JP2006336536A - Drive device of electric load - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源電圧を昇圧して出力する給電手段からの電力により車載内燃機関の電子制御式の燃料噴射弁を駆動する機能と、該燃料噴射弁以外の車載電気負荷を駆動する機能とを有する電気負荷の駆動装置に関する。 The present invention has a function of driving an electronically controlled fuel injection valve of an in-vehicle internal combustion engine by power from a power supply means that boosts and outputs a power supply voltage, and a function of driving an in-vehicle electric load other than the fuel injection valve. The present invention relates to an electric load driving device.
図7に、燃料噴射弁の駆動装置の一例を示す。図示されるように、この駆動装置は、マイクロコンピュータ102等を備えた電子制御装置(ECU101)として構成されている。このECU101は、燃料噴射弁のそれぞれが備える電磁ソレノイド104a〜104dに対する通電制御を行う。これら電磁ソレノイド104a〜104dへの通電制御は、これらを駆動する駆動回路がマイクロコンピュータ102により駆動されることでなされる。以下、この駆動回路について説明する。
FIG. 7 shows an example of a fuel injection valve drive device. As shown in the figure, this drive device is configured as an electronic control device (ECU 101) including a
この駆動回路は、バッテリの電圧(例えば「12V」)を所定電圧(例えば「100V」)に昇圧する昇圧回路110を備えている。昇圧回路110の出力は、ダイオード116、駆動開始スイッチ120を介して電磁ソレノイド104a,104bに供給される。また、昇圧回路110の出力は、ダイオード118、駆動開始スイッチ122を介して電磁ソレノイド104c,104dに供給される。電磁ソレノイド104a〜104dの低電位側の端子は、それぞれ選択スイッチ124〜130を介して接地されている。
This drive circuit includes a
上記ダイオード116と駆動開始スイッチ120との間には、昇圧回路110の昇圧電力を蓄えるコンデンサ140が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。また、上記ダイオード118と駆動開始スイッチ122との間には、昇圧回路110の昇圧電力を蓄えるコンデンサ142が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。
A capacitor 140 that stores boosted power of the
上記電磁ソレノイド104a,104bには、コンデンサ140の放電により開始される通電を継続すべく、電流回路150が接続されている。また、上記電磁ソレノイド104c,104dには、コンデンサ142の放電により開始される電磁ソレノイド104c,104dの通電を継続すべく、電流回路160が接続されている。
A
上記駆動開始スイッチ120により、電磁ソレノイド104a,104bの高電位側の端子とコンデンサ140とが導通及び遮断され、駆動開始スイッチ122により、電磁ソレノイド104c、104dの高電位側の端子とコンデンサ142とが導通及び遮断される。このため、駆動開始スイッチ120,122のいずれか1つがオンとされた状態で、選択スイッチ124〜130を選択的にオンとすることで、コンデンサ140やコンデンサ142の昇圧電力を用いて、任意の電磁ソレノイド104a〜104dを選択的に通電することができる。
The
ところで、近年、車載電子制御システムは、複雑化の一途をたどり、電子制御に使用されるアクチュエータもその数は増加の一途をたどっている。こうしたなかで、内燃機関の制御に関しても、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁に高圧燃料を供給するコモンレールについて、その内部の圧力を減圧するための電磁駆動式の減圧弁を設けることが提案されている(特許文献1)等、使用される電子制御式アクチュエータの数は増加の一途をたどっている。 By the way, in recent years, the in-vehicle electronic control system has been increasingly complicated, and the number of actuators used for electronic control has been increasing. Under these circumstances, regarding the control of the internal combustion engine, it has been proposed to provide an electromagnetically driven pressure reducing valve for reducing the pressure inside the common rail that supplies high pressure fuel to the fuel injection valve of the diesel engine ( The number of electronically controlled actuators used, such as Patent Document 1), is steadily increasing.
こうした状況下、電子制御式アクチュエータを駆動する駆動回路を追加することで、電気負荷の駆動装置の大型化や発熱量の増大等が大きな問題となってきている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電源電圧を昇圧して出力する給電手段からの電力により燃料噴射弁を駆動する機能と、該燃料噴射弁以外の車載電気負荷を駆動する機能とを有するものにあって、駆動装置の大型化や発熱量の増大を好適に抑制することのできる電気負荷の駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to drive a fuel injection valve with electric power from a power supply unit that boosts and outputs a power supply voltage, and other than the fuel injection valve. An object of the present invention is to provide an electric load driving device that has a function of driving an in-vehicle electric load and can suitably suppress an increase in the size of the driving device and an increase in the amount of heat generated.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
手段1は、電源電圧を昇圧して出力する給電手段からの電力により車載内燃機関の電子制御式の燃料噴射弁を駆動する機能と、該燃料噴射弁以外の車載電気負荷を駆動する機能とを有する電気負荷の駆動装置において、前記給電手段の電力を前記車載電気負荷に供給する通電回路を備えることを特徴とする。 The means 1 has a function of driving an electronically controlled fuel injection valve of an in-vehicle internal combustion engine with electric power from a power supply means that boosts and outputs a power supply voltage, and a function of driving an in-vehicle electric load other than the fuel injection valve. The electric load driving device includes an energization circuit that supplies electric power of the power feeding means to the in-vehicle electric load.
上記構成では、車載電気負荷の電力が通電手段により供給される。このように燃料噴射弁との間で給電手段を共有することで、電源電圧を昇圧して出力する手段を、上記車載電気負荷の駆動用に別途設けることなく、駆動装置を構成することができる。このため、上記構成によれば、駆動装置の大型化や発熱量の増大を好適に抑制することができる。 In the said structure, the electric power of a vehicle-mounted electric load is supplied by an electricity supply means. Thus, by sharing the power feeding means with the fuel injection valve, it is possible to configure the drive device without separately providing means for boosting and outputting the power supply voltage for driving the on-vehicle electric load. . For this reason, according to the said structure, the enlargement of a drive device and the increase in the emitted-heat amount can be suppressed suitably.
手段2は、手段1において、前記通電回路は、前記給電手段と前記車載電気負荷とを備えるループ回路を開閉するスイッチング素子を更に備えることを特徴とする。
上記構成によれば、スイッチング素子によりループ回路が開ループとされるときには給電手段の電力が車載電気負荷に供給されないために、車載電気負荷に対する給電手段の電力供給の有無の制御を行うことができる。 According to the above configuration, since the power of the power feeding means is not supplied to the on-vehicle electric load when the loop circuit is opened by the switching element, it is possible to control whether the power feeding means supplies power to the on-vehicle electric load. .
手段3は、手段2において、前記内燃機関は前記燃料噴射弁を複数備えるものであり、当該駆動装置は、前記給電手段を複数備えて且つ、前記複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式のアクチュエータに前記給電手段のいずれかが電力を供給する給電経路を開閉する選択スイッチを更に備え、前記通電回路は、前記車載電気負荷と導通させる前記給電手段を選択的に切り替える切替回路を備えてなることを特徴とする。
上記構成では、複数の燃料噴射弁の駆動に際して複数の給電手段が備えられるために、電子制御式のアクチュエータに対して電力を供給する電気系統が多重化される。このため、特定の電気系統がショート、断線したとしても、フェールセーフ処理として、それ以外の電気系統のアクチュエータを駆動するリンプホーム処理を行なうことができる。 In the above configuration, since a plurality of power feeding means are provided when driving the plurality of fuel injection valves, the electric system for supplying power to the electronically controlled actuator is multiplexed. For this reason, even if a specific electric system is short-circuited or disconnected, a limp home process for driving actuators of other electric systems can be performed as a fail-safe process.
更に、上記構成では、切替回路により車載電気負荷と導通させる給電手段が切り替えられるために、燃料噴射弁の駆動に用いられていない給電手段を用いて車載電気負荷を駆動することができる。 Further, in the above configuration, since the power feeding means to be electrically connected to the on-vehicle electric load is switched by the switching circuit, the on-vehicle electric load can be driven using the power feeding means that is not used for driving the fuel injection valve.
手段4は、手段3において、前記選択スイッチの操作により前記アクチュエータに対する電力の供給制御を行うとともに、前記アクチュエータに電力を供給していない前記給電手段と前記車載電気負荷とを導通させるように前記切替回路を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。
The
上記構成によれば、制御手段により選択スイッチが操作されることで、駆動要求のなされる燃料噴射弁の電子制御式アクチュエータが対応する給電手段と導通される。また、制御手段による切替回路の制御により、アクチュエータに電力を供給していない給電手段と車載電気負荷とが導通される。このため、制御手段により、燃料噴射弁の駆動に用いられていない給電手段を用いて車載電気負荷を駆動することができる。 According to the above configuration, when the selection switch is operated by the control means, the electronically controlled actuator of the fuel injection valve that is requested to drive is brought into conduction with the corresponding power supply means. Further, the power supply means that is not supplying power to the actuator and the in-vehicle electric load are conducted by the control of the switching circuit by the control means. For this reason, the vehicle-mounted electrical load can be driven by the control means using the power supply means that is not used for driving the fuel injection valve.
手段5は、手段3又は4において、前記切替回路は、当該駆動装置の筐体に対して外付けされてなることを特徴とする。
The means 5 is characterized in that, in the
上記構成によれば、切替回路が駆動装置に対して外付けされているために、切替回路による発熱の分だけ筐体内の発熱量を低減することができる。 According to the above configuration, since the switching circuit is externally attached to the drive device, the amount of heat generated in the housing can be reduced by the amount of heat generated by the switching circuit.
手段6は、手段3〜5のいずれかにおいて、前記切替回路は、半導体リレーを備えて構成されることを特徴とする。
The means 6 is any one of the
上記構成によれば、切替回路として半導体リレーを備えるものを用いることで、切替の応答性を良好なものとすることができる。 According to the above configuration, the switching responsiveness can be improved by using the switching circuit including the semiconductor relay.
手段7は、手段1〜6のいずれかにおいて、前記給電手段は、前記アクチュエータに前記電源電圧を昇圧した電力を供給する機能に加えて、該昇圧した電力の供給後に前記アクチュエータに前記電源の電力を直接供給する機能を更に備えることを特徴とする。 The means 7 is any one of the means 1 to 6, wherein the power supply means has a function of supplying electric power obtained by boosting the power supply voltage to the actuator, and in addition to supplying the electric power of the power supply to the actuator after the supply of the boosted electric power. It is further provided with the function to supply directly.
上記構成によれば、昇圧された電力を供給することで、アクチュエータの動作の開始時における応答性を高めるとともに、その後には、電源の電力によりアクチュエータを駆動することで電力の消費量を抑制することができる。 According to the above configuration, by supplying the boosted power, the responsiveness at the start of the operation of the actuator is improved, and thereafter, the actuator is driven by the power of the power source to suppress the power consumption. be able to.
なお、手段1〜7は、手段8によるように、前記車載電気負荷は、通電の有無に応じて2値的な動作をするアクチュエータであることを特徴としてもよい。
The means 1 to 7 may be characterized in that, as with the
ここで、手段8が手段7の構成を有するなら、昇圧された電力を供給することで、車載電気負荷の動作の開始時における応答性を高めるとともに、その後には、電源の電力により車載電気負荷を駆動することで電力の消費量を抑制することができる。
Here, if the
なお、手段1〜8は、手段9によるように、前記燃料噴射弁の電子制御式のアクチュエータが、電磁ソレノイドを備えて構成されてなることを特徴としてもよい。 The means 1 to 8 may be characterized in that, as with the means 9, the electronically controlled actuator of the fuel injection valve comprises an electromagnetic solenoid.
ここで、電磁ソレノイドを備えるアクチュエータは動作の開始時に大きな電力が要求されるため、手段8の構成を有する場合には、その作用効果を特に好適に奏することができる。
Here, since an actuator provided with an electromagnetic solenoid requires a large electric power at the start of operation, when it has the configuration of the
なお、手段1〜9は、手段10によるように、前記車載内燃機関は、燃料タンクから汲み上げられる燃料を高圧状態で蓄えて前記燃料噴射弁に供給する蓄圧室及び該蓄圧室内の燃料を前記燃料タンクに戻す減圧弁、並びに前記内燃機関の排気系に備えられる後処理装置の再生のために排気系に燃料を添加する燃料添加弁の少なくとも一方を備え、前記車載電気負荷は、前記減圧弁と前記燃料添加弁とのいずれかであることを特徴とすることが望ましい。
As in
以下、本発明にかかる電気負荷の駆動装置をディーゼルエンジンの燃料噴射弁と減圧弁(燃料添加弁)との駆動装置に適用した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a drive device for an electric load according to the present invention is applied to a drive device for a fuel injection valve and a pressure reducing valve (fuel addition valve) of a diesel engine will be described with reference to the drawings.
図1に、上記駆動装置の構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of the drive device.
本実施形態では、駆動装置は、ディーゼルエンジンの電子制御装置(ECU1)の一部として構成されている。 In the present embodiment, the drive device is configured as a part of an electronic control device (ECU1) of the diesel engine.
ECU1は、マイクロコンピュータ2等を備えて構成されており、エンジンの各種センサの検出値を取り込み、同検出値に基づきエンジンの各種アクチュエータを操作する。特に、ECU1では、多気筒内燃機関である上記エンジンの各気筒(ここでは、4気筒を例示)の燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に対する通電制御を行う(より正確には、燃料噴射弁の開閉に用いられる電磁ソレノイド4a〜4dに対する通電制御を行う)。ちなみに、図には、第1気筒を#1と、第2気筒を#2と、第3気筒を#3と、第4気筒を#4とした。
The ECU 1 includes a
これら電磁ソレノイド4a〜4dへの通電制御は、ECU1の備える駆動回路がマイクロコンピュータ2により駆動されることでなされる。以下、この駆動回路について説明する。
The energization control to these electromagnetic solenoids 4 a to 4 d is performed by driving a drive circuit provided in the ECU 1 by the
この駆動回路は、バッテリの電圧(例えば「12V」)を所定電圧(例えば「100V」)に昇圧する昇圧回路10を備えている。この昇圧回路10は、コイル12とスイッチング素子14との直列接続体を備えて構成されており、スイッチング素子14がマイクロコンピュータ2によりオン・オフ操作されることで、バッテリ電源の電圧を昇圧する。この昇圧回路10のコイル12とスイッチング素子14との間には、ダイオード16、18のアノードが接続されている。
The drive circuit includes a
ダイオード16のカソード側は、駆動開始スイッチ20を介して電磁ソレノイド4a,4bと接続されている。また、ダイオード18のカソード側は、駆動開始スイッチ22を介して電磁ソレノイド4c,4dと接続されている。
The cathode side of the
上記電磁ソレノイド4a〜4dは、その一方の端子が駆動開始スイッチ20,22を介して昇圧回路10と接続されるとともに、他方の端子が選択スイッチ24〜30を介して接地されている。
The electromagnetic solenoids 4a to 4d have one terminal connected to the
上記ダイオード16と駆動開始スイッチ20との間には、昇圧回路10の昇圧電力を蓄えるコンデンサ40が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。また、上記ダイオード18と駆動開始スイッチ22との間には、昇圧回路10の昇圧電力を蓄えるコンデンサ42が、その他方の端子が接地される態様にて接続されている。
A capacitor 40 that stores boosted power of the
上記駆動開始スイッチ20により、電磁ソレノイド4a,4bとコンデンサ40とが導通及び遮断され、駆動開始スイッチ22により、電磁ソレノイド4c,4dとコンデンサ42とが導通及び遮断される。このため、駆動開始スイッチ20,22の少なくとも1つがオンとされることで対応する電磁ソレノイド4a〜4dの端子と昇圧回路10とが導通された状態で、選択スイッチ24〜30を選択的にオンとすることで、コンデンサ40やコンデンサ42の昇圧電力を用いて、該当する電磁ソレノイド4a〜4dを通電することができる。例えば、駆動開始スイッチ20,22の少なくとも1つがオンとされることで対応する電磁ソレノイド4a〜4dの端子と昇圧回路10とが導通された状態で、選択スイッチ24がオンとされるなら、電磁ソレノイド4aに選択的に通電することができる。
The
上記駆動開始スイッチ20と電磁ソレノイド4a,4bとの間のノードaには、コンデンサ40の放電により開始される電磁ソレノイド4a,4bの通電を継続すべく、電流回路50が接続されている。この電流回路50は、バッテリの電力をノードaに出力するダイオード52、ダイオード52とバッテリ間を導通及び遮断するスイッチング素子54、及び、接地からノードaへ向かう方向を順方向とするダイオード56を備えて構成されている。
A
上記駆動開始スイッチ22と電磁ソレノイド4c,4dとの間のノードbには、コンデンサ42の放電により開始される電磁ソレノイド4c,4dの通電を継続すべく、電流回路60が接続されている。この電流回路60は、バッテリの電力をノードbに出力するダイオード62、ダイオード62とバッテリ間を導通及び遮断するスイッチング素子64、及び、接地からノードbへ向かう方向を順方向とするダイオード66を備えて構成されている。
A
上記選択スイッチ24,26の下流における接続点であるノードcや選択スイッチ28,30の下流における接続点であるノードdの電圧は、マイクロコンピュータ2によりモニタされており、これにより、マイクロコンピュータ2は、電磁ソレノイド4a〜4dに流れる電流量を検出する。
The voltages of the node c, which is a connection point downstream of the selection switches 24, 26, and the node d, which is a connection point downstream of the selection switches 28, 30, are monitored by the
ここで、マイクロコンピュータ2による電磁ソレノイド4a〜4dへの通電制御について図2に基づき説明する。
Here, the energization control to the electromagnetic solenoids 4a to 4d by the
図2(a)に、電磁ソレノイド4a〜4d(のいすれか1つ)の通電電流の推移を示す。図2(b)に、駆動開始スイッチ20,22(のいずれか一方)の操作態様の推移を示す。図2(c)に、電流回路50のスイッチング素子54又は電流回路60のスイッチング素子64の操作態様の推移を示す。図2(d)に、選択スイッチ24〜30(のいずれか1つ)の操作態様の推移を示す。
FIG. 2A shows the transition of the energization current of the electromagnetic solenoids 4a to 4d (one of them). FIG. 2B shows a transition of the operation mode of the drive start switches 20 and 22 (one of them). FIG. 2C shows the transition of the operation mode of the switching
なお、図2に示す推移特性は、電磁ソレノイド4a〜4dのいずれを用いても、また、駆動開始スイッチ20,22のいずれを用いても、更に、電流回路50のスイッチング素子54又は電流回路60のスイッチング素子64のいずれを用いても同様のため、以下では、電磁ソレノイド4a、駆動開始スイッチ20、電流回路50のスイッチング素子54を例として説明する。
The transition characteristics shown in FIG. 2 can be obtained by using any one of the electromagnetic solenoids 4a to 4d and any of the drive start switches 20 and 22, and further by the switching
時刻t1において、駆動開始スイッチ20がオンとされるとともに、選択スイッチ24がオンとされることで、電磁ソレノイド4aに電流が流れる。電磁ソレノイド4aを流れる電流量は、駆動開始スイッチ20がオフとされる時刻t2をピーク(例えば「18A」)として減少する。ただし、本実施形態では、時刻t3〜時刻t6の間、電流回路50が駆動されるため、時刻t2でピークとなった電流は、時刻t3〜t4の間、第1中間電流(例えば「8A」)に制御され、且つ時刻t5〜t6の間、第2中間電流(例えば「4A」<第1中間電流)に制御される。電流回路50による電磁ソレノイド4aの通電の終了後、時刻t7に選択スイッチ24がオフとされる。
At time t1, the
このように、ECU1により、電磁ソレノイド4a〜4dに対する通電制御を行うことで燃料噴射弁を駆動することができる。 As described above, the ECU 1 can drive the fuel injection valve by performing energization control on the electromagnetic solenoids 4a to 4d.
更に、ECU1は、燃料タンクから汲み上げられる燃料を高圧状態で蓄え各燃料噴射弁に供給するコモンレール(蓄圧室)内の燃料を燃料タンクに戻すための減圧弁(又は、エンジンの排気系に備えられる後処理装置(例えばディーゼルパティキュレートフィルタ)の再生のために排気系に燃料を添加する燃料添加弁)を駆動する。以下、これについて説明する。 Further, the ECU 1 is equipped with a pressure reducing valve (or an engine exhaust system) for returning the fuel in the common rail (pressure accumulating chamber) that supplies the fuel pumped up from the fuel tank in a high pressure state and supplies the fuel injection valve to the fuel tank. A fuel addition valve for adding fuel to the exhaust system for regeneration of an aftertreatment device (for example, a diesel particulate filter) is driven. This will be described below.
図1に示すように、減圧弁(又は燃料添加弁)が備える電磁ソレノイド70の高電位側の端子には、切替回路80が接続されている。また、電磁ソレノイド70の低電位側の端子は、スイッチング素子72を介して接地されている。
As shown in FIG. 1, a switching
切替回路80は、電磁ソレノイド70の高電位側の端子を、電磁ソレノイド4a、4bに電力を供給する電気系統又は電磁ソレノイド4c,4dに電力を供給する電気系統のいずれと導通させるかを切り替えるものである。この切替回路80は、図3に示されるように半導体リレーにて形成されている。
The switching
図示されるように、切替回路80は、先の図1に示した電磁ソレノイド70の高電位側の端子に接続される出力端子RT1を備えている。出力端子RT1には、NチャネルMOS型のトランジスタ81,82のドレインが接続されている。トランジスタ81のソースは、先の図1に示した電磁ソレノイド4a,4bの高電位側と接続される電源端子RT2と接続されている。また、トランジスタ82のソースは、先の図1に示した電磁ソレノイド4c,4dの高電位側の端子と接続される電源端子RT3と接続されている。更に、トランジスタ81,82のゲートには、ドライバ回路83,84の出力が印加される。ドライバ回路83は、制御端子RT4から取り込まれる信号を電源端子RT2から取り込まれる電力にて電力変換し、トランジスタ81のゲートに印加する。一方、ドライバ回路84は、制御端子RT4から取り込まれる信号がインバータ85により論理反転されたものを電源端子RT3から取り込まれる電力にて電力変換し、トランジスタ82のゲートに印加する。なお、これらドライバ回路83,84は、接地端子RT5を介して接地される。
As shown in the figure, the switching
こうした構成によれば、マイクロコンピュータ2から制御端子RT4に出力される信号が論理「H」であるときには、コンデンサ42や電流回路60の電力が、電源端子RT2、トランジスタ81を介して電磁ソレノイド70に供給される。一方、マイクロコンピュータ2から制御端子RT4に出力される信号が論理「L」であるときには、コンデンサ40や電流回路50の電力が、電源端子RT3、トランジスタ82を介して電磁ソレノイド70に供給される。
According to such a configuration, when the signal output from the
こうした構成により、コンデンサ40,42の電力と電流回路50,60の電力とを併せ用いることで、電磁ソレノイド70の応答性を良好なものとしつつ同電磁負荷に対する通電制御を行うことができる。ここで、コンデンサ40,42の電力と電流回路50,60の電力とを併せ用いた電磁負荷の通電制御の例を図4に示す。
With such a configuration, by using the electric power of the
図4(a)に、電磁ソレノイド70の通電電流の推移を示す。図4(b)に、駆動開始スイッチ20,22(のいずれか一方)の操作態様の推移を示す。図4(c)に、電流回路50のスイッチング素子54又は電流回路60のスイッチング素子64の操作態様の推移を示す。図4(d)に、スイッチング素子72の操作態様の推移を示す。
FIG. 4A shows the transition of the energization current of the
なお、図4に示す推移特性は、駆動開始スイッチ20,22のいずれを用いても、また、電流回路50のスイッチング素子54又は電流回路60のスイッチング素子64のいずれを用いても同様のため、以下では、駆動開始スイッチ20、電流回路50のスイッチング素子54を例として説明する。換言すれば、切替回路80により、コンデンサ40及び電流回路50が選択されているときを例として説明する。
The transition characteristics shown in FIG. 4 are the same regardless of which of the drive start switches 20 and 22 is used, and whether the switching
時刻t11において、駆動開始スイッチ20がオンとされるとともに、スイッチング素子72がオンとされることで、電磁ソレノイド70に電流が流れる。電磁ソレノイド70を流れる電流量は、駆動開始スイッチ20がオフとされる時刻t12をピークとして減少する。ただし、本実施形態では、時刻t13〜時刻14の間、電流回路50が駆動されるため、時刻t12でピークとなった電流は、時刻t13〜t14の間、中間電流に制御される。そして、電流回路50の駆動が終了した後の時刻t15にスイッチング素子72がオフとされる。
At time t11, the
上記切替回路80の制御は、図5に例示するように、コンデンサ40,42及び電流回路50,60のうち、電磁ソレノイド4a〜4dの通電に用いられていない方を用いて行なわれる。図5においては、「0〜180°CA」の領域において第1気筒において3段のパイロット噴射と1段のメイン噴射が行なわれ、「180〜360°CA」の領域において第3気筒において3段のパイロット噴射と1段のメイン噴射とが行なわれている。このため、「0〜180°CA」の領域ではコンデンサ40及び電流回路50を用いて電磁ソレノイド4aの通電制御がなされ、「180〜360°CA」の領域ではコンデンサ42及び電流回路60を用いて電磁ソレノイド4cの通電制御がなされる。また、「0〜180°CA」の領域では、切替回路80により電磁ソレノイド70とコンデンサ42、電流回路60とが導通され、「180〜360°CA」の領域では、切替回路80により電磁ソレノイド70とコンデンサ40、電流回路50とが導通される。
Control of the switching
このように、コンデンサ40,42及び電流回路50,60のうち、電磁ソレノイド4a〜4dの通電に用いられていない方を用いることで、コンデンサ40,42や駆動開始スイッチ20,22等を、電磁ソレノイド4a〜4dと電磁ソレノイド70とのいずれか一方を駆動することを前提とした設計とすることもできる。このため、コンデンサ40,42の大型化等を回避することができる。
As described above, by using the
これに対し、こうした切替回路80を備えない例を図6に示す。この図6においては、先の図1に示す部材と同様の機能を有する部材には便宜上同一の符号を付している。
On the other hand, an example in which such a
この図6では、切替回路80を備えないために、電磁ソレノイド4a〜4dへの通電がなされているときにコンデンサ40及び電流回路50を用いることとなる。そして、これを可能とするためには、コンデンサ40の大型化や駆動開始スイッチ20を大電力に対応したものとすること等が要求されることとなる。そしてこうした要求事項を満たせない場合には、電流回路50のみを用いて電磁ソレノイド70を駆動することとなり、電磁ソレノイド70を備えるアクチュエータ(減圧弁のアクチュエータや燃料添加弁のアクチュエータ)の応答性が低下する。
In FIG. 6, since the switching
更に、本実施形態では、切替回路80をECU1の筐体に対して外付けしたために、切替回路80による発熱量だけ、ECU1の筐体内の発熱量が低減される。
Further, in this embodiment, since the switching
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)コンデンサ40,42の電力を電磁ソレノイド70に供給する通電回路を備えた。このように通電制御に際して、電磁ソレノイド4a〜4dとの間でコンデンサ40,42を共有することで、昇圧回路10やコンデンサ40,42と同様の回路を、電磁ソレノイド70の駆動用に別途設けることなく、ECU1を構成することができる。このため、回路規模の大型化や発熱量の増大を好適に抑制することができる。
(1) An energization circuit for supplying the electric power of the
(2)コンデンサ40,42や電流回路50,60と電磁ソレノイド70とを備えるループ回路を開閉するスイッチング素子72を備えることで、電磁ソレノイド70への通電の有無の制御を行うことができる。
(2) By including the switching
(3)電磁ソレノイド70をコンデンサ40,42のいずれと導通させるかを選択的に切り替える切替回路80を備えた。これにより、コンデンサ40,42のうち、電磁ソレノイド4a〜4dの駆動に用いられていないものを用いて電磁ソレノイド70を駆動することができる。
(3) A switching
(4)切替回路80を、ECU1の筐体に対して外付けしたために、切替回路による発熱の分だけ筐体内の発熱量を低減することができる。
(4) Since the switching
(5)切替回路80を、半導体リレーにて構成したために、切替の応答性を良好なものとすることができる。
(5) Since the switching
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・スイッチング素子72を備えることなく、駆動開始スイッチ20,22や電流回路50,60のスイッチング素子54,64の操作によって、電磁ソレノイド70の通電制御を行ってもよい。
The energization control of the
・例えば図6に示した構成においても、コンデンサ40の容量を大きくし、且つ駆動開始スイッチ20が大電流に対する耐久性を有する構成とするなら、コンデンサ40の放電を用いて(昇圧された電力を用いて)電磁ソレノイド70に対する通電制御を行うことができる。
For example, also in the configuration shown in FIG. 6, if the capacitance of the capacitor 40 is increased and the
・切替回路80は、上記半導体リレーを用いて構成されるものに限らない。ただし、この際、高頻度の切替に対する耐久性を有するものであることが望ましい。
-
・車載電気負荷としては、減圧弁や燃料添加弁のアクチュエータを構成する電磁ソレノイドに限らない。ただし、通電の有無に応じて2値的な動作をするアクチュエータであることが望ましい。すなわち、この場合、コンデンサの放電電流を用いて通電制御を開始した後、電流回路を用いて通電制御を継続することでアクチュエータの応答性を良好なものとすることができる。更に、車載電気負荷は、電流回路によっては駆動できず、電源の電圧を昇圧した電力によって駆動することが要求されるものであってもよい。この場合、電流回路を用いずに、コンデンサの放電電流のみによって車載電気負荷を駆動する。更に、この場合、コンデンサの放電電流を用いる代わりに、昇圧回路の出力によって直接車載電気負荷を駆動してもよい。 -The on-board electric load is not limited to the electromagnetic solenoid that constitutes the actuator of the pressure reducing valve or the fuel addition valve. However, an actuator that performs a binary operation according to the presence or absence of energization is desirable. That is, in this case, after the energization control is started using the discharge current of the capacitor, the energization control is continued using the current circuit, so that the response of the actuator can be improved. Furthermore, the in-vehicle electric load may not be driven by a current circuit, and may be required to be driven by electric power obtained by boosting the voltage of the power source. In this case, the on-vehicle electric load is driven only by the discharge current of the capacitor without using the current circuit. Further, in this case, the on-vehicle electric load may be directly driven by the output of the booster circuit instead of using the discharge current of the capacitor.
・切替回路80をECU1の筐体内に収納しても、先の実施形態の上記(1)〜(3)、(5)の効果を得ることはできる。
Even if the switching
・車載電気負荷の駆動装置としては、ECU1内に備えられる構成に限らない。例えばマイクロコンピュータを備えない専用のドライバ回路(EDU)としてユニット化することで駆動装置を構成し、これとは別途マイクロコンピュータを備えて構成されるECUによってEDUが操作されるようにしてもよい。 -As a drive device of vehicle-mounted electric load, it is not restricted to the structure with which ECU1 is equipped. For example, the drive unit may be configured by unitizing as a dedicated driver circuit (EDU) not provided with a microcomputer, and the EDU may be operated by an ECU provided with a microcomputer separately from this.
・燃料噴射弁のアクチュエータとしても電磁ソレノイドを備えるものに限らず、例えばピエゾ素子を備えるものであってもよい。 The fuel injection valve actuator is not limited to an electromagnetic solenoid, and may be a piezoelectric element, for example.
・その他、車載内燃機関としては、ディーゼルエンジンに限らず、例えば筒内噴射式ガソリンエンジンであってもよい。この場合、車載電気負荷を、高圧燃料ポンプのアクチュエータに備えられる電磁ソレノイドとしてもよい。 In addition, the on-vehicle internal combustion engine is not limited to a diesel engine, and may be, for example, a direct injection gasoline engine. In this case, the on-vehicle electric load may be an electromagnetic solenoid provided in the actuator of the high-pressure fuel pump.
1…電子制御装置(ECU)、2…マイクロコンピュータ(制御手段の一実施形態)、4a〜4d…電磁ソレノイド、40,42…コンデンサ、50,60…電流回路、70…電磁ソレノイド、80…切替回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic control unit (ECU), 2 ... Microcomputer (one embodiment of a control means), 4a-4d ... Electromagnetic solenoid, 40, 42 ... Capacitor, 50, 60 ... Current circuit, 70 ... Electromagnetic solenoid, 80 ... Switching circuit.
Claims (10)
前記給電手段の電力を前記車載電気負荷に供給する通電回路を備えることを特徴とする電気負荷の駆動装置。 An electric load having a function of driving an electronically controlled fuel injection valve of an in-vehicle internal combustion engine by power from a power supply means that boosts and outputs a power supply voltage, and a function of driving an in-vehicle electric load other than the fuel injection valve In the drive device,
An electric load driving device comprising an energization circuit for supplying electric power of the power feeding means to the in-vehicle electric load.
当該駆動装置は、前記給電手段を複数備えて且つ、
前記複数の燃料噴射弁のそれぞれが備える電子制御式のアクチュエータに前記給電手段のいずれかが電力を供給する給電経路を開閉する選択スイッチを更に備え、
前記通電回路は、前記車載電気負荷と導通させる前記給電手段を選択的に切り替える切替回路を備えてなることを特徴とする請求項2記載の電気負荷の駆動装置。 The internal combustion engine includes a plurality of the fuel injection valves,
The drive device includes a plurality of the power supply means, and
And further comprising a selection switch for opening and closing a power feeding path through which any of the power feeding means supplies power to an electronically controlled actuator provided in each of the plurality of fuel injection valves,
3. The electric load driving device according to claim 2, wherein the energization circuit includes a switching circuit that selectively switches the power feeding means to be electrically connected to the in-vehicle electric load.
前記車載電気負荷は、前記減圧弁と前記燃料添加弁とのいずれかであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の電気負荷の駆動装置。 The on-vehicle internal combustion engine includes a pressure accumulation chamber that stores fuel pumped up from a fuel tank in a high pressure state and supplies the fuel injection valve with a pressure accumulation chamber, a pressure reduction valve that returns the fuel in the pressure accumulation chamber to the fuel tank, and an exhaust system of the internal combustion engine. Comprising at least one of fuel addition valves for adding fuel to the exhaust system for regeneration of the provided aftertreatment device;
The electric load driving device according to any one of claims 1 to 9, wherein the on-vehicle electric load is one of the pressure reducing valve and the fuel addition valve.
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