JP2020173936A

JP2020173936A - Injector drive

Info

Publication number: JP2020173936A
Application number: JP2019074381A
Authority: JP
Inventors: 真人野中; Masato Nonaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2020-10-22

Abstract

To provide a technology for reducing power consumption of an injector drive for driving multiple injectors.SOLUTION: An injector drive includes first to third solenoids for opening and closing first to third injectors, switching elements connected in series with respective solenoids, a power supply, and a change-over switch. Series connection of three sets of solenoid and switching element is connected in parallel with the power supply. The change-over switch changes the parallel state of the series connection of the first solenoid and the first switching element and the series connection of the second solenoid and the second switching element, to a series state for connecting the first solenoid, the second solenoid and the second switching element in series without the first switching element intervening among them. Since the second switching element controls two solenoids, the power consumption corresponding to one switching element can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本明細書が開示する技術は、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。 The technology disclosed herein relates to an injector drive device that drives a plurality of injectors.

複数の水素タンクを備えた燃料電池システムが知られている。それぞれの水素タンクは、インジェクタを介して燃料電池スタックに接続されている。開くインジェクタの数によって、燃料電池スタックに供給する水素ガスの流量を調整することができる。インジェクタの弁はソレノイドによって開閉され、インジェクタの駆動装置はソレノイドと、ソレノイドへの通電と遮断を切り替えるスイッチング素子で構成される（例えば特許文献１）。なお、流量の微調整は、いずれか１個のインジェクタのスイッチング素子のオンオフの周期（デューティ比）を変更することで実現できる。 Fuel cell systems with multiple hydrogen tanks are known. Each hydrogen tank is connected to the fuel cell stack via an injector. The flow rate of hydrogen gas supplied to the fuel cell stack can be adjusted by the number of injectors opened. The valve of the injector is opened and closed by a solenoid, and the driving device of the injector is composed of a solenoid and a switching element for switching between energization and interruption of the solenoid (for example, Patent Document 1). The fine adjustment of the flow rate can be realized by changing the on / off cycle (duty ratio) of the switching element of any one injector.

なお、１個のソレノイドの弁の吸引力を制御することで流量を調整するタイプのインジェクタ駆動装置も知られている（例えば特許文献２）。特許文献２のインジェクタ駆動装置では、１個の弁に対して２個のソレノイドが備えられている。２個のソレノイドの接続形態を並列、単独、直列に切り替えることで、弁の吸引力を制御し、流量を調整することができるとともに、消費電力を低減する。 A type of injector drive device that adjusts the flow rate by controlling the suction force of the valve of one solenoid is also known (for example, Patent Document 2). In the injector drive device of Patent Document 2, two solenoids are provided for one valve. By switching the connection form of the two solenoids in parallel, independently, or in series, the suction force of the valve can be controlled, the flow rate can be adjusted, and the power consumption can be reduced.

特開２０１３−１３１３０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-131301 特開２００６−３１６６８８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-316688

特許文献２の装置ではインジェクタの構造が複雑になる。ガス配管の途中に複数のインジェクタを並列に取り付け、開くインジェクタの数によって供給する水素ガスの流量を調整する装置の方がシンプルである。一方、インジェクタは安全のためノーマルクローズタイプが用いられており、ソレノイドに通電すると開く。大きな流量が必要とされる場合、多数のインジェクタを駆動するのにインジェクタと同数のスイッチング素子を通電状態に保持すると消費電力が大きくなる。本明細書は、複数のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関し、消費電力を低減する技術を提供する。なお、本明細書が開示する技術は、水素タンク用のインジェクタに限られず、またインジェクタのアクチュエータもソレノイドに限られない。 In the apparatus of Patent Document 2, the structure of the injector becomes complicated. A device that installs multiple injectors in parallel in the middle of a gas pipe and adjusts the flow rate of hydrogen gas to be supplied according to the number of injectors that open is simpler. On the other hand, the injector is a normally closed type for safety, and opens when the solenoid is energized. When a large flow rate is required, holding the same number of switching elements as the injectors in the energized state to drive a large number of injectors increases the power consumption. The present specification provides a technique for reducing power consumption with respect to an injector drive device for driving a plurality of injectors. The technique disclosed in the present specification is not limited to the injector for the hydrogen tank, and the actuator of the injector is not limited to the solenoid.

本明細書が開示するインジェクタ駆動装置は、並列に接続されている第１−第３インジェクタを駆動する。インジェクタ駆動装置は、３個のアクチュエータ（第１−第３アクチュエータ）と、３個のスイッチング素子（第１−第３スイッチング素子）と、電源を備えている。第１（第２、第３）アクチュエータは、第１（第２、第３）インジェクタを開閉する。３個のインジェクタはいずれもノーマルクローズタイプであり、アクチュエータに通電すると弁が開き、電力が遮断されると弁が閉じる。第１（第２、第３）スイッチング素子は、第１（第２、第３）アクチュエータに直列に接続されている。第１アクチュエータと第１スイッチング素子の直列接続と、第２アクチュエータと第２スイッチング素子の直列接続と、第３アクチュエータと第３スイッチング素子の直列接続は、電源に対して並列に接続されている。第１スイッチング素子を閉じると第１アクチュエータが動作し、第１インジェクタが開く。第２、第３スイッチング素子についても同様である。 The injector driving device disclosed in the present specification drives the first to third injectors connected in parallel. The injector drive device includes three actuators (first to third actuators), three switching elements (first to third switching elements), and a power supply. The first (second, third) actuator opens and closes the first (second, third) injector. All three injectors are normally closed type, and the valve opens when the actuator is energized and closes when the power is cut off. The first (second, third) switching element is connected in series with the first (second, third) actuator. The series connection of the first actuator and the first switching element, the series connection of the second actuator and the second switching element, and the series connection of the third actuator and the third switching element are connected in parallel to the power supply. When the first switching element is closed, the first actuator operates and the first injector opens. The same applies to the second and third switching elements.

本明細書が開示するインジェクタ駆動装置は、さらに、切替スイッチを備えている。切替スイッチは、第１アクチュエータと第１スイッチング素子の直列接続と第２アクチュエータと第２スイッチング素子の直列接続の並列状態を、第１スイッチング素子を介さずに第１アクチュエータと第２アクチュエータと第２スイッチング素子を直列に接続する直列状態に切り替える。 The injector drive device disclosed herein further comprises a changeover switch. The changeover switch displays the parallel state of the series connection of the first actuator and the first switching element and the series connection of the second actuator and the second switching element, without going through the first switching element, the first actuator, the second actuator, and the second. Switch to a series state in which switching elements are connected in series.

上記した並列状態の場合は、第１−第３アクチュエータはそれぞれ対応するスイッチング素子によって独立に制御可能である。上記した直列状態に切り替えると、第１、第２アクチュエータを第２スイッチング素子で同時に駆動することができる。すなわち、第１、第２インジェクタを１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子）で制御することができるようになる。したがって大流量が必要な場合は直列状態に切り替えることで、１個のスイッチング素子で２個のアクチュエータを駆動し、大流量を確保することができる。従来ならば３個のスイッチング素子を駆動しなければならないところ、本明細書が開示するインジェクタ駆動装置では２個のスイッチング素子の動作で済むので１個分のスイッチング素子の消費電力を省くことができる。なお、流量の微調整は第３スイッチング素子で行えばよいので、流量調整の分解能は変わらない。 In the case of the parallel state described above, the first to third actuators can be independently controlled by the corresponding switching elements. By switching to the series state described above, the first and second actuators can be driven simultaneously by the second switching element. That is, the first and second injectors can be controlled by one switching element (second switching element). Therefore, when a large flow rate is required, by switching to the series state, two actuators can be driven by one switching element, and a large flow rate can be secured. Conventionally, three switching elements have to be driven, but in the injector drive device disclosed in the present specification, only two switching elements need to be operated, so that the power consumption of one switching element can be saved. .. Since the fine adjustment of the flow rate may be performed by the third switching element, the resolution of the flow rate adjustment does not change.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.

実施例のインジェクタ駆動装置が使われている燃料電池システムのブロック図である。It is a block diagram of the fuel cell system in which the injector drive device of an Example is used. インジェクタ駆動装置の回路図である（並列状態）。It is a circuit diagram of an injector drive device (parallel state). インジェクタ駆動装置の回路図である（直列状態）。It is a circuit diagram of an injector drive device (series state). コントローラが実行するソレノイド制御のフローチャートである。It is a flowchart of solenoid control executed by a controller. 変形例のインジェクタ駆動装置の回路図である。It is a circuit diagram of the injector drive device of a modification. 変形例の燃料電池システムのブロック図である。It is a block diagram of the fuel cell system of a modification.

図面を参照して実施例のインジェクタ駆動装置１０を説明する。インジェクタ駆動装置１０は、燃料電池システム１００に採用されている。図１に、インジェクタ駆動装置１０を含む燃料電池システム１００のブロック図を示す。 The injector drive device 10 of the embodiment will be described with reference to the drawings. The injector drive device 10 is used in the fuel cell system 100. FIG. 1 shows a block diagram of a fuel cell system 100 including an injector drive device 10.

燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１０１に燃料である水素ガスと反応ガスである酸素を送り込み、発電する。酸素は大気に含まれている酸素を用いる。空気パイプ１０６を介して外部から空気（酸素）を取り込む。空気パイプ１０６には不図示のコンプレッサが備えられており、コンプレッサによって空気（酸素）が燃料電池スタック１０１に送り込まれる。空気パイプ１０６には燃料電池スタック１０１に取り込む空気の量を調整するための調整弁１０７、１０８が備えられている。 The fuel cell system 100 sends hydrogen gas as fuel and oxygen as reaction gas to the fuel cell stack 101 to generate electricity. Oxygen uses oxygen contained in the atmosphere. Air (oxygen) is taken in from the outside through the air pipe 106. The air pipe 106 is provided with a compressor (not shown), and air (oxygen) is sent to the fuel cell stack 101 by the compressor. The air pipe 106 is provided with adjusting valves 107 and 108 for adjusting the amount of air taken into the fuel cell stack 101.

燃料である水素ガスは３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに貯蔵されている。それぞれの水素タンクには、タンクシャットバルブ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃが備えられている。３本の水素タンク１１０ａ−１１０ｃから放出される水素ガスは、タンクシャットバルブ１１３ａ−１１３ｃを通過した後、１本の燃料パイプ１０２ａに集められる。燃料パイプ１０２ａのガス下流側は３本に分岐しており、３本の燃料パイプのそれぞれにインジェクタ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが取り付けられている。すなわち、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、並列に接続されている。インジェクタ１１２ａ−１１２ｃを通過した水素ガスは再び１本の燃料パイプ１０２ｂに集められ、燃料電池スタック１０２に送り込まれる。 Hydrogen gas, which is a fuel, is stored in three hydrogen tanks 110a, 110b, and 110c. Each hydrogen tank is provided with tank shut valves 113a, 113b, 113c. The hydrogen gas released from the three hydrogen tanks 110a-110c passes through the tank shut valve 113a-113c and is then collected in one fuel pipe 102a. The gas downstream side of the fuel pipe 102a is branched into three, and injectors 112a, 112b, and 112c are attached to each of the three fuel pipes. That is, the three injectors 112a-112c are connected in parallel. The hydrogen gas that has passed through the injectors 112a-112c is collected again in one fuel pipe 102b and sent to the fuel cell stack 102.

以下、説明の便宜のため３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを水素タンク１１０と総称する場合がある。また、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃをインジェクタ１１２と総称する場合がある。それぞれのインジェクタを区別する場合には、第１インジェクタ１１２ａ、第２インジェクタ１１２ｂ、第３インジェクタ１１２ｃと称する。インジェクタ１１２を開くと、燃料パイプ１０２ａ、１０２ｂを通じて水素タンク１１０から水素ガスが燃料電池スタック１０１に送り込まれる。燃料パイプ１０２ｂの出口には排気排水バルブ１０５が取り付けられている。３個のインジェクタ１１２の出口は全て燃料電池スタック１０１につながっており、開くインジェクタ１１２の個数により、燃料電池スタック１０１へ供給する水素ガスの流量が調整される。 Hereinafter, for convenience of explanation, the three hydrogen tanks 110a, 110b, and 110c may be collectively referred to as the hydrogen tank 110. Further, the three injectors 112a-112c may be collectively referred to as the injector 112. When distinguishing each injector, it is referred to as a first injector 112a, a second injector 112b, and a third injector 112c. When the injector 112 is opened, hydrogen gas is sent from the hydrogen tank 110 to the fuel cell stack 101 through the fuel pipes 102a and 102b. An exhaust drain valve 105 is attached to the outlet of the fuel pipe 102b. The outlets of the three injectors 112 are all connected to the fuel cell stack 101, and the flow rate of hydrogen gas supplied to the fuel cell stack 101 is adjusted by the number of injectors 112 to be opened.

燃料電池スタック１０１の出力電力は、水素ガス（及び酸素）の供給量に依存する。燃料電池コントローラ１０３は、外部の上位コントローラからの指令を受け、燃料電池スタック１０１の出力電力を調整する。燃料電池コントローラ１０３は、燃料電池スタックの目標出力電力に応じた水素ガスの流量（要求流量）をインジェクタ駆動装置１０に指令する。 The output power of the fuel cell stack 101 depends on the supply of hydrogen gas (and oxygen). The fuel cell controller 103 adjusts the output power of the fuel cell stack 101 in response to a command from an external host controller. The fuel cell controller 103 instructs the injector drive device 10 of the flow rate (required flow rate) of hydrogen gas according to the target output power of the fuel cell stack.

インジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、ソレノイド１２ａ−１２ｃで開閉するバルブであり、インジェクタ駆動装置１０は、ソレノイド１２ａ−１２ｃを含む回路で構成される。以下では、ソレノイド１２ａ−１２ｃをソレノイド１２と総称する場合がある。それぞれのソレノイドを区別するときには、第１ソレノイド１２ａ、第２ソレノイド１２ｂ、第３ソレノイド１２ｃと称する場合がある。 The injector 112a-112c is a valve that opens and closes with the solenoid 12a-12c, and the injector drive device 10 is composed of a circuit including the solenoid 12a-12c. Hereinafter, the solenoids 12a-12c may be collectively referred to as the solenoid 12. When distinguishing each solenoid, it may be referred to as a first solenoid 12a, a second solenoid 12b, or a third solenoid 12c.

インジェクタ１１２はノーマルクローズタイプであり、ソレノイド１２に通電すると弁が開く。ソレノイド１２への通電が遮断されると弁が閉じる。インジェクタ駆動装置１０から電力が失われたときに大量の水素ガスが燃料電池スタック１０１へ流れないように、ノーマルクローズタイプのインジェクタ１１２が採用される。 The injector 112 is a normally closed type, and the valve opens when the solenoid 12 is energized. The valve closes when the energization of the solenoid 12 is cut off. A normally closed type injector 112 is adopted so that a large amount of hydrogen gas does not flow to the fuel cell stack 101 when power is lost from the injector drive device 10.

図２、図３に、インジェクタ駆動装置１０の回路図を示す。図２は並列状態のときの回路図であり、図３は直列状態のときの回路図である。並列状態、直列状態については後述する。 2 and 3 show a circuit diagram of the injector drive device 10. FIG. 2 is a circuit diagram in a parallel state, and FIG. 3 is a circuit diagram in a series state. The parallel state and series state will be described later.

インジェクタ駆動装置１０は、３個のソレノイド１２ａ、１２ｂ、１２ｃのほか、スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、電源１１、切替スイッチ２０、コントローラ１６を備えている。以下、説明の都合上、第１ソレノイド１２ａ、第２ソレノイド１２ｂ、第３ソレノイド１２ｃのそれぞれに対応して、３個のスイッチング素子を、それぞれ、第１スイッチング素子１３ａ、第２スイッチング素子１３ｂ、第３スイッチング素子１３ｃと称する場合がある。３個のスイッチング素子を区別なく示すときにはスイッチング素子１３と称する。 The injector drive device 10 includes three solenoids 12a, 12b, 12c, switching elements 13a, 13b, 13c, a power supply 11, a changeover switch 20, and a controller 16. Hereinafter, for convenience of explanation, three switching elements corresponding to the first solenoid 12a, the second solenoid 12b, and the third solenoid 12c are provided, respectively, with the first switching element 13a, the second switching element 13b, and the third solenoid 12c, respectively. 3 Switching element 13c may be referred to. When the three switching elements are shown without distinction, they are referred to as switching elements 13.

第１スイッチング素子１３ａは、第１ソレノイド１２ａの低電位側に直列に接続されている。第２スイッチング素子１３ｂは、第２ソレノイド１２ｂの低電位側に直列に接続されている。第３スイッチング素子１３ｃは、第３ソレノイド１２ｃの低電位側に直列に接続されている。スイッチング素子とソレノイドの３組の直列接続は、電源１１に対して並列に接続されている。別言すれば、電源１１は、スイッチング素子１３とソレノイド１２の３組の直列接続のそれぞれに対して電力を供給する。 The first switching element 13a is connected in series with the low potential side of the first solenoid 12a. The second switching element 13b is connected in series with the low potential side of the second solenoid 12b. The third switching element 13c is connected in series with the low potential side of the third solenoid 12c. The three sets of series connection of the switching element and the solenoid are connected in parallel with the power supply 11. In other words, the power supply 11 supplies power to each of the three sets of series connections of the switching element 13 and the solenoid 12.

第１スイッチング素子１３ａがオンすると、第１ソレノイド１２ａに電源１１の電力が流れ、第１インジェクタ１１２ａが開き、水素タンク１１０から燃料電池スタック１０１へ水素ガスが供給される。第１スイッチング素子１３ａをオフに切り替えると、第１ソレノイド１２ａが電源１１から遮断され、インジェクタ１１２ａが閉じる。同様に、第２スイッチング素子１３ｂ（第３スイッチング素子１３ｃ）がオンすると、第２ソレノイド１２ｂ（第３ソレノイド１２ｃ）に電源１１の電力が流れ、第２インジェクタ１１２ｂ（第３インジェクタ１１２ｃ）が開き、水素タンク１１０から水素ガスが供給される。第２スイッチング素子１３ｂ（第３スイッチング素子１３ｃ）をオフに切り替えると、第２ソレノイド１２ｂ（第３ソレノイド１２ｃ）が電源１１から遮断され、第２インジェクタ１１２ｂ（第３インジェクタ１１２ｃ）が閉じる。 When the first switching element 13a is turned on, the electric power of the power supply 11 flows through the first solenoid 12a, the first injector 112a is opened, and hydrogen gas is supplied from the hydrogen tank 110 to the fuel cell stack 101. When the first switching element 13a is switched off, the first solenoid 12a is shut off from the power supply 11 and the injector 112a is closed. Similarly, when the second switching element 13b (third switching element 13c) is turned on, the power of the power supply 11 flows through the second solenoid 12b (third solenoid 12c), the second injector 112b (third injector 112c) opens, and the second injector 112b (third injector 112c) opens. Hydrogen gas is supplied from the hydrogen tank 110. When the second switching element 13b (third switching element 13c) is switched off, the second solenoid 12b (third solenoid 12c) is shut off from the power supply 11, and the second injector 112b (third injector 112c) is closed.

スイッチング素子１３は、コントローラ１６によって制御される。コントローラ１６は、燃料電池コントローラ１０３（図１参照）から要求流量の指令を受け、要求流量が実現されるように、スイッチング素子１３ａ−１３ｃを適宜にオンオフする。流量を微調整する場合には、スイッチング素子１３を所定のデューティ比で駆動すればよい、デューティ比に応じてソレノイド１２の通電と遮断が繰り返される。ソレノイド１２の通電と遮断の時間幅（すなわちデューティ比）に応じてインジェクタ１１２の弁が開閉し、流量が調整される。 The switching element 13 is controlled by the controller 16. The controller 16 receives a command of the required flow rate from the fuel cell controller 103 (see FIG. 1), and appropriately turns on / off the switching elements 13a-13c so that the required flow rate is realized. When finely adjusting the flow rate, the switching element 13 may be driven at a predetermined duty ratio, and the solenoid 12 is repeatedly energized and shut off according to the duty ratio. The valve of the injector 112 opens and closes according to the time width (that is, duty ratio) of energization and shutoff of the solenoid 12, and the flow rate is adjusted.

スイッチング素子１３に逆並列に接続されているダイオード１７は、ソレノイド１２の誘導起電力によって生じる逆流電流を許容するために備えられている。ソレノイド１２に対して逆並列に接続されているダイオード１９は、ソレノイドへの通電時、及び、電流遮断時に過渡的に生じる誘導電流を還流させるための還流ダイオードである。ソレノイド１２に対して直列に接続されているリレ−１８は、スイッチング素子１３が短絡故障したときにソレノイド１２を遮断する（インジェクタ１１２を閉じる）安全装置である。ダイオード１７、１９、リレ−１８についての詳しい説明は省略する。 A diode 17 connected in antiparallel to the switching element 13 is provided to allow a backflow current generated by the induced electromotive force of the solenoid 12. The diode 19 connected in antiparallel to the solenoid 12 is a freewheeling diode for returning an induced current transiently generated when the solenoid is energized and when the current is cut off. The relay 18 connected in series with the solenoid 12 is a safety device that shuts off the solenoid 12 (closes the injector 112) when the switching element 13 has a short-circuit failure. Detailed description of the diodes 17, 19 and the relay 18 will be omitted.

切替スイッチ２０は、連動して動作する第１サブスイッチ２１と第２サブスイッチ２２で構成される。第１サブスイッチ２１は、第２ソレノイド１２ｂの高電位側に直列に接続されている。第１ソレノイド１２ａの低電位側と、第２ソレノイド１２ｂの高電位側（第２ソレノイド１２ｂと第１サブスイッチ２１の間）とが結線２３で接続されており、その結線２３に第２サブスイッチ２２が備えられている。第１サブスイッチ２１と第２サブスイッチ２２は連動して動作し、第１サブスイッチ２１がオフのときには第２サブスイッチ２２がオンに保持され、第１サブスイッチ２１がオンのときには第２サブスイッチ２２がオフに保持される。 The changeover switch 20 is composed of a first subswitch 21 and a second subswitch 22 that operate in conjunction with each other. The first subswitch 21 is connected in series with the high potential side of the second solenoid 12b. The low potential side of the first solenoid 12a and the high potential side of the second solenoid 12b (between the second solenoid 12b and the first subswitch 21) are connected by a connection 23, and the second subswitch is connected to the connection 23. 22 is provided. The first subswitch 21 and the second subswitch 22 operate in tandem, the second subswitch 22 is kept on when the first subswitch 21 is off, and the second sub when the first subswitch 21 is on. The switch 22 is held off.

図２に示されているように、第１サブスイッチ２１がオンに保持され、第２サブスイッチ２２がオフに保持されると、結線２３が遮断され、第１ソレノイド１２ａと第１スイッチング素子１３ａの直列接続と、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続が電源１１に対して並列に接続された状態になる。図２の状態を並列状態と称する。第３ソレノイド１２ｃと第３スイッチング素子１３ｃの直列接続も、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続に対して並列に接続されている。 As shown in FIG. 2, when the first subswitch 21 is held on and the second subswitch 22 is held off, the connection 23 is cut off, the first solenoid 12a and the first switching element 13a are held. And the series connection of the second solenoid 12b and the second switching element 13b are connected in parallel to the power supply 11. The state of FIG. 2 is referred to as a parallel state. The series connection of the third solenoid 12c and the third switching element 13c is also connected in parallel with the series connection of the second solenoid 12b and the second switching element 13b.

図３に示されているように、第１サブスイッチ２１がオフに保持され、第２サブスイッチ２２がオンに保持されると、第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂが、第１スイッチング素子１３ａを介さずに直列に接続された状態になる。この状態を直列状態と称する。切替スイッチ２０によって、並列状態と直列状態のいずれかが選択される。直列状態の場合でも、第３ソレノイド１２ｃと第３スイッチング素子１３ｃの直列接続は、第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂの直列接続に対して並列に接続された状態を保持する。 As shown in FIG. 3, when the first subswitch 21 is held off and the second subswitch 22 is held on, the first solenoid 12a, the second solenoid 12b, and the second switching element 13b are moved. , It becomes a state of being connected in series without passing through the first switching element 13a. This state is called a series state. The changeover switch 20 selects either a parallel state or a series state. Even in the case of a series state, the series connection of the third solenoid 12c and the third switching element 13c maintains the state of being connected in parallel with the series connection of the second solenoid 12b and the second switching element 13b.

図２の太破線矢印線は、電流の流れを示している。並列状態のときには、ソレノイド１２とスイッチング素子１３の３組の直列接続にそれぞれ独立に電流が流れ得る。それゆえ、コントローラ１６は、要求流量が実現されるように、スイッチング素子１３ａ−１３ｃを適宜にオンオフする。 The thick dashed arrow line in FIG. 2 indicates the current flow. In the parallel state, current can flow independently through the series connection of the solenoid 12 and the switching element 13. Therefore, the controller 16 appropriately turns on / off the switching elements 13a-13c so that the required flow rate is realized.

直列状態の場合（図３）、第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂと第２スイッチング素子１３ｂは、第１スイッチング素子１３ａを介することなく直列に接続される。太破線矢印線Ａは、第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持したときの電流の流れを示している。第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持すると、第２ソレノイド１２ｂとともに第１ソレノイド１２ａにも通電され、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂがともに開く。並列状態の場合には、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ）で同時に制御することができるようになる。要求流量が閾値流量を超える場合には、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを全開状態に保持し、微妙な流量は第３インジェクタ１１２ｃで調整することによって、目標流量を実現することができる。閾値流量とは、２個のインジェクタを全開にしたときの総流量に相当する。 In the case of a series state (FIG. 3), the first solenoid 12a, the second solenoid 12b, and the second switching element 13b are connected in series without passing through the first switching element 13a. The thick dashed arrow line A shows the current flow when the second switching element 13b is held on. When the second switching element 13b is held on, the first solenoid 12a is also energized together with the second solenoid 12b, and both the first injector 112a and the second injector 112b are opened. In the case of the parallel state, the first injector 112a and the second injector 112b can be controlled by one switching element (second switching element 13b) at the same time. When the required flow rate exceeds the threshold flow rate, the target flow rate can be achieved by holding the first injector 112a and the second injector 112b in the fully open state and adjusting the delicate flow rate with the third injector 112c. The threshold flow rate corresponds to the total flow rate when the two injectors are fully opened.

直列状態では、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃを２個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ、第３スイッチング素子１３ｃ）で制御できるようになる。３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃを２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃで制御できるので、１個分のスイッチング素子の消費電力を削減することができる。 In the series state, the three injectors 112a-112c can be controlled by the two switching elements (second switching element 13b and third switching element 13c). Since the three injectors 112a-112c can be controlled by the two switching elements 13b and 13c, the power consumption of one switching element can be reduced.

図４に、コントローラ１６が実行するインジェクタ処理のフローチャートを示す。図４の処理は、定期的に実行される。 FIG. 4 shows a flowchart of injector processing executed by the controller 16. The process of FIG. 4 is executed periodically.

コントローラ１６は、燃料電池コントローラ１０３から与えられる水素ガスの要求流量が閾値流量以下であるか否かをチェックする（ステップＳ２）。ここで、「閾値流量」とは、先に述べたように、２個のインジェクタを全開にしたときの総流量を意味する。すなわち、ステップＳ２の判断がＹＥＳの場合は、第１スイッチング素子１３ａと第２スイッチング素子１３ｂを制御することで、要求流量をまかなうことができる。その場合は、切替スイッチ２０を用いて直列状態を実現し（ステップＳ３：ＹＥＳ、Ｓ４）、コントローラ１６は、要求流量が実現されるように、第１、第２スイッチング素子１３ａ、１３ｂを制御する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ２の判断がＹＥＳの場合、３個のインジェクタ１１２（３個のソレノイド１２）のうち、いずれか２個を制御できればよいので、ステップＳ５において、第１、第３スイッチング素子１３ａ、１３ｃを制御してもよいし、第２、第３スイッチング素子１３ｂ、１３ｃを制御してもよい。また、要求流量が１個のインジェクタの全開時の流量よりも少ない場合には、第１−第３スイッチング素子１３ａ−１３ｃのうちの２個のオフ状態に保持し、残りの１個を制御することによって、要求流量を実現することができる。流量の微妙な調整は、スイッチング素子を駆動するパルス信号のデューティ比で行うことができる。 The controller 16 checks whether or not the required flow rate of hydrogen gas given from the fuel cell controller 103 is equal to or less than the threshold flow rate (step S2). Here, the "threshold flow rate" means the total flow rate when the two injectors are fully opened, as described above. That is, when the determination in step S2 is YES, the required flow rate can be satisfied by controlling the first switching element 13a and the second switching element 13b. In that case, the changeover switch 20 is used to realize the series state (steps S3: YES, S4), and the controller 16 controls the first and second switching elements 13a and 13b so that the required flow rate is realized. (Step S5). If the determination in step S2 is YES, it suffices to control any two of the three injectors 112 (three solenoids 12). Therefore, in step S5, the first and third switching elements 13a and 13c May be controlled, or the second and third switching elements 13b and 13c may be controlled. When the required flow rate is less than the flow rate when one injector is fully opened, two of the first to third switching elements 13a to 13c are held in the off state, and the remaining one is controlled. Thereby, the required flow rate can be realized. The fine adjustment of the flow rate can be performed by the duty ratio of the pulse signal for driving the switching element.

一方、ステップＳ２の判断がＮＯの場合は、３個のインジェクタ１１２のうち、２個を開状態に保持し、残りの１個のインジェクタ１１２で流量の微調整を行うことになる。その場合は、切替スイッチ２０によって並列状態を実現する（ステップＳ６：ＹＥＳ、Ｓ７）。そして、コントローラ１６は、第１スイッチング素子１３ａはオフに保持し、第２スイッチング素子１３ｂはオンに保持する（ステップＳ８）。先に述べたように、直列状態においては、第２スイッチング素子１３ｂをオンに保持することで第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂを通電状態にでき、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂを開状態に保持することができる。そして、コントローラ１６は、要求流量が実現するように、第３スイッチング素子１３ｃを適宜に制御し、流量の微調整を行う（ステップＳ９）。 On the other hand, when the determination in step S2 is NO, two of the three injectors 112 are held in the open state, and the remaining one injector 112 finely adjusts the flow rate. In that case, the changeover switch 20 realizes a parallel state (step S6: YES, S7). Then, the controller 16 holds the first switching element 13a off and the second switching element 13b on (step S8). As described above, in the series state, the first solenoid 12a and the second solenoid 12b can be energized by holding the second switching element 13b on, and the first injector 112a and the second injector 112b are opened. Can be held in a state. Then, the controller 16 appropriately controls the third switching element 13c so that the required flow rate is realized, and finely adjusts the flow rate (step S9).

実施例のインジェクタ駆動装置１０は、要求流量が閾値流量を超える場合、２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃで３個のソレノイド１２（３個のインジェクタ１１２）を制御でき、スイッチング素子１個分の消費電力を削減することができる。より具体的には、１個のスイッチング素子（第２スイッチング素子１３ｂ）をオンに保持することで、第１、第２インジェクタ１１２ａ、１１２ｂを開状態に保持し、別の１個のスイッチング素子（第３スイッチング素子１３ｃ）のオンオフのデューティ比で第３インジェクタ１１２ｃの流量を微調整する。 When the required flow rate exceeds the threshold flow rate, the injector drive device 10 of the embodiment can control three solenoids 12 (three injectors 112) with two switching elements 13b and 13c, and consumes one switching element. Power can be reduced. More specifically, by holding one switching element (second switching element 13b) on, the first and second injectors 112a and 112b are held in an open state, and another switching element (second switching element 13b) is held. The flow rate of the third injector 112c is finely adjusted by the on / off duty ratio of the third switching element 13c).

流量調整の分解能は、第３スイッチング素子１３ｃのオンオフのデューティ比で規定されるので、２個のソレノイド１２ａ、１２ｂを直列に接続しても、インジェクタ駆動装置としての流量調整の分解能は変わらない。 Since the resolution of the flow rate adjustment is defined by the on / off duty ratio of the third switching element 13c, the resolution of the flow rate adjustment as the injector drive device does not change even if the two solenoids 12a and 12b are connected in series.

（変形例）図５に変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの回路図を示す。実施例のインジェクタ駆動装置１０の場合、第１サブスイッチ２１の低電位側が第３ソレノイド１２ｃに接続されているのに対して変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの場合は、第１サブスイッチ２１の高電位側が第３ソレノイド１２ｃに接続されている点で相違する。その他の構成は実施例のインジェクタ駆動装置１０と同じであるので説明は省略する。 (Modification Example) FIG. 5 shows a circuit diagram of the injector drive device 10a of the modification. In the case of the injector drive device 10 of the embodiment, the low potential side of the first sub switch 21 is connected to the third solenoid 12c, whereas in the case of the injector drive device 10a of the modified example, the height of the first sub switch 21 is high. The difference is that the potential side is connected to the third solenoid 12c. Since other configurations are the same as those of the injector drive device 10 of the embodiment, the description thereof will be omitted.

実施例のインジェクタ駆動装置１０の場合、直列状態において第２スイッチング素子１３ｂと第３スイッチング素子１３ｃをともにデューティ比制御すると、第２スイッチング素子１３ｂがオフであっても第３スイッチング素子１３ｃがオンであると、第１ソレノイド１２ａに通電してしまう。 In the case of the injector driving device 10 of the embodiment, when the duty ratio control of both the second switching element 13b and the third switching element 13c is performed in the series state, the third switching element 13c is on even if the second switching element 13b is off. If there is, the first solenoid 12a will be energized.

図５は、直列状態の回路図である。太破線矢印線が電流の流れを示している。変形例のインジェクタ駆動装置１０ａでは、直列状態の場合であっても、第３スイッチング素子１３ｃがオンになっても第１ソレノイド１２ａには通電しない。インジェクタ駆動装置１０ａは、第２スイッチング素子１３ｂによる第１ソレノイド１２ａと第２ソレノイド１２ｂの制御と、第３スイッチング素子１３ｃによる第３ソレノイド１２ｃの制御が完全に独立になる。 FIG. 5 is a circuit diagram in a series state. The thick dashed arrow line indicates the current flow. In the injector drive device 10a of the modified example, the first solenoid 12a is not energized even when the third switching element 13c is turned on even in the series state. In the injector drive device 10a, the control of the first solenoid 12a and the second solenoid 12b by the second switching element 13b and the control of the third solenoid 12c by the third switching element 13c are completely independent.

変形例のインジェクタ駆動装置１０ａの場合、直列状態において第２スイッチング素子１３ｂをデューティ比制御すると、第１インジェクタ１１２ａと第２インジェクタ１１２ｂから供給される水素ガスの流量は先の閾値流量（２個のインジェクタ全開時の総流量）よりも小さくなる。そして、第３スイッチング素子１３ｃのデューティ比を調整することで、並列状態と同等の流量調整分解能が得られる。 In the case of the injector drive device 10a of the modified example, when the duty ratio of the second switching element 13b is controlled in the series state, the flow rate of the hydrogen gas supplied from the first injector 112a and the second injector 112b becomes the previous threshold flow rate (two). It is smaller than the total flow rate when the injector is fully opened. Then, by adjusting the duty ratio of the third switching element 13c, a flow rate adjustment resolution equivalent to that in the parallel state can be obtained.

インジェクタ駆動装置１０ａは、要求流量が閾値流量よりも小さい場合においても、２個のスイッチング素子１３ｂ、１３ｃを使って３個のソレノイドを制御し、要求流量を実現することが可能である。インジェクタ駆動装置１０ａは、流量の調整の仕方（３本の水素タンクの使い方）に冗長性がある。 Even when the required flow rate is smaller than the threshold flow rate, the injector drive device 10a can control the three solenoids by using the two switching elements 13b and 13c to realize the required flow rate. The injector drive device 10a has redundancy in the method of adjusting the flow rate (how to use the three hydrogen tanks).

（変形例）図６に、インジェクタ駆動装置１０を用いた別の燃料電池システム２００のブロック図を示す。燃料電池システム２００は、図１に示した燃料電池システム１００の変形例である。図６では、図１に示した部品と同じ部品には同じ符号を付す。燃料電池システム２００のインジェクタ駆動装置１０の構成と動作は、第１実施例で説明したインジェクタ駆動装置１０と同じであるので説明は省略する。図６では、燃料電池スタック１０１に空気を送り込む空気系の配管は図示を省略したが、燃料電池システム２００も燃料電池システム１００と同様の空気系の配管を備えている。 (Modification Example) FIG. 6 shows a block diagram of another fuel cell system 200 using the injector drive device 10. The fuel cell system 200 is a modification of the fuel cell system 100 shown in FIG. In FIG. 6, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Since the configuration and operation of the injector drive device 10 of the fuel cell system 200 are the same as those of the injector drive device 10 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted. In FIG. 6, the air-based piping for feeding air to the fuel cell stack 101 is not shown, but the fuel cell system 200 also has the same air-based piping as the fuel cell system 100.

燃料電池システム２００も３本の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを備えている。水素タンク１１０ａの内部にはチェック弁２１４が備えられているとともに、内圧が所定の閾値を超えたら水素ガスを外部に放出する安全リリーフ弁２１５が備えられている。水素タンク１１０ａの出口には手動弁２１３が備えられており、手動弁２１３と集合パイプ２１１が第１水素ガスパイプ２１６で連結されている。第１水素ガスパイプ２１６の途中には、主止弁２１２が備えられている。水素タンク１１０ａから集合パイプ２１１までの構造は、水素タンク１１０ｂ、１１０ｃでも同じである。 The fuel cell system 200 also includes three hydrogen tanks 110a, 110b, and 110c. A check valve 214 is provided inside the hydrogen tank 110a, and a safety relief valve 215 that releases hydrogen gas to the outside when the internal pressure exceeds a predetermined threshold value is provided. A manual valve 213 is provided at the outlet of the hydrogen tank 110a, and the manual valve 213 and the collecting pipe 211 are connected by a first hydrogen gas pipe 216. A main stop valve 212 is provided in the middle of the first hydrogen gas pipe 216. The structure from the hydrogen tank 110a to the collecting pipe 211 is the same for the hydrogen tanks 110b and 110c.

第１水素ガスパイプ２１６の途中から第２水素ガスパイプ２１７が分岐している。第２水素ガスパイプ２１７の途中にはチェック弁２１７が備えられており、第２水素ガスパイプ２１７の一端は集合パイプ２２１に接続されている。水素タンク１１０ｂ、１１０ｃのそれぞれに接続されている第１水素ガスパイプ２１６からも第２水素ガスパイプ２１７が分岐している。第２水素ガスパイプ２１７の途中にはチェック弁２１７が備えられており、第２水素ガスパイプ２１７の一端は集合パイプ２２１に接続されている。集合パイプ２２１は、充填弁２２２を介して水素ガス充填口２２３に接続されている。水素ガス充填口２２３に外部の水素ガス供給装置が接続され、３本の水素タンク１１０ａ−１１０ｃに水素ガスが充填される。 The second hydrogen gas pipe 217 branches from the middle of the first hydrogen gas pipe 216. A check valve 217 is provided in the middle of the second hydrogen gas pipe 217, and one end of the second hydrogen gas pipe 217 is connected to the collecting pipe 221. The second hydrogen gas pipe 217 is also branched from the first hydrogen gas pipe 216 connected to each of the hydrogen tanks 110b and 110c. A check valve 217 is provided in the middle of the second hydrogen gas pipe 217, and one end of the second hydrogen gas pipe 217 is connected to the collecting pipe 221. The collecting pipe 221 is connected to the hydrogen gas filling port 223 via a filling valve 222. An external hydrogen gas supply device is connected to the hydrogen gas filling port 223, and the three hydrogen tanks 110a-110c are filled with hydrogen gas.

集合パイプ２１１には連結パイプ２１９が接続されており、連結パイプ２１９の途中に高圧レジスタ弁２０６と中圧リリーフ弁２０５ｂが備えられている。連結パイプ２１９の他端は、３個のインジェクタ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃにつながっている。３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃは、並列に接続されている。インジェクタ１１２ａ１１２ｃの下流側は、１本の燃料パイプ１０２に接続され、燃料パイプ１０２を通じて水素ガスが燃料電池スタック１０１へ供給される。燃料パイプ１０２の途中には低圧リリーフ弁２０５ａが備えられている。水素ガスを送るパイプの数箇所に、パイプ内の水素ガス圧を計測する圧力センサ２０４が備えられている。 A connecting pipe 219 is connected to the collecting pipe 211, and a high pressure register valve 206 and a medium pressure relief valve 205b are provided in the middle of the connecting pipe 219. The other end of the connecting pipe 219 is connected to three injectors 112a, 112b, 112c. The three injectors 112a-112c are connected in parallel. The downstream side of the injector 112a112c is connected to one fuel pipe 102, and hydrogen gas is supplied to the fuel cell stack 101 through the fuel pipe 102. A low-pressure relief valve 205a is provided in the middle of the fuel pipe 102. Pressure sensors 204 for measuring the hydrogen gas pressure in the pipe are provided at several points in the pipe that sends hydrogen gas.

燃料電池スタック１０１を通過した燃料ガスは、気液分離器２０１を通過し、反応後の水と未反応の水素ガス（残留水素ガス）が分離される。反応後の水は排気排水バルブ１０５を通じて外気に放出される。燃料電池スタック１０１を通過した燃料ガスに含まれる残留水素ガスは、気液分離器２０１で分離され、還流パイプ２０２を通じて燃料パイプ１０２へと戻され、再利用される。還流パイプ２０２の途中にはポンプ２０３が備えられている。 The fuel gas that has passed through the fuel cell stack 101 passes through the gas-liquid separator 201, and the water after the reaction and the unreacted hydrogen gas (residual hydrogen gas) are separated. The water after the reaction is discharged to the outside air through the exhaust drain valve 105. The residual hydrogen gas contained in the fuel gas that has passed through the fuel cell stack 101 is separated by the gas-liquid separator 201, returned to the fuel pipe 102 through the recirculation pipe 202, and reused. A pump 203 is provided in the middle of the reflux pipe 202.

変形例の燃料電池システム２００では、３個の水素タンク１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの水素ガスが集合パイプ２１１で集められ、一端１本のパイプ（連結パイプ２１９）に送られる。連結パイプ２１９を通る水素ガスは、３個のインジェクタ１１２ａ−１１２ｃに分配される。 In the fuel cell system 200 of the modified example, the hydrogen gases of the three hydrogen tanks 110a, 110b, and 110c are collected by the collecting pipe 211 and sent to one pipe (connecting pipe 219) at one end. The hydrogen gas passing through the connecting pipe 219 is distributed to the three injectors 112a-112c.

図１、図６の燃料電池システムのように、１本の水素ガス管から複数のインジェクタのそれぞれに水素ガスが分配されるように構成されてもよいし、複数の水素タンクのそれぞれにインジェクタが備えられていてもよい。いずれの場合も、複数のインジェクタは並列に接続される。 As in the fuel cell system of FIGS. 1 and 6, hydrogen gas may be distributed from one hydrogen gas pipe to each of a plurality of injectors, or an injector may be distributed to each of a plurality of hydrogen tanks. It may be provided. In either case, multiple injectors are connected in parallel.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示する技術は、４個以上のインジェクタ（３個以上のソレノイド）を駆動するインジェクタ駆動装置に適用することができる。その場合、４個以上のソレノイドのうち、３個のソレノイドが実施例のインジェクタ駆動回路と同じ構成を有していれば良い。 The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. The techniques disclosed herein can be applied to injector drive devices that drive four or more injectors (three or more solenoids). In that case, it is sufficient that three of the four or more solenoids have the same configuration as the injector drive circuit of the embodiment.

本明細書が開示する技術は水素ガス用のインジェクタ以外のインジェクタの駆動装置にも適用することができる。 The techniques disclosed herein can also be applied to injector drives other than those for hydrogen gas.

第１−第３ソレノイド１２ａ−１２ｃが第１−第３アクチュエータの一例に相当する。インジェクタを開閉するアクチュエータは、ソレノイドに限られない。アクチュエータは、通電するとインジェクタの弁を開くデバイスであればよい。 The 1st to 3rd solenoids 12a-12c correspond to an example of the 1st to 3rd actuators. The actuator that opens and closes the injector is not limited to the solenoid. The actuator may be a device that opens the valve of the injector when energized.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.

１０、１０ａ：インジェクタ駆動装置１１：電源１２、１２ａ−１２ｃ：ソレノイド１３、１３ａ−１３ｃ：スイッチング素子１６：コントローラ１７、１９：ダイオード２０：切替スイッチ２１、２１：サブスイッチ２３：結線１００、２００：燃料電池システム１０１：燃料電池スタック１０２：燃料パイプ１０３：燃料電池コントローラ１１０、１１０ａ−１１０ｃ：水素タンク１１２、１１２ａ−１１２ｃ：インジェクタ 10, 10a: Injector drive device 11: Power supply 12, 12a-12c: Solvent 13, 13a-13c: Switching element 16: Controller 17, 19: Diode 20: Changeover switch 21, 21: Sub switch 23: Connection 100, 200: Fuel cell system 101: Fuel cell stack 102: Fuel pipe 103: Fuel cell controller 110, 110a-110c: Hydrogen tank 112, 112a-112c: Injector

Claims

It is an injector drive device that drives a normally closed type first injector, second injector, and third injector connected in parallel.
A first actuator that opens and closes the first injector,
A second actuator that opens and closes the second injector,
A third actuator that opens and closes the third injector,
The first switching element connected in series with the first actuator and
A second switching element connected in series with the second actuator,
A third switching element connected in series with the third actuator,
The series connection of the first actuator and the first switching element, the series connection of the second actuator and the second switching element, and the series connection of the third actuator and the third switching element are connected in parallel. Power supply and
The parallel state of the series connection of the first actuator and the first switching element and the series connection of the second actuator and the second switching element can be displayed in parallel without the first switching element. And a changeover switch that switches to a series state in which the second switching element is connected in series,
Is equipped with an injector drive.