JP2005158870A - Load controller - Google Patents

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一朗 富田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress heat generation of an electromagnetic valve 22 and a switching element 25 for controlling duty and also suppress noise, and to reduce the configuration size. <P>SOLUTION: Between the electromagnetic valve 22 for supplying fuel which is equipped in a fuel injector of an internal combustion engine and a DC source 23, the switching element 25 is inserted. The load current IL is detected by a load current detector circuit 31. In an initial period W1 of driving the electromagnetic valve 22, the switching element 25 is duty-controlled so that the load current such as rush current I03 may be limited to or below a predetermined large first value I01. In a subsequent holding period W2, the switching element 25 is duty-controlled so that the load current may have a smaller second value I02 not less than the minimum current value I04 necessary for holding the electromagnetic valve 22 in an open state. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえば電磁弁などの負荷を制御するための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for controlling a load such as a solenoid valve.
負荷制御装置は、たとえば車両に搭載された内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置(略称EFI)において、燃料を噴射する電磁弁を制御するために必要となる。   The load control device is necessary for controlling a solenoid valve that injects fuel in a fuel injection device (abbreviated as EFI) that injects fuel into an internal combustion engine mounted on a vehicle, for example.
典型的な先行技術は図21に示される。燃料噴射装置の電磁弁である負荷1には、電源2との間に、電子制御装置(略称ECC)8のハイサイド駆動回路3が接続され、またローサイド駆動回路4が接続される。負荷1は、電子制御装置8の端子9,10に接続される。ハイサイド駆動回路3には、負荷1に過電流が流れたことを検出する過電流検出回路5が接続され、この過電流が検出されたとき、ハイサイド駆動回路3は負荷1を遮断する。ローサイド駆動回路4には、電流検出回路6が接続され、この検出電流が、予め定める一定の電流値になるように、デューティ制御する。コンピュータなどの処理回路7からは、各駆動回路3,4で能動化信号が与えられ、これによって各駆動回路3,4が負荷1を駆動するように能動化される。   A typical prior art is shown in FIG. A high-side drive circuit 3 of an electronic control unit (abbreviated as ECC) 8 and a low-side drive circuit 4 are connected to a load 1 that is an electromagnetic valve of the fuel injection device between a power source 2 and the power source 2. The load 1 is connected to terminals 9 and 10 of the electronic control device 8. The high side drive circuit 3 is connected to an overcurrent detection circuit 5 that detects that an overcurrent has passed through the load 1. When this overcurrent is detected, the high side drive circuit 3 shuts off the load 1. A current detection circuit 6 is connected to the low-side drive circuit 4, and duty control is performed so that this detection current has a predetermined constant current value. An activation signal is given from the processing circuit 7 such as a computer to each of the drive circuits 3 and 4, and thereby, each of the drive circuits 3 and 4 is activated to drive the load 1.
図22は、図21に示される先行技術の動作を説明するための波形図である。処理回路7から図22(1)に示される能動化信号が時刻t1において各駆動回路3,4に与えられる。これによってハイサイド駆動回路3は、図22(2)に示されるように時刻t1以降、導通する。ローサイド駆動回路4は、図22(3)に示されるように時刻t1〜時刻t2まで、導通したままとされ、その後、図22(1)の能動化信号が遮断される時刻t3まで、デューティ制御する。これによって負荷1に流れる負荷電流は、図22(4)に示されるように時刻t1〜t2の期間に、時間経過に伴って増大し、時刻t2〜t3では、負荷1の予め定める一定の電流値に保たれる。これによって負荷1の異常な発熱を抑制し、負荷1の破壊を防ぐ。   FIG. 22 is a waveform diagram for explaining the operation of the prior art shown in FIG. The activation signal shown in FIG. 22 (1) is supplied from the processing circuit 7 to each of the drive circuits 3 and 4 at time t1. As a result, the high-side drive circuit 3 becomes conductive after time t1 as shown in FIG. The low-side drive circuit 4 is kept conductive from time t1 to time t2 as shown in FIG. 22 (3), and then duty control until time t3 when the activation signal in FIG. 22 (1) is cut off. To do. As a result, the load current flowing through the load 1 increases with time during the period from time t1 to time t2, as shown in FIG. 22 (4), and at time t2 to t3, a predetermined constant current of the load 1 is reached. Kept at the value. As a result, abnormal heat generation of the load 1 is suppressed, and destruction of the load 1 is prevented.
この先行技術では、負荷1には、その負荷1の発熱による破壊を防ぐための比較的大きな負荷電流が、図22に示される時刻t2〜t3にわたって流れ続けることになる。したがってその負荷1に流れるそのような比較的大きな負荷電流に起因して、各駆動回路3,4に備えられているスイッチング素子の発熱が大きい。またこの比較的大きな電流のデューティ制御が行われるので、ノイズが発生する。   In this prior art, a relatively large load current for preventing the load 1 from being destroyed due to heat generation continues to flow through the load 1 from time t2 to time t3 shown in FIG. Therefore, due to such a relatively large load current flowing through the load 1, the switching elements provided in the drive circuits 3 and 4 generate a large amount of heat. Also, since this relatively large current duty control is performed, noise is generated.
この問題を解決する他の先行技術は、特許文献1に開示される。燃料噴射装置における電磁弁のインジェクタソレノイドを駆動するために、バッテリの出力を昇圧回路によって昇圧してコンデンサに予め充電しておき、このコンデンサに充電された高電圧をインジェクタソレノイドに印加する。その後、インジェクタソレノイドによるニードルバルブを開状態に維持するための必要最小限の電流値である保持電流を、インジェクタソレノイドに供給する。   Another prior art that solves this problem is disclosed in Patent Document 1. In order to drive the injector solenoid of the solenoid valve in the fuel injection device, the output of the battery is boosted by a booster circuit, and the capacitor is charged in advance, and the high voltage charged in this capacitor is applied to the injector solenoid. Thereafter, a holding current which is a minimum necessary current value for maintaining the needle valve by the injector solenoid in an open state is supplied to the injector solenoid.
この先行技術の新たな問題は、インジェクタソレノイドの励磁によるニードルバルブを高速度で開状態にするために、前述のようにコンデンサには高電圧の充分な電荷を有していなければならない。したがって大容量のコンデンサを必要とし、その結果、構成が大形化する。   The new problem of this prior art is that the capacitor must have a high voltage sufficient charge as described above in order to open the needle valve by the excitation of the injector solenoid at a high speed. Therefore, a large-capacitance capacitor is required, and as a result, the configuration becomes large.
特開平11−53038JP-A-11-53038
本発明の目的は、電磁弁などの負荷の発熱を抑制し、その負荷に電力を供給するスイッチング素子の発熱を抑制し、ノイズの発生を抑制し、さらに構成の小形化を図ることができるようにした負荷制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to suppress heat generation of a load such as a solenoid valve, suppress heat generation of a switching element that supplies power to the load, suppress generation of noise, and further reduce the size of the configuration. A load control device is provided.
本発明は、電源と負荷との間の介在されるデューティ制御のためのスイッチング素子と、
負荷電流ILまたは負荷電圧VLを検出する負荷検出手段と、
負荷検出手段の出力に応答し、スイッチング素子をデューティ制御し、負荷を駆動する初期の期間に、負荷電流または負荷電圧が大きな第1の値I01,V01以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、その後の保持期間に、第1の値未満であって負荷の駆動された動作状態を保持するために必要な値I04,V04以上の小さな第2の値I02,V02とするスイッチング制御手段41,47,56とを含むことを特徴とする負荷制御装置である。
The present invention provides a switching element for duty control interposed between a power source and a load;
Load detecting means for detecting the load current IL or the load voltage VL;
In response to the output of the load detection means, the switching element is duty-controlled, and the switching element is controlled so that the load current or the load voltage is limited to a large first value I01, V01 or less during the initial period of driving the load. Switching control means for controlling and setting the second values I02 and V02 to be smaller than the first values and smaller than the values I04 and V04 necessary for holding the driven driving state in the subsequent holding period. 41, 47, and 56.
本発明に従えば、図1〜図14に関連して後述されるように、電源からの電力は、スイッチング素子を介して電磁弁などの負荷に供給されてデューティ制御され、この負荷に供給される電力の負荷電流または負荷電圧を負荷検出手段によって検出し、負荷の駆動初期の期間W1に負荷電流または負荷電圧が第1の値I01,V01以下に制限されるようにスイッチング素子を制御する。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIGS. 1 to 14, the power from the power source is supplied to a load such as an electromagnetic valve via a switching element and is duty controlled, and supplied to this load. The load detection means detects the load current or the load voltage of the power to be controlled, and controls the switching element so that the load current or the load voltage is limited to the first value I01, V01 or less during the initial driving period W1 of the load.
本発明において、デューティ制御というのは、電磁弁22などの負荷が駆動されるべき期間W1,W2において、デューティ制御用スイッチング素子25が前記期間W1,W2未満の短い期間に導通/遮断を繰返すスイッチング制御を言う。これによって負荷には、上限値I01,V01以下の大きな負荷電流または負荷電圧が与えられることが許容され、負荷を高速度で動作させることができる。そのため、たとえば電磁弁を高い応答速度で、閉状態から開状態に変化させることができる。第1の値I01,V01は、定格電流、定格電圧を超えるたとえば突入電流I03以上の値に定められてもよく、負荷が破壊するに至る値未満に定められ、または異常な発熱が生じる値未満に選ばれてもよいが、定格電流、定格電圧などの値に定められてもよい。   In the present invention, duty control refers to switching in which the duty control switching element 25 repeats conduction / shutoff in a short period less than the periods W1 and W2 in the periods W1 and W2 in which a load such as the solenoid valve 22 is to be driven. Say control. As a result, the load is allowed to be given a large load current or load voltage lower than the upper limit values I01 and V01, and the load can be operated at a high speed. Therefore, for example, the solenoid valve can be changed from the closed state to the open state at a high response speed. The first values I01 and V01 may be set to a value exceeding the rated current and the rated voltage, for example, an inrush current I03 or more, set to a value less than a value causing the load to break, or less than a value causing abnormal heat generation. However, it may be set to a value such as a rated current or a rated voltage.
前記初期の期間を経過した後の保持期間W2では、負荷には、予め定める小さな第2の値I02,V02が与えられ、この第2の値I02,V02は、第1の値I01,V01未満であって、負荷の駆動された動作状態を保持するために必要な値I04以上の値に定められる。たとえば負荷が電磁弁である場合、第2の値I02,V02は、前述のように一旦、開状態となった後、その開状態を保持するために必要最小限の値であってもよい。前述の初期の期間W1は、たとえば100msec未満の時間であって、たとえば5〜20msecである。   In the holding period W2 after the initial period has elapsed, a predetermined small second value I02, V02 is given to the load, and the second value I02, V02 is less than the first value I01, V01. In this case, the value is set to a value equal to or higher than the value I04 necessary for maintaining the operation state in which the load is driven. For example, when the load is a solenoid valve, the second values I02 and V02 may be minimum values necessary for maintaining the opened state after the opened state as described above. The aforementioned initial period W1 is, for example, less than 100 msec, for example, 5 to 20 msec.
この負荷の駆動初期の期間W1に、負荷に第1の値を超える過大な負荷電流が流れ、または過大な負荷電圧を印加したとき、スイッチング素子は遮断され、負荷は保護される。スイッチング素子は、保持期間W2だけでなく、初期の期間W1にも、デューティ制御されてもよく、または初期の期間W1にはデューティ制御されず、導通したままに保たれてもよい。保持期間W2は、初期の期間W1の後に引き続いて負荷が駆動される残余の期間の全てであってもよいが、本発明の実施の他の形態では、その残余の期間の一部分の期間であってもよく、たとえば前記残余の期間の最後の予め定める期間だけ、または前記残余の期間内でたとえば中央などの予め定める期間だけ、負荷電流、または負荷電圧を高く変化するようにしてもよく、このように保持期間W2というのは、前記初期の期間W1の後に負荷が駆動される前記残余の期間のうちの少なくとも一部分をいう。   When an excessive load current exceeding the first value flows or an excessive load voltage is applied to the load during the initial driving period W1, the switching element is cut off and the load is protected. The switching element may be duty-controlled not only in the holding period W2, but also in the initial period W1, or may be kept conductive without being duty-controlled in the initial period W1. The holding period W2 may be all of the remaining period in which the load is subsequently driven after the initial period W1, but in another embodiment of the present invention, it is a part of the remaining period. For example, the load current or the load voltage may be changed to a high level only for a predetermined period at the end of the remaining period, or for a predetermined period such as the center within the remaining period. Thus, the holding period W2 refers to at least a part of the remaining period in which the load is driven after the initial period W1.
また本発明は、スイッチング制御手段は、
初期の期間に、第1の値に対応する第1基準信号を発生し、保持期間に、第2の値に対応する第2基準信号を発生する基準信号発生手段47と、
負荷検出手段からの検出出力と、基準信号発生手段からの第1および第2基準信号とに応答し、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング素子駆動手段41,56とを含むことを特徴とする。
In the present invention, the switching control means
A reference signal generating means 47 for generating a first reference signal corresponding to the first value in the initial period and generating a second reference signal corresponding to the second value in the holding period;
And switching element driving means 41 and 56 for driving and controlling the switching elements in response to the detection output from the load detecting means and the first and second reference signals from the reference signal generating means.
また本発明は、基準信号発生手段は、
前記電源の電圧を分圧する複数の分圧抵抗を含む分圧回路48と、
分圧回路に関連して接続され、分圧抵抗の組合せを変え、これによって分圧回路から、第1および第2の値にそれぞれ対応するレベルを有する第1および第2基準信号を導出する分圧用スイッチング素子49と、
分圧用スイッチング素子を制御する分圧制御手段37とを含むことを特徴とする。
In the present invention, the reference signal generating means is
A voltage dividing circuit 48 including a plurality of voltage dividing resistors for dividing the voltage of the power source;
A component connected in connection with the voltage divider circuit to vary the combination of voltage divider resistors, thereby deriving first and second reference signals having levels corresponding to the first and second values, respectively, from the voltage divider circuit. A pressure switching element 49;
And a voltage dividing control means 37 for controlling the voltage dividing switching element.
また本発明は、負荷検出手段の出力は、負荷電流または負荷電圧の検出値に対応するレベルを有し、
スイッチング素子駆動手段41,56は、
負荷検出手段からの検出出力のレベルと第1および第2基準信号のレベルとを比較する比較手段56と、
比較手段の出力に応答し、負荷電流または負荷電圧の検出値が、第1または第2基準信号のレベルが表わす値以上であるとき、スイッチング素子を遮断し、前記検出値が、第1または第2基準信号のレベルが表わす前記値未満であるとき、導通するスイッチング信号発生手段41とを含むことを特徴とする。
In the present invention, the output of the load detection means has a level corresponding to the detected value of the load current or the load voltage,
The switching element driving means 41 and 56 are
Comparing means 56 for comparing the level of the detection output from the load detecting means with the levels of the first and second reference signals;
In response to the output of the comparison means, when the detected value of the load current or load voltage is equal to or greater than the value represented by the level of the first or second reference signal, the switching element is shut off, and the detected value is And switching signal generating means 41 that conducts when the level of the two reference signals is less than the above-described value.
本発明に従えば、図1〜6に関連して後述されるように、スイッチング制御手段では、基準信号発生手段によって前記初期の期間と前記保持期間とに第1および第2基準信号をそれぞれ発生し、スイッチング素子駆動手段は、負荷検出手段によって検出される検出出力IL,VLが、初期の期間W1に、第1基準信号に対応する第1の値以下に制限されるようにスイッチング素子を駆動制御し、保持期間W2に、第2基準信号に対応する第2の値になるようにスイッチング素子をデューティ制御して駆動する。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIGS. 1 to 6, in the switching control means, the reference signal generating means generates the first and second reference signals in the initial period and the holding period, respectively. The switching element driving means drives the switching element so that the detection outputs IL and VL detected by the load detection means are limited to the first value or less corresponding to the first reference signal in the initial period W1. In the holding period W2, the switching element is driven with the duty controlled so that the second value corresponding to the second reference signal is obtained.
基準信号発生手段は、分圧回路を構成する複数の分圧抵抗を分圧用スイッチング素子で切換え、こうして得られる分圧された出力電圧を、第1および第2基準信号としてそれぞれ用いることができる。   The reference signal generating means can switch a plurality of voltage dividing resistors constituting the voltage dividing circuit with a voltage dividing switching element, and use the divided output voltages thus obtained as the first and second reference signals, respectively.
スイッチング素子をデューティ制御するために、比較手段56は負荷検出手段からの検出出力のレベル、すなわち負荷電流の値または負荷電圧の値と、第1および第2基準信号のレベルとを比較し、検出出力のレベルが第1または第2基準信号のレベル以上であるときスイッチング素子25を遮断し、これによって前述の初期の期間に負荷に第1の値を超える過大な電流または電圧が与えられることを防ぎ、前記保持期間に、検出出力が第2の値となるように導通/遮断してデューティ制御する。   In order to control the duty of the switching element, the comparison means 56 compares the level of the detection output from the load detection means, that is, the value of the load current or the load voltage with the levels of the first and second reference signals, and detects them. When the output level is equal to or higher than the level of the first or second reference signal, the switching element 25 is cut off, and this causes an excessive current or voltage exceeding the first value to be applied to the load in the aforementioned initial period. In the holding period, duty control is performed by conducting / cutting off so that the detection output becomes the second value.
また本発明は、スイッチング制御手段は、
第2の値に対応する基準信号を発生する基準信号発生手段と、
前記初期の期間および保持期間を表わす期間信号を発生する期間信号発生手段と、
負荷検出手段からの検出出力と基準信号発生手段から基準信号と期間信号発生手段からの期間信号とに応答し、初期の期間に、負荷検出手段の検出値が第1の値以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、保持期間に、スイッチング素子を、負荷電流または負荷電圧が前記第2の値となるように、デューティ制御するスイッチング素子駆動手段とを含むことを特徴とする。
In the present invention, the switching control means
Reference signal generating means for generating a reference signal corresponding to the second value;
Period signal generating means for generating a period signal representing the initial period and the holding period;
Responsive to the detection output from the load detection means, the reference signal from the reference signal generation means, and the period signal from the period signal generation means, the detection value of the load detection means is limited to a first value or less in the initial period. Thus, the switching element is controlled, and the switching element driving means for controlling the duty of the switching element so that the load current or the load voltage becomes the second value during the holding period is provided.
本発明に従えば、図7〜図10に関連して後述されるように、期間信号発生手段からの期間信号(図8(2)参照)によって表わされる前述の初期の期間には、スイッチング素子駆動手段は、負荷検出手段によって得られる検出出力が、基準信号発生手段からの基準信号に対応した第1の値以下に制限されるようにスイッチング素子を制御する。その後の保持期間には、スイッチング素子駆動手段は、基準信号発生手段の出力に応答して、スイッチング素子をデューティ制御して検出出力を第2の値とする。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIGS. 7 to 10, in the above-described initial period represented by the period signal (see FIG. 8 (2)) from the period signal generating means, the switching element The drive unit controls the switching element so that the detection output obtained by the load detection unit is limited to a first value or less corresponding to the reference signal from the reference signal generation unit. In the subsequent holding period, the switching element driving means responds to the output of the reference signal generating means and duty-controls the switching element to set the detection output to the second value.
また本発明は、スイッチング素子からの出力を負荷に平滑して与える平滑回路を含み、
前記負荷検出手段は、
平滑回路の出力を検出する平滑出力検出手段と、
平滑出力検出手段の検出出力に応答し、負荷電流ILまたは負荷電圧VLを演算する負荷演算手段とを含み、
スイッチング制御手段は、
負荷演算手段の出力に応答し、演算された負荷電流または負荷電圧が、初期の期間に、第1の値V01以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、その後の保持期間に、第2の値V02となるようにスイッチング素子をデューティ制御することを特徴とする。
The present invention also includes a smoothing circuit that smoothes and gives the output from the switching element to the load,
The load detecting means includes
Smoothing output detecting means for detecting the output of the smoothing circuit;
Load calculating means for calculating the load current IL or the load voltage VL in response to the detection output of the smooth output detecting means,
Switching control means
Responsive to the output of the load calculation means, the switching element is controlled so that the calculated load current or load voltage is limited to the first value V01 or less in the initial period, and in the subsequent holding period, The switching element is duty-controlled so as to be a value V02 of 2.
本発明に従えば、図11〜図14に関連して後述されるように、電源からスイッチング素子および負荷を介して電力が供給されるループの途中に平滑回路が介在され、この平滑回路によって、スイッチング素子を介する出力が平滑されて負荷に与えられ、負荷検出手段は、この平滑出力を検出し、負荷演算手段は、検出された平滑出力から、前述の負荷電流ILまたは負荷電圧VLを演算して求める。こうして得られた演算結果である検出出力IL,VLがスイッチング制御手段に与えられ、スイッチング素子の前記初期の期間および保持期間のスイッチング動作が制御される。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIGS. 11 to 14, a smoothing circuit is interposed in the middle of a loop in which power is supplied from a power source via a switching element and a load. The output through the switching element is smoothed and applied to the load. The load detection means detects this smooth output, and the load calculation means calculates the load current IL or the load voltage VL from the detected smooth output. Ask. The detection outputs IL and VL, which are the calculation results obtained in this way, are given to the switching control means, and the switching operation of the switching element in the initial period and the holding period is controlled.
負荷検出手段は、負荷に流れる負荷電流または負荷に印加される負荷電圧を直接に検出する構成だけでなく、これらの負荷電流または負荷電圧を演算によって求める構成をも含む。   The load detection means includes not only a configuration for directly detecting a load current flowing through the load or a load voltage applied to the load, but also a configuration for obtaining these load currents or load voltages by calculation.
平滑回路は、スイッチング素子と負荷の一端子との間に介在されてもよく、または電源と負荷の他端子との間などに介在されてもよい。   The smoothing circuit may be interposed between the switching element and one terminal of the load, or may be interposed between the power source and the other terminal of the load.
また本発明は、電源と負荷との間に介在されるデューティ制御のためのスイッチング素子と、
負荷の動作環境を検出する動作環境検出手段と、
負荷電流または負荷電圧を検出する負荷検出手段と、
動作環境検出手段と負荷検出手段との各出力に応答し、スイッチング素子をデューティ制御し、負荷を駆動する初期の期間に、負荷電流または負荷電圧を大きな第1の値I01,V01以下に制限されるようにスイッチング制御し、その後の保持期間では、第1の値未満であって前記動作環境に適した負荷の動作状態を保持するために必要な値I04,V04以上の小さな第2の値I02,V02とするスイッチング制御手段とを含むことを特徴とする負荷制御装置である。
The present invention also provides a switching element for duty control interposed between a power source and a load,
An operating environment detecting means for detecting the operating environment of the load;
Load detection means for detecting load current or load voltage;
In response to the outputs of the operating environment detecting means and the load detecting means, the switching element is duty controlled, and the load current or the load voltage is limited to a large first value I01, V01 or less during the initial period of driving the load. In the subsequent holding period, the second value I02 which is less than the first value and smaller than the values I04 and V04 necessary for holding the operating state of the load suitable for the operating environment is maintained. , V02 and a switching control means.
また本発明は、スイッチング制御手段は、
動作環境検出手段の検出出力に応答し、第1の値に対応する第1基準信号を前記初期の期間に発生し、第2の値に対応する第2基準信号を、前記動作環境に基づいて前記初期の期間の後の保持期間に発生する基準信号発生手段と、
負荷検出手段の出力と基準信号発生手段からの第1および第2基準信号とに応答し、負荷電流または負荷電圧が、第1基準信号に対応した第1の値以下に制限されるようにスイッチングを制御し、第2基準信号に対応した第2の値となるようにスイッチング素子をデューティ制御するスイッチング素子駆動手段とを含むことを特徴とする。
In the present invention, the switching control means
Responsive to the detection output of the operating environment detection means, a first reference signal corresponding to a first value is generated in the initial period, and a second reference signal corresponding to a second value is generated based on the operating environment. A reference signal generating means for generating in a holding period after the initial period;
Responsive to the output of the load detecting means and the first and second reference signals from the reference signal generating means, switching is performed such that the load current or the load voltage is limited to a first value or less corresponding to the first reference signal. And switching element driving means for controlling the duty of the switching element so as to have a second value corresponding to the second reference signal.
また本発明は、負荷の動作によって予め定める動作を行なう動作手段と、
動作手段に設けられ、動作手段の動作環境を検出する補助検出手段と、
動作環境検出手段の故障を検出する故障検出手段とをさらに含み、
スイッチング制御手段は、
補助検出手段と故障検出手段との出力にも応答し、
動作環境検出手段の故障が検出されたとき、前記第2の値を、補助検出手段の出力に基づいて設定することを特徴とする。
The present invention also includes an operating means for performing a predetermined operation according to the operation of the load;
Auxiliary detection means provided in the operating means for detecting the operating environment of the operating means;
A failure detection means for detecting a failure of the operating environment detection means,
Switching control means
Responds to the outputs of the auxiliary detection means and the failure detection means,
The second value is set based on the output of the auxiliary detection means when a failure of the operating environment detection means is detected.
また本発明は、負荷は、電磁弁であり、
動作手段は、内燃機関であり、
動作環境検出手段および補助検出手段は、温度センサであることを特徴とする。
In the present invention, the load is a solenoid valve,
The operating means is an internal combustion engine;
The operating environment detection means and the auxiliary detection means are temperature sensors.
本発明に従えば、図15〜図20に関連して後述されるように負荷の動作環境を動作環境検出手段によって検出し、この動作環境検出手段は、たとえば負荷がソレノイドコイルを有する電磁弁などのソレノイド負荷である場合、そのソレノイドコイルの温度を検出する温度センサなどによって実現することができ、負荷駆動の初期の期間には負荷検出手段によって検出された負荷電流ILまたは負荷電圧VLが第1の値以下に制限されるようにスイッチング素子をスイッチング制御し、その後の保持期間では、負荷検出手段の検出出力IL,VLが、負荷の動作状態を保持するために必要な、たとえば最小限の電流値I04以上であって、前記動作環境に適した第2の値I02,V02となるようにスイッチング素子がスイッチング制御される。こうして動作環境がたとえば温度である場合、たとえば電磁弁のコイルが、その動作環境に適した状態、たとえば室温〜80℃の範囲に保たれるように第2の値が設定され、これによって負荷の発熱を抑制することができる。   According to the present invention, as will be described later with reference to FIGS. 15 to 20, the operating environment of the load is detected by the operating environment detecting means, and the operating environment detecting means is, for example, an electromagnetic valve having a solenoid coil as a load. The solenoid load can be realized by a temperature sensor that detects the temperature of the solenoid coil, and the load current IL or the load voltage VL detected by the load detection means is the first during the initial period of load driving. In the subsequent holding period, the detection outputs IL and VL of the load detection means require, for example, a minimum current required to hold the operating state of the load. The switching element is subjected to switching control so as to be the second value I02, V02 that is equal to or greater than the value I04 and suitable for the operating environment. . Thus, when the operating environment is, for example, temperature, the second value is set so that, for example, the coil of the solenoid valve is maintained in a state suitable for the operating environment, for example, in the range of room temperature to 80 ° C. Heat generation can be suppressed.
本発明に従えば、スイッチング制御手段は、基準信号発生手段を備え、第1の値I01,V01に対応する第1基準信号を発生するとともに、第2の値I02,V02に対応する第2基準信号を、前記動作環境、たとえば前述のように負荷の温度に基づいて発生する。これによってスイッチング素子駆動手段は、スイッチング素子を第1および第2基準信号によって、前記初期の期間W1および前記保持期間W2に、駆動制御する。   According to the present invention, the switching control means includes reference signal generating means for generating a first reference signal corresponding to the first values I01 and V01 and a second reference corresponding to the second values I02 and V02. A signal is generated based on the operating environment, eg, the temperature of the load as described above. As a result, the switching element driving means controls driving of the switching element in the initial period W1 and the holding period W2 by the first and second reference signals.
さらに本発明に従えば、たとえば車両に搭載された内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置に用いられる燃料供給のためのインジェクタである電磁弁を負荷とする。この負荷の動作によって動作手段であるたとえば内燃機関に燃料が供給されて、その内燃機関が動作する。動作手段に設けられる補助検出手段は、動作手段の動作環境を検出し、たとえば動作手段が内燃機関である場合、潤滑油の温度、燃焼用空気の吸気温度または液冷式内燃機関の冷却液の温度などを検出する温度センサによって実現される。故障検出手段は、動作環境検出手段、たとえば前述の電磁弁のソレノイドコイルの温度を検出する温度センサが故障したかどうかを検出する。スイッチング制御手段は、動作環境検出手段が故障したことが検出されたとき、スイッチング素子のデューティ制御で達成されるべき前記第2の値を、動作環境検出手段の出力に代えて、補助検出手段の出力によって設定する。こうして動作環境検出手段の故障時にも、負荷、したがって動作手段が、適切な動作環境で動作することができ、たとえばソレノイドコイルを含む電磁弁が過熱することを抑制することができる。   Furthermore, according to the present invention, for example, an electromagnetic valve that is an injector for supplying fuel used in a fuel injection device that supplies fuel to an internal combustion engine mounted on a vehicle is used as a load. By the operation of the load, fuel is supplied to, for example, an internal combustion engine that is an operation means, and the internal combustion engine operates. The auxiliary detection means provided in the operating means detects the operating environment of the operating means. For example, when the operating means is an internal combustion engine, the temperature of the lubricating oil, the intake air temperature of the combustion air, or the coolant of the liquid-cooled internal combustion engine This is realized by a temperature sensor that detects temperature and the like. The failure detection means detects whether the operating environment detection means, for example, a temperature sensor that detects the temperature of the solenoid coil of the above-described solenoid valve has failed. When it is detected that the operating environment detecting means has failed, the switching control means replaces the second value to be achieved by the duty control of the switching element with the output of the operating environment detecting means. Set by output. In this way, even when the operating environment detecting unit fails, the load, and thus the operating unit, can operate in an appropriate operating environment, and for example, it is possible to suppress overheating of the solenoid valve including the solenoid coil.
また本発明は、負荷に関して前記スイッチング素子と反対側で電源との間に介在される駆動制御用スイッチング素子と、
前記駆動制御用スイッチング素子を導通、遮断制御し、スイッチング制御手段を、その導通時、能動化し、その遮断時、不能動化する処理手段とを含むことを特徴とする。
The present invention also relates to a switching element for drive control interposed between the power source on the opposite side of the switching element with respect to the load,
The drive control switching element is controlled to be turned on and off, and the switching control means is activated when turned on and is disabled when cut off.
本発明に従えば、デューティ制御するたとえばハイサイドのスイッチング素子のほかに、たとえばローサイドの駆動制御用スイッチング素子を、負荷に関してデューティ制御用スイッチング素子とは反対側に設ける。負荷を駆動するとき、マイクロコンピュータなどによって実現される処理手段は、その駆動用制御用スイッチング素子を導通したままとする。   According to the present invention, in addition to the high-side switching element that performs duty control, for example, a low-side drive control switching element is provided on the opposite side of the duty control switching element with respect to the load. When driving the load, the processing means realized by a microcomputer or the like keeps the drive control switching element conductive.
負荷を駆動せず、電力を供給しないとき、駆動制御用スイッチング素子を遮断したままとする。こうして負荷を、その動作させないとき、電源から遮断することができる。処理手段は、デューティ制御用スイッチング素子のためのスイッチング制御手段を、負荷を動作させないとき、不能動化したままとする。   When the load is not driven and the power is not supplied, the drive control switching element is kept cut off. In this way, the load can be disconnected from the power source when not operating. The processing means keeps the switching control means for the duty control switching element disabled when the load is not operated.
本発明によれば、負荷の駆動の初期の期間W1には、負荷電流ILまたは負荷電圧VLが第1の値I01,V01以下に制限されるので、大きな負荷電流または負荷電圧を負荷に与えて負荷の応答速度を向上することができ、この初期の期間は、比較的短期間である。その後の保持期間W2には、小さな第2の値I02,V02である負荷電流または負荷電圧が負荷に与えられるので、負荷の発熱を抑制することができる。この保持期間には、負荷には前述の小さな第2の値I02,V02が与えられるので、スイッチング素子の発熱を抑制し、またスイッチング素子のデューティ制御によるノイズの発生を抑制することができる。しかも本発明によれば、前述の先行技術に関連して述べた大容量のコンデンサを必要とせず、構成の小形化を図ることができる。   According to the present invention, the load current IL or the load voltage VL is limited to the first values I01 and V01 or less during the initial period W1 of driving the load, so that a large load current or load voltage is applied to the load. The response speed of the load can be improved, and this initial period is relatively short. In the subsequent holding period W2, load current or load voltage having small second values I02 and V02 is applied to the load, so that heat generation of the load can be suppressed. During the holding period, the small second values I02 and V02 described above are given to the load, so that the heat generation of the switching element can be suppressed and the generation of noise due to the duty control of the switching element can be suppressed. Moreover, according to the present invention, the large-capacity capacitor described in relation to the above-described prior art is not required, and the configuration can be reduced in size.
本発明によれば、第1および第2基準信号によって前記初期の期間に負荷電流または負荷電圧が第1の値I01,V01以下に制限し、保持期間に、小さな第2の値I02,V02とすることができるようになる。この基準信号発生手段を、分圧回路を含んで実現し、さらにスイッチング素子駆動手段を、比較手段を含んで実現することによって、ノイズなどによって誤動作を生じない確実な負荷の駆動を行なうことができる。   According to the present invention, the load current or the load voltage is limited to the first values I01 and V01 or less in the initial period by the first and second reference signals, and the small second values I02 and V02 are set in the holding period. Will be able to. By realizing the reference signal generating means including the voltage dividing circuit and further realizing the switching element driving means including the comparing means, it is possible to drive the load reliably without causing malfunction due to noise or the like. .
本発明によれば、初期の期間に基準信号発生手段からの基準信号によって負荷検出手段の検出出力を第1の値以下に制限し、保持期間に、検出出力が第2の値I2となるようにスイッチング素子をデューティ制御し、こうして負荷の動作を確実に達成することができる。   According to the present invention, the detection output of the load detection means is limited to the first value or less by the reference signal from the reference signal generation means in the initial period, and the detection output becomes the second value I2 during the holding period. Thus, the duty of the switching element is controlled, and thus the operation of the load can be reliably achieved.
本発明によれば、負荷電流または負荷電圧は、平滑回路の出力によって演算して求めてもよい。これによって負荷にはスイッチング素子によってデューティ制御される負荷電流または負荷電圧が平滑化される。その平滑出力を用いて前述のように負荷電流または負荷電圧が演算されるので、電気回路素子の大きな増加を抑制し、構成の小形化を図ることができる。   According to the present invention, the load current or the load voltage may be obtained by calculation based on the output of the smoothing circuit. As a result, the load current or voltage that is duty-controlled by the switching element is smoothed in the load. Since the load current or load voltage is calculated using the smooth output as described above, a large increase in the electric circuit elements can be suppressed and the configuration can be downsized.
本発明によれば、負荷を駆動する初期の期間に、第1の値I01,V01以下の大きな負荷電流または負荷電圧が負荷に与えられることが許容される。その後の保持期間では、負荷の動作状態を保持するために必要な値I04以上、たとえば負荷が電磁弁である場合、その開状態または閉状態を保持するために最小限必要な負荷電流または負荷電圧の値I04以上であって、動作環境検出手段によって検出される動作環境が適切な値、たとえば前述のように室温〜80℃となるように第2の値I02,V02が定められる。負荷検出手段によって検出される検出出力IL,VLが、この第2の値となるように、スイッチング素子がデューティ制御される。したがって負荷の発熱を抑制して、発熱に起因した破壊を防ぐことができるとともに、第2の値は前述の第1の値に比べて小さく、この保持期間におけるスイッチング素子の発熱を抑制するとともに、ノイズの発生を抑制することができる。しかも本発明によれば、前述の先行技術のように、大容量のコンデンサを必要とせず、構成の小形化を図ることが容易である。   According to the present invention, a large load current or load voltage equal to or lower than the first values I01 and V01 is allowed to be given to the load during the initial period of driving the load. In the subsequent holding period, a load current or a load voltage that is minimum required to hold the open state or the closed state when the load is a solenoid valve, for example, when the load is a solenoid valve, is equal to or greater than the value I04. The second values I02 and V02 are determined so that the operating environment detected by the operating environment detecting means is an appropriate value, for example, room temperature to 80 ° C. as described above. The switching element is duty-controlled so that the detection outputs IL and VL detected by the load detection means have the second value. Therefore, it is possible to suppress the heat generation of the load and prevent breakage due to the heat generation, and the second value is smaller than the first value described above, while suppressing the heat generation of the switching element during this holding period, Generation of noise can be suppressed. Moreover, according to the present invention, unlike the prior art described above, a large-capacity capacitor is not required, and the configuration can be easily downsized.
スイッチング制御手段を基準信号発生手段と、その基準信号発生手段からの第1および第2基準信号によってスイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動手段とを含んで構成し、負荷の駆動制御を、確実に達成することができる。   The switching control means includes a reference signal generating means and a switching element driving means for driving the switching element by the first and second reference signals from the reference signal generating means, and the drive control of the load is reliably achieved. can do.
さらに本発明によれば、たとえば内燃機関の燃料噴射装置における燃料を供給するインジェクタなどの電磁ソレノイドを備える電磁弁などの負荷に備えられた温度センサなどの動作環境検出手段が故障しても、その内燃機関などの動作手段に関連して設けられている潤滑油の温度、燃焼用空気の吸気温度、または冷却液の温度などの内燃機関の動作環境を補助検出手段によって検出し、これによって動作環境検出手段の故障時にも、負荷および動作手段を確実に動作させることが可能になる。   Furthermore, according to the present invention, even if an operating environment detecting means such as a temperature sensor provided in a load such as an electromagnetic valve including an electromagnetic solenoid such as an injector for supplying fuel in a fuel injection device of an internal combustion engine fails, The operating environment of the internal combustion engine, such as the temperature of the lubricating oil, the intake air temperature of the combustion air, or the temperature of the coolant provided in connection with the operating means of the internal combustion engine or the like, is detected by the auxiliary detection means, thereby Even when the detection means fails, the load and the operation means can be reliably operated.
本発明によれば、デューティ制御用スイッチング素子だけでなく、駆動制御用スイッチング素子をさらに設け、負荷を駆動しないとき、電源の両端子から負荷を遮断し、さらにデューティ制御用スイッチング素子のためのスイッチング制御手段は、負荷を駆動しないとき不能動化し、負荷の誤動作を確実に防ぐことができる。   According to the present invention, not only the duty control switching element but also the drive control switching element is further provided. When the load is not driven, the load is cut off from both terminals of the power supply, and the switching for the duty control switching element is performed. The control means can be disabled when the load is not driven, and the malfunction of the load can be reliably prevented.
図1は、本発明の実施の一形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。この負荷制御装置21は、ソレノイドコイルを備える電磁弁22を含む。車両に搭載された内燃機関の燃料噴射装置(略称EFI)において、燃料を適切な量だけ供給するために、インジェクタの電磁弁22が励磁されて開閉制御される。バッテリなどの直流電源23からの直流電力は、その一端子からライン24を介して、ハイサイドのデューティ制御用スイッチング素子25および平滑回路26を経て、本件負荷制御装置21の両端子27,28間に接続された電磁弁22に供給され、さらにローサイドの駆動制御用スイッチング素子29は、負荷電流検出回路31の負荷電流検出用抵抗32を介して、電源23のたとえば接地された他端子に接続される。   FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of a load control device 21 according to an embodiment of the present invention. The load control device 21 includes an electromagnetic valve 22 having a solenoid coil. In a fuel injection device (abbreviated as EFI) of an internal combustion engine mounted on a vehicle, an electromagnetic valve 22 of an injector is excited and controlled to open and close in order to supply an appropriate amount of fuel. Direct current power from a direct current power source 23 such as a battery is connected to both terminals 27 and 28 of the load control device 21 via a line 24 from one terminal thereof via a high-side duty control switching element 25 and a smoothing circuit 26. The low-side drive control switching element 29 is connected to, for example, another grounded terminal of the power source 23 via the load current detection resistor 32 of the load current detection circuit 31. The
ライン24には、電磁弁22に流れる過大な電流を検出するための低抵抗値を有する過大電流検出用抵抗33が介在される。デューティ制御用スイッチング素子25および駆動制御用スイッチング素子29は、制御端子であるゲートを有する電界効果トランジスタ(略称FET)によって実現されるが、そのほかのトランジスタなどのスイッチング素子によって実現されてもよい。   An excessive current detection resistor 33 having a low resistance value for detecting an excessive current flowing through the electromagnetic valve 22 is interposed in the line 24. The duty control switching element 25 and the drive control switching element 29 are realized by a field effect transistor (abbreviated as FET) having a gate as a control terminal, but may be realized by a switching element such as another transistor.
負荷電流検出回路31は、前述の負荷電流検出用抵抗32と、この負荷電流検出用抵抗32に流れる負荷電流ILに対応する電圧が与えられるバッファ35とを含む。バッファ35は、ライン36に、負荷電流に対応する電圧VLのレベルを有する検出出力を導出する。   The load current detection circuit 31 includes the load current detection resistor 32 described above and a buffer 35 to which a voltage corresponding to the load current IL flowing through the load current detection resistor 32 is applied. The buffer 35 derives on line 36 a detection output having a level of voltage VL corresponding to the load current.
マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路37は、ライン38を介して、DC/DCコンバータなどによって実現される制御回路41の端子42および駆動制御用スイッチング素子29のゲートに、能動化信号を与える。駆動制御用スイッチング素子29は、このライン38を介する能動化信号に応答して導通する。   The processing circuit 37 realized by a microcomputer or the like gives an activation signal to the terminal 42 of the control circuit 41 and the gate of the drive control switching element 29 realized by a DC / DC converter or the like via a line 38. The drive control switching element 29 is turned on in response to the activation signal via the line 38.
制御回路41は、端子43からデューティ制御用スイッチング素子25のゲートに、ライン44を介して指示信号を与える。このデューティ制御用スイッチング素子25は、ライン44を介する指示信号に応答して、導通/遮断する。   The control circuit 41 gives an instruction signal from the terminal 43 to the gate of the duty control switching element 25 via the line 44. The duty control switching element 25 is turned on / off in response to an instruction signal via the line 44.
制御回路41はまた、過大電流検出用抵抗33の両端子が接続される端子45を有する。ライン24、したがって電磁弁22に過大な電流が流れて一対の端子45間の電圧が、予め定める値以上になったとき、制御回路41は後述のように端子43からライン44を介して指示信号を発生し、スイッチング素子25を遮断したままに保ち、安全を確保する。   The control circuit 41 also has a terminal 45 to which both terminals of the excessive current detection resistor 33 are connected. When an excessive current flows through the line 24 and therefore the solenoid valve 22 and the voltage between the pair of terminals 45 becomes a predetermined value or more, the control circuit 41 sends an instruction signal from the terminal 43 via the line 44 as will be described later. Is generated, and the switching element 25 is kept disconnected to ensure safety.
デューティ制御用スイッチング素子25の制御のために、基準信号発生回路47が設けられる。基準信号発生回路47は、分圧回路48と、この分圧回路48に関連して接続される分圧用スイッチング素子49とを含む。分圧用スイッチング素子49は、制御端子を有し、処理回路37からライン51を介する分圧制御信号によって導通/遮断される。分圧回路48は、電源23間に直列接続される複数の分圧抵抗51,52と、分圧抵抗52に並列に接続されるもう一つの分圧抵抗53とを有する。分圧用スイッチング素子49は、分圧抵抗53に直列に介在されて接続される。分圧回路48の分圧抵抗51,52との接続点55からは、分圧用スイッチング素子49の遮断時における第1基準信号と、その分圧用スイッチング素子49の導通時における第1基準信号が表す負荷電流の第1の値I01に対応する電圧VS1のレベルよりも低い負荷電流の第2の値I02に対応する電圧VS2のレベルを有する第2基準信号とが、導出される(I02<I01、VS2<VS1)。   A reference signal generation circuit 47 is provided to control the duty control switching element 25. The reference signal generation circuit 47 includes a voltage dividing circuit 48 and a voltage dividing switching element 49 connected in association with the voltage dividing circuit 48. The voltage dividing switching element 49 has a control terminal, and is turned on / off by a voltage dividing control signal from the processing circuit 37 via the line 51. The voltage dividing circuit 48 includes a plurality of voltage dividing resistors 51 and 52 connected in series between the power supplies 23, and another voltage dividing resistor 53 connected in parallel to the voltage dividing resistor 52. The voltage dividing switching element 49 is connected to the voltage dividing resistor 53 in series. From the connection point 55 of the voltage dividing circuit 48 with the voltage dividing resistors 51 and 52, the first reference signal when the voltage dividing switching element 49 is shut off and the first reference signal when the voltage dividing switching element 49 is turned on are represented. A second reference signal having a level of the voltage VS2 corresponding to the second value I02 of the load current lower than the level of the voltage VS1 corresponding to the first value I01 of the load current is derived (I02 <I01, VS2 <VS1).
スイッチング素子49の駆動制御のために、比較回路56が設けられる。比較回路56は、一対の入力端子58,59と、出力端子61とを有し、この出力端子61からライン62を介して制御回路41の端子63に、指示信号を与える。比較回路56において、一方の入力端子58には、負荷電流検出回路31からライン36を介する負荷電流ILの値に対応した電圧VSのレベルを有する検出出力が、抵抗64を介して入力される。もう一つの入力端子59には、分圧回路48の接続点55から、第1および第2基準信号が、抵抗65を介して与えられる。比較回路56は、一方の入力端子58に与えられる検出出力のレベルVL3が、他方の入力端子59に与えられる第1または第2基準信号のレベルVS1,VS2以上であるとき(VS1≦VL3またはVS2≦VL3)、出力端子61からライン62には、Hレベルの指示信号を導出し、検出出力のレベルVL3が第1または第2基準信号のレベルV01,V02未満であるとき(VS1>VS3、またはVS2>VS3)、出力端子61からライン62には、Lレベルの指示信号を導出する。   A comparison circuit 56 is provided for driving control of the switching element 49. The comparison circuit 56 has a pair of input terminals 58 and 59 and an output terminal 61, and gives an instruction signal from the output terminal 61 to the terminal 63 of the control circuit 41 via the line 62. In the comparison circuit 56, a detection output having a level of the voltage VS corresponding to the value of the load current IL via the line 36 is input to one input terminal 58 via the resistor 64. The other input terminal 59 is supplied with the first and second reference signals from the connection point 55 of the voltage dividing circuit 48 through the resistor 65. When the level VL3 of the detection output given to one input terminal 58 is equal to or higher than the levels VS1 and VS2 of the first or second reference signal given to the other input terminal 59 (VS1 ≦ VL3 or VS2), the comparison circuit 56 ≦ VL3) When an H level instruction signal is derived from the output terminal 61 to the line 62, and the detection output level VL3 is lower than the levels V01 and V02 of the first or second reference signal (VS1> VS3, or VS2> VS3), an L-level instruction signal is derived from the output terminal 61 to the line 62.
制御回路41は、端子63に与えられる指示信号に応答し、その指示信号がHレベルであるとき、端子43からライン44を介してデューティ制御用スイッチング素子25を遮断するスイッチング信号を発生し、指示信号がLレベルであるとき、デューティ制御用スイッチング素子25を導通するスイッチング信号を発生する。こうして制御回路41は、スイッチング信号発生手段として働く。比較回路56と制御回路41とは、スイッチング素子駆動手段を構成する。   The control circuit 41 responds to the instruction signal applied to the terminal 63, and when the instruction signal is at the H level, generates a switching signal for cutting off the duty control switching element 25 from the terminal 43 via the line 44. When the signal is at the L level, a switching signal for conducting the duty control switching element 25 is generated. Thus, the control circuit 41 functions as a switching signal generating unit. The comparison circuit 56 and the control circuit 41 constitute a switching element driving unit.
平滑回路26は、デューティ制御用スイッチング素子25に直列に接続されるコイルなどのインダクタンス素子66と、このインダクタンス素子66と電磁弁22との間に一端子が接続され、他端子が電源23の前記他端子に接続される平滑用コンデンサ67とを含み、さらにダイオード68とを含む。ダイオード68のアノードは、スイッチング素子25とインダクタンス素子66との間に接続され、カソードは、電源23の前記他端子に接続され、こうしてダイオード68は逆方向性結合される。   The smoothing circuit 26 has an inductance element 66 such as a coil connected in series to the duty control switching element 25, one terminal connected between the inductance element 66 and the electromagnetic valve 22, and the other terminal connected to the power source 23. A smoothing capacitor 67 connected to the other terminal, and a diode 68. The anode of the diode 68 is connected between the switching element 25 and the inductance element 66, and the cathode is connected to the other terminal of the power source 23. Thus, the diode 68 is reversely coupled.
図2は、図1に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。処理回路37は、ライン38に、図2(1)に示されるHレベルを有する能動化信号を、時刻t11〜t13にわたって導出し、これによって制御回路41が能動化されるとともに、駆動制御用スイッチング素子29が導通される。   FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the load control device 21 shown in FIG. The processing circuit 37 derives an activation signal having an H level shown in FIG. 2 (1) on the line 38 from time t11 to time t13, thereby activating the control circuit 41 and switching for driving control. Element 29 is conducted.
処理回路37はまた、ライン51に、図2(2)に示される分圧制御信号を導出する。この分圧制御信号は、時刻t11から予め定める初期の期間W1だけ経過した時刻t12でLレベルからHレベルとなり、時刻t12〜t13の保持期間W2が終了する時刻t13でLレベルに戻る波形を有する。これによって分圧用スイッチング素子49は、分圧制御信号がHレベルの時刻t12〜t13で導通したままとなり、時刻t12以前および時刻t13以降では、分圧制御信号がLレベルであって、分圧用スイッチング素子49は遮断したままである。このような分圧用スイッチング素子49の遮断および導通の動作に従って、比較回路56の前記他方入力端子59には、図2(3)に示されるように時刻t12以前で予め定める電圧レベルVS1を有する第1基準信号が導出され、時刻t12から時刻t13にわたって、第1基準信号のレベルVS1未満である電圧レベルVS2を有する第2基準信号が導出される。   The processing circuit 37 also derives a voltage dividing control signal shown in FIG. This voltage division control signal has a waveform that changes from L level to H level at time t12 when a predetermined initial period W1 has elapsed from time t11, and returns to L level at time t13 when the holding period W2 from time t12 to t13 ends. . As a result, the voltage dividing switching element 49 remains conductive from time t12 to t13 when the voltage dividing control signal is at the H level. Before time t12 and after time t13, the voltage dividing control signal is at the L level, and the voltage dividing switching signal 49 is switched. Element 49 remains blocked. In accordance with the operation of cutting off and conducting the voltage dividing switching element 49, the other input terminal 59 of the comparison circuit 56 has a voltage level VS1 having a predetermined voltage level VS1 before time t12 as shown in FIG. One reference signal is derived, and a second reference signal having a voltage level VS2 that is less than the level VS1 of the first reference signal is derived from time t12 to time t13.
ハイサイドのデューティ制御用スイッチング素子25は、能動化された制御回路41からのライン44を介するスイッチング信号に応答してデューティ制御される。その結果、出力端子27から電磁弁22に与えられる平滑された電圧は、図2(4)に示されるように時刻t11〜t12の初期の期間W1では、第1基準信号の電圧レベルVS1に対応した高い電圧の第1の値VL1となり、時刻t12〜t13の保持期間W2では、第1の値VL1未満の第2の値VL2とされ(VL2<VL1)、この第2の値VL2は、第2基準信号の電圧レベルVS2に対応する。駆動制御用スイッチング素子29は、処理回路37からライン38を介する能動化信号に応答し、図2(5)に示されるように時刻t11〜t13にわたって、導通したままに保たれる。   The high-side duty control switching element 25 is duty-controlled in response to a switching signal from the activated control circuit 41 via the line 44. As a result, the smoothed voltage applied from the output terminal 27 to the electromagnetic valve 22 corresponds to the voltage level VS1 of the first reference signal in the initial period W1 from time t11 to t12 as shown in FIG. 2 (4). The first value VL1 of the high voltage becomes the second value VL2 less than the first value VL1 (VL2 <VL1) in the holding period W2 from time t12 to t13, and the second value VL2 2 corresponds to the voltage level VS2 of the reference signal. The drive control switching element 29 is kept conductive from time t11 to t13 as shown in FIG. 2 (5) in response to the activation signal from the processing circuit 37 via the line 38.
電磁弁22に流れる負荷電流ILは、図2(6)に示されるように、初期の期間W1では、大きな突入電流の値I03を有し、第1基準信号の電圧レベルVS1、したがって平滑出力電圧VL1は、電磁弁22に流れる電流の上限値である第1の値I01に対応する。その後の保持期間W2では、予め定める第2の電流の値I02に保たれる(I02<I03)。時刻t12〜t13の保持期間W3における負荷電流ILが保持される第2の値I02は、負荷である電磁弁22の駆動された動作状態である、たとえば開状態を保持するために必要な最小限の値I04以上の小さな値に定められる。この第2の値I02に対応して、前述の電圧の第2の値VL2が定められる。前記値I04は、前述のように、初期の期間W1において第1の電流値I01で励磁されて閉状態から開状態に変化した後、その開状態を保持するために必要最小限の値であり、保持期間W2では、この値I04以上の第2の値I02に定められる(I01≧I03>I02≧I04)。   As shown in FIG. 2 (6), the load current IL flowing through the solenoid valve 22 has a large inrush current value I03 in the initial period W1, and the voltage level VS1 of the first reference signal, and hence the smooth output voltage. VL1 corresponds to the first value I01 which is the upper limit value of the current flowing through the electromagnetic valve 22. In the subsequent holding period W2, the predetermined second current value I02 is maintained (I02 <I03). The second value I02 in which the load current IL is held in the holding period W3 from time t12 to time t13 is the minimum operation necessary for holding the open state, for example, the operating state of the electromagnetic valve 22 that is the load. Is set to a small value equal to or greater than the value I04. Corresponding to the second value I02, the second value VL2 of the aforementioned voltage is determined. As described above, the value I04 is a minimum value necessary for maintaining the open state after being excited by the first current value I01 and changing from the closed state to the open state in the initial period W1. In the holding period W2, the second value I02 equal to or greater than the value I04 is set (I01 ≧ I03> I02 ≧ I04).
したがって初期の期間W1では、電磁弁22に、大きな第1の電圧値VL1が印加され、このとき負荷電流ILが、予め定める大きな第1の電流値I01以下に制限されるように、制御回路41は、デューティ制御用スイッチング素子25を制御する。この最初の期間W1を経過した時刻t12から時刻t13までの保持期間W2では、電磁弁22の負荷電流ILは、第1の電流値I01未満の予め定める第2の電流値I02に保たれる。第1の電流値I01は、電磁弁22がその大きな負荷電流によって破壊されない程度の値に定められ、たとえば前述の図2(6)のように電源投入時の突入電流I03を超える値に選ばれてもよく、またはその突入電流I03の最大値未満の値に定められてもよい。このように図2(4)に示される電磁弁22に与えられる負荷電圧VL1,VL2は、第1および第2の電流値I01,I02にそれぞれ対応し、図2(3)に示される第1および第2基準信号の各電圧VS1,VS2のレベルにそれぞれ対応する。   Accordingly, in the initial period W1, a large first voltage value VL1 is applied to the solenoid valve 22, and at this time, the load current IL is limited to a predetermined large first current value I01 or less, so that the control circuit 41 Controls the switching element 25 for duty control. In the holding period W2 from the time t12 to the time t13 when the first period W1 has elapsed, the load current IL of the electromagnetic valve 22 is maintained at a predetermined second current value I02 that is less than the first current value I01. The first current value I01 is set to a value that does not cause the electromagnetic valve 22 to be destroyed by the large load current, and is selected to exceed the inrush current I03 when the power is turned on, for example, as shown in FIG. Alternatively, it may be set to a value less than the maximum value of the inrush current I03. Thus, the load voltages VL1 and VL2 applied to the solenoid valve 22 shown in FIG. 2 (4) correspond to the first and second current values I01 and I02, respectively, and the first voltage shown in FIG. 2 (3). And corresponding to the levels of the voltages VS1 and VS2 of the second reference signal.
図3は、デューティ制御用スイッチング素子25のデューティ制御動作を説明するための波形図である。スイッチング素子25は、第1の期間W11だけ導通し、次の第2の期間W12では遮断し、このときデューティ比Dは、第1および第2の期間W11,W12の和をW13(=W11+W12)とするとき、D=W11/W13で表わされる。制御回路41は、この合計の期間W13を比較回路56の指示信号に従って変化し、期間W13は一定の値でなくてもよいが、本発明の実施の他の形態では、この合計の時間W13は、予め定める一定の値であってもよい。このデューティ比Dが制御回路41によって制御されて、電磁弁22に与えられる第1および第2の電圧値VL1,VL2が変化され、これによって第1および第2の電流値I01,I02がそれぞれ変化されて設定される。   FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the duty control operation of the duty control switching element 25. The switching element 25 is turned on only in the first period W11, and is cut off in the next second period W12. At this time, the duty ratio D is the sum of the first and second periods W11 and W12 as W13 (= W11 + W12). Is expressed by D = W11 / W13. The control circuit 41 changes the total period W13 according to the instruction signal of the comparison circuit 56, and the period W13 may not be a constant value. However, in another embodiment of the present invention, the total time W13 is It may be a predetermined value. The duty ratio D is controlled by the control circuit 41, and the first and second voltage values VL1 and VL2 applied to the electromagnetic valve 22 are changed, thereby changing the first and second current values I01 and I02, respectively. To be set.
図4は、処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。処理回路37は、図4に示されるステップa1〜a8を、短時間に繰返す。処理回路37は、ステップa1からステップa2に移り、負荷である電磁弁22を駆動すべき時刻t11になったことが判断されると、ステップa3で、ライン38に前述の図2(1)に示されるHレベルの能動化信号を導出する。ステップa4では、ライン51の分圧制御信号を図2(2)に示されるようにLレベルとして分圧用スイッチング素子49を遮断したままとする。ステップa5において時刻t11から予め定める初期の期間W1経過したかどうかが判断され、その初期の期間W1が経過した時刻t12に達すると、次のステップa6では、分圧制御信号を図2(2)のようにHレベルとし、分圧用スイッチング素子49を導通する。こうして前述のように初期の期間W1では、図2(3)に示される電圧VS1を有する第1基準信号が導出され、その後の保持期間W2では、第1基準信号の電圧VS1未満である電圧値VS2を有する第2基準信号が基準信号発生回路47から導出されて、前述のように比較回路56に与えられることになる。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 37. The processing circuit 37 repeats steps a1 to a8 shown in FIG. 4 in a short time. The processing circuit 37 moves from step a1 to step a2, and when it is determined that it is time t11 to drive the electromagnetic valve 22 as a load, in step a3, the line 38 is changed to the above-described FIG. 2 (1). The H level activation signal shown is derived. In step a4, the voltage dividing control signal of the line 51 is set to the L level as shown in FIG. 2B, and the voltage dividing switching element 49 is kept cut off. In step a5, it is determined whether or not a predetermined initial period W1 has elapsed from time t11. When time t12 at which the initial period W1 has elapsed is reached, in step a6, the partial pressure control signal is changed to FIG. In this way, the voltage dividing switching element 49 is turned on. Thus, as described above, in the initial period W1, the first reference signal having the voltage VS1 shown in FIG. 2 (3) is derived, and in the subsequent holding period W2, the voltage value that is less than the voltage VS1 of the first reference signal. The second reference signal having VS2 is derived from the reference signal generation circuit 47 and supplied to the comparison circuit 56 as described above.
負荷である電磁弁22が駆動されない時刻t11よりも前、および時刻t13よりも後では、ステップa2からステップa7に移り、ライン38の能動化信号をLレベルとする。これによって制御回路41は不能動化され、駆動制御用スイッチング素子29は遮断されたままである。ステップa6またはステップa7の後、ステップa8に移り、一連の動作を終了する。   Before time t11 when the electromagnetic valve 22 as the load is not driven and after time t13, the process proceeds from step a2 to step a7, and the activation signal on the line 38 is set to the L level. As a result, the control circuit 41 is disabled and the drive control switching element 29 remains cut off. After step a6 or step a7, the process proceeds to step a8, and the series of operations is completed.
図5は、制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。制御回路41は、図5に示されるステップb1〜b8の動作を短時間に繰返す。ステップb1からステップb2に移り、制御回路41が端子42でHレベルの能動化信号を受信したことを判断すると、次のステップb3では、端子45間の電圧、すなわち過大電流検出用抵抗33の両端電圧が、予め定める過大な電流ILLに対応した高い電圧VLL以上であるかが判断され、そうでなければ、次のステップb4に移る。予め定める過大電流ILLは、前述の第1の電流値I01を超える値であり(I01≦ILL)、このような過大な電流が電磁弁22に流れることによって、電磁弁22は焼損する恐れがある。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 41. The control circuit 41 repeats the operations of steps b1 to b8 shown in FIG. 5 in a short time. Moving from step b1 to step b2, when it is determined that the control circuit 41 has received an H level activation signal at the terminal 42, in the next step b3, the voltage across the terminal 45, that is, both ends of the overcurrent detection resistor 33 is detected. It is determined whether the voltage is equal to or higher than a high voltage VLL corresponding to a predetermined excessive current ILL. Otherwise, the process proceeds to the next step b4. The predetermined excessive current ILL is a value that exceeds the first current value I01 described above (I01 ≦ ILL), and the electromagnetic valve 22 may be burned when such excessive current flows through the electromagnetic valve 22. .
ステップb4では、端子63に与えられるライン62からの指示信号が、Hレベルであるかが判断される。Hレベルの指示信号は、電磁弁22に流れる負荷電流ILが、各期間W1またはW2における第1または第2基準信号の電圧VS1,VS2にそれぞれ対応する第1または第2の値I01,I02以上であるとき、前述のように比較回路56から得られる。   In step b4, it is determined whether the instruction signal from the line 62 applied to the terminal 63 is at the H level. The H level instruction signal is such that the load current IL flowing through the electromagnetic valve 22 is equal to or greater than the first or second value I01, I02 corresponding to the voltages VS1, VS2 of the first or second reference signal in each period W1 or W2, respectively. Is obtained from the comparison circuit 56 as described above.
図5のステップb5では、Lレベルの指示信号によって、デューティ制御用スイッチング素子25を、その指示信号がHレベルである期間にわたって導通する。   In step b5 in FIG. 5, the duty control switching element 25 is made conductive by the L level instruction signal over a period in which the instruction signal is at the H level.
ステップb4において、指示信号がHレベルであると判断されたとき、ステップb6に移る。ステップb6では、Hレベルの指示信号に応答してデューティ制御用スイッチング素子25を、そのLレベルの期間にわたって、遮断する。Lレベルの指示信号は、負荷電流ILに対応するライン36の検出電圧VSが、第1または第2基準信号の第1および第2電圧VS1,VS2以上であるとき、前述のように比較回路56から得られる。こうして制御回路41は、各期間W1,W2で、図5のステップb4,b5,b6の動作によって、デューティ制御が行われる。   When it is determined in step b4 that the instruction signal is at the H level, the process proceeds to step b6. In step b6, in response to the H level instruction signal, the duty control switching element 25 is cut off during the L level period. As described above, the L level instruction signal is compared with the comparison circuit 56 when the detection voltage VS of the line 36 corresponding to the load current IL is equal to or higher than the first and second voltages VS1 and VS2 of the first or second reference signal. Obtained from. In this manner, the control circuit 41 performs duty control by the operations of steps b4, b5, and b6 in FIG.
図5のステップb3において、制御回路41は、過大電流検出用抵抗33に、予め定める過大な電流値を超える電流が流れたことが判断されると、次のステップb8では、デューティ制御用スイッチング素子25を、その後、遮断したままに保持し、安全性を確保する。このような過大電流は、電磁弁22のソレノイドコイルの短絡などによって生じる。ステップb5,b6,b7の後、ステップb8に移り、一連の動作を終了する。   In step b3 of FIG. 5, when it is determined that a current exceeding a predetermined excessive current value has flowed through the excessive current detection resistor 33, the control circuit 41 performs a duty control switching element in the next step b8. Thereafter, 25 is held in a blocked state to ensure safety. Such an excessive current is caused by a short circuit of the solenoid coil of the solenoid valve 22 or the like. After steps b5, b6, and b7, the process proceeds to step b8, and a series of operations is completed.
図6は、本発明の実施の他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の図1〜図5の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、処理回路47がライン38に導出する能動化信号は、遅延回路71に与えられる。この遅延回路71は、前述の図2(1)に示される能動化信号に応答し、ライン51に図2(2)の分圧制御信号を導出する。分圧制御信号は、HレベルとLレベルとの間で変化し、たとえばこの実施の形態では、図2(2)に示されるように、その時刻t11から予め定める前述の初期の期間W1経過した時刻t12でLレベルからHレベルに立上がる。そのほかの構成と動作は、前述の実施の形態と同様である。図6に示される実施の形態では、処理回路37は、能動化信号をライン38に導出する構成を有し、分圧制御信号は発生しないので、処理回路37の演算処理動作を簡略化することができる。   FIG. 6 is an electric circuit diagram showing an overall configuration of a load control device 21 according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of FIGS. 1 to 5 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Of note, in this embodiment, the activation signal that processing circuit 47 derives on line 38 is provided to delay circuit 71. The delay circuit 71 derives the voltage dividing control signal shown in FIG. 2 (2) on the line 51 in response to the activation signal shown in FIG. The partial pressure control signal changes between the H level and the L level. For example, in this embodiment, as shown in FIG. 2 (2), the above-described initial period W1 elapses from the time t11. It rises from L level to H level at time t12. Other configurations and operations are the same as those of the above-described embodiment. In the embodiment shown in FIG. 6, the processing circuit 37 has a configuration for deriving the activation signal to the line 38, and no voltage division control signal is generated, so that the arithmetic processing operation of the processing circuit 37 is simplified. Can do.
図7は、本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。この負荷制御装置21は、前述の図1〜図6の実施の各形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、処理回路37は、ライン73から制御回路41の入力端子74に、期間信号を発生して与える。比較回路56の前記他方端子59には、分圧回路によって実現される基準信号発生回路47からの前記第2の値I02に対応する電圧VS2を有する基準信号を、抵抗65を介して与える。基準信号発生回路47は、電源23間に直列接続される複数の分圧抵抗51,52を有し、それらの接続点55から、前述の電圧VS2のレベルを有する基準信号を、導出する。   FIG. 7 is an electric circuit diagram showing an overall configuration of a load control device 21 according to still another embodiment of the present invention. This load control device 21 is similar to each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 6 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals. It should be noted that in this embodiment, the processing circuit 37 generates and supplies a period signal from the line 73 to the input terminal 74 of the control circuit 41. A reference signal having a voltage VS2 corresponding to the second value I02 from the reference signal generation circuit 47 realized by a voltage dividing circuit is supplied to the other terminal 59 of the comparison circuit 56 via a resistor 65. The reference signal generation circuit 47 has a plurality of voltage dividing resistors 51 and 52 connected in series between the power supplies 23, and derives a reference signal having the level of the voltage VS 2 from the connection point 55.
図8は、図7に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。図8(1)、図8(3)〜図8(5)は、前述の図2(1)、図2(4)〜図2(6)の各波形にそれぞれ対応する。処理回路37は、ライン38に、図8(1)に示されるHレベルを有する能動化信号を、時刻t11〜t13にわたって導出する。本発明の実施の形態では特に、処理回路37はまた、図8(2)に示される期間信号を、ライン73に導出して制御回路41の端子74に与える。この期間信号は、時刻t11から予め定める処理の期間W1だけ経過した時刻t12でLレベルからHレベルとなり、時刻t13でLレベルに戻る波形を有する。したがって期間信号は、時刻t11以降のLレベルであるとき、前記初期の期間W1を表し、Hレベルとなった時刻t12以降で、そのHレベルが持続される期間にわたって保持期間W1を表す。   FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the load control device 21 shown in FIG. FIGS. 8 (1) and 8 (3) to 8 (5) correspond to the waveforms of FIGS. 2 (1) and 2 (4) to 2 (6), respectively. The processing circuit 37 derives an activation signal having the H level shown in FIG. 8A on the line 38 from time t11 to time t13. Particularly in the embodiment of the present invention, the processing circuit 37 also derives the period signal shown in FIG. 8 (2) to the line 73 and gives it to the terminal 74 of the control circuit 41. This period signal has a waveform that changes from L level to H level at time t12 when a predetermined processing period W1 has elapsed from time t11, and returns to L level at time t13. Therefore, the period signal represents the initial period W1 when it is at the L level after the time t11, and represents the holding period W1 over the period in which the H level is sustained after the time t12 when the H level is reached.
図8(3)は、デューティ制御用スイッチング素子25のデューティ制御によって出力端子27から電磁弁22に与えられる平滑された電圧VL1の波形を示し、図8(4)は、駆動制御用スイッチング素子29が能動化信号に応答してスイッチング動作する状態を示す波形図であり、図8(5)は、電磁弁22に流れる負荷電流ILの波形を示す。デューティ制御用スイッチング素子25は、図8(6)に示される制御回路41からのスイッチング信号に応答し、導通/遮断の動作を行って、デューティ制御される。   FIG. 8 (3) shows the waveform of the smoothed voltage VL1 applied to the solenoid valve 22 from the output terminal 27 by the duty control of the duty control switching element 25, and FIG. 8 (4) shows the drive control switching element 29. Is a waveform diagram showing a state in which the switching operation is performed in response to the activation signal, and FIG. 8 (5) shows the waveform of the load current IL flowing through the electromagnetic valve 22. FIG. The duty control switching element 25 is duty controlled in response to a switching signal from the control circuit 41 shown in FIG.
図9は、図7の処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。処理回路37は、ステップc1からステップc2に移り、負荷である電磁弁22を駆動すべき時刻t11になったことが判断されると、ステップc3で、ライン38に前述の図8(1)に示されるHレベルの能動化信号を導出する。ステップc4において時刻t11から予め定める初期の期間W1が経過したかどうかが判断され、その初期の期間W1が経過した時刻t12に達すると、次のステップc5では、ライン73に図8(2)に示されるHレベルの期間信号を導出する。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 37 of FIG. When the processing circuit 37 moves from step c1 to step c2 and determines that the time t11 at which the electromagnetic valve 22 that is a load is to be driven is reached, the processing circuit 37 displays the line 38 in FIG. 8 (1) described above. The H level activation signal shown is derived. In step c4, it is determined whether or not a predetermined initial period W1 has elapsed from time t11. When time t12 at which the initial period W1 has elapsed is reached, the next step c5 shows line 73 in FIG. 8 (2). The H level period signal shown is derived.
負荷である電磁弁22が駆動されない時刻t11よりも前、および時刻t13よりも後では、ステップc2からステップc6に移り、ライン38の能動化信号をLレベルとするとともに、ステップc7では、ライン73の期間信号をLレベルとする。   Before time t11 when the electromagnetic valve 22 as a load is not driven and after time t13, the process proceeds from step c2 to step c6, the activation signal of the line 38 is set to L level, and in step c7, the line 73 The period signal is set to L level.
図10は、図7の制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。ステップd1からステップd2に移り、制御回路41が端子42でHレベルの能動化信号を受信したことを判断すると、次のステップd3では、端子45間の電圧が、予め定める過大な電流ILLに対応した高い電圧VLL以上であるかが判断され、そうでなければ、次のステップd4に移る。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 41 of FIG. Moving from step d1 to step d2, when the control circuit 41 determines that an H level activation signal has been received at the terminal 42, in the next step d3, the voltage across the terminal 45 corresponds to a predetermined excessive current ILL. It is determined whether the voltage is equal to or higher than the high voltage VLL. If not, the process proceeds to the next step d4.
ステップd4では、端子63に与えられるライン62からの指示信号が、Hレベルであるかが判断され、その指示信号が初期の期間W1でLレベルであれば、次のステップd5では、前記第1の値I01に対応して制御回路41のメモリに予めストアされている第1の基準信号の電圧レベルVS1を設定する。ステップd6では、デューティ制御用スイッチング素子25を導通する。ステップd7では、たとえば過大電流検出用抵抗33の両端子が接続される端子45の電圧によって、負荷電流ILを検出する。ステップd8では、負荷電流ILが、第1の値IL0以下に制限されるように、デューティ制御用スイッチング素子25がスイッチング制御される。すなわち負荷電流ILは、第1の値I01以下(IL≦I01)となるように、デューティ制御用スイッチング素子25が、時刻t11〜t12の初期の期間W1においてデューティ制御されることになる。こうして初期の期間W1では、負荷電流ILは、第1の値I01以下となるように制限される。   In step d4, it is determined whether or not the instruction signal from the line 62 applied to the terminal 63 is at the H level. If the instruction signal is at the L level in the initial period W1, in the next step d5, the first signal is output. The voltage level VS1 of the first reference signal stored in advance in the memory of the control circuit 41 is set corresponding to the value I01. In step d6, the duty control switching element 25 is turned on. In step d7, for example, the load current IL is detected by the voltage at the terminal 45 to which both terminals of the excessive current detection resistor 33 are connected. In step d8, the duty control switching element 25 is subjected to switching control so that the load current IL is limited to the first value IL0 or less. That is, the duty control switching element 25 is duty-controlled in the initial period W1 from time t11 to t12 so that the load current IL is equal to or less than the first value I01 (IL ≦ I01). Thus, in the initial period W1, the load current IL is limited to be equal to or less than the first value I01.
ステップd10において期間信号が時刻t12でHレベルになったかが判断され、そうであれば、保持期間W2のためにステップd11では、指示信号のレベルがHか否かが判断される。すなわち負荷電流ILに対応するライン36を介する比較回路56の一方入力端子58に与えられる検出出力VSが、基準信号発生回路47から他方入力端子59に与えられる電圧VS1以上であって、出力端子61からの指示信号がHレベルであるか、またはその検出出力のレベルVSが基準信号のレベルVS1未満であって、Lレベルの指示信号が与えられたかが判断される。ステップd13では、指示信号がHレベルであれば、デューティ制御用スイッチング素子25を遮断し、指示信号がLレベルであれば、ステップd12では、スイッチング素子25を導通するスイッチング信号を発生して出力端子43からデューティ制御用スイッチング素子25のゲートにライン44を介して与える。こうしてステップd11〜d13では、負荷電流ILが、前記第2の値I02と等しくなるように(IL=I02)、デューティ制御用スイッチング素子25がデューティ制御される。したがって保持期間W2では、負荷電流ILは、前記第1の値I01未満の小さい第2の値I02に保たれる。図7〜図10に示される本発明の実施の一形態のそのほかの構成と動作は、前述の図1〜図6に示される本発明の実施の各形態と同様である。   In step d10, it is determined whether the period signal has become H level at time t12. If so, in step d11, it is determined whether the level of the instruction signal is H for the holding period W2. That is, the detection output VS given to one input terminal 58 of the comparison circuit 56 via the line 36 corresponding to the load current IL is equal to or higher than the voltage VS1 given from the reference signal generation circuit 47 to the other input terminal 59, and the output terminal 61 It is determined whether the instruction signal from H is an H level or whether the detection output level VS is lower than the reference signal level VS1 and an L level instruction signal is applied. In step d13, if the instruction signal is at the H level, the duty control switching element 25 is cut off. If the instruction signal is in the L level, in step d12, a switching signal for conducting the switching element 25 is generated and output terminal. 43 through the line 44 to the gate of the duty control switching element 25. Thus, in steps d11 to d13, the duty control switching element 25 is duty-controlled so that the load current IL becomes equal to the second value I02 (IL = I02). Therefore, in the holding period W2, the load current IL is held at a small second value I02 that is less than the first value I01. Other configurations and operations of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 7 to 10 are the same as those of the embodiments of the present invention shown in FIGS.
図11は、本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の図1〜図10に示される本発明の実施の各形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、平滑回路26の出力は、ライン76を介して制御回路41の検出用入力端子77に与えられ、これによって制御回路41では、平滑回路26の出力である電圧V26が検出される。平滑回路26の検出されるべき出力は、本発明の実施の他の形態では、電圧の代りに電流であってもよい。   FIG. 11 is an electric circuit diagram showing an overall configuration of a load control device 21 according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to each of the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 10 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals. It should be noted that in this embodiment, the output of the smoothing circuit 26 is supplied to the detection input terminal 77 of the control circuit 41 via the line 76, whereby the control circuit 41 outputs the voltage that is the output of the smoothing circuit 26. V26 is detected. The output to be detected of the smoothing circuit 26 may be a current instead of a voltage in other embodiments of the present invention.
この平滑回路26の出力電圧V26は、この実施の形態では、負荷制御装置21の端子27における電源23の前記他端子である接地電位との間の電圧である。   In this embodiment, the output voltage V26 of the smoothing circuit 26 is a voltage between the terminal 27 of the load control device 21 and the ground potential that is the other terminal of the power supply 23.
負荷制御装置21のもう1つの端子28と電源23の前記他端子との間の電圧V29、すなわち駆動制御用スイッチング素子29の電圧降下は、電圧検出回路78によって検出される。この検出電圧V29は、ライン79から制御回路41の電圧検出用入力端子81に与えられる。   A voltage V 29 between the other terminal 28 of the load control device 21 and the other terminal of the power source 23, that is, a voltage drop of the drive control switching element 29 is detected by a voltage detection circuit 78. This detection voltage V29 is applied from the line 79 to the voltage detection input terminal 81 of the control circuit 41.
図12は、図11に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。図12(1)〜図12(5)は、前述の図8(1)、図8(3)〜図8(6)にそれぞれ対応する。処理回路37は、ライン38に、図12(1)に示されるHレベルを有する能動化信号を導出して、制御回路41を能動化するとともに、駆動制御用スイッチング素子29を導通する。デューティ制御用スイッチング素子25のデューティ制御によって、電磁弁22に端子27から与えられる平滑電圧は、図12(2)に示されるように、時刻t11〜t12の初期の期間W1では高い予め定める電圧の値VL1となり、残りの時刻t12〜t13の保持期間W2では、予め定める第2の値VL2とされる。駆動制御用スイッチング素子29は、前述のように処理回路37からライン38を介する能動化信号によって、図12(3)に示されるように、時刻t11〜t13にわたって、導通したままに保たれる。第1および第2の値VL1,VL2は、制御回路41に設けられるメモリにストアされて設定される。   FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the operation of the load control device 21 shown in FIG. FIGS. 12 (1) to 12 (5) correspond to FIGS. 8 (1) and 8 (3) to 8 (6), respectively. The processing circuit 37 derives an activation signal having an H level shown in FIG. 12A on the line 38, activates the control circuit 41, and conducts the drive control switching element 29. The smoothing voltage applied from the terminal 27 to the solenoid valve 22 by the duty control of the duty control switching element 25 is a high predetermined voltage in the initial period W1 from time t11 to t12, as shown in FIG. The value becomes VL1, and is set to a predetermined second value VL2 in the holding period W2 of the remaining times t12 to t13. The drive control switching element 29 is kept conductive from time t11 to t13 as shown in FIG. 12 (3) by the activation signal from the processing circuit 37 via the line 38 as described above. The first and second values VL1 and VL2 are stored and set in a memory provided in the control circuit 41.
電磁弁22に流れる負荷電流ILは、図12(4)に示されるように、初期の期間W1では、第1の値I01以下の大きな突入電流の値I03を有し、その後の保持期間W2では、予め定める第2の電流の値IL2に保たれる。デューティ制御用スイッチング素子25は、図12(5)に示されるようにスイッチング制御されてデューティ制御される。これによって平滑回路26の出力電圧VL2は、図12(6)に示されるように、初期の期間W1では、第1の値VLとされ、保持期間W2では、第2の値VL2に保たれる。初期の期間W1では、電磁弁22に与えられる電圧が第1の値VL1に制限されることによって、その電磁弁22に過大な高い電圧が与えられて電磁弁22が破壊されることを防ぎ、したがって電磁弁22には、破壊に至る過大な突入電流が流れることが防がれる。   As shown in FIG. 12 (4), the load current IL flowing through the solenoid valve 22 has a large inrush current value I03 equal to or less than the first value I01 in the initial period W1, and in the subsequent holding period W2. , The predetermined second current value IL2 is maintained. The duty control switching element 25 is subjected to switching control and duty control as shown in FIG. As a result, the output voltage VL2 of the smoothing circuit 26 is set to the first value VL in the initial period W1 and maintained to the second value VL2 in the holding period W2, as shown in FIG. 12 (6). . In the initial period W1, the voltage applied to the solenoid valve 22 is limited to the first value VL1, thereby preventing an excessively high voltage from being applied to the solenoid valve 22 to destroy the solenoid valve 22. Accordingly, it is possible to prevent an excessive inrush current from flowing to the solenoid valve 22 from flowing.
電圧検出回路78は、駆動制御用スイッチング素子29の両端電圧V29を検出し、図12(7)に示される。こうして電磁弁22の両端子間に印加される負荷電圧VLは、
VL=V26−V29 …(1)
で表わされる。
The voltage detection circuit 78 detects the voltage V29 across the drive control switching element 29 and is shown in FIG. Thus, the load voltage VL applied between both terminals of the solenoid valve 22 is
VL = V26−V29 (1)
It is represented by
図13は、図11に示される負荷制御装置21における処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。図13のステップe1〜e4は、前述の図9のステップc1〜c3,c6にそれぞれ対応する。処理回路37は、ステップe1からe2に移り、電磁弁22を駆動すべき時刻t11になったことが判断されると、ステップe3で、ライン38に前述の図12(1)に示されるHレベルの駆動信号を導出する。電磁弁22が駆動されない時刻t11よりも前、および時刻t13よりも後では、ステップe2からステップe4に移り、ライン38の能動化信号をLレベルとする。   FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 37 in the load control device 21 shown in FIG. Steps e1 to e4 in FIG. 13 correspond to steps c1 to c3 and c6 in FIG. 9 described above, respectively. The processing circuit 37 moves from step e1 to e2, and when it is determined that the time t11 at which the solenoid valve 22 should be driven is reached, in step e3, the line 38 shows the H level shown in FIG. The driving signal is derived. Before time t11 when the solenoid valve 22 is not driven and after time t13, the process proceeds from step e2 to step e4, and the activation signal on the line 38 is set to the L level.
図14は、図11に示される制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。ステップf1からf2に移り、制御回路41が端子42でHレベルの能動化信号を受信したことを判断すると、次のステップf3では、電磁弁22に過大な電流が流れたかどうかが、前述の図10のステップd3と同様にして判断され、そうでなければ、ステップf4に移る。   FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 41 shown in FIG. Moving from step f1 to f2, when the control circuit 41 determines that the H level activation signal has been received at the terminal 42, in the next step f3, it is determined whether or not an excessive current has flown through the solenoid valve 22. The determination is made in the same manner as in Step d3 in Step 10, and if not, the process proceeds to Step f4.
ステップf4では、デューティ制御用スイッチング素子25を導通し、これによってステップf5では、電圧検出回路78による電圧V29が検出されて制御回路41の端子81に入力される。次のステップf6では、平滑回路76の出力電圧V26を検出する。これによってステップf7では、電磁弁22に与えられる負荷電圧VLを、前述の式(1)に従って演算して求める。   In step f4, the duty control switching element 25 is turned on, whereby the voltage V29 by the voltage detection circuit 78 is detected and input to the terminal 81 of the control circuit 41 in step f5. In the next step f6, the output voltage V26 of the smoothing circuit 76 is detected. As a result, in step f7, the load voltage VL applied to the electromagnetic valve 22 is obtained by calculation according to the aforementioned equation (1).
ステップf8では、制御回路41は、予め定める第1の電圧の値V01を設定し、この第1の値V01に対応する第1基準信号を発生する。ステップf9では、この第1基準信号に応答し、前述のステップf7で演算して求めた負荷電圧VLが、第1の値V01以下となるように(VL≦V01)、換言するとV26≦V01+V29となるように、デューティ制御用スイッチング素子25をデューティ制御する。こうして初期の期間W1では、負荷電圧VLが、第1の値V01以下(VL≦V01)となるように制限されることになる。   In step f8, the control circuit 41 sets a predetermined first voltage value V01, and generates a first reference signal corresponding to the first value V01. In step f9, in response to the first reference signal, the load voltage VL calculated by the aforementioned step f7 is set to be equal to or lower than the first value V01 (VL ≦ V01), in other words, V26 ≦ V01 + V29. Thus, the duty control switching element 25 is duty-controlled. Thus, in the initial period W1, the load voltage VL is limited to be equal to or lower than the first value V01 (VL ≦ V01).
ステップf10において初期の期間W1が経過したかどうかが判断され、その初期の期間W1が経過した時刻t12に達すると、次のステップf11では、保持期間W2のための第2の電圧の値V02を設定し、この第2の値V02に対応する第2基準信号を発生する。ステップf12では、電圧検出回路78によって検出された電圧V29が制御回路41に与えられ、次のステップf13では、平滑回路26の平滑出力電圧V26が与えられて検出される。ステップf14では、前述のステップf7と同様に、電磁弁22に与えられる負荷電圧VLが、式(1)に従って演算して求められる。こうしてステップf15では、負荷電圧VLが、第2の値V02となるように、すなわちV26=V02+V29となるように、保持期間W2においてデューティ制御用スイッチング素子25がデューティ制御される。   In step f10, it is determined whether or not the initial period W1 has elapsed. When the time t12 when the initial period W1 has elapsed is reached, in the next step f11, the second voltage value V02 for the holding period W2 is set. Set and generate a second reference signal corresponding to this second value V02. In step f12, the voltage V29 detected by the voltage detection circuit 78 is applied to the control circuit 41. In the next step f13, the smoothed output voltage V26 of the smoothing circuit 26 is applied and detected. In step f14, as in step f7 described above, the load voltage VL applied to the electromagnetic valve 22 is obtained by calculation according to equation (1). Thus, at step f15, the duty control switching element 25 is duty-controlled in the holding period W2 so that the load voltage VL becomes the second value V02, that is, V26 = V02 + V29.
ステップf3で、端子45間の電圧が予め定める過大な電流ILLに対応した高い電圧VLL以上であることが判断されたとき、ステップf16に移る。このステップf16では、デューティ制御用スイッチング素子25を遮断したままに保ち、安全を確保する。   When it is determined in step f3 that the voltage between the terminals 45 is equal to or higher than the high voltage VLL corresponding to the predetermined excessive current ILL, the process proceeds to step f16. In step f16, the duty control switching element 25 is kept cut off to ensure safety.
電圧検出回路78によって検出される駆動制御用スイッチング素子29の両端電圧V29は、小さい値である。したがって本発明の実施の他の形態では、この電圧検出回路78が省略され、前述の電圧V29を予め定める値、たとえば零、または零を超える2〜3Vの値などに、固定的に設定されてもよく、これによって構成の簡素化を図ることができる。この実施の形態では、前述のように電圧検出回路78が省略されるとともに、制御回路41の端子81が省略され、さらに電圧V29を零を超える固定値に設定する構成では図14のステップf5,f12が省略され、V29を無視して零とする構成では、ステップf7,f14もまた省略される。   The voltage V29 across the drive control switching element 29 detected by the voltage detection circuit 78 is a small value. Therefore, in another embodiment of the present invention, the voltage detection circuit 78 is omitted, and the voltage V29 is fixedly set to a predetermined value, for example, zero or a value of 2-3V exceeding zero. As a result, the configuration can be simplified. In this embodiment, as described above, the voltage detection circuit 78 is omitted, the terminal 81 of the control circuit 41 is omitted, and the voltage V29 is set to a fixed value exceeding zero. In the configuration in which f12 is omitted and V29 is ignored and zeroed, steps f7 and f14 are also omitted.
図15は、本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の図1〜図14の実施の各形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、電磁弁22のソレノイドコイルの温度を検出する温度センサ83が設けられる。温度センサ83は、半導体素子から成るサーミスタなどによって実現されてもよい。   FIG. 15 is an electric circuit diagram showing an overall configuration of a load control device 21 according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 14 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals. It should be noted that in this embodiment, a temperature sensor 83 for detecting the temperature of the solenoid coil of the solenoid valve 22 is provided. The temperature sensor 83 may be realized by a thermistor made of a semiconductor element.
図16は、温度センサ83の温度特性を示すグラフである。検出される負荷の温度の上昇に伴って、その温度に対応した電気抵抗が、たとえば1次直線などの関数に従って高くなるように変化する。電磁弁22のソレノイドコイルの平常時の動作温度は、たとえば室温〜80℃の範囲であり、この動作温度の範囲を超える異常な高温度では、電磁弁22が熱によって破損する。この実施の形態では、電磁弁22の負荷であるソレノイドコイルの異常な高温度に達しないように、制御回路41はデューティ制御用スイッチング素子25をデューティ制御する。   FIG. 16 is a graph showing temperature characteristics of the temperature sensor 83. As the detected temperature of the load increases, the electrical resistance corresponding to the temperature changes so as to increase according to a function such as a linear line. The normal operating temperature of the solenoid coil of the electromagnetic valve 22 is, for example, in the range of room temperature to 80 ° C., and at an abnormally high temperature exceeding this operating temperature range, the electromagnetic valve 22 is damaged by heat. In this embodiment, the control circuit 41 controls the duty control switching element 25 so as not to reach an abnormally high temperature of the solenoid coil that is a load of the electromagnetic valve 22.
再び図15を参照して、温度センサ83のアナログ出力は、負荷制御装置21の端子84からアナログ/デジタル変換器85に与えられてデジタル値に変換され、ライン86から制御回路41の入力端子87に入力される。   Referring to FIG. 15 again, the analog output of the temperature sensor 83 is supplied from the terminal 84 of the load control device 21 to the analog / digital converter 85 and converted into a digital value, and is converted from the line 86 to the input terminal 87 of the control circuit 41. Is input.
図17は、制御回路41の動作を説明するための図である。温度センサ83によって検出される温度に対応した電気抵抗Rが高くなるにつれて、保持期間W2で電磁弁22に印加されるべき第2の電圧の値V02が低下するように、設定される。電磁弁22のソレノイドコイルは、温度上昇に伴って電気抵抗が低下する特性を有する。したがってソレノイドコイルに流れる電流に対応した電磁力を一定に保つために、第2の電圧の値V02が、前述のように、制御回路41によって、温度上昇に伴い、低下される。   FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the control circuit 41. As the electrical resistance R corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 83 increases, the second voltage value V02 to be applied to the electromagnetic valve 22 is set to decrease during the holding period W2. The solenoid coil of the solenoid valve 22 has a characteristic that the electrical resistance decreases as the temperature rises. Therefore, in order to keep the electromagnetic force corresponding to the current flowing through the solenoid coil constant, the value V02 of the second voltage is lowered by the control circuit 41 as the temperature rises as described above.
電磁弁22は、前述のように車両に搭載された内燃機関88に燃料を供給する燃料噴射装置に用いられる燃料供給のためのインジェクタである。この電磁弁22の燃料供給動作によって、内燃機関88に燃料が供給されて、その内燃機関88が動作し、車両の走行のための動力が出力される。この内燃機関88には、補助検出手段であるもう1つの温度センサ89が設けられる。この温度センサ89は、前述の温度センサ83と同様な構成を有し、内燃機関88の潤滑油の温度、燃焼用空気の吸気温度を検出する構成であってもよく、または内燃機関88が冷却液によって冷却される液冷式内燃機関である場合、その冷却液の温度を検出する構成であってもよく、内燃機関88のそのほかの動作時の温度を検出する構成であってもよい。   The electromagnetic valve 22 is an injector for fuel supply used in the fuel injection device that supplies fuel to the internal combustion engine 88 mounted on the vehicle as described above. By this fuel supply operation of the electromagnetic valve 22, fuel is supplied to the internal combustion engine 88, the internal combustion engine 88 is operated, and power for driving the vehicle is output. The internal combustion engine 88 is provided with another temperature sensor 89 serving as auxiliary detection means. This temperature sensor 89 has the same configuration as the temperature sensor 83 described above, and may be configured to detect the temperature of the lubricating oil of the internal combustion engine 88 and the intake air temperature of the combustion air, or the internal combustion engine 88 may be cooled. In the case of a liquid-cooled internal combustion engine that is cooled by liquid, the temperature of the coolant may be detected, or the temperature of other operations of the internal combustion engine 88 may be detected.
温度センサ89は、電磁弁22のソレノイドコイルの温度上昇に伴って、温度が上昇する内燃機関88の部分に装着されることが好ましく、たとえば電磁弁22の温度上昇によってその電磁弁の付近を通過する燃焼用空気の吸気温度が上昇し、このような吸気温度を温度センサ89によって検出するように構成してもよい。   The temperature sensor 89 is preferably attached to the portion of the internal combustion engine 88 where the temperature rises as the temperature of the solenoid coil of the solenoid valve 22 rises. For example, the temperature sensor 89 passes through the vicinity of the solenoid valve when the temperature of the solenoid valve 22 rises. The intake air temperature of the combustion air that rises may rise, and such an intake air temperature may be detected by the temperature sensor 89.
温度センサ89は内燃機関88の運転のために本来設けられているものであってもよく、たとえば吸気温度の検出のために設けられ、この吸気温度に依存した燃料噴射量を演算して決定し、電磁弁22の開弁時間を求めるために設けられ、このような内燃機関88に本来設けられている不可欠の温度センサ89の出力を、制御回路41に入力して使用するようにしてもよい。温度センサ83,89のほかに、そのほかの構成によって負荷の動作環境を検出する動作環境検出手段が用いられてもよい。   The temperature sensor 89 may be originally provided for the operation of the internal combustion engine 88. For example, the temperature sensor 89 is provided for detecting the intake air temperature, and is determined by calculating the fuel injection amount depending on the intake air temperature. The output of the indispensable temperature sensor 89 originally provided in the internal combustion engine 88 may be input to the control circuit 41 and used for obtaining the valve opening time of the electromagnetic valve 22. . In addition to the temperature sensors 83 and 89, operating environment detecting means for detecting the operating environment of the load may be used by using other configurations.
温度センサ89からの出力は、負荷制御装置21の端子91からアナログ/デジタル変換器92に与えられてデジタル信号に変換され、ライン93を介して制御回路41の入力端子94に入力される。前述の温度センサ83は動作環境検出手段として働き、内燃機関88は動作手段であり、もう1つの温度センサ89は補助検出手段として働く。温度センサ83の故障が制御回路41において検出されたとき、もう1つの温度センサ89によって検出される温度、したがってその温度センサ89の電気抵抗Rに従って、たとえば図17と同様に、第2の電圧の値V02が制御回路41によって設定される。   The output from the temperature sensor 89 is supplied from the terminal 91 of the load control device 21 to the analog / digital converter 92 and converted into a digital signal, and is input to the input terminal 94 of the control circuit 41 via the line 93. The temperature sensor 83 described above serves as an operating environment detection unit, the internal combustion engine 88 serves as an operation unit, and the other temperature sensor 89 serves as an auxiliary detection unit. When a failure of the temperature sensor 83 is detected in the control circuit 41, according to the temperature detected by the other temperature sensor 89, and thus the electric resistance R of the temperature sensor 89, for example, as in FIG. The value V02 is set by the control circuit 41.
図18は、図15に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。図18(1)〜図18(4)は、前述の図12(1)〜図12(4)にそれぞれ対応する。処理回路37は、時刻t11〜t13にわたって、Hレベルを有する能動化信号を、図18(1)に示されるように導出する。デューティ制御用スイッチング素子25のデューティ制御によって、出力端子27から電磁弁22に与えられる平滑電圧は、図18(2)に示されるように時刻t11〜t12の初期の期間W1では高い電圧の値VL1となり、時刻t12〜t13の保持期間W2では、第2の値VL2とされる。駆動制御用スイッチング素子29は、前述の能動化信号によって、図18(3)に示されるように時刻t11〜t13にわたって、導通したままに保たれる。電磁弁22に流れる負荷電流ILは、図18(4)に示されるように、初期の期間W1では、第1の値I01以下に制限された大きな突入電流の値I03を有し、その後の保持期間W2では、前述の予め定める第2の電圧の値V02に対応した電流の値IL2に保たれる。   18 is a waveform diagram for explaining the operation of the load control device 21 shown in FIG. FIGS. 18 (1) to 18 (4) correspond to FIGS. 12 (1) to 12 (4), respectively. The processing circuit 37 derives an activation signal having an H level over time t11 to t13 as shown in FIG. The smoothing voltage applied from the output terminal 27 to the solenoid valve 22 by the duty control of the duty control switching element 25 is a high voltage value VL1 in the initial period W1 from time t11 to t12 as shown in FIG. 18 (2). Thus, in the holding period W2 from time t12 to time t13, the second value VL2 is set. The drive control switching element 29 is maintained in the conductive state from time t11 to time t13 as shown in FIG. 18 (3) by the above-described activation signal. As shown in FIG. 18 (4), the load current IL flowing through the solenoid valve 22 has a large inrush current value I03 that is limited to the first value I01 or less in the initial period W1, and is held thereafter. In the period W2, the current value IL2 corresponding to the aforementioned predetermined second voltage value V02 is maintained.
図19は、図15の処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。図19のステップg1〜g5は、前述の図13のステップe1〜e5に対応する。処理回路37は、ステップg2において電磁弁22を駆動すべき時刻t11〜t13が判断されると、次のステップg3でライン38にHレベルの能動化信号を導出し、それ以外の時刻t11よりも前、および時刻t13よりも後では、ステップg4でライン38の能動化信号をLレベルとする。   FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 37 of FIG. Steps g1 to g5 in FIG. 19 correspond to steps e1 to e5 in FIG. When the time t11 to t13 at which the solenoid valve 22 is to be driven is determined in step g2, the processing circuit 37 derives an H level activation signal on the line 38 in the next step g3, and from other times t11. Before and after time t13, the activation signal on line 38 is set to L level in step g4.
図20は、図15の制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。図20のステップh1〜h3は、前述の図14のステップf1〜f3に対応し、ステップh8,h10,h11は、図14のステップf8〜f10にそれぞれ対応し、図20のステップh12,h14は、図14のステップf11,f15にそれぞれ対応し、図20のステップh15は、図14のステップf16に対応する。制御回路41は、図20のステップh1からh2に移り、Hレベルの能動化信号を端子42で受信したことを判断すると、次のステップh3では、過大な電流が電磁弁22に流れたかどうかを判断し、そのような過大な電磁が流れていなければ、ステップh4で、温度センサ83の出力を受信する。   FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 41 of FIG. Steps h1 to h3 in FIG. 20 correspond to steps f1 to f3 in FIG. 14, steps h8, h10, and h11 correspond to steps f8 to f10 in FIG. 14, respectively, and steps h12 and h14 in FIG. 14 corresponds to steps f11 and f15 in FIG. 14, respectively, and step h15 in FIG. 20 corresponds to step f16 in FIG. When the control circuit 41 proceeds from step h1 to h2 in FIG. 20 and determines that the H level activation signal is received at the terminal 42, in the next step h3, it is determined whether or not an excessive current flows to the solenoid valve 22. If it is determined that no excessive electromagnetic current flows, the output of the temperature sensor 83 is received in step h4.
ステップh5では、温度センサ83が故障しているかどうか、すなわち温度センサ83からの出力が得られないとき、または電磁弁22から平常時に発生しえない出力が得られたとき、故障であるものと判断する。このような故障が発生していなければ、ステップh7に移る。温度センサ83の故障が発生していれば、ステップh5からh6に移り、もう1つの温度センサ89からの制御回路41の端子94に与えられる検出出力を用いて演算処理を行う。   In step h5, whether or not the temperature sensor 83 has failed, that is, when an output from the temperature sensor 83 cannot be obtained or when an output that cannot be generated in the normal state is obtained from the solenoid valve 22, to decide. If such a failure has not occurred, the process proceeds to step h7. If a failure has occurred in the temperature sensor 83, the process proceeds from step h 5 to h 6, and arithmetic processing is performed using the detection output given to the terminal 94 of the control circuit 41 from another temperature sensor 89.
ステップh7では、予め定める第1の電圧の値V01を設定し、この第1の値V01に対応する第1基準信号を発生する。   In step h7, a predetermined first voltage value V01 is set, and a first reference signal corresponding to the first value V01 is generated.
ステップh8では、デューティ制御用スイッチング素子25を導通する。ステップh9では、平滑回路26からライン76を経て端子77に与えられる平滑電圧V26の出力を、電磁弁22に与えられる負荷電圧VLとして検出して用いる(V26≒VL)。ステップh10では、この第1基準信号に応答し、前述のステップh9で演算して求めた負荷電圧VLが、第1の値V01以下となるように(VL≦V01)、換言すると、V26≦V01+V29(ただしV29≒0)となるように、デューティ制御用スイッチング素子25をデューティ制御する。こうして初期の期間W1では、負荷電圧VLが、第1の値V01以下となるように制限されることになる。   In step h8, the duty control switching element 25 is turned on. In step h9, the output of the smoothing voltage V26 applied to the terminal 77 from the smoothing circuit 26 via the line 76 is detected and used as the load voltage VL applied to the electromagnetic valve 22 (V26≈VL). In step h10, in response to the first reference signal, the load voltage VL calculated by the above-described step h9 is not more than the first value V01 (VL ≦ V01), in other words, V26 ≦ V01 + V29. The duty control switching element 25 is duty-controlled so that (V29≈0). Thus, in the initial period W1, the load voltage VL is limited to be equal to or lower than the first value V01.
ステップh11において初期の期間W1が経過したかどうかが判断され、その初期の期間W1が経過した時刻t12に達すると、次のステップh12では、保持期間W2のための第2の電圧の値V02を設定し、この第2の値V02に対応する第2基準信号を発生する。   In step h11, it is determined whether or not the initial period W1 has elapsed. When the time t12 when the initial period W1 has elapsed is reached, in the next step h12, the second voltage value V02 for the holding period W2 is set. Set and generate a second reference signal corresponding to this second value V02.
ステップh13では、前述のステップh9と同様に、平滑回路26の出力電圧V26を電磁弁22の負荷電圧VLとして検出する。ステップh14では、前述のステップh9と同様に、電磁弁22に与えられる負荷電圧VLが求められる。こうしてステップh14では、負荷電圧VLが、第2の値V02となるように、すなわちV26=V02+V29となるように、保持期間W2においてデューティ制御用スイッチング素子25がデューティ制御される。   In step h13, the output voltage V26 of the smoothing circuit 26 is detected as the load voltage VL of the solenoid valve 22, as in step h9 described above. In step h14, the load voltage VL applied to the solenoid valve 22 is obtained in the same manner as in step h9 described above. Thus, in step h14, the duty control switching element 25 is duty-controlled in the holding period W2 so that the load voltage VL becomes the second value V02, that is, V26 = V02 + V29.
ステップh15では、制御回路41は、前述の実施の形態と同様に予め定める過大な電流値を超える電流が流れたことが判断されたとき、デューティ制御用スイッチング素子25を遮断したままに保つ。   In step h15, the control circuit 41 keeps the duty control switching element 25 cut off when it is determined that a current exceeding a predetermined excessive current value flows as in the above-described embodiment.
本発明は、自動車に搭載された内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置の電磁弁に関連して実施されるだけでなく、そのほかの負荷の制御のために、広範囲の技術分野において実施されることができる。負荷は、コイルなどのインダクタンス成分を含んでもよいが、抵抗であってもよく、そのほかの構成を有してもよい。   The present invention is implemented not only in connection with an electromagnetic valve of a fuel injection device that injects fuel into an internal combustion engine mounted on an automobile, but also in a wide range of technical fields for controlling other loads. be able to. The load may include an inductance component such as a coil, but may be a resistor and may have other configurations.
本発明の実施の一形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the whole structure of the load control apparatus 21 of one Embodiment of this invention. 図1に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the load control apparatus 21 shown by FIG. デューティ制御用スイッチング素子25のデューティ制御動作を説明するための波形図である。6 is a waveform diagram for explaining a duty control operation of the duty control switching element 25. FIG. 処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the operation of a processing circuit 37. 制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of a control circuit 41. 本発明の実施の他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the whole structure of the load control apparatus 21 of other embodiment of this invention. 本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the whole structure of the load control apparatus 21 of the further another form of implementation of this invention. 図7に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the load control apparatus 21 shown by FIG. 図7に示される処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the processing circuit 37 shown by FIG. 図7に示される制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the control circuit 41 shown by FIG. 本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the whole structure of the load control apparatus 21 of the further another form of implementation of this invention. 図11に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the load control apparatus 21 shown by FIG. 図11に示される負荷制御装置21における処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。12 is a flowchart for explaining the operation of a processing circuit 37 in the load control device 21 shown in FIG. 図11に示される制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。12 is a flowchart for explaining the operation of a control circuit 41 shown in FIG. 本発明の実施のさらに他の形態の負荷制御装置21の全体の構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the whole structure of the load control apparatus 21 of further another form of implementation of this invention. 温度センサ83の温度特性を示すグラフである。5 is a graph showing temperature characteristics of a temperature sensor 83. 制御回路41の動作を説明するための図である。4 is a diagram for explaining the operation of a control circuit 41. FIG. 図15に示される負荷制御装置21の動作を説明するための波形図である。FIG. 16 is a waveform diagram for explaining the operation of the load control device 21 shown in FIG. 15. 図15に示される処理回路37の動作を説明するためのフローチャートである。16 is a flowchart for explaining the operation of a processing circuit 37 shown in FIG. 図15に示される制御回路41の動作を説明するためのフローチャートである。16 is a flowchart for explaining the operation of a control circuit 41 shown in FIG.
先行技術の電気回路図である。It is an electrical circuit diagram of a prior art. 図21に示される先行技術の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the prior art shown by FIG.
符号の説明Explanation of symbols
21 負荷制御装置
22 電磁弁
23 直流電源
25 デューティ制御用スイッチング素子
26 平滑回路
29 駆動制御用スイッチング素子
31 負荷電流検出回路
37 処理回路
41 制御回路
47 基準信号発生回路
48 分圧回路
49 分圧用スイッチング素子
51〜53 分圧抵抗
56 比較回路
66 インダクタンス素子
67 平滑用コンデンサ
71 遅延回路
78 電圧検出回路
83,89 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Load control apparatus 22 Solenoid valve 23 DC power supply 25 Duty control switching element 26 Smoothing circuit 29 Drive control switching element 31 Load current detection circuit 37 Processing circuit 41 Control circuit 47 Reference signal generation circuit 48 Voltage dividing circuit 49 Voltage dividing switching element 51-53 Voltage Dividing Resistor 56 Comparison Circuit 66 Inductance Element 67 Smoothing Capacitor 71 Delay Circuit 78 Voltage Detection Circuit 83, 89 Temperature Sensor

Claims (11)

  1. 電源と負荷との間の介在されるデューティ制御のためのスイッチング素子と、
    負荷電流ILまたは負荷電圧VLを検出する負荷検出手段と、
    負荷検出手段の出力に応答し、スイッチング素子をデューティ制御し、負荷を駆動する初期の期間に、負荷電流または負荷電圧が大きな第1の値I01,V01以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、その後の保持期間に、第1の値未満であって負荷の駆動された動作状態を保持するために必要な値I04,V04以上の小さな第2の値I02,V02とするスイッチング制御手段41,47,56とを含むことを特徴とする負荷制御装置。
    A switching element for duty control interposed between the power source and the load;
    Load detecting means for detecting the load current IL or the load voltage VL;
    In response to the output of the load detection means, the switching element is duty-controlled, and the switching element is controlled so that the load current or the load voltage is limited to a large first value I01, V01 or less during the initial period of driving the load. Switching control means for controlling and setting the second values I02 and V02 to be smaller than the first values and smaller than the values I04 and V04 necessary for holding the driven driving state in the subsequent holding period. 41, 47, 56. The load control apparatus characterized by the above-mentioned.
  2. スイッチング制御手段は、
    初期の期間に、第1の値に対応する第1基準信号を発生し、保持期間に、第2の値に対応する第2基準信号を発生する基準信号発生手段47と、
    負荷検出手段からの検出出力と、基準信号発生手段からの第1および第2基準信号とに応答し、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング素子駆動手段41,56とを含むことを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。
    Switching control means
    A reference signal generating means 47 for generating a first reference signal corresponding to the first value in the initial period and generating a second reference signal corresponding to the second value in the holding period;
    The switching element driving means (41, 56) for controlling the driving of the switching element in response to the detection output from the load detection means and the first and second reference signals from the reference signal generation means. The load control apparatus according to 1.
  3. 基準信号発生手段は、
    前記電源の電圧を分圧する複数の分圧抵抗を含む分圧回路48と、
    分圧回路に関連して接続され、分圧抵抗の組合せを変え、これによって分圧回路から、第1および第2の値にそれぞれ対応するレベルを有する第1および第2基準信号を導出する分圧用スイッチング素子49と、
    分圧用スイッチング素子を制御する分圧制御手段37とを含むことを特徴とする請求項2記載の負荷制御装置。
    The reference signal generating means is
    A voltage dividing circuit 48 including a plurality of voltage dividing resistors for dividing the voltage of the power source;
    A component connected in connection with the voltage divider circuit to vary the combination of voltage divider resistors, thereby deriving first and second reference signals having levels corresponding to the first and second values, respectively, from the voltage divider circuit. A pressure switching element 49;
    3. The load control device according to claim 2, further comprising a voltage dividing control means for controlling the voltage dividing switching element.
  4. 負荷検出手段の出力は、負荷電流または負荷電圧の検出値に対応するレベルを有し、
    スイッチング素子駆動手段41,56は、
    負荷検出手段からの検出出力のレベルと第1および第2基準信号のレベルとを比較する比較手段56と、
    比較手段の出力に応答し、負荷電流または負荷電圧の検出値が、第1または第2基準信号のレベルが表わす値以上であるとき、スイッチング素子を遮断し、前記検出値が、第1または第2基準信号のレベルが表わす前記値未満であるとき、導通するスイッチング信号発生手段41とを含むことを特徴とする請求項3記載の負荷制御装置。
    The output of the load detection means has a level corresponding to the detected value of the load current or load voltage,
    The switching element driving means 41 and 56 are
    Comparing means 56 for comparing the level of the detection output from the load detecting means with the levels of the first and second reference signals;
    In response to the output of the comparison means, when the detected value of the load current or load voltage is equal to or greater than the value represented by the level of the first or second reference signal, the switching element is shut off, and the detected value is 4. The load control device according to claim 3, further comprising a switching signal generating means that conducts when the level of the two reference signals is less than the value represented.
  5. スイッチング制御手段は、
    第2の値に対応する基準信号を発生する基準信号発生手段と、
    前記初期の期間および保持期間を表わす期間信号を発生する期間信号発生手段と、
    負荷検出手段からの検出出力と基準信号発生手段から基準信号と期間信号発生手段からの期間信号とに応答し、初期の期間に、負荷検出手段の検出値が第1の値以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、保持期間に、スイッチング素子を、負荷電流または負荷電圧が前記第2の値となるように、デューティ制御するスイッチング素子駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。
    Switching control means
    Reference signal generating means for generating a reference signal corresponding to the second value;
    Period signal generating means for generating a period signal representing the initial period and the holding period;
    Responsive to the detection output from the load detection means, the reference signal from the reference signal generation means, and the period signal from the period signal generation means, the detection value of the load detection means is limited to a first value or less in the initial period. The switching element driving means for controlling the switching element and controlling the duty of the switching element so that the load current or the load voltage becomes the second value during the holding period. The load control apparatus according to 1.
  6. スイッチング素子からの出力を負荷に平滑して与える平滑回路を含み、
    前記負荷検出手段は、
    平滑回路の出力を検出する平滑出力検出手段と、
    平滑出力検出手段の検出出力に応答し、負荷電流ILまたは負荷電圧VLを演算する負荷演算手段とを含み、
    スイッチング制御手段は、
    負荷演算手段の出力に応答し、演算された負荷電流または負荷電圧が、初期の期間に、第1の値V01以下に制限されるように、スイッチング素子を制御し、その後の保持期間に、第2の値V02となるようにスイッチング素子をデューティ制御することを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。
    Including a smoothing circuit that smoothes and gives the output from the switching element to the load,
    The load detecting means includes
    Smoothing output detecting means for detecting the output of the smoothing circuit;
    Load calculating means for calculating the load current IL or the load voltage VL in response to the detection output of the smooth output detecting means,
    Switching control means
    Responsive to the output of the load calculation means, the switching element is controlled so that the calculated load current or load voltage is limited to the first value V01 or less in the initial period, and in the subsequent holding period, The load control device according to claim 1, wherein the switching element is duty-controlled so as to have a value V02 of 2.
  7. 電源と負荷との間に介在されるデューティ制御のためのスイッチング素子と、
    負荷の動作環境を検出する動作環境検出手段と、
    負荷電流または負荷電圧を検出する負荷検出手段と、
    動作環境検出手段と負荷検出手段との各出力に応答し、スイッチング素子をデューティ制御し、負荷を駆動する初期の期間に、負荷電流または負荷電圧を大きな第1の値I01,V01以下に制限されるようにスイッチング制御し、その後の保持期間では、第1の値未満であって前記動作環境に適した負荷の動作状態を保持するために必要な値I04,V04以上の小さな第2の値I02,V02とするスイッチング制御手段とを含むことを特徴とする負荷制御装置。
    A switching element for duty control interposed between the power source and the load;
    An operating environment detecting means for detecting the operating environment of the load;
    Load detection means for detecting load current or load voltage;
    In response to the outputs of the operating environment detecting means and the load detecting means, the switching element is duty controlled, and the load current or the load voltage is limited to a large first value I01, V01 or less during the initial period of driving the load. In the subsequent holding period, the second value I02 which is less than the first value and smaller than the values I04 and V04 necessary for holding the operating state of the load suitable for the operating environment is maintained. , V02 and a switching control means.
  8. スイッチング制御手段は、
    動作環境検出手段の検出出力に応答し、第1の値に対応する第1基準信号を前記初期の期間に発生し、第2の値に対応する第2基準信号を、前記動作環境に基づいて前記初期の期間の後の保持期間に発生する基準信号発生手段と、
    負荷検出手段の出力と基準信号発生手段からの第1および第2基準信号とに応答し、負荷電流または負荷電圧が、第1基準信号に対応した第1の値以下に制限されるようにスイッチングを制御し、第2基準信号に対応した第2の値となるようにスイッチング素子をデューティ制御するスイッチング素子駆動手段とを含むことを特徴とする請求項7記載の負荷制御装置。
    Switching control means
    Responsive to the detection output of the operating environment detection means, a first reference signal corresponding to a first value is generated in the initial period, and a second reference signal corresponding to a second value is generated based on the operating environment. A reference signal generating means for generating in a holding period after the initial period;
    Responsive to the output of the load detecting means and the first and second reference signals from the reference signal generating means, switching is performed such that the load current or the load voltage is limited to a first value or less corresponding to the first reference signal. The load control device according to claim 7, further comprising: a switching element driving unit that controls the duty of the switching element so that the second value corresponding to the second reference signal is controlled.
  9. 負荷の動作によって予め定める動作を行なう動作手段と、
    動作手段に設けられ、動作手段の動作環境を検出する補助検出手段と、
    動作環境検出手段の故障を検出する故障検出手段とをさらに含み、
    スイッチング制御手段は、
    補助検出手段と故障検出手段との出力にも応答し、
    動作環境検出手段の故障が検出されたとき、前記第2の値を、補助検出手段の出力に基づいて設定することを特徴とする請求項7または8記載の負荷制御装置。
    Operating means for performing a predetermined operation according to the operation of the load;
    Auxiliary detection means provided in the operating means for detecting the operating environment of the operating means;
    A failure detection means for detecting a failure of the operating environment detection means,
    Switching control means
    Responds to the outputs of the auxiliary detection means and the failure detection means,
    9. The load control device according to claim 7, wherein when a failure of the operating environment detection unit is detected, the second value is set based on an output of the auxiliary detection unit.
  10. 負荷は、電磁弁であり、
    動作手段は、内燃機関であり、
    動作環境検出手段および補助検出手段は、温度センサであることを特徴とする請求項9記載の負荷制御装置。
    The load is a solenoid valve,
    The operating means is an internal combustion engine;
    10. The load control device according to claim 9, wherein the operating environment detection means and the auxiliary detection means are temperature sensors.
  11. 負荷に関して前記スイッチング素子と反対側で電源との間に介在される駆動制御用スイッチング素子と、
    前記駆動制御用スイッチング素子を導通、遮断制御し、スイッチング制御手段を、その導通時、能動化し、その遮断時、不能動化する処理手段とを含むことを特徴とする請求項1〜10のうちの1つに記載の負荷制御装置。
    A drive control switching element interposed between the power supply on the opposite side of the switching element with respect to the load;
    11. A processing means for controlling conduction and cutoff of the switching element for driving control, and activating the switching control means at the time of conduction and disabling at the time of the switching control means. The load control device according to one of the above.
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