, so that the capacitor 31 has a reverse potential. It is possible to prevent the capacitor 31 from being broken or short-circuited by being applied. Therefore, by using the polar electrolytic capacitor, it is possible to reduce the manufacturing cost and to easily secure the installation space by downsizing the injector driving device.
【００２２】以上説明した第１実施例では、バッテリ１
１の電圧を１４ボルトに設定したが、本発明では、バッ
テリの電圧を４２ボルトとすることができる。バッテリ
の電圧を４２ボルトに設定することにより、コンデンサ
の両端子間には、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧であ
る８０ボルトからバッテリの電圧である４２ボルトを差
し引いた３８ボルトの電圧を印可すればよい。その結
果、コンデンサの耐圧を３８ボルトまで低減することが
できる。In the first embodiment described above, the battery 1
Although the voltage of 1 was set to 14 volts, the voltage of the battery can be 42 volts in the present invention. By setting the voltage of the battery to 42 volts, a voltage of 38 volts, which is the output voltage of the DC-DC converter of 80 volts minus the voltage of 42 volts of the battery, should be applied between both terminals of the capacitor. Good. As a result, the breakdown voltage of the capacitor can be reduced to 38 volts.
【００２３】（第２実施例）第２実施例を図３に示す。
図１に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符
号を付す。図３に示すように、コンデンサ６１は、無極
性電解コンデンサまたは逆バイアスに耐えうる有極性電
解コンデンサであって、コンデンサ６１の一方の端子が
バッテリ１１の正極側の端子に接続され、他方の端子が
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子側に接続されてい
る。また、コンデンサ６１に逆電位が印加されることを
防止する必要がないため、コンデンサ６１に対し並列接
続されるダイオードが廃止されている。(Second Embodiment) A second embodiment is shown in FIG.
The same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 3, the capacitor 61 is a non-polar electrolytic capacitor or a polar electrolytic capacitor that can withstand reverse bias, and one terminal of the capacitor 61 is connected to the positive terminal of the battery 11 and the other terminal. Are connected to the output terminal side of the DC-DC converter 20. Further, since it is not necessary to prevent the reverse potential from being applied to the capacitor 61, the diode connected in parallel with the capacitor 61 is eliminated.
【００２４】上記第２実施例においても、図１に示す第
１実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、第
２実施例においては、図１に示す第１実施例に比べてダ
イオード３２を廃止することができるため、部品点数を
低減して製造コストをさらに低減することができる。Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained. Further, in the second embodiment, the diode 32 can be eliminated as compared with the first embodiment shown in FIG. 1, so that the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be further reduced.
【００２５】以上説明した本発明の複数の実施例では、
自動車用エンジンのインジェクタを蓄圧式にて駆動する
装置に本発明を適用したが、本発明の電磁弁としては、
コイルに電流を流し、その磁束により弁を開閉動作する
電磁弁であればその種類に限定されることはない。ま
た、電磁弁は、電流を流したときに閉弁する方式の電磁
弁であってもよいのはいうまでもない。また、本発明の
トランジスタとしては、バイポーラトランジスタ（ＮＰ
Ｎバイポーラトランジスタ）、ＦＥＴ（好ましくはＰチ
ャネルＭＯＳＦＥＴ）、ＩＧＢＴのいずれを用いてもよ
く、要は、スイッチング素子であればよい。In the embodiments of the present invention described above,
Although the present invention is applied to a device that drives an injector of an automobile engine by a pressure accumulation type, as a solenoid valve of the present invention,
The type of solenoid valve is not limited as long as it is a solenoid valve in which a current is passed through a coil and the magnetic flux of the coil opens and closes the valve. Needless to say, the solenoid valve may be a solenoid valve of a type that closes when an electric current is applied. Further, as the transistor of the present invention, a bipolar transistor (NP
Any of an N bipolar transistor), an FET (preferably a P channel MOSFET), and an IGBT may be used, and any switching element may be used.
【図１】本発明の第１実施例による電磁弁駆動装置の駆
動回路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a driving circuit of a solenoid valve driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例による電磁弁駆動装置の動
作を示すタイム図である。FIG. 2 is a time chart showing the operation of the solenoid valve driving device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例による電磁弁駆動装置の駆
動回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a driving circuit of a solenoid valve driving device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】比較例による電磁弁駆動装置の駆動回路を示す
回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a drive circuit of a solenoid valve drive device according to a comparative example.
【図５】本発明の第１実施例による電磁弁駆動装置の制
御回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a control circuit of the solenoid valve driving device according to the first embodiment of the present invention.
１１ バッテリ（直流電源） ２０ ＤＣ−ＤＣコンバータ ３１ コンデンサ ３２ ダイオード（逆流防止手段） ３３ トランジスタ（スイッチング素子） ４０ 制御回路 ５０ 電磁コイル １００ ＥＣＵ 11 Battery (DC power supply) 20 DC-DC converter 31 capacitor 32 diode (backflow prevention means) 33 transistor (switching element) 40 control circuit 50 electromagnetic coil 100 ECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｇ Ｗ Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AA02 AA07 AB02 BA19 BA28 BA31 BA46 BA61 CC05U CC06U CD26 CE29 3G301 HA01 HA02 JA10 LB11 LC10 MA11 MA18 NE06 NE17 PG01Z PG02Z 3H106 DA07 EE01 FA02 FB14 FB31 KK18 5H730 AA15 BB22 BB82 DD04 EE59 FD31 FG01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H02M 3/155 H02M 3/155 GW F term (reference) 3G066 AA01 AA02 AA07 AB02 BA19 BA28 BA31 BA46 BA61 CC05U CC06U CD26 CE29 3G301 HA01 HA02 JA10 LB11 LC10 MA11 MA18 NE06 NE17 PG01Z PG02Z 3H106 DA07 EE01 FA02 FB14 FB31 KK18 5H730 AA15 BB22 BB82 DD04 EE59 FD31 FG01
Claims (2)
弁する電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置であって、 直流電源と、 前記直流電源の電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ
と、 前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧により充電される
コンデンサと、 前記コンデンサの放電電流を前記電磁コイルに流して前
記電磁弁を駆動する通電路を導通／遮断するスイッチン
グ素子と、 前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を制御する制御回路と
を備え、 前記コンデンサは、一方の端子が前記直流電源の正極側
の端子に接続され、他方の端子が前記ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの出力端子側に接続されていることを特徴とする電
磁弁駆動装置。1. A solenoid valve drive device for driving a solenoid valve that opens or closes by energizing a solenoid coil, comprising: a DC power supply; a DC-DC converter for boosting the voltage of the DC power supply; A capacitor charged by the output voltage of the DC converter, a switching element for flowing a discharge current of the capacitor through the electromagnetic coil to connect / disconnect a current-carrying path for driving the electromagnetic valve, and an operation of the DC-DC converter. And a control circuit for controlling, wherein one terminal of the capacitor is connected to a positive terminal of the DC power supply, and the other terminal is connected to an output terminal side of the DC-DC converter. Solenoid valve drive device.
の端子は前記コンデンサの負極側の端子であり、前記コ
ンデンサに対し並列接続される逆流防止手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１記載の電磁弁駆動装置。2. The capacitor has a polarity, the one terminal is a terminal on the negative side of the capacitor, and is provided with a backflow prevention means connected in parallel to the capacitor. Solenoid valve drive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194796A JP2003007530A (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Electromagnetic valve drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001194796A JP2003007530A (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Electromagnetic valve drive unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003007530A true JP2003007530A (en) | 2003-01-10 |
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|---|---|---|---|
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