JP2021134726A - Electronic control device - Google Patents

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晋太郎 伊藤
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Abstract

To provide an electronic control device which can extremely improve the detection accuracy of an inflection point, and can extremely exactly detect valve-closing timing.SOLUTION: MOS transistors 9, 10 are arranged in order to turn on/off the electricity-carrying of a power supply to a coil 3 from an upper-side power supply line. A MOS transistor 21 is connected between a downstream-side terminal 1b and the ground. A recirculation MOS transistor 14 is connected between an upstream-side terminal 1a and the ground, and synchronously rectifies a voltage generated at the upstream-side terminal 1a based on an induction electromotive voltage generated at the coil 3 when being complementarily turned on when the MOS transistors 9, 10 are turned off. When the accumulated power of the coil 3 is regenerated to the power supply when the MOS transistors 9, 10 and 21 are turned off, a control IC 6 determines whether or not the regeneration is finished, and on/off-controls the MOS transistor 14 in a state that the MOS transistors 9, 10 are turned off on condition that the finish is determined.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インジェクタを開弁・閉弁制御する電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device that controls valve opening / closing of an injector.

燃料噴射用の電子制御装置は、インジェクタを開弁・閉弁し燃料を噴射制御する。この電子制御装置は、上流端子及び下流端子の間に接続された駆動用の電磁コイルに通電することでインジェクタを開弁する。また電子制御装置は、インジェクタを閉弁するときに当該インジェクタの駆動用の電磁コイルに通電されている電流を遮断する。 The electronic control device for fuel injection controls the injection of fuel by opening and closing the injector. This electronic control device opens the injector by energizing a driving electromagnetic coil connected between the upstream terminal and the downstream terminal. Further, the electronic control device cuts off the current energized in the electromagnetic coil for driving the injector when the injector is closed.

電流が遮断されると電磁コイルの通電ノードにはフライバック電圧を生じる。インジェクタを閉弁するときにフライバック電圧を生じると、インジェクタの下流端子電圧には電圧浮きを生じる。 When the current is cut off, a flyback voltage is generated at the energizing node of the electromagnetic coil. If a flyback voltage is generated when the injector is closed, a voltage float occurs in the downstream terminal voltage of the injector.

フライバック電圧に応じた電流を還流させるため、一般に、ダイオードによる還流回路が設けられる。還流回路がダイオードにより構成されていると、当該ダイオードの順方向電圧に基づく損失が大きくなる。この損失低減のためダイオード整流方式を採用することなく、ダイオードに代わるトランジスタによる還流スイッチを構成することで同期整流方式を採用することがある。 In order to recirculate the current corresponding to the flyback voltage, a recirculation circuit using a diode is generally provided. If the freewheeling circuit is composed of a diode, the loss based on the forward voltage of the diode becomes large. In order to reduce this loss, a synchronous rectification method may be adopted by configuring a return switch using a transistor instead of the diode without adopting the diode rectification method.

従来、電子制御装置は、インジェクタ駆動用の電磁コイルに生じる起電力の波形に生じる変曲点を検出することで、インジェクタの閉弁タイミングを検出する試みがなされている。しかし、前述のインジェクタの下流端子に重畳される重畳電圧の影響により変曲点を検出しにくくなり、この結果、閉弁タイミングの検出精度を上げることが困難である。 Conventionally, electronic control devices have attempted to detect the valve closing timing of an injector by detecting an inflection point generated in the waveform of an electromotive force generated in an electromagnetic coil for driving an injector. However, it becomes difficult to detect the inflection point due to the influence of the superimposed voltage superimposed on the downstream terminal of the injector described above, and as a result, it is difficult to improve the detection accuracy of the valve closing timing.

この課題を解決するため、出願人は、特許文献1記載の技術を提案している。特許文献1記載の技術によれば、フライバック電圧を生じた後の還流期間において、還流終了判定されたことを条件として放電スイッチをオフした状態で気筒選択スイッチを少なくとも一回以上オン・オフ制御している。すると、電磁コイル及びコンデンサ等に蓄積された残留電圧を急速に放電できる。この後、可動子がインジェクタの噴射口を全閉する位置まで移動することで、電磁コイルに誘導起電力が生じる。この結果、下流端子の電圧が再上昇して変曲点を検出しやすくなり、変曲点に基づいて閉弁タイミングを検出できる。 In order to solve this problem, the applicant has proposed the technique described in Patent Document 1. According to the technique described in Patent Document 1, in the recirculation period after the flyback voltage is generated, the cylinder selection switch is turned on / off at least once with the discharge switch turned off on condition that the recirculation end is determined. doing. Then, the residual voltage accumulated in the electromagnetic coil, the capacitor, or the like can be rapidly discharged. After that, the mover moves to a position where the injection port of the injector is fully closed, so that an induced electromotive force is generated in the electromagnetic coil. As a result, the voltage at the downstream terminal rises again, making it easier to detect the inflection point, and the valve closing timing can be detected based on the inflection point.

しかし、特許文献1記載の技術では、閉弁タイミング付近において気筒選択スイッチをオン・オフ制御する必要がある。例えば、ダイアグ機能を実施するため、直流バイアス電圧を印加している場合等には、下流端子の電圧が再上昇しやすくなる。このため、電磁コイルの起電力に起因した電圧変化に、この再上昇電圧が重畳されてしまい、変曲点の検出精度が悪化してしまう虞がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to control the cylinder selection switch on / off in the vicinity of the valve closing timing. For example, in order to carry out the diagnostic function, when a DC bias voltage is applied, the voltage at the downstream terminal is likely to rise again. Therefore, this re-rising voltage is superimposed on the voltage change caused by the electromotive force of the electromagnetic coil, and there is a possibility that the detection accuracy of the inflection point deteriorates.

特開2018−127996号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-127996

本発明の目的は、変曲点の検出精度を極力向上でき閉弁タイミングを極力正確に検出できるようにした電子制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic control device capable of improving the detection accuracy of an inflection point as much as possible and detecting the valve closing timing as accurately as possible.

請求項1記載の発明は、上側電源線と下側電源線との間に与えられる電源に基づいて上流端子(1a)及び下流端子(1b)の間に接続された誘導性負荷(3)を駆動することでインジェクタ(2)を開弁・閉弁する電子制御装置(1)を対象としている。上流スイッチ(9、10)は、上側電源線から誘導性負荷に電源を通電オン・オフする。下流スイッチ(21)は、下流端子と下側電源線との間に接続されている。 The invention according to claim 1 applies an inductive load (3) connected between an upstream terminal (1a) and a downstream terminal (1b) based on a power supply applied between the upper power supply line and the lower power supply line. The target is an electronic control device (1) that opens and closes the injector (2) by driving it. The upstream switches (9, 10) turn on / off the power supply from the upper power supply line to the inductive load. The downstream switch (21) is connected between the downstream terminal and the lower power line.

還流スイッチ(14)は、上流端子と下側電源線との間に接続され上流スイッチがオフされたときに相補的にオンされると誘導性負荷に生じる誘導起電圧に基づく前記上流端子に生じる電圧を同期整流する。オンオフ制御部(6a)は、上流スイッチ及び下流スイッチがオフされたときに誘導性負荷の蓄積電力を電源へ回生させると当該回生終了したか否かを判定し、終了判定されたことを条件として上流スイッチをオフした状態で還流スイッチをオン・オフ制御する。 The return switch (14) is connected between the upstream terminal and the lower power line and occurs at the upstream terminal based on the induced electromotive voltage generated in the inductive load when the upstream switch is turned on complementarily when the upstream switch is turned off. Synchronously rectify the voltage. The on / off control unit (6a) determines whether or not the regeneration has ended when the stored power of the inductive load is regenerated to the power source when the upstream switch and the downstream switch are turned off, and on condition that the termination determination is made. Controls the return switch on and off with the upstream switch turned off.

オンオフ制御部が、上流スイッチをオフした状態で還流スイッチをオン・オフ制御することで、還流スイッチを通じて誘導性負荷に生じる誘導起電圧に基づく電流を還流させることができるため、インジェクタの閉弁タイミングに生じる変曲点をより顕著にでき、変曲点の検出精度を極力向上でき閉弁タイミングをより正確に検出できる。 By controlling the recirculation switch on and off with the upstream switch turned off, the on / off control unit can recirculate the current based on the induced electromotive voltage generated in the inductive load through the recirculation switch, so that the injector valve closing timing The inflection point that occurs in can be made more prominent, the detection accuracy of the inflection point can be improved as much as possible, and the valve closing timing can be detected more accurately.

一実施形態における電子制御装置の電気的構成図Electrical configuration diagram of the electronic control device in one embodiment インジェクタの内部構造を示す模式図Schematic diagram showing the internal structure of the injector タイミングチャートTiming chart 還流スイッチをオンしたときの還流電流経路の説明図Explanatory drawing of the reflux current path when the reflux switch is turned on 閉弁検出原理の説明図Explanatory drawing of valve closing detection principle 還流スイッチをオフしたときの還流電流経路の説明図Explanatory drawing of the reflux current path when the reflux switch is turned off 検出性向上の原理説明図Explanation of the principle of improving detectability 処理動作の流れを説明するフローチャートFlowchart explaining the flow of processing operation フライバック後の回生期間中の電圧変化を模式的に示す説明図Explanatory drawing schematically showing the voltage change during the regeneration period after flyback

以下、電子制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、電子制御装置101(ECU:Electronic Control Unit)の電気的構成例を概略的に示す。図1に示すように、電子制御装置101は、例えば自動車などの車両に搭載された内燃機関Aに燃料を噴射供給する例えばソレノイド式のインジェクタ2(噴射弁とも称される)を駆動する装置である。インジェクタ2は、常閉型の電磁弁であり、インジェクタ2には燃料ポンプ(図示せず)により加圧された加圧燃料が供給され、電子制御装置101により制御されることで開弁・閉弁される。インジェクタ2が開弁したときには加圧された燃料が内燃機関Aに供給される。 Hereinafter, some embodiments of the electronic control device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an example of an electrical configuration of an electronic control unit 101 (ECU: Electronic Control Unit). As shown in FIG. 1, the electronic control device 101 is a device that drives, for example, a solenoid type injector 2 (also referred to as an injection valve) that injects and supplies fuel to an internal combustion engine A mounted on a vehicle such as an automobile. be. The injector 2 is a normally closed solenoid valve, and the injector 2 is supplied with pressurized fuel pressurized by a fuel pump (not shown) and is controlled by an electronic control device 101 to open and close the valve. Be spoken. When the injector 2 opens, the pressurized fuel is supplied to the internal combustion engine A.

インジェクタ2は、図2に示すように、電磁石を構成する固定コアを含む固定子3y、燃料噴射口を開閉するニードルを含む可動子3z、固定子3yを励磁する電磁コイル3(以下、コイル3と略す:誘導性負荷相当)をそれぞれ備える。コイル3はmHオーダー(数Ω程度)の値に設計されている。 As shown in FIG. 2, the injector 2 includes a stator 3y including a fixed core constituting an electromagnet, a mover 3z including a needle for opening and closing a fuel injection port, and an electromagnetic coil 3 (hereinafter, coil 3) for exciting the stator 3y. (Abbreviated as: equivalent to inductive load). The coil 3 is designed to have a value on the order of mH (about several Ω).

燃料噴射しないときには、コイル3には電流が通電されない。このとき可動子3zは、燃料噴射口の方向に図示しない弾性手段(例えば、ばね)により付勢される。したがって、コイル3が励磁されていないと、加圧燃料がインジェクタ2に供給されたとしても当該燃料が内燃機関Aに噴射されることはない。励磁電流がコイル3に供給されると可動子3zは固定子3yに向けて誘引される。すると、燃料噴射口は開状態となり、加圧燃料が内燃機関Aに噴射される。 When the fuel is not injected, the coil 3 is not energized with an electric current. At this time, the mover 3z is urged in the direction of the fuel injection port by an elastic means (for example, a spring) (not shown). Therefore, if the coil 3 is not excited, even if the pressurized fuel is supplied to the injector 2, the fuel is not injected into the internal combustion engine A. When the exciting current is supplied to the coil 3, the mover 3z is attracted toward the stator 3y. Then, the fuel injection port is opened, and the pressurized fuel is injected into the internal combustion engine A.

さて電子制御装置101は、図1に示すように、噴射指令信号を出力するマイクロコンピュータ5(以下、マイコン5と略す)、制御IC6、上流側回路7、及び、下流側回路8を備える。電源電圧VBは、上側電源線となる電源電圧線から上流側回路7に供給される。図示しない昇圧回路は、DCDCコンバータにより構成され、バッテリ電圧を電源電圧VBとして入力すると、電源電圧VBを昇圧した昇圧電圧Vboostを上側電源線となる昇圧電源線から上流側回路7に供給出力する。 As shown in FIG. 1, the electronic control device 101 includes a microcomputer 5 (hereinafter, abbreviated as microcomputer 5) that outputs an injection command signal, a control IC 6, an upstream circuit 7, and a downstream circuit 8. The power supply voltage VB is supplied to the upstream circuit 7 from the power supply voltage line that is the upper power supply line. The booster circuit (not shown) is composed of a DCDC converter, and when the battery voltage is input as the power supply voltage VB, the booster voltage V boost that boosts the power supply voltage VB is supplied and output from the boost power supply line that is the upper power supply line to the upstream circuit 7.

マイコン5は、CPU5a、ROM及びRAMなどのメモリ5b、を備えて構成され、ROMに記憶されたプログラムに基づいて各種処理動作を行う。このマイコン5は、外部に設けられた図示しないセンサからのセンサ信号に基づいて噴射指令タイミングを算出し、この噴射指令タイミングにおいて燃料の噴射指令信号を制御IC6に出力する。 The microcomputer 5 is configured to include a CPU 5a, a memory 5b such as a ROM and a RAM, and performs various processing operations based on a program stored in the ROM. The microcomputer 5 calculates the injection command timing based on a sensor signal from a sensor (not shown) provided outside, and outputs the fuel injection command signal to the control IC 6 at this injection command timing.

制御IC6は、例えばASICによる集積回路装置であり、例えばロジック回路、CPUなどによる制御主体と、RAM、ROM、EEPROMなどの記憶部を備え、ハードウェア及びソフトウェアに基づいて各種制御を実行するように構成される。制御IC6は、終了判定部、オンオフ制御部として機能する。 The control IC 6 is, for example, an integrated circuit device using an ASIC, and includes, for example, a control entity such as a logic circuit or a CPU and a storage unit such as a RAM, ROM, or EEPROM, so as to execute various controls based on hardware and software. It is composed. The control IC 6 functions as an end determination unit and an on / off control unit.

上流側回路7は、コイル3に昇圧電圧Vboostを通電オン・オフするためのMOSトランジスタ9、電源電圧VBを用いて定電流制御するためのnチャネル型のMOSトランジスタ10、逆流防止用に作用させるnチャネル型のMOSトランジスタ11、抵抗12、コンデンサ13、nチャネル型のMOSトランジスタ14、オンオフ速度調整用の抵抗15〜18、ブートストラップコンデンサ19及び20を図示形態に接続して構成される。ブートストラップコンデンサ19、20は、ブートストラップ回路を構成し、それぞれMOSトランジスタ9、10を高速でオン・オフ駆動するために用いられる。 The upstream circuit 7 acts on the coil 3, a MOS transistor 9 for energizing the boost voltage Vboost on / off, an n-channel type MOS transistor 10 for constant current control using the power supply voltage VB, and backflow prevention. The n-channel type MOS transistor 11, the resistor 12, the capacitor 13, the n-channel type MOS transistor 14, the resistors 15 to 18 for adjusting the on / off speed, and the bootstrap capacitors 19 and 20 are connected in the illustrated form. The bootstrap capacitors 19 and 20 form a bootstrap circuit and are used to drive the MOS transistors 9 and 10 on and off at high speed, respectively.

MOSトランジスタ9は、放電スイッチ(上流スイッチ相当)として構成される。MOSトランジスタ10は、定電流制御用スイッチ(上流スイッチ相当)として構成される。MOSトランジスタ14は、還流用に設けられる。MOSトランジスタ9、10、14は、他種類のトランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ)を用いて構成しても良い。 The MOS transistor 9 is configured as a discharge switch (corresponding to an upstream switch). The MOS transistor 10 is configured as a constant current control switch (corresponding to an upstream switch). The MOS transistor 14 is provided for reflux. The MOS transistors 9, 10 and 14 may be configured by using other types of transistors (for example, bipolar transistors).

MOSトランジスタ9のドレインには昇圧電圧Vboostが供給され、ソースは上流端子1aに接続されている。またMOSトランジスタ9のゲートには制御IC6から抵抗15を通じて制御信号が入力される。これにより、MOSトランジスタ9は、制御IC6のオン・オフ制御に応じて昇圧電圧Vboostを上流端子1aに通電できる。 A boost voltage Vboost is supplied to the drain of the MOS transistor 9, and the source is connected to the upstream terminal 1a. Further, a control signal is input from the control IC 6 to the gate of the MOS transistor 9 through the resistor 15. As a result, the MOS transistor 9 can energize the upstream terminal 1a with the boost voltage Vboost according to the on / off control of the control IC 6.

MOSトランジスタ10のドレインには電源電圧VBが供給されている。MOSトランジスタ10のソースは、MOSトランジスタ11のソース・ドレイン間を介して上流端子1aに接続されている。MOSトランジスタ10のゲートには、制御IC6から抵抗16を通じて制御信号が与えられる。これによりMOSトランジスタ10は、制御IC6のオン・オフ制御に応じて電源電圧VBを上流端子1aに通電できる。 A power supply voltage VB is supplied to the drain of the MOS transistor 10. The source of the MOS transistor 10 is connected to the upstream terminal 1a via the source and drain of the MOS transistor 11. A control signal is given to the gate of the MOS transistor 10 from the control IC 6 through the resistor 16. As a result, the MOS transistor 10 can energize the upstream terminal 1a with the power supply voltage VB according to the on / off control of the control IC 6.

ボディダイオード付きのMOSトランジスタ11は、昇圧電圧Vboostに基づく電流が、電源電圧VBの出力ノードへの逆流を防止するために接続されている。上流端子1aと、下側電源線となるグランドとの間には、還流用のMOSトランジスタ14のドレインソース間が接続されている。MOSトランジスタ14は、インジェクタ2を駆動するためのコイル3に蓄積された電力を同期整流する経路に接続されている。また、上流端子1aと、下側電源線となるグランドとの間には、抵抗12及びコンデンサ13が並列接続されている。 The MOS transistor 11 with the body diode is connected so that the current based on the boost voltage Vboost is prevented from flowing back to the output node of the power supply voltage VB. Between the upstream terminal 1a and the ground serving as the lower power supply line, the drain source of the MOS transistor 14 for reflux is connected. The MOS transistor 14 is connected to a path for synchronously rectifying the electric power stored in the coil 3 for driving the injector 2. Further, a resistor 12 and a capacitor 13 are connected in parallel between the upstream terminal 1a and the ground serving as the lower power supply line.

コンデンサ13の容量値は、例えば1000pF〜2200pF程度に設定され、エミッションノイズ対策用、又は、静電気保護用に設けられる。抵抗12は、例えば数十kΩ程度に設定されている。抵抗12は、還流後の上流端子1aの電位を安定化するために設けられる。 The capacitance value of the capacitor 13 is set to, for example, about 1000 pF to 2200 pF, and is provided for emission noise countermeasures or static electricity protection. The resistor 12 is set to, for example, about several tens of kΩ. The resistor 12 is provided to stabilize the potential of the upstream terminal 1a after reflux.

他方、下流側回路8は、インジェクタ2に通電選択するためのnチャネル型のMOSトランジスタ21、コンデンサ22、ダイオード23、電流検出抵抗24、及び、抵抗25を図示形態に接続して構成される。MOSトランジスタ21は、気筒選択スイッチ(下流スイッチ相当)として構成される。MOSトランジスタ21もまた、他種類のトランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ)を用いて構成しても良い。コンデンサ22の容量値は、例えば1000pF〜2200pF程度に設定され、エミッションノイズ対策用、又は、静電気保護用に設けられる。 On the other hand, the downstream circuit 8 is configured by connecting an n-channel type MOS transistor 21, a capacitor 22, a diode 23, a current detection resistor 24, and a resistor 25 for selecting energization to the injector 2 in the illustrated form. The MOS transistor 21 is configured as a cylinder selection switch (corresponding to a downstream switch). The MOS transistor 21 may also be configured by using another type of transistor (for example, a bipolar transistor). The capacitance value of the capacitor 22 is set to, for example, about 1000 pF to 2200 pF, and is provided for emission noise countermeasures or static electricity protection.

MOSトランジスタ21のドレインは、下流端子1bに接続されている。MOSトランジスタ21のソースは、電流検出抵抗24を通じて、下側電源線となるグランドに接続されている。MOSトランジスタ21のゲートは、抵抗25を通じて制御IC6に接続されている。これにより、MOSトランジスタ21は、制御IC6のオン・オフ制御に応じてコイル3に流れる電流を通電・遮断制御できる。 The drain of the MOS transistor 21 is connected to the downstream terminal 1b. The source of the MOS transistor 21 is connected to the ground which is the lower power supply line through the current detection resistor 24. The gate of the MOS transistor 21 is connected to the control IC 6 through the resistor 25. As a result, the MOS transistor 21 can control the energization / cutoff of the current flowing through the coil 3 according to the on / off control of the control IC 6.

下流端子1bと、下側電源線となるグランドとの間にはコンデンサ22が接続されている。また、下流端子1bと昇圧電圧Vboostの出力ノードとの間には、回生用のダイオード23が順方向接続されている。ダイオード23は、インジェクタ2の閉弁時においてコイル3に流れる回生電流の通電経路に接続されている。 A capacitor 22 is connected between the downstream terminal 1b and the ground serving as the lower power supply line. Further, a regenerative diode 23 is connected in the forward direction between the downstream terminal 1b and the output node of the boosted voltage Vboost. The diode 23 is connected to the energization path of the regenerative current flowing through the coil 3 when the injector 2 is closed.

制御IC6は、電流検出部6eによる検出電流及び下流端子1bの電圧モニタ6dのモニタ電圧に基づいてMOSトランジスタ9〜11、14、21をオン又はオフに制御する制御ロジック6aを備える。制御IC6は、電流検出抵抗24の端子間電圧を電流検出部6eにより検出することでインジェクタ2のコイル3に通電される電流を検出し、さらに下流端子1bの電圧Vloを電圧モニタ6dにより検出することで、これらの検出信号に応じて各種制御を実行する。 The control IC 6 includes a control logic 6a that controls MOS transistors 9 to 11, 14, and 21 on or off based on the current detected by the current detection unit 6e and the monitor voltage of the voltage monitor 6d of the downstream terminal 1b. The control IC 6 detects the current applied to the coil 3 of the injector 2 by detecting the voltage between the terminals of the current detection resistor 24 by the current detection unit 6e, and further detects the voltage Vlo of the downstream terminal 1b by the voltage monitor 6d. Therefore, various controls are executed according to these detection signals.

また制御IC6は、下流端子1bの電圧モニタ6dにより検出された電圧Vloに基づいてインジェクタ2の閉弁タイミングt7を検出する閉弁検出ロジック6bを備える。また制御IC6は、上流端子1aの電圧モニタ6cを備えており、電圧モニタ6cにより検出される電圧Vhiに基づいて各種制御を実行する。 Further, the control IC 6 includes a valve closing detection logic 6b that detects the valve closing timing t7 of the injector 2 based on the voltage Vlo detected by the voltage monitor 6d of the downstream terminal 1b. Further, the control IC 6 includes a voltage monitor 6c of the upstream terminal 1a, and executes various controls based on the voltage Vhi detected by the voltage monitor 6c.

前述した基本的構成について本実施形態に係る特徴的な制御内容を説明する。
まず電子制御装置101がダイアグ機能を実行する場合、制御IC6は、図示しないダイアグ電圧印加部により2.5V程度の直流バイアスを上流端子1aに印加する。すると、電荷がコンデンサ13に蓄積されると共に、コイル3に通電されコンデンサ22にも電荷が蓄積される。何らかの影響でコンデンサ13又は22が短絡すれば、電圧モニタ6c又は6dの検出電圧が低下する。このため制御IC6は、コンデンサ13又は22の故障を検出できる。
The characteristic control contents according to the present embodiment will be described with respect to the above-mentioned basic configuration.
First, when the electronic control device 101 executes the diagnostic function, the control IC 6 applies a DC bias of about 2.5 V to the upstream terminal 1a by a diagnostic voltage application unit (not shown). Then, the electric charge is accumulated in the capacitor 13, and the coil 3 is energized and the electric charge is also accumulated in the capacitor 22. If the capacitor 13 or 22 is short-circuited for some reason, the detection voltage of the voltage monitor 6c or 6d drops. Therefore, the control IC 6 can detect a failure of the capacitor 13 or 22.

図3のタイミングt1に示すように、マイコン5が、インジェクタ2の噴射指令信号「H」を制御IC6に出力すると、制御IC6は、MOSトランジスタ21をオン制御すると共にMOSトランジスタ21をオン制御する。これにより、コイル3に電流供給できるようになり、インジェクタ2を開弁開始できる。 As shown in the timing t1 of FIG. 3, when the microcomputer 5 outputs the injection command signal “H” of the injector 2 to the control IC 6, the control IC 6 controls the MOS transistor 21 on and controls the MOS transistor 21 on. As a result, the current can be supplied to the coil 3 and the injector 2 can be started to open.

このとき、インジェクタ2のコイル3には昇圧電圧Vboostが印加されるため、インジェクタ2の駆動電流が急激に上昇し、インジェクタ2の固定子3yの電磁石を速やかに磁化できる。この結果、インジェクタ2の内部のニードルが電磁石により誘引され、インジェクタ2の噴射口は最終的に全開する。 At this time, since the boost voltage Vboost is applied to the coil 3 of the injector 2, the drive current of the injector 2 rises sharply, and the electromagnet of the stator 3y of the injector 2 can be quickly magnetized. As a result, the needle inside the injector 2 is attracted by the electromagnet, and the injection port of the injector 2 is finally fully opened.

制御IC6は、電流検出部6eにより電流検出抵抗24の端子電圧を検出することでコイル3に流れる電流値を計測する。制御IC6は、図3のタイミングt2において、コイル3の通電電流(以下、インジェクタ電流と称す)が定められたピーク電流閾値Ipに達すると、MOSトランジスタ9をオフ制御する。 The control IC 6 measures the current value flowing through the coil 3 by detecting the terminal voltage of the current detection resistor 24 by the current detection unit 6e. The control IC 6 turns off the MOS transistor 9 when the energization current of the coil 3 (hereinafter referred to as an injector current) reaches a predetermined peak current threshold value Ip at the timing t2 of FIG.

制御IC6は、図3のタイミングt3〜t4において、インジェクタ電流が予め定められたピックアップ電流IpiとなるようにMOSトランジスタ10及び11をオン・オフ制御する。また同時に、制御IC6は、還流用のMOSトランジスタ14をオン・オフ制御する。このとき制御IC6は、MOSトランジスタ10及び11とMOSトランジスタ14とを相補的にオン・オフ制御する。 The control IC 6 controls the MOS transistors 10 and 11 on and off so that the injector current becomes a predetermined pickup current Ipi at the timings t3 to t4 of FIG. At the same time, the control IC 6 controls the return MOS transistor 14 on / off. At this time, the control IC 6 complementarily controls the MOS transistors 10 and 11 and the MOS transistor 14 on and off.

MOSトランジスタ10及び11がオンすると、電源電圧VBがMOSトランジスタ10及び11、並びに、上流端子1aを通じてコンデンサ13、22、及びコイル3に印加される。すると、上流端子1aの電圧Vhiが上昇する。 When the MOS transistors 10 and 11 are turned on, the power supply voltage VB is applied to the capacitors 13, 22 and the coil 3 through the MOS transistors 10 and 11 and the upstream terminal 1a. Then, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a rises.

その後、MOSトランジスタ10及び11がオフするタイミングでMOSトランジスタ14がオンして同期整流する。図4に還流経路を示したように、MOSトランジスタ14は、コンデンサ13、22及びコイル3の充電電力を還流することで還流電流がグランドに向けて流れる。すると、上流端子1aの電圧Vhiが下降する。MOSトランジスタ10及び11と、MOSトランジスタ14とが相補的にオン・オフを繰り返すことで、インジェクタ電流をある一定のピックアップ電流Ipiに保持できる。 After that, the MOS transistor 14 is turned on at the timing when the MOS transistors 10 and 11 are turned off, and synchronous rectification is performed. As shown in FIG. 4, the recirculation current of the MOS transistor 14 flows toward the ground by recirculating the charging power of the capacitors 13, 22 and the coil 3. Then, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a drops. The injector current can be held at a certain pickup current Ipi by repeating the on / off of the MOS transistors 10 and 11 and the MOS transistor 14 in a complementary manner.

次に、制御IC6は、MOSトランジスタ10、11、14を一定時間だけオフすることでインジェクタ電流を低下させる。そして制御IC6は、図3のタイミングt4〜t5において、インジェクタ電流が予め定められた定電流Ihoとなるように、MOSトランジスタ10及び11をオン・オフ制御する。MOSトランジスタ10及び11が共にオンすると、電源電圧VBがMOSトランジスタ10及び11、並びに、上流端子1aを通じて、コンデンサ13、22、及びコイル3に通電される。すると、上流端子1aの電圧Vhiが上昇する。 Next, the control IC 6 reduces the injector current by turning off the MOS transistors 10, 11 and 14 for a certain period of time. Then, the control IC 6 controls the MOS transistors 10 and 11 on and off so that the injector current becomes a predetermined constant current Iho at the timings t4 to t5 of FIG. When both the MOS transistors 10 and 11 are turned on, the power supply voltage VB is energized to the capacitors 13, 22 and the coil 3 through the MOS transistors 10 and 11 and the upstream terminal 1a. Then, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a rises.

その後、制御IC6は、MOSトランジスタ10及び11をオフさせると共にMOSトランジスタ14をオンさせる。図4に還流経路を示したように、MOSトランジスタ14は、コンデンサ13、22及びコイル3の充電電力を還流すると、還流電流がグランドに向けて流れる。すると、上流端子1aの電圧Vhiが下降する。MOSトランジスタ10及び11と、MOSトランジスタ14とが相補的にオン・オフすることで、インジェクタ電流をある定電流Ihoに保持できる。 After that, the control IC 6 turns off the MOS transistors 10 and 11 and turns on the MOS transistor 14. As shown in FIG. 4, when the charging power of the capacitors 13, 22 and the coil 3 is recirculated in the MOS transistor 14, the recirculation current flows toward the ground. Then, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a drops. By turning the MOS transistors 10 and 11 and the MOS transistors 14 on and off in a complementary manner, the injector current can be held at a certain constant current Iho.

MOSトランジスタ10及び11とMOSトランジスタ14とは相補的にオン・オフする。これにより、制御IC6はインジェクタ電流をある定電流Ihoとなるように保持できる。その後、図3のタイミングt5において、マイコン5が、インジェクタ2の噴射指令信号をノンアクティブレベル「L」として制御IC6に出力すると、制御IC6は、MOSトランジスタ9、10、14及び21をオフ制御する。 The MOS transistors 10 and 11 and the MOS transistor 14 are turned on and off in a complementary manner. As a result, the control IC 6 can hold the injector current so as to have a certain constant current Iho. After that, at the timing t5 of FIG. 3, when the microcomputer 5 outputs the injection command signal of the injector 2 to the control IC 6 as the non-active level “L”, the control IC 6 turns off the MOS transistors 9, 10, 14 and 21. ..

すると、インジェクタ2への通電電流が急速に低下し、インジェクタ2の固定子3yの電磁石の磁化を停止できる。この結果、電磁石により誘引されていたインジェクタ2の内部のニードルが、電磁力の消滅に応じて弾性手段(例えば、ばね)の付勢力により元位置に戻され、この結果、インジェクタ2が閉弁する。 Then, the energizing current to the injector 2 drops rapidly, and the magnetization of the electromagnet of the stator 3y of the injector 2 can be stopped. As a result, the needle inside the injector 2 attracted by the electromagnet is returned to its original position by the urging force of the elastic means (for example, a spring) in response to the extinction of the electromagnetic force, and as a result, the injector 2 closes. ..

図3に示すタイミングt5において、制御IC6は、MOSトランジスタ9〜11、14、21をオン状態からオフ状態に変化させるため、インジェクタ2のコイル3に流れていた電流が急速に遮断される。このとき、コイル3に蓄積された電力は、還流用のダイオード23を通じて昇圧電圧Vboostの出力ノードに与えられる。 At the timing t5 shown in FIG. 3, the control IC 6 changes the MOS transistors 9 to 11, 14, and 21 from the on state to the off state, so that the current flowing through the coil 3 of the injector 2 is rapidly cut off. At this time, the electric power stored in the coil 3 is given to the output node of the boosted voltage Vboost through the diode 23 for reflux.

このとき、下流端子1bの電圧Vloが、昇圧電圧Vboostに近い電圧Vh(約65V:正確にはVh=Vboost+Vf)に達すると、下流端子1bの電圧Vloはこの電圧Vhで飽和し、回生電流がダイオード23に流れる。この結果、インジェクタ2のコイル3に蓄積された電力を回生でき、インジェクタ2のコイル3に蓄積された電力は徐々に放電される。そして、電流がダイオード23に流れなくなると回生終了する。 At this time, when the voltage Vlo of the downstream terminal 1b reaches a voltage Vh (about 65V: to be exact, Vh = Vboost + Vf) close to the boosted voltage Vboost, the voltage Vlo of the downstream terminal 1b is saturated at this voltage Vh and the regenerative current is increased. It flows through the diode 23. As a result, the electric power stored in the coil 3 of the injector 2 can be regenerated, and the electric power stored in the coil 3 of the injector 2 is gradually discharged. Then, when the current stops flowing through the diode 23, the regeneration ends.

回生終了直後には、ダイオード23の順方向電圧だけ低下しており、下流端子1bの電圧Vloが約65V程度となる。このため、回生終了直後においては、下流端子1bの電圧Vloに基づく電荷が、上流側回路7のコンデンサ13と下流側回路8のコンデンサ22との間で再分配される。さらに電圧Vloは、これらのコンデンサ13及び22とコイル3と抵抗12とに応じて定まる時定数に基づいて低下する。この回生終了後に変化する電圧Vloを、以降、回生後残留電圧と称する。 Immediately after the end of regeneration, the forward voltage of the diode 23 drops, and the voltage Vlo of the downstream terminal 1b becomes about 65V. Therefore, immediately after the end of regeneration, the electric charge based on the voltage Vlo of the downstream terminal 1b is redistributed between the capacitor 13 of the upstream circuit 7 and the capacitor 22 of the downstream circuit 8. Further, the voltage Vlo decreases based on a time constant determined according to the capacitors 13 and 22, the coil 3 and the resistor 12. The voltage Vlo that changes after the end of regeneration is hereinafter referred to as the residual voltage after regeneration.

他方、コイル3への通電が停止されると、コイル3の電磁力により誘引されていた可動子3zのニードルが弾性手段(図示せず)による付勢力に応じて閉位置に移動し、これによりインジェクタ2は閉弁する。特に図5に示すように、インジェクタ2の閉弁タイミングt7では、可動子3zが素早くリフト移動して磁束変化が生じ、コイル3に誘導起電力を生じる。特に、閉弁速度の最大時に磁束変化が最大となるため、コイル3の鎖交磁束自体は緩やかに低下するものの、コイル3の起電力は大きく上昇する。これにより、下流端子1bの電圧Vloが上昇する。 On the other hand, when the energization of the coil 3 is stopped, the needle of the mover 3z attracted by the electromagnetic force of the coil 3 moves to the closed position according to the urging force by the elastic means (not shown), thereby moving to the closed position. The injector 2 closes. In particular, as shown in FIG. 5, at the valve closing timing t7 of the injector 2, the mover 3z quickly lifts and moves to change the magnetic flux, and an induced electromotive force is generated in the coil 3. In particular, since the change in magnetic flux is maximized when the valve closing speed is maximum, the interlinkage magnetic flux itself of the coil 3 gradually decreases, but the electromotive force of the coil 3 increases significantly. As a result, the voltage Vlo of the downstream terminal 1b rises.

インジェクタ2の正確な閉弁タイミングt7が、下流端子1bの回生後残留電圧として緩やかに減少する期間と重なると、回生後残留電圧の時定数に応じた緩やかな電圧変化とコイル3に誘起される逆起電力とが重畳してしまう。すると正確な閉弁タイミングt7を算出し難くなる。特に、図6に示したように、制御IC6がMOSトランジスタ14をオンさせることなく制御すると、上流端子1aの電圧Vhiがフライバック電圧Vfにより大きく上昇することから正確な閉弁タイミングt7を算出しにくい。 When the accurate valve closing timing t7 of the injector 2 overlaps with the period in which the residual voltage after regeneration of the downstream terminal 1b gradually decreases, a gradual voltage change according to the time constant of the residual voltage after regeneration is induced in the coil 3. The back electromotive force is superimposed. Then, it becomes difficult to calculate the accurate valve closing timing t7. In particular, as shown in FIG. 6, when the control IC 6 controls the MOS transistor 14 without turning it on, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a rises significantly due to the flyback voltage Vf, so that the accurate valve closing timing t7 is calculated. Hateful.

このため、本実施形態では、制御IC6は、図3のタイミングt5において、全てのMOSトランジスタ9〜11、14、21を一旦オフ制御するものの、その後で、且つ、タイミングt6〜t8にかけてMOSトランジスタ14を再度オンするようにしている。なお、図3中のタイミングt6〜t8にかけて、MOSトランジスタ14をオフした場合の前述の回生後残留電圧を、破線により概略的に示している。 Therefore, in the present embodiment, the control IC 6 temporarily turns off all the MOS transistors 9 to 11, 14, and 21 at the timing t5 of FIG. 3, but after that, and from the timing t6 to t8, the MOS transistor 14 Is turned on again. The above-mentioned residual voltage after regeneration when the MOS transistor 14 is turned off from the timings t6 to t8 in FIG. 3 is schematically shown by a broken line.

制御IC6が、図3のタイミングt6〜t8にかけてMOSトランジスタ14をオンさせると、コイル3、コンデンサ13、22等に蓄積されている電力を、タイミングt6〜t8の間でグランドに速やかに放電できる。すると、コイル3の上流端子1aの電圧Vhiを確実にゼロにでき、また、下流端子1bに接続されたコンデンサ22の蓄積電力を早期に放電できる。したがって、回生後残留電圧と、閉弁タイミングt7の周辺におけるコイル3の誘導起電圧の変曲点とを分離できる。 When the control IC 6 turns on the MOS transistor 14 at the timings t6 to t8 of FIG. 3, the electric power stored in the coil 3, the capacitors 13, 22 and the like can be quickly discharged to the ground between the timings t6 to t8. Then, the voltage Vhi of the upstream terminal 1a of the coil 3 can be surely set to zero, and the stored power of the capacitor 22 connected to the downstream terminal 1b can be discharged at an early stage. Therefore, the residual voltage after regeneration and the inflection point of the induced electromotive force of the coil 3 around the valve closing timing t7 can be separated.

制御IC6は、コイル3に誘起される逆起電力の変曲点を取得することで閉弁タイミングt7を算出できる。なお、下流端子1bの電圧Vloの変曲点は、下流端子1bの検出電圧を二次微分することで算出できる。またその他、例えば、下流端子1bの電圧Vloの立上り、最大値、立下りのうち何れか1点又は2点以上のタイミングを用いて算出しても良い。 The control IC 6 can calculate the valve closing timing t7 by acquiring the inflection point of the counter electromotive force induced in the coil 3. The inflection point of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b can be calculated by secondarily differentiating the detected voltage of the downstream terminal 1b. In addition, for example, the calculation may be performed using the timing of any one point or two or more points of the rising edge, the maximum value, and the falling edge of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b.

図7に検出性向上の原理説明図を示す。インジェクタ2の閉弁タイミングt7においては、下流端子1bの電圧Vloはコイル3に誘起される誘導起電力に基づいて浮く。本実施形態では、図7中に破線で示すように、還流用のMOSトランジスタ14がオンすることで下流端子1bのコンデンサ22の蓄積電力を放電している。 FIG. 7 shows an explanatory diagram of the principle of improving detectability. At the valve closing timing t7 of the injector 2, the voltage Vlo of the downstream terminal 1b floats based on the induced electromotive force induced in the coil 3. In the present embodiment, as shown by the broken line in FIG. 7, the stored power of the capacitor 22 of the downstream terminal 1b is discharged by turning on the MOS transistor 14 for reflux.

コンデンサ22の蓄積電力を放電し、下流端子1bの電圧Vloの浮きを抑制することで、上流端子1aの電圧Vhiの浮きも抑制できる。コンデンサ22の蓄積電力が早期に放電することで、コイル3の起電力によるインジェクタ2の下流端子電圧Vlの変曲点の検出精度を向上できる。閉弁タイミングt7の検出時に、ゆらぎ要素となる回生後残留電圧の影響を排除でき、閉弁タイミングt7を極力正確に算出できる。これにより、閉弁検出性を向上でき、微小量噴射の精度を向上できる。 By discharging the stored power of the capacitor 22 and suppressing the floating of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b, the floating of the voltage Vhi of the upstream terminal 1a can also be suppressed. By discharging the stored power of the capacitor 22 at an early stage, it is possible to improve the detection accuracy of the inflection point of the downstream terminal voltage Vl of the injector 2 due to the electromotive force of the coil 3. When the valve closing timing t7 is detected, the influence of the residual voltage after regeneration, which is a fluctuation factor, can be eliminated, and the valve closing timing t7 can be calculated as accurately as possible. As a result, the valve closing detectability can be improved, and the accuracy of minute amount injection can be improved.

本実施形態では、従来技術に比較して、部品を追加したり、検出ロジックを追加する必要なく、下流端子1bの電圧Vloの浮きを抑制しつつ上流端子1aの電圧Vhiの浮きを抑制できる。また、下流端子1bのコンデンサ22の蓄積電力を早期に放電することでフライバック後における下流端子1bの電圧Vloの変曲点の検出精度を向上できる。 In the present embodiment, as compared with the prior art, it is possible to suppress the floating of the voltage Vhi of the upstream terminal 1a while suppressing the floating of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b without adding a component or adding a detection logic. Further, by discharging the stored power of the capacitor 22 of the downstream terminal 1b at an early stage, it is possible to improve the detection accuracy of the inflection point of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b after flyback.

<具体例>
以下、このような制御内容を実現するための具体例について、図8のフローチャート、及び、図9のタイミングチャートを参照しながら説明する。図8は、回生後残留電圧を放電するときの処理動作の具体例を示しており、図9は、タイミングチャートの要部を示す。
<Specific example>
Hereinafter, a specific example for realizing such a control content will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 and the timing chart of FIG. FIG. 8 shows a specific example of the processing operation when discharging the residual voltage after regeneration, and FIG. 9 shows a main part of the timing chart.

制御IC6は、図8のS1において下流端子1bの電圧Vloを取得し、S2においてこの電圧Vloがフライバック電圧Vfより低くなったか否かを判定する。図9のタイミングt5において、マイコン5が、噴射指令信号をノンアクティブレベル「L」として制御IC6に出力すると、制御IC6は、MOSトランジスタ10、11及び21を全てオフ制御する。 The control IC 6 acquires the voltage Vlo of the downstream terminal 1b in S1 of FIG. 8, and determines in S2 whether or not this voltage Vlo is lower than the flyback voltage Vf. At the timing t5 of FIG. 9, when the microcomputer 5 outputs the injection command signal to the control IC 6 as the non-active level “L”, the control IC 6 turns off all the MOS transistors 10, 11 and 21.

すると前述したように、コイル3には逆起電力を生じることになり、下流端子1bの電圧Vloは、昇圧電圧Vboostに近いフライバック電圧Vfまで急峻に上昇する。この場合、逆起電力はダイオード23を通じて昇圧電圧Vboostの電源に回生される。制御IC6は、電圧Vloがフライバック電圧Vf以上又は大きいと判定したときには、S2において電流が回生している最中であると判断する。このS2の電圧条件に用いる昇圧電圧Vboostは、制御IC6が昇圧電圧Vboostの出力ノードの電圧を検出し、この検出電圧の実測値を用いても良いし、昇圧電圧Vboostの出力標準値を用いても良い。 Then, as described above, a counter electromotive force is generated in the coil 3, and the voltage Vlo of the downstream terminal 1b sharply rises to the flyback voltage Vf close to the boost voltage Vboost. In this case, the counter electromotive force is regenerated to the power supply of the boosted voltage Vboost through the diode 23. When the control IC 6 determines that the voltage Vlo is equal to or larger than the flyback voltage Vf, it determines that the current is being regenerated in S2. As the boosted voltage Vboost used for the voltage condition of S2, the control IC 6 detects the voltage of the output node of the boosted voltage Vboost, and the measured value of this detected voltage may be used, or the output standard value of the boosted voltage Vboost may be used. Is also good.

制御IC6は、S2にてYESと判定すると、S1にて検出、取得された電圧Vloから所定値を減算することで第1閾値電圧Vth1を算出する。この所定値は予め定められた所定電圧である。本実施形態では、下流端子1bの電圧Vloに応じて第1閾値電圧Vth1を逐次算出する。したがって、この第1閾値電圧Vth1は還流時のフライバック電圧Vfより低い電圧となる。 If the control IC 6 determines YES in S2, the control IC 6 calculates the first threshold voltage Vth1 by subtracting a predetermined value from the voltage Vlo detected and acquired in S1. This predetermined value is a predetermined predetermined voltage. In the present embodiment, the first threshold voltage Vth1 is sequentially calculated according to the voltage Vlo of the downstream terminal 1b. Therefore, the first threshold voltage Vth1 is lower than the flyback voltage Vf at the time of reflux.

ダイオード23を通じて回生が終了すると、図3のタイミングt6〜t8に示すように、下流端子1bの電圧Vloは回生後残留電圧として緩やかに低下する。この下流端子1bの回生後残留電圧が、S4における条件Vlo<Vth1を満たすと、制御IC6は、回生終了と判定し、S4にてYESと判定する。制御IC6は、S5において還流用のMOSトランジスタ14をオフからオンに制御する(図9のタイミングt6a参照)。これにより、コンデンサ13、22に蓄積された回生後残留電圧を急速に放電できる。 When the regeneration is completed through the diode 23, the voltage Vlo of the downstream terminal 1b gradually decreases as the residual voltage after the regeneration, as shown in the timings t6 to t8 of FIG. When the residual voltage after regeneration of the downstream terminal 1b satisfies the condition Vlo <Vth1 in S4, the control IC 6 determines that the regeneration is completed, and determines YES in S4. The control IC 6 controls the reflux MOS transistor 14 from off to on in S5 (see timing t6a in FIG. 9). As a result, the residual voltage after regeneration accumulated in the capacitors 13 and 22 can be rapidly discharged.

そして制御IC6は、S6において下流端子1bの電圧Vloを取得し、S7において電圧Vloが第2閾値電圧Vth2より下回ったか否かを判定する。この第2閾値電圧Vth2は、第1閾値電圧Vth1より低く予め定められる所定電圧である。制御IC6は、S7の条件Vlo<Vth2を満たすタイミングにおいて、MOSトランジスタ21を再度オフ制御する(図8のS8、図9のタイミングt8a参照) Then, the control IC 6 acquires the voltage Vlo of the downstream terminal 1b in S6, and determines in S7 whether or not the voltage Vlo is lower than the second threshold voltage Vth2. The second threshold voltage Vth2 is a predetermined voltage lower than the first threshold voltage Vth1. The control IC 6 controls the MOS transistor 21 off again at the timing when the condition Vlo <Vth2 of S7 is satisfied (see S8 in FIG. 8 and timing t8a in FIG. 9).

制御IC6は、下流端子1bの電圧Vloをタイミングt6〜t8aにかけて連続的にサンプリングしているため、図8のS9において電圧Vloを二次微分することで変曲点のタイミングを算出し、算出タイミングに基づいて閉弁タイミングt7を算出できる。 Since the control IC 6 continuously samples the voltage Vlo of the downstream terminal 1b from the timings t6 to t8a, the timing of the inflection point is calculated by subderivatively differentiating the voltage Vlo in S9 of FIG. The valve closing timing t7 can be calculated based on the above.

<本実施形態に係る概念的なまとめ>
本実施形態によれば、制御IC6は、回生終了判定されたことを条件として、上流スイッチとしてのMOSトランジスタ9〜11をオフした状態で還流スイッチとしてのMOSトランジスタ14をオン・オフ制御している。このため、還流用のMOSトランジスタ14を通じてコンデンサ22の蓄積電力を急速に放電できる。コイル3に生じる起電力とコンデンサ22の蓄積電力に基づく下流端子1bの電圧Vlo及び上流端子1aの電圧Vhiの浮きを分離できる。これにより、閉弁タイミングt7を極力正確に検出できる。
<Conceptual summary of the present embodiment>
According to the present embodiment, the control IC 6 controls the MOS transistor 14 as the reflux switch on / off with the MOS transistors 9 to 11 as the upstream switch turned off, provided that the regeneration end is determined. .. Therefore, the stored power of the capacitor 22 can be rapidly discharged through the MOS transistor 14 for reflux. The floating of the voltage Vlo of the downstream terminal 1b and the voltage Vhi of the upstream terminal 1a based on the electromotive force generated in the coil 3 and the stored power of the capacitor 22 can be separated. As a result, the valve closing timing t7 can be detected as accurately as possible.

制御IC6は、ダイオード23を通じて昇圧電圧Vboostの側にフライバック電圧Vfを回生させるときに、当該回生期間中のフライバック電圧Vf(≒Vboost)よりも低く定められる第1閾値電圧Vth1を下回ったときにMOSトランジスタ14をオン制御し第2閾値電圧Vth2を下回ったときにMOSトランジスタ14をオフ制御している。
特に制御IC6は、回生期間中の電圧Vloを検出し、当該回生期間に検出された電圧Vloよりも低く所定値だけ低く定められた電圧を第1閾値電圧Vth1とし当該第1閾値電圧Vth1を下回ったときにMOSトランジスタ14をオン制御している。前述したような簡易的な構成を用いて、閉弁タイミングt7を極力正確に検出できる。
When the control IC 6 regenerates the flyback voltage Vf to the boosted voltage Vboost side through the diode 23, when it falls below the first threshold voltage Vth1 defined to be lower than the flyback voltage Vf (≈Vboost) during the regeneration period. The MOS transistor 14 is on-controlled and the MOS transistor 14 is off-controlled when the voltage falls below the second threshold voltage Vth2.
In particular, the control IC 6 detects the voltage Vlo during the regeneration period, sets the voltage set to be lower than the voltage Vlo detected during the regeneration period and lower by a predetermined value as the first threshold voltage Vth1, and falls below the first threshold voltage Vth1. At that time, the MOS transistor 14 is on-controlled. The valve closing timing t7 can be detected as accurately as possible by using the simple configuration as described above.

タイミングt6〜t8の期間において、制御IC6が、還流用のMOSトランジスタ14をオフからオンすることにより、ダイアグ機能有無に関わらず、上流端子1aの電圧Vhを確実にゼロにできる。このような実施形態によれば、エンジンシステムの燃費向上ならびにエミッション低下を期待できる。 During the period from timing t6 to t8, the control IC 6 turns on the MOS transistor 14 for reflux from off to on, so that the voltage Vh of the upstream terminal 1a can be surely set to zero regardless of the presence or absence of the diagnostic function. According to such an embodiment, improvement in fuel efficiency of the engine system and reduction in emissions can be expected.

(他の実施形態)
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。前述した複数の実施形態を必要に応じて組み合わせて構成しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modifications, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the following modifications or extensions are possible. A plurality of the above-described embodiments may be combined and configured as necessary.

制御IC6は、タイミングt6〜t8に対応した前述の具体例のタイミングt6a〜t8aの期間を、第1閾値電圧Vth1、第2閾値電圧Vth2により求めた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御IC6に内蔵されたタイマを用いてタイミングt6〜t8に対応したタイミングや期間を計測するようにしても良い。すなわち、下流端子1bの電圧Vloが、最大のフライバック電圧Vfから低下し始めるタイミングや低下し終わる期間を回路シミュレーションすることで予め算出しておき、当該タイミングや期間をタイマにより計測することで求めても良い。 The control IC 6 shows an example in which the period of the timings t6a to t8a of the above-mentioned specific example corresponding to the timings t6 to t8 is obtained by the first threshold voltage Vth1 and the second threshold voltage Vth2, but is limited to this. is not it. For example, a timer built in the control IC 6 may be used to measure the timing and period corresponding to the timings t6 to t8. That is, the timing at which the voltage Vlo of the downstream terminal 1b starts to decrease from the maximum flyback voltage Vf and the period at which the voltage Vlo ends decrease are calculated in advance by circuit simulation, and the timing and period are measured by a timer. You may.

前述実施形態では、回生期間中の電圧Vloを検出し、この電圧Vloから所定値だけ低く定めた電圧を第1閾値電圧Vth1として逐次算出する形態を示したが、これに限らず、第1閾値電圧Vth1を固定電圧としても良い。回路構成は前述実施形態に示した構成に限られるものではない。 In the above-described embodiment, the voltage Vlo during the regeneration period is detected, and the voltage set to be lower than this voltage Vlo by a predetermined value is sequentially calculated as the first threshold voltage Vth1, but the present invention is not limited to this. The voltage Vth1 may be a fixed voltage. The circuit configuration is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment.

下流端子1bに生じる電圧Vloを、昇圧電圧Vboostの出力ノードに回生させるように回路構成した形態を示したが、これに限定されるものではなく、電源電圧VBの出力ノードにコンデンサ(図示せず)を設けている場合には、このコンデンサに回生させるように回路構成しても良い。 A circuit configuration is shown in which the voltage Vlo generated at the downstream terminal 1b is regenerated to the output node of the boosted voltage Vboost, but the circuit is not limited to this, and a capacitor (not shown) is used at the output node of the power supply voltage VB. ) Is provided, the circuit may be configured so as to regenerate this capacitor.

マイコン5、制御IC6に代えて各種の制御装置を用いても良い。この制御装置が提供する手段、及び/又は、機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。例えば制御装置がハードウェアである電子回路により提供される場合、1又は複数の論理回路を含むデジタル回路、又は、アナログ回路により構成できる。また、例えば制御装置がソフトウェアにより各種制御を実行する場合には、記憶部にはプログラムが記憶されており、制御主体がこのプログラムを実行することで当該プログラムに対応する方法が実施される。 Various control devices may be used instead of the microcomputer 5 and the control IC 6. The means and / or functions provided by this control device can be provided by the software recorded in the substantive memory device and the computer, software, hardware, or a combination thereof that executes the software. For example, when the control device is provided by an electronic circuit which is hardware, it can be configured by a digital circuit including one or more logic circuits or an analog circuit. Further, for example, when the control device executes various controls by software, a program is stored in the storage unit, and the control subject executes the program to implement a method corresponding to the program.

前述実施形態では、説明の簡略化のため、1気筒分のインジェクタ2のコイル3を表記して説明を行ったが、2気筒、4気筒、6気筒などの他の気筒数の場合においても同様の内容を実施できる。MOSトランジスタ9〜11、14、及び21は、バイポーラトランジスタなど他種類のトランジスタ、各種のスイッチを用いても良い。 In the above-described embodiment, the coil 3 of the injector 2 for one cylinder is described for simplification of the description, but the same applies to the case of other cylinders such as two cylinders, four cylinders, and six cylinders. Can carry out the contents of. As the MOS transistors 9 to 11, 14, and 21, other types of transistors such as bipolar transistors and various switches may be used.

前述した複数の実施形態を組み合わせて構成しても良い。また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。 It may be configured by combining a plurality of the above-described embodiments. In addition, the reference numerals in parentheses described in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the above-described embodiment as one aspect of the present invention, and the technical scope of the present invention is defined. It is not limited. An embodiment in which a part of the above-described embodiment is omitted as long as the problem can be solved can also be regarded as an embodiment. In addition, any conceivable aspect can be regarded as an embodiment as long as it does not deviate from the essence of the invention specified by the wording described in the claims.

本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present invention has been described in accordance with the above-described embodiment, it is understood that the present invention is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also includes various modifications and modifications within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including one element, more, or less, are also within the scope and ideology of the present invention.

図面中、101は電子制御装置、2はインジェクタ(噴射弁)、3はコイル(誘導性負荷)、6は制御IC(オンオフ制御部)、9はMOSトランジスタ(上流スイッチ)、10はMOSトランジスタ(上流スイッチ)、21はMOSトランジスタ(下流スイッチ)、を示す。 In the drawing, 101 is an electronic control device, 2 is an injector (injection valve), 3 is a coil (inductive load), 6 is a control IC (on / off control unit), 9 is a MOS transistor (upstream switch), and 10 is a MOS transistor ( Upstream switch), 21 indicates a MOS transistor (downstream switch).

Claims (2)

上側電源線と下側電源線との間に与えられる電源に基づいて上流端子(1a)及び下流端子(1b)の間に接続された誘導性負荷(3)を駆動することでインジェクタ(2)を開弁・閉弁する電子制御装置(101)であって、
前記上側電源線から前記誘導性負荷に前記電源を通電オン・オフするための上流スイッチ(9、10)と、
前記下流端子と前記下側電源線との間に接続された下流スイッチ(21)と、
前記上流端子と前記下側電源線との間に接続され前記上流スイッチがオフされたときに相補的にオンされると前記誘導性負荷に生じる誘導起電圧に基づく前記上流端子に生じる電圧を同期整流する還流スイッチ(14)と、
前記上流スイッチ及び前記下流スイッチがオフされたときに前記誘導性負荷の蓄積電力を前記電源へ回生させると回生終了したか否かを判定し、終了判定されたことを条件として前記上流スイッチをオフした状態で前記還流スイッチをオン・オフ制御するオンオフ制御部(6)と、
を備える電子制御装置。
The injector (2) is driven by driving an inductive load (3) connected between the upstream terminal (1a) and the downstream terminal (1b) based on the power supplied between the upper power line and the lower power line. An electronic control device (101) that opens and closes the valve.
Upstream switches (9, 10) for energizing the power supply from the upper power supply line to the inductive load, and
A downstream switch (21) connected between the downstream terminal and the lower power line,
Synchronized with the voltage generated at the upstream terminal based on the induced electromotive voltage generated at the inductive load when connected between the upstream terminal and the lower power line and complementarily turned on when the upstream switch is turned off. Reflux switch (14) for rectification and
When the upstream switch and the downstream switch are turned off, if the stored power of the inductive load is regenerated to the power source, it is determined whether or not the regeneration is completed, and the upstream switch is turned off on condition that the end determination is made. The on / off control unit (6) that controls the on / off of the reflux switch in the state of being
An electronic control device comprising.
前記オンオフ制御部は、前記下流端子に印加される電圧に基づいて前記還流スイッチをオン・オフ制御する請求項1記載の電子制御装置。
The electronic control device according to claim 1, wherein the on / off control unit controls the reflux switch on / off based on a voltage applied to the downstream terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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