JP2014105685A - Electromagnetic load control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁負荷に供給する電流を制御する電磁負荷制御装置に係り、特に、負荷に流す電流のピーク値を保持しようとするタイプに適用するに好適な電磁負荷制御装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic load control device that controls a current supplied to an electromagnetic load, and more particularly to an electromagnetic load control device suitable for application to a type that attempts to maintain a peak value of a current flowing through a load.
電磁負荷としては種々のものが知られているが、その一つにインジェクタがある。従来から、ガソリンや軽油等を燃料とする、自動車，オートバイ，農耕機，工機，船舶機等の内燃機関制御装置において、燃費や出力向上の目的で、気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタが用いられている。このような気筒内直接噴射型インジェクタは、従来の方式と比べ、高圧に加圧した燃料を使用するインジェクタの開弁動作のために、多くのエネルギーを必要とする。また、制御性能（応答性）の向上や高回転（高速度制御）へ対応するために、短時間にこのエネルギーをインジェクタに供給する必要がある。 Various types of electromagnetic loads are known, one of which is an injector. Conventionally, in an internal combustion engine control device for automobiles, motorcycles, agricultural machinery, industrial machinery, marine aircraft, etc., which uses gasoline or light oil as fuel, an injector that directly injects fuel into a cylinder for the purpose of improving fuel efficiency and output. It is used. Such an in-cylinder direct injection type injector requires a lot of energy for the valve opening operation of the injector using fuel pressurized to a high pressure as compared with the conventional method. Further, in order to cope with improvement in control performance (responsiveness) and high rotation (high speed control), it is necessary to supply this energy to the injector in a short time.
このようなインジェクタを駆動する回路は、昇圧回路を用いてバッテリー電圧よりも高い電圧を生成し、そこに接続されたスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ駆動する。昇圧電圧を用いて電流を流して短時間に大電流を通電させることによりインジェクタを駆動し、高圧な筒内直接噴射を実現することができる。 A circuit for driving such an injector generates a voltage higher than the battery voltage by using a booster circuit, and ON / OFF drives a switching element connected thereto. The injector is driven by flowing a current using the boosted voltage and energizing a large current in a short time, and high-pressure in-cylinder direct injection can be realized.
このとき、インジェクタコイルに電流を流す噴射動作を行うことで、電流がピークに達したらそこでピークを維持するために昇圧回路の電圧をスイッチングするものが知られている（例えば、特許文献１の図８の例参照）。 At this time, by performing an injection operation of passing a current through the injector coil, when the current reaches a peak, the voltage of the booster circuit is switched to maintain the peak (for example, FIG. See example 8).
特許文献１記載の如き電磁負荷制御装置においては、インジェクタ電流ピークを維持することができるが、そのためにはＶＨハイサイド制御をスイッチングせねばならず、電圧昇圧手段によって作られた電荷を使ってしまい電圧昇圧手段の再充電を行う必要がある。そのため複数のインジェクタを高速に次々と動作させる場合に再充電時間が問題となる。
In the electromagnetic load control device as described in
本発明の目的は、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能な電磁負荷制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic load control device capable of driving an injector driver at a high speed with a smaller amount of current.
上記目的を達成するために、本発明は、電磁負荷に印加する負荷電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電磁負荷の上流側に配置され、前記昇圧回路が前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する第１の上流放電装置と、前記電磁負荷の上流側に配置され、電源電圧によって前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する第２の上流放電装置と、前記電磁負荷の下流側に配置され、前記昇圧回路が前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する下流放電装置と、前記電磁負荷に流れる放電電流を検出する電流検出器と、前記第１の上流放電装置，第２の上流放電装置および下流放電装置の放電動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の上流放電装置と前記下流放電装置を操作して放電を行い、前記電流検出器によって第１のピーク電流値以上の電流が流れたことを検出すると、前記第２の上流放電装置を用いて放電させるようにしたものである。
かかる構成により、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a booster circuit that boosts a load voltage applied to an electromagnetic load and an upstream side of the electromagnetic load, and accumulates when the booster circuit boosts the load voltage. A first upstream discharge device that discharges electric charge; a second upstream discharge device that is arranged upstream of the electromagnetic load and discharges the accumulated charge when boosting the load voltage by a power supply voltage; and the electromagnetic load A downstream discharge device that is disposed on the downstream side and discharges the electric charge accumulated when the boosting circuit boosts the load voltage, a current detector that detects a discharge current flowing through the electromagnetic load, and the first upstream A control unit that controls a discharge operation of the discharge device, the second upstream discharge device, and the downstream discharge device, the control unit operates the first upstream discharge device and the downstream discharge device to discharge, The current detector Thus when it is detected that the first peak current value or more current flows, is obtained so as to discharge by using the second upstream discharge device.
With such a configuration, the injector driver can be driven at a high speed with a smaller amount of current.
本発明によれば、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。
According to the present invention, the injector driver can be driven at high speed with a smaller amount of current.
以下、図１および図２を用いて、本発明の第１の実施形態による電磁負荷制御装置の構成および動作について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による電磁負荷制御装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態による電磁負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, the configuration and operation of the electromagnetic load control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the electromagnetic load control device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic load control device according to the first embodiment of the present invention.
図１において、駆動負荷２６は電磁負荷であり、例えば、インジェクタ噴射手段である。
In FIG. 1, the
駆動負荷２６を制御する電磁負荷制御装置は、電圧昇圧制御手段４，インジェクタドライバ制御手段１１，ＶＨドライバ駆動手段１３，ＶＨハイサイド駆動ＭＯＳ１５，ＶＢドライバ駆動手段１７，ＶＢハイサイド駆動ＭＯＳ１９，ローサイドドライバ駆動手段２１，ローサイド駆動ＭＯＳ２３，保護ダイオード２４，２５，シャント抵抗２８，インジェクタ電流検出手段３１，および回生ダイオード３３を備えている。
The electromagnetic load control device for controlling the
以上の一般的な電磁負荷制御装置の構成に加えて、本実施形態では、インジェクタドライバ制御手段１１とＶＢドライバ駆動手段１７との間にスローフォール制御手段３５が備えられている。 In addition to the general configuration of the electromagnetic load control device described above, in this embodiment, the slow fall control means 35 is provided between the injector driver control means 11 and the VB driver drive means 17.
電圧昇圧制御手段４は、バッテリー電源１のバッテリー電源電圧ＶＢを昇圧して、昇圧電圧ＶＨを生成する。バッテリー電源電圧ＶＢが１４Ｖとすると、昇圧電圧ＶＨは、例えば、６０Ｖ程度である。
The voltage
インジェクタドライバ制御手段１１には、マイクロプロセッサ等、外部の制御手段より入力されるインジェクタ噴射制御信号Ｃ（ＩＮＪ）と、インジェクタ電流検出手段３１によって検出されたインジェクタ検出電流Ｉｄ（ＩＮＪ）が入力する。インジェクタドライバ制御手段１１は、入力されたインジェクタ噴射制御信号Ｃ（ＩＮＪ）やインジェクタ検出電流Ｉｄ（ＩＮＪ）に基づいて、昇圧電圧側のハイサイドＭＯＳ１５を駆動制御するＶＨハイサイド制御信号Ｃ（ＶＨ），バッテリー電圧側のハイサイドＭＯＳを駆動制御するＶＢハイサイド制御信号Ｃ（ＶＢ），ローサイドＭＯＳを駆動制御するローサイド制御信号Ｃ（ＶＬ）を出力する。
The injector driver control means 11 receives an injector injection control signal C (INJ) input from an external control means such as a microprocessor and an injector detection current Id (INJ) detected by the injector current detection means 31. The injector driver control means 11 is a VH high side control signal C (VH) for driving and controlling the
スローフォール制御手段３５は、ＶＢハイサイド制御信号Ｃ（ＶＢ）に基づいて、スローフォール制御信号Ｃ（ＳＦ）を出力する。ＶＢドライバ駆動手段１７は、スローフォール制御信号Ｃ（ＳＦ）に基づいて、ＶＢハイサイド駆動ＭＯＳ１９を駆動するＶＢハイサイド駆動ゲート信号Ｇ（ＶＨ）を出力する。 The slow fall control means 35 outputs a slow fall control signal C (SF) based on the VB high side control signal C (VB). The VB driver drive means 17 outputs a VB high side drive gate signal G (VH) for driving the VB high side drive MOS 19 based on the slow fall control signal C (SF).
ローサイドドライバ駆動手段２１は、ローサイドハイサイド制御信号Ｃ（ＶＬ）に基づいて、ローサイド駆動ＭＯＳ２３を駆動するローサイド駆動ゲート信号Ｇ（ＶＬ）を出力する。
The low side driver drive means 21 outputs a low side drive gate signal G (VL) for driving the low
インジェクタ電流検出手段３１は、シャント抵抗２８に流れる、インジェクタを駆動するためのインジェクタ駆動電流Ｉ（ＩＮＪ）を電圧信号として検出して、インジェクタ電流検出信号Ｉｄ（ＩＮＪ）を出力する。
The injector current detection means 31 detects an injector drive current I (INJ) flowing through the
なお、保護ダイオード２４，２５は、ハイサイドドライバ１５，１９の側への逆流を防止するために備えられている。また、回生ダイオード３３は、回生電流を昇圧電圧ＶＨに回生させるために備えられている。
The
次に、図２を用いて、本実施形態の電磁負荷制御装置の動作について説明する。 Next, operation | movement of the electromagnetic load control apparatus of this embodiment is demonstrated using FIG.
図２において、図２（Ａ）はインジェクタドライバ制御手段１１には入力するインジェクタ噴射制御信号Ｃ（ＩＮＪ）を示し、図２（Ｂ）はインジェクタ２６に流れるインジェクタ駆動電流Ｉ（ＩＮＪ）を示し、図２（Ｃ）はインジェクタ２６に印加されインジェクタ電圧を示している。図２（Ｄ）は、インジェクタドライバ制御手段１１の中に備えられるホールドタイマのホールド値を示している。図２（Ｅ）はＶＨハイサイド制御信号Ｃ（ＶＨ）を示し、図２（Ｆ）はＶＢハイサイド制御信号Ｃ（ＨＢ）を示し、図２（Ｇ）はローサイド制御信号Ｃ（ＶＬ）を示している。
2, FIG. 2 (A) shows the injector injection control signal C (INJ) input to the injector driver control means 11, FIG. 2 (B) shows the injector drive current I (INJ) flowing through the
時刻ｔ０において、図２（Ａ）に示すインジェクタ制御信号Ｃ（ＩＮＪ）がオンすると、図２（Ｅ）に示すＶＨハイサイド制御信号Ｃ（ＶＨ）と、図２（Ｇ）に示すローサイド制御信号Ｃ（ＶＬ）がオンする。これにより、ＶＨハイサイドＭＯＳ１５とローサイドＭＯＳ２３とがオンし、図２（Ｃ）に示すように、電圧昇圧制御手段４からの高電圧ＶＨがインジェクタ２６に印加され、図２（Ｂ）に示すように、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）が流れ始め、その電流値は速やかに上昇する。
When the injector control signal C (INJ) shown in FIG. 2A is turned on at time t0, the VH high-side control signal C (VH) shown in FIG. 2E and the low-side control signal shown in FIG. C (VL) turns on. As a result, the VH high-
インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）は、シャント抵抗２８で検出され、インジェクタ電流検出手段３１によって得られたインジェクタ電流検出信号Ｉｄ（ＩＮＪ）はスローフォール制御手段３５に入力する。
The injector current I (INJ) is detected by the
時刻ｔ１において、インジェクタドライバ制御手段１１は、インジェクタ電流４０がピーク電流閾値Ｉｐに達したら（図２（Ｂ））、スローフォール制御信号Ｃ（ＳＬ）をオンとして、ＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオフとしてＶＢハイサイドＭＯＳ１９とローサイドＭＯＳ２３をオンとする（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ））ことで、ピーク電流を緩やかに保持（図２の４２）するスローフォールモードＭ−ＳＦに移行する。スローフォールモードＭ−ＳＦの間は、図２（Ｂ）に示すように、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）は、ピーク電流Ｉｐから緩やかに下降しつつも電流保持を行う。このピーク電流が緩やかに下降しつつも保持されている現象をスローフォールと称する。
At time t1, when the injector current 40 reaches the peak current threshold Ip (FIG. 2 (B)), the injector driver control means 11 turns on the slow fall control signal C (SL) and turns off the VH high-
従来は、ローサイドＭＯＳ２３をオンしたまま、ＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオンオフしている。ＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオフすると、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）は急激に減少する。それに対して、本実施形態では、ＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオフした時、ＶＢハイサイドＭＯＳ１９をオンしているので、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）の急激な減少が防止され、インジェクタ電流は緩やかに減少して、スローフォール状態を得ることができる。
Conventionally, the VH high-
この後、時刻ｔ２において、ＶＢハイサイドゲートＭＯＳ１９をオフとすることで、通常フォールモードＭ−ＮＦに移行し、図２（Ｂ）に示すように、インジェクタ電流は通常の下降電流となる。 Thereafter, at time t2, the VB high-side gate MOS 19 is turned off to shift to the normal fall mode M-NF, and the injector current becomes a normal falling current as shown in FIG.
そして、時刻ｔ３において、第１ホールド電流しきい値Ｉｓｅｔ１に達すると、第１のホールド状態へと移行し、図２（Ｆ）に示すように、ＶＢハイサイドゲート１９をオンオフすることで、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）を第１ホールド電流しきい値Ｉｓｅｔ１に保持する。 At time t3, when the first hold current threshold value Iset1 is reached, the state shifts to the first hold state, and as shown in FIG. The current I (INJ) is held at the first hold current threshold value Iset1.
時刻ｔ４において、図２（Ｄ）に示すホールドタイマ４８が設定時間Ｔｓｅｔに達すると、ＶＢハイサイドゲートＭＯＳ１９をオフし、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）が減少する。 When the hold timer 48 shown in FIG. 2D reaches the set time Tset at time t4, the VB high-side gate MOS 19 is turned off, and the injector current I (INJ) decreases.
時刻ｔ５において、第２のホールド電流しきい値Ｉｓａｅｔ２に達すると、第２のホールド状態へと移行し、図２（Ｆ）に示すように、ＶＢハイサイドゲート１９をオンオフすることで、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）を第２ホールド電流しきい値Ｉｓｅｔ２に保持する。ここで、ＶＢハイサイドゲート１９をオンオフする際に、オフ期間を時刻ｔ２〜ｔ３の間に比べて長くすることで、１ホールド電流しきい値Ｉｓｅｔ１よりも低い第２のホールド電流しきい値Ｉｓａｅｔ２の値にインジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）を保持することができる。 When the second hold current threshold value Isaet2 is reached at time t5, the state shifts to the second hold state, and the injector current is turned on and off as shown in FIG. I (INJ) is held at the second hold current threshold value Iset2. Here, when the VB high-side gate 19 is turned on / off, the second hold current threshold value Isaet2 lower than the first hold current threshold value Iset1 is set by making the off period longer than between the times t2 and t3. The injector current I (INJ) can be held at the value of.
さらに、時刻ｔ６において、図２（Ａ）に示すインジェクタ制御信号Ｃ（ＩＮＪ）がオフすると、図２（Ｇ）に示すように、ローサイドゲート制御信号がオフし、ローサイドゲート２３がオフして、インジェクタ制御信号Ｃ（ＩＮＪ）に０となり、インジェクタが閉弁する。
Further, at time t6, when the injector control signal C (INJ) shown in FIG. 2 (A) is turned off, as shown in FIG. 2 (G), the low side gate control signal is turned off, and the
このような動作を行うことにより、インジェクタに流れる電流をピークで保持したい場合にＶＨドライバ駆動手段１３をスイッチングしてピーク電流保持するよりも少ない電荷量でピーク電流保持を行うことが可能となり、ＶＨドライバのスイッチングで電流保持を行った場合より昇圧電荷を少なくことができ、高速に複数の気筒のインジェクタを制御することが可能となる。 By performing such an operation, when it is desired to hold the current flowing through the injector at a peak, it becomes possible to hold the peak current with a smaller amount of charge than when the VH driver driving means 13 is switched to hold the peak current. The boosted charge can be reduced as compared with the case where the current is maintained by switching the driver, and the injectors of a plurality of cylinders can be controlled at high speed.
なお、以上の説明では、インジェクタドライバ制御手段１１とスローフォール制御手段３５とを別構成として説明しているが、インジェクタドライバ制御手段１１の中に、スローフォール制御手段３５の機能を組み入れてもよいものである。 In the above description, the injector driver control means 11 and the slow fall control means 35 are described as separate components. However, the function of the slow fall control means 35 may be incorporated in the injector driver control means 11. Is.
以上説明したように、本実施形態によれば、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the driver of the injector can be driven at a high speed with a smaller amount of current.
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態による電磁負荷制御装置の構成および動作について説明する。なお、本実施形態による電磁負荷制御装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図３は、本発明の第２の実施形態による電磁負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
Next, the configuration and operation of the electromagnetic load control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the electromagnetic load control device according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic load control device according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態は、スローフォール時にローサイドドライバ駆動手段２１の異常によりローサイドＭＯＳ２３がオフして急激に電流が上昇する現象が発生した場合の保護機能を備えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
This embodiment is provided with a protection function in the case where a phenomenon in which the low-
図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１においてインジェクタ電流が電流ピークＩｐに到達後、スローフォールモードＭ−ＳＦとなっているときに、電源電圧の変動等の影響によってインジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）が現象状態から増加状態に変化したとする。 As shown in FIG. 3 (B), when the injector current reaches the current peak Ip at time t1 and is in the slow fall mode M-SF, the injector current I (INJ) is affected by the influence of fluctuations in the power supply voltage and the like. Is changed from a phenomenon state to an increase state.
そして、時刻ｔ２’において、ピークホールド値Ｉｐを上回り、ピークホールド値Ｉｐよりも所定量上部に設定されているしきい値Ｉｐ２にまで到達した場合、スローフォール制御手段３５は、図３（Ｆ）に示すように、時刻ｔ２’において、ＶＢドライバ駆動手段１７を通じてＶＢハイサイドＭＯＳ１９をオフとすることで通常フォールモードＭ−ＮＦに移行する。 When the peak hold value Ip is exceeded and reaches a threshold value Ip2 that is set a predetermined amount above the peak hold value Ip at time t2 ′, the slow fall control means 35 performs the operation shown in FIG. As shown in FIG. 5, at time t2 ′, the VB high-side MOS 19 is turned off through the VB driver driving means 17 to shift to the normal fall mode M-NF.
これよりスローフォール時に電流上昇をしたとしても、通常フォールモードに切り替わることによって電流下降することになる。 Even if the current rises during the slow fall, the current falls due to switching to the normal fall mode.
このような動作を行うことにより、異常にインジェクタ電流が上昇電流へと変化した場合であっても、上昇電流を抑制することでインジェクタの過電流による故障を防止し、安定動作が可能となる。 By performing such an operation, even if the injector current is abnormally changed to a rising current, the rising current is suppressed to prevent a failure due to an overcurrent of the injector, and a stable operation is possible.
以上説明したように、本実施形態によれば、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the driver of the injector can be driven at a high speed with a smaller amount of current.
また、スローフォール時に電流が上昇し、所定のしきい値Ｉｐ２を超えた場合には、通常フォールモードＭ−ＮＦに移行することで、上昇電流を抑制することでインジェクタの過電流による故障を防止し、安定動作が可能となる。 Also, when the current rises during a slow fall and exceeds a predetermined threshold value Ip2, the normal fall mode M-NF is shifted to suppress the rise current, thereby preventing a malfunction due to an injector overcurrent. In addition, stable operation is possible.
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施形態による電磁負荷制御装置の構成および動作について説明する。なお、本実施形態による電磁負荷制御装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図４は、本発明の第３の実施形態による電磁負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
Next, the configuration and operation of the electromagnetic load control device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the electromagnetic load control device according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic load control device according to the third embodiment of the present invention.
時刻ｔ１１において、図２（Ｂ）に示すように、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）が第２の実施形態と同様ピークホールド値Ｉｐを上回り、しきい値Ｉｐ２まで達した場合、スローフォール制御手段３５はＶＢドライバ駆動手段１７を通じてＶＢハイサイドＭＯＳ１９をオフとし、通常フォールモードにする。 At time t11, as shown in FIG. 2B, when the injector current I (INJ) exceeds the peak hold value Ip and reaches the threshold value Ip2 as in the second embodiment, the slow fall control means 35 The VB high-side MOS 19 is turned off through the VB driver driving means 17 to enter the normal fall mode.
これにより、電流が落ちて、図２（Ｂ）の時刻ｔ１２において、再びピークホールド値Ｉｐ以下になるようであれば、スローフォール制御手段３５はＶＢドライバ駆動手段１７を通じてＶＢハイサイドＭＯＳ１５をオンにしてスローフォールに切り替える。これよりピークホールド電流Ｉｐを超過している時のみスローフォールを行わないような操作をすることが可能となる。
As a result, if the current drops and becomes again below the peak hold value Ip at time t12 in FIG. 2B, the slow fall control means 35 turns on the VB
このような動作を行うことにより、スローフォール中に電流が上昇した場合においても、スローフォールを止めて安全側に電流を落とすことができる。 By performing such an operation, even when the current rises during the slow fall, it is possible to stop the slow fall and drop the current to the safe side.
以上説明したように、本実施形態によれば、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the driver of the injector can be driven at a high speed with a smaller amount of current.
また、スローフォール時に電流が上昇し、所定のしきい値Ｉｐ２を超えた場合には、通常フォールモードＭ−ＮＦに移行し、上昇電流を抑制するとともに、しきい値Ｉｐより下がったら、スローフォールモードに移行することもでき、インジェクタの過電流による故障を防止し、安定動作が可能となる。 In addition, when the current rises at the time of slow fall and exceeds a predetermined threshold value Ip2, the process shifts to the normal fall mode M-NF, suppresses the rise current, and when the current falls below the threshold value Ip, It is also possible to shift to the mode, preventing a failure due to an overcurrent of the injector and enabling stable operation.
次に、図５を用いて、本発明の第４の実施形態による電磁負荷制御装置の構成および動作について説明する。なお、本実施形態による電磁負荷制御装置の構成は、図１に示したものと同様である。
図５は、本発明の第４の実施形態による電磁負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
Next, the configuration and operation of the electromagnetic load control device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the electromagnetic load control device according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic load control device according to the fourth embodiment of the present invention.
予め外部ピーク電流しきい値Ｉｐとピーク電流下限値Ｉｐ３を設定しておき、インジェクタ電流４０がピーク電流しきい値Ｉｐに到達するとインジェクタドライバ制御手段１１はＶＨドライバ駆動手段１３を通じてＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオフとする一方、ＶＢドライバ駆動手段１７を通じてＶＢハイサイドＭＯＳ１９をオンとする。これより、インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）はピーク電流しきい値から下降する。
The external peak current threshold value Ip and the peak current lower limit value Ip3 are set in advance, and when the injector current 40 reaches the peak current threshold value Ip, the injector driver control means 11 causes the VH high-
そして、ピーク電流下限値Ｉｐ３まで達したら、ＶＨドライバ駆動手段１３を通じてＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオンとする。インジェクタ電流Ｉ（ＩＮＪ）は上昇する。そしてピーク電流下限値Ｉｐ３に達したら再びＶＨドライバ駆動手段１３を通じてＶＨハイサイドＭＯＳ１５をオフとする。
When the peak current lower limit value Ip3 is reached, the VH high-
ＶＨハイサイドＭＯＳをオフする期間Ｍ−ＳＦ、ＶＨハイサイドＭＯＳをオンンする期間Ｍ−ＳＵを繰り返すことでインジェクタ電流を維持する。オフ期間Ｍ−ＳＦが充分長く、オン期間Ｍ−ＳＵが短い場合、従来例においてＶＨハイサイドＭＯＳのみをスイッチングするより効率よく電磁負荷に電荷を送った上でインジェクタ電流を維持することが可能となる。 The injector current is maintained by repeating the period M-SF for turning off the VH high-side MOS and the period M-SU for turning on the VH high-side MOS. When the off-period M-SF is sufficiently long and the on-period M-SU is short, it is possible to maintain the injector current after efficiently sending electric charges to the electromagnetic load, rather than switching only the VH high-side MOS in the conventional example. Become.
次に、本実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of this embodiment will be described.
上記の例では、ピーク電流しきい値Ｉｐとピーク電流下限値Ｉｐ３とを独立の値として設定している。それに対して、ピーク電流しきい値Ｉｐを設定すると、しきい値Ｉｐから一定の電流分オフセットした値Ｉｐ３をピーク電流下限値とすることができる。図１に示したインジェクタドライバ制御手段１１は、一般にハードロジックにより形成される。その場合、ピーク電流しきい値Ｉｐとピーク電流下限値Ｉｐ３とを独立の値として設定する場合は、基準電圧源を分圧して、ピーク電流しきい値Ｉｐに相当する第１の基準値を作成し、また、基準電圧源を分圧して、ピーク電流しきい値Ｉｐ３に相当する第２の基準値を作成するため、２つの分圧回路をハードロジックで作成する必要がある。それに対して、しきい値Ｉｐから一定の電流分オフセットした値Ｉｐ３をピーク電流下限値とする場合は、しきい値Ｉｐを作成するための１つの分圧回路と、このしきい値をオフセットする回路だけでよいため、回路構成を簡略化することができる。 In the above example, the peak current threshold value Ip and the peak current lower limit value Ip3 are set as independent values. On the other hand, when the peak current threshold value Ip is set, a value Ip3 offset by a constant current from the threshold value Ip can be set as the peak current lower limit value. The injector driver control means 11 shown in FIG. 1 is generally formed by hard logic. In that case, when the peak current threshold value Ip and the peak current lower limit value Ip3 are set as independent values, the reference voltage source is divided to create the first reference value corresponding to the peak current threshold value Ip. In addition, in order to divide the reference voltage source and create the second reference value corresponding to the peak current threshold value Ip3, it is necessary to create two voltage dividing circuits with hard logic. On the other hand, when the value Ip3 offset from the threshold value Ip by a constant current is used as the peak current lower limit value, one voltage dividing circuit for creating the threshold value Ip and the threshold value are offset. Since only a circuit is required, the circuit configuration can be simplified.
以上説明したように、本実施形態によれば、より少ない電流量でインジェクタのドライバを高速に駆動可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the driver of the injector can be driven at a high speed with a smaller amount of current.
また、ＶＨハイサイドＭＯＳをオフする期間Ｍ−ＳＦ、ＶＨハイサイドＭＯＳをオンンする期間Ｍ−ＳＵを繰り返すことでインジェクタ電流を維持することにより、効率よく電磁負荷に電荷を送った上でインジェクタ電流を維持することが可能となる。 Further, by repeating the period M-SF in which the VH high-side MOS is turned off and the period M-SU in which the VH high-side MOS is turned on, the injector current is maintained, so that the injector current is efficiently sent to the electromagnetic load. Can be maintained.
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施形態による電磁負荷制御装置の構成および動作について説明する。
図６は、本発明の第５の実施形態による電磁負荷制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示している。
Next, the configuration and operation of the electromagnetic load control device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the electromagnetic load control device according to the fifth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.
図６において、ピーク電流しきい値Ｉｐとピーク電流下限値Ｉｐ３を通信手段９を用いてインジェクタドライバ制御手段１１Ａに記憶することにより、インジェクタ電流のスローフォール動作を行うことでインジェクタ電流を維持する。 In FIG. 6, by storing the peak current threshold value Ip and the peak current lower limit value Ip3 in the injector driver control means 11A using the communication means 9, the injector current is maintained by performing a slow fall operation of the injector current.
これよりインジェクタ電流のピークを外部から設定しその値を自由に変えることでインジェクタ動作中にピーク値制御の自由度を増すことが可能となる。
As a result, it is possible to increase the degree of freedom in controlling the peak value during the operation of the injector by setting the peak of the injector current from the outside and changing the value freely.
２６…駆動負荷
４…電圧昇圧制御手段
１１…インジェクタドライバ制御手段
１３…ＶＨドライバ駆動手段
１５…ＶＨハイサイド駆動ＭＯＳ
１７…ＶＢドライバ駆動手段
１９…ＶＢハイサイド駆動ＭＯＳ
２１…ローサイドドライバ駆動手段
２３…ローサイド駆動ＭＯＳ
２４，２５…保護ダイオード
２８…シャント抵抗
３１…インジェクタ電流検出手段
３３…回生ダイオード
26 ... Drive
17 ... VB driver drive means 19 ... VB high side drive MOS
21 ... Low-side driver driving means 23 ... Low-side driving MOS
24, 25 ...
Claims (4)
前記電磁負荷の上流側に配置され、前記昇圧回路が前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する第１の上流放電装置と、
前記電磁負荷の上流側に配置され、電源電圧によって前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する第２の上流放電装置と、
前記電磁負荷の下流側に配置され、前記昇圧回路が前記負荷電圧を昇圧する際に蓄積した電荷を放電する下流放電装置と、
前記電磁負荷に流れる放電電流を検出する電流検出器と、
前記第１の上流放電装置，第２の上流放電装置および下流放電装置の放電動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の上流放電装置と前記下流放電装置を操作して放電を行い、前記電流検出器によって第１のピーク電流値以上の電流が流れたことを検出すると、前記第２の上流放電装置を用いて放電させることを特徴とする電磁負荷制御装置。 A booster circuit that boosts the load voltage applied to the electromagnetic load;
A first upstream discharge device disposed on the upstream side of the electromagnetic load and discharging the charge accumulated when the boosting circuit boosts the load voltage;
A second upstream discharge device disposed on the upstream side of the electromagnetic load and discharging the accumulated charge when the load voltage is boosted by a power supply voltage;
A downstream discharge device that is disposed downstream of the electromagnetic load and discharges the accumulated charge when the booster circuit boosts the load voltage;
A current detector for detecting a discharge current flowing in the electromagnetic load;
A controller for controlling the discharge operation of the first upstream discharge device, the second upstream discharge device, and the downstream discharge device,
The controller operates the first upstream discharge device and the downstream discharge device to perform discharge, and when the current detector detects that a current greater than or equal to a first peak current value flows, the second An electromagnetic load control device characterized by discharging using an upstream discharge device.
前記制御部は、前記第２の上流放電装置と前記下流放電装置とにより放電している状態において、第２のピーク電流値以上の電流が流れた場合、前記第２の上流放電装置の動作を遮断することを特徴とする電磁負荷制御装置。 The electromagnetic load control device according to claim 1,
The controller controls the operation of the second upstream discharge device when a current greater than or equal to the second peak current value flows in a state where the second upstream discharge device and the downstream discharge device are discharging. An electromagnetic load control device characterized by blocking.
前記制御部は、前記第２の上流放電装置と前記下流放電装置とにより放電している状態において、第２のピーク電流値以上の電流が流れた場合、前記第２の上流放電装置の動作を遮断するとともに、
当該遮断により放電電流が前記第１のピーク電流値を下回った場合は、再度前記第２の上流放電装置と前記下流放電装置とにより放電することを特徴とする電子負荷制御装置。 The electromagnetic load control device according to claim 1,
The controller controls the operation of the second upstream discharge device when a current greater than or equal to the second peak current value flows in a state where the second upstream discharge device and the downstream discharge device are discharging. Shut off and
The electronic load control device according to claim 1, wherein when the discharge current falls below the first peak current value due to the interruption, the second upstream discharge device and the downstream discharge device discharge again.
前記制御部は、前記第２の上流放電装置を用いて放電させた後、前記電流検出器によって第３のピーク電流値まで電流が減少すると、前記第１の上流放電装置と前記下流放電装置により電流を流し、前記電流検出器によって第１のピーク電流値以上の電流が流れたことを検出すると、再び前記第２の上流放電装置を用いて放電させることを繰り返すことを特徴とする電磁負荷制御装置。 The electromagnetic load control device according to claim 1,
When the current is reduced to the third peak current value by the current detector after discharging using the second upstream discharge device, the control unit causes the first upstream discharge device and the downstream discharge device to An electromagnetic load control characterized by repeating a discharge using the second upstream discharge device again when a current is passed and when the current detector detects that a current greater than or equal to a first peak current value flows. apparatus.
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| CN105351128A (en) * | 2015-12-11 | 2016-02-24 | 中国北方发动机研究所(天津) | Boost type jet drive circuit of high-speed electromagnetic valve |
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