JP4465933B2 - Electromagnetic actuator drive device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁式アクチュエータ駆動装置に関し、例えば、インジェクタ(燃料噴射弁)等の駆動に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来、エネルギ蓄積用コンデンサに蓄積された高電圧な充電エネルギの放電を利用して電磁式アクチュエータとして例えば、インジェクタに対する初期駆動を行う電磁式アクチュエータ駆動装置が知られている。このインジェクタの初期駆動に際しては、エネルギ蓄積用コンデンサに蓄積された全電荷を放電したのち再び充電するというコンデンサ充放電制御が一般的であった。
【0003】
前述のインジェクタの駆動状況(正常/異常)は、インジェクタを駆動制御するインジェクタ駆動装置(Electric Driver Unit;以下、単に『EDU』と記す)からのIJf信号(フェイル信号)の状態によって知ることができる。即ち、このIJf信号は、インジェクタのソレノイドコイルに流れる電流がその立上がり途中で異常判定のための閾値電流を越えると反転することで、インジェクタが正常に駆動されていることが分かるのである。
【0004】
ここで、インジェクタの内部インピーダンスが元来、大きいものでは、インジェクタのソレノイドコイルに何らかの異常、例えば、リークが生じて内部インピーダンスが多少、小さくなったとしても、インジェクタのソレノイドコイルを流れる電流が閾値電流を越えて流れることがない。つまり、このものでは、異常が起こったときにIJf信号が反転することがないため、所定のタイミングにおけるIJf信号によれば、インジェクタの駆動状況(正常/異常)を的確に知ることができるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、内燃機関の排気浄化を向上するため、インジェクタからの燃料噴射量を複数回に分け噴射間隔を短くして噴射供給することが求められている。これに対処するため、インジェクタは内部インピーダンスの小さなものが採用される傾向にある。つまり、この内部インピーダンスの小さなインジェクタを用いることで、インジェクタの初期駆動のために必要なエネルギを少なくでき、大容量のエネルギ蓄積用コンデンサの採用と相まって噴射間隔の短い連続した噴射にも対応できるのである。
【0006】
ところが、前述のものでは、インジェクタの内部インピーダンスが小さくなることで、インジェクタを流れる電流に正常時と異常時とで差がなくなり、閾値電流に基づく正常/異常判定が困難となっている。また、エネルギ蓄積用コンデンサは蓄積された全電荷を一度に放電しているため、放電後の充電時間がかかり放電間隔に制約が生じ連続する複数回の放電が難しいという不具合があった。
【0007】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、電磁式アクチュエータの動作間隔の短い連続した動作を可能とし、かつ電磁式アクチュエータを流れる電流値の所定電流値への到達状況に応じて電磁式アクチュエータが正常/異常とする信号を的確に出力可能な電磁式アクチュエータ駆動装置の提供を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁式アクチュエータ駆動装置によれば、制御回路による昇圧スイッチング回路の駆動により蓄積されたエネルギ蓄積用コンデンサの放電による電磁式アクチュエータを流れる電流値が電流検出手段で検出され、この電流値と電磁式アクチュエータを初期駆動するための所定電流値とが比較判定手段で比較判定される。この比較判定手段で電流値が所定電流値に到達したと判定されたときには、放電停止手段によってエネルギ蓄積用コンデンサから電磁式アクチュエータへの放電が停止され、信号出力手段から電磁式アクチュエータを正常とする信号が出力される。これにより、次回の充電時間が短くて済み、結果として、電磁式アクチュエータに対する動作間隔の短い連続した動作が可能となる。一方、比較判定手段で電流値が所定電流値に到達しないと判定されたときには、信号出力手段から電磁式アクチュエータを異常とする信号が出力される。これにより、電磁式アクチュエータの内部インピーダンスに影響されず、的確に正常/異常の判定が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる電磁式アクチュエータ駆動装置が適用されたEDU(インジェクタ駆動装置)の電気的構成を示す回路図である。
【0011】
図1において、EDU100には、図示しない内燃機関を構成する複数の気筒に対して燃料噴射を実施するインジェクタ(電磁式アクチュエータ)110(図には便宜上、1つからなる構成を示す)が接続され、バッテリBATからの直流電源であるバッテリ電源+Bが入力され、また、図示しない周知のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)からインジェクタ110による燃料噴射のための駆動信号であるIJt信号が入力されている。そして、EDU100からECUに対してインジェクタ110の駆動状況(正常/異常)を表わすフェイル信号であるIJf信号が出力される。なお、本実施例では、後述するように、所定のタイミングにおけるIJf信号が「Hi(ハイ)」状態となっておれば、インジェクタ110の駆動状況が正常で適切な燃料噴射量が内燃機関(図示略)に噴射供給されたとECUによって判定することができる。
【0012】
EDU100内において、バッテリ電源+BはコイルL1 の一端に接続され、コイルL1 の他端は昇圧スイッチング回路を形成するトランジスタ(MOSFET)からなるスイッチング素子SW1 を介してグランドに接続されている。このスイッチング素子SW1 のゲート側は後述の制御回路10に接続されている。また、コイルL1 の他端は逆流防止用ダイオードD1 を介してエネルギ蓄積用コンデンサC1 に接続されている。
【0013】
このエネルギ蓄積用コンデンサC1 の充電エネルギが、トランジスタ(MOSFET)からなるスイッチング素子SW2 を介してインジェクタ110のソレノイドコイル111の一端に与えられる。このスイッチング素子SW2 のゲート側は後述の制御回路10に接続されている。
【0014】
更に、コイルL1 、逆流防止用ダイオードD1 及びスイッチング素子SW2 と並列にトランジスタ(MOSFET)からなるスイッチング素子SW3 及び逆流防止用ダイオードD2 が接続されている。このスイッチング素子SW3 のゲート側は後述の制御回路10に接続されている。なお、ダイオードD3 は電流還流用ダイオードである。また、インジェクタ110のソレノイドコイル111の他端は、トランジスタ(MOSFET)からなるスイッチング素子SW4 及び抵抗R1 を介してグランドに接続されている。このスイッチング素子SW4 のゲート側は後述の制御回路10に接続されている。
【0015】
EDU100の制御回路10は主として、図示しないDC−DCコンバータを含む充電回路及び定電圧回路等からなり、EDU100に入力されるバッテリ電源+B、IJt信号を受け、駆動信号10を出力することでスイッチング素子SW1 ,SW2 ,SW3 ,SW4 がON/OFF制御される。
【0016】
また、スイッチング素子SW4 と抵抗R1 との間が制御回路10に接続され、かつコンパレータ21の非反転(+)入力端子側に接続されている。一方、コンパレータ21の反転(−)入力端子側には制御回路10からの所定電圧が抵抗R2 ,R3 で分圧された比較電圧Vref が入力されている。この比較電圧Vref はインジェクタ110のソレノイドコイル111が正常であるときに流れると想定される好適な電流値に相当するよう予め設定されている。
【0017】
そして、コンパレータ21の出力端子側は抵抗R4 を介して制御回路10と抵抗R2 との間に接続され、かつトランジスタからなるスイッチング素子SW5 のベース側に接続されると共に、フリップフロップ回路22のS(セット)端子側に接続されている。このスイッチング素子SW5 のコレクタ側は、スイッチング素子SW2 のゲート側を駆動してスイッチング素子SW2 をON/OFF制御する制御回路10からの信号線に接続されている。なお、コンパレータ21の出力端子側と反転(−)入力端子側との間に並列に接続されている抵抗R5 による帰還作用によって、コンパレータ21はヒステリシス特性を有したものとなっている。
【0018】
更に、フリップフロップ回路22のR(リセット)端子側は制御回路10に接続されている。このフリップフロップ回路22のQ(出力)端子側は駆動回路23を介してIJf端子に接続されている。
【0019】
次に、図1及び図2を参照し、その動作について説明する。ここで、図2は図1における各種信号等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【0020】
図1及び図2において、図示しないイグニッションスイッチが「ON」状態で、EDU100にバッテリBATからバッテリ電源+Bが供給状態となる。すると、EDU100内の制御回路10によって、DC−DCコンバータ(図示略)からの出力電圧によるスイッチング素子SW1 のON/OFF制御が繰返され、コイルL1 に発生する自己誘導エネルギでダイオードD1 を介してエネルギ蓄積用コンデンサC1 が充電開始される(図2の時刻t1 )。そして、制御回路10によるスイッチング素子SW1 のON/OFF制御によって、エネルギ蓄積用コンデンサC1 の両端電圧VC1〔V〕が所望の高電圧である所定電圧となるまで昇圧される(図2の時刻t2 )。
【0021】
次に、ECU側からのIJt信号が「Lo(ロー)」から「Hi」と立上がると、制御回路10によってスイッチング素子SW2 ,SW3 ,SW4 が「ON」とされる(図2の時刻t2 )。すると、まず、エネルギ蓄積用コンデンサC1 からの充電エネルギに基づく電流が、スイッチング素子SW2 を介してインジェクタ110のソレノイドコイル111、更に、スイッチング素子SW4 を介して抵抗R1 を通って流れることとなる。この抵抗R1 を流れる電流IR1は、図2に示すように時刻t2 から徐々に増大される。
【0022】
そして、抵抗R1 を流れる電流IR1に基づくコンパレータ21の非反転(+)入力端子側の電圧が、コンパレータ21の反転(−)入力端子側に入力されている比較電圧Vref に等しくなると、コンパレータ21の出力端子側からの出力電圧によってスイッチング素子SW5 が「OFF」から「ON」とされる(図2の時刻t3 )。このとき、インジェクタ110はソレノイドコイル111を流れる大電流によって開弁駆動され、周知の燃料噴射が開始される。この際、抵抗R1 を流れる電流IR1がインジェクタ110を初期駆動するための所定電流値としてのピーク電流値Ip となる。
【0023】
すると、スイッチング素子SW2 が「OFF」とされエネルギ蓄積用コンデンサC1 からの放電が停止され、同時に、制御回路10によってスイッチング素子SW3 が一旦「OFF」とされる(図2の時刻t3 )。これにより、抵抗R1 を流れる電流IR1が少なくなり所定電流まで下降すると(図2の時刻t4 )、制御回路10によってスイッチング素子SW3 によるON/OFF制御が開始されインジェクタ110のソレノイドコイル111にバッテリ電源+Bに基づく所定電流が流され、インジェクタ110の開弁状態が保持される。このとき、スイッチング素子SW5 は「ON」から「OFF」に戻される。
【0024】
同時に、制御回路10によってスイッチング素子SW1 によるON/OFF制御が再開され、エネルギ蓄積用コンデンサC1 の両端電圧VC1が所定電圧となるまで再び充電開始される(図2の時刻t4 )。そして、インジェクタ110からの今回の燃料噴射量に見合う燃料噴射時間が終了すると(図2の時刻t5 )、ECU側からのIJt信号が「Hi」から「Lo」と立下がる。すると、制御回路10によってスイッチング素子SW3 が「OFF」及びスイッチング素子SW4 が「OFF」とされ(図2の時刻t5 )、インジェクタ110のソレノイドコイル111に流れる所定電流(抵抗R1 を流れる電流に相当)が停止される。なお、エネルギ蓄積用コンデンサC1 の両端電圧VC1は、遅くとも時刻t5 までに、一旦、低下した電圧から所定電圧まで昇圧される。
【0025】
ここで、インジェクタ110のソレノイドコイル111に流れる電流IR1が、上述のように、予め設定された電流であるピーク電流Ip に到達したときには、インジェクタ110から適切な燃料噴射量が内燃機関(図示略)に噴射供給されたとして、コンパレータ21の出力端子側からの出力電圧がフリップフロップ回路22のS端子に入力される。このため、フリップフロップ回路22のQ端子側から電流増幅用の駆動回路23を介してIJf端子にIJf信号の「Hi」が出力される(図2の時刻t3 〜時刻t5 )。
【0026】
なお、フリップフロップ回路22のQ端子側からの出力状態は、IJt信号の「Hi」から「Lo」への立下がりと同時にスイッチング素子SW3 が「OFF」とされ、インジェクタ110のソレノイドコイル111に流れる電流IR1が「0(零)」となった時点(図2の時刻t5 )で、制御回路10からフリップフロップ回路22のR端子側へ出力される信号によってリセットされ「Lo」に反転される。したがって、ECUはEDU100に対するIJt信号を「Lo」から「Hi」とした所定時間後、EDU100からのIJf信号が「Hi」状態となっておれば、インジェクタ110から適切な燃料噴射量が噴射供給されたと判定することができる。
【0027】
このように、本実施例の電磁式アクチュエータ駆動装置としてのEDU(インジェクタ駆動装置)100は、直流電源としてのバッテリ電源+Bと、バッテリ電源+Bに一端が接続されたコイルL1 と、コイルL1 の他端に接続されたスイッチング素子SW1 、制御回路10等にて構成される昇圧スイッチング回路と、この昇圧スイッチング回路に逆流防止用ダイオードD1 を介して並列に接続され、電磁式アクチュエータとしてのインジェクタ110に供給するエネルギを蓄積するエネルギ蓄積用コンデンサC1 と、エネルギ蓄積用コンデンサC1 の放電によるインジェクタ110を流れる電流値を抵抗R1 を流れる電流IR1として検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出される電流IR1とインジェクタ110を初期駆動するための所定電流値として所定電圧が抵抗R2 ,R3 で分圧された比較電圧Vref に相当するピーク電流値Ip とを比較判定する制御回路10、コンパレータ21、抵抗R5 等からなる比較判定手段と、比較判定手段で電流IR1がピーク電流値Ip に到達したと判定されたときには、エネルギ蓄積用コンデンサC1 からインジェクタ110への放電を停止するスイッチング素子SW2 ,SW5 からなる放電停止手段と、この放電停止手段でインジェクタ110への放電が停止されたときには、インジェクタ110を正常とするIJf信号を出力すると共に、比較判定手段で電流IR1がピーク電流値Ip に到達しないと判定されたときには、インジェクタ110を異常とするIJf信号を出力する制御回路10、フリップフロップ回路22、駆動回路23等からなる信号出力手段とを具備するものである。
【0028】
つまり、制御回路10による昇圧スイッチング回路の駆動により蓄積されたエネルギ蓄積用コンデンサC1 からのエネルギが、スイッチング素子SW2 の「ON」でインジェクタ110に供給される。そして、インジェクタ110を流れる電流値に相当する抵抗R1 を流れる電流IR1がピーク電流値Ip (Vref に相当)に到達すると、コンパレータ21からの出力によるスイッチング素子SW5 の「OFF」から「ON」に伴うスイッチング素子SW2 の「ON」から「OFF」によって、エネルギ蓄積用コンデンサC1 からインジェクタ110への放電が停止される。このときには、コンパレータ21からの出力によってフリップフロップ回路22、駆動回路23を介してIJf信号が反転されることでインジェクタ110が正常であるとされ、かつエネルギ蓄積用コンデンサC1 に電荷が残っているため、次回の充電時間が短くて済み、結果として、インジェクタ110からの燃料噴射量を噴射間隔を短くし複数回に分け噴射供給することが可能となる。一方、インジェクタ110を流れる電流IR1がピーク電流値Ip に到達しないときにはコンパレータ21からの出力がなくIJf信号が反転されないためインジェクタ110が異常であると分かる。これにより、インジェクタ110の内部インピーダンスに影響されず、的確に正常/異常の判定が可能となる。
【0029】
ところで、上記実施例では、1つのインジェクタに対するエネルギ蓄積用コンデンサの充放電制御について説明したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関が多気筒である場合にも各気筒のインジェクタに対するエネルギ蓄積用コンデンサについて同様に充放電制御することができる。なお、この場合には、各気筒のインジェクタに対する各IJt信号の入力に対処する必要があるため、従来の充放電制御回路では増えた気筒数に対してかなりの素子が増加することとなるが、本発明によれば、増えたインジェクタのソレノイドコイルを制御するためには、図1に示すスイッチング素子SW4 及び抵抗R1 に相当する素子だけを追加すればよく、最小限の増加に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる電磁式アクチュエータ駆動装置が適用されたEDUの電気的構成を示す回路図である。
【図2】 図2は図1における各種信号等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10 制御回路
21 コンパレータ
22 フリップフロップ回路
100 EDU(インジェクタ駆動装置)
R1,R2,R3 抵抗
SW1 〜SW5 スイッチング素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic actuator driving device, and can be used for driving, for example, an injector (fuel injection valve).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an electromagnetic actuator driving device that performs initial driving on an injector is known as an electromagnetic actuator using discharge of high-voltage charging energy stored in an energy storage capacitor. When the injector is initially driven, capacitor charge / discharge control is generally performed in which all charges stored in the energy storage capacitor are discharged and then charged again.
[0003]
The above-described injector drive status (normal / abnormal) can be known from the state of an IJf signal (fail signal) from an injector driver (Electric Driver Unit; hereinafter simply referred to as “EDU”) that controls the injector. . That is, this IJf signal is reversed when the current flowing through the solenoid coil of the injector exceeds the threshold current for abnormality determination in the middle of its rise, and it can be seen that the injector is normally driven.
[0004]
Here, if the internal impedance of the injector is originally large, even if some abnormality occurs in the solenoid coil of the injector, for example, leakage occurs and the internal impedance becomes somewhat small, the current flowing through the solenoid coil of the injector is the threshold current. There is no flow beyond. In other words, in this case, since the IJf signal does not invert when an abnormality occurs, the drive status (normal / abnormal) of the injector can be accurately known according to the IJf signal at a predetermined timing. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in order to improve exhaust gas purification of an internal combustion engine, it has been required to divide the fuel injection amount from the injector into a plurality of times and to supply the fuel by shortening the injection interval. In order to cope with this, an injector having a small internal impedance tends to be employed. In other words, by using an injector with a small internal impedance, it is possible to reduce the energy required for the initial drive of the injector, and it is possible to cope with continuous injection with a short injection interval coupled with the use of a large capacity energy storage capacitor. is there.
[0006]
However, in the above-mentioned, since the internal impedance of the injector becomes small, there is no difference in the current flowing through the injector between normal time and abnormal time, and normal / abnormal determination based on the threshold current is difficult. In addition, since the energy storage capacitor discharges all accumulated charges at once, there is a problem that it takes a long time to charge after discharge, and the discharge interval is limited, making it difficult to perform a plurality of continuous discharges.
[0007]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and enables continuous operation with a short operation interval of the electromagnetic actuator, and according to the situation where the current value flowing through the electromagnetic actuator reaches a predetermined current value. Therefore, an object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator driving apparatus capable of accurately outputting a signal indicating whether the electromagnetic actuator is normal or abnormal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the electromagnetic actuator driving apparatus of the present invention, the current detection unit detects the current value flowing through the electromagnetic actuator due to the discharge of the energy storage capacitor accumulated by driving the step-up switching circuit by the control circuit. A comparison / determination unit compares and determines a predetermined current value for initially driving the electromagnetic actuator. When it is determined by the comparison determination means that the current value has reached a predetermined current value, the discharge stopping means stops the discharge from the energy storage capacitor to the electromagnetic actuator, and the signal output means normalizes the electromagnetic actuator. A signal is output. As a result, the next charging time can be shortened, and as a result, a continuous operation with a short operation interval with respect to the electromagnetic actuator is possible. On the other hand, when the comparison / determination means determines that the current value does not reach the predetermined current value, the signal output means outputs a signal indicating that the electromagnetic actuator is abnormal. Thus, normal / abnormal determination can be made accurately without being affected by the internal impedance of the electromagnetic actuator.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0010]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of an EDU (injector driving device) to which an electromagnetic actuator driving device according to an embodiment of the present invention is applied.
[0011]
In FIG. 1, an EDU 100 is connected to an injector (electromagnetic actuator) 110 (in the drawing, a single configuration is shown for the sake of convenience) for injecting fuel into a plurality of cylinders constituting an internal combustion engine (not shown). The battery power supply + B, which is a DC power supply from the battery BAT, is input, and an IJt signal, which is a drive signal for fuel injection by the injector 110, is input from a well-known ECU (Electronic Control Unit) (not shown). ing. The EDU 100 outputs an IJf signal, which is a fail signal indicating the drive status (normal / abnormal) of the injector 110, to the ECU. In the present embodiment, as will be described later, if the IJf signal at a predetermined timing is in a “Hi (high)” state, the drive state of the injector 110 is normal and an appropriate fuel injection amount is set to an internal combustion engine (illustrated). It can be determined by the ECU that the injection is supplied to the abbreviation).
[0012]
In the EDU 100, the battery power source + B is connected to one end of a coil L1, and the other end of the coil L1 is connected to the ground via a switching element SW1 composed of a transistor (MOSFET) forming a step-up switching circuit. The gate side of the switching element SW1 is connected to a control circuit 10 which will be described later. The other end of the coil L1 is connected to an energy storage capacitor C1 through a backflow prevention diode D1.
[0013]
Charging energy of the energy storage capacitor C1 is applied to one end of the solenoid coil 111 of the injector 110 via a switching element SW2 made of a transistor (MOSFET). The gate side of the switching element SW2 is connected to a control circuit 10 which will be described later.
[0014]
Further, a switching element SW3 composed of a transistor (MOSFET) and a backflow prevention diode D2 are connected in parallel with the coil L1, the backflow prevention diode D1 and the switching element SW2. The gate side of the switching element SW3 is connected to a control circuit 10 which will be described later. The diode D3 is a current return diode. The other end of the solenoid coil 111 of the injector 110 is connected to the ground via a switching element SW4 composed of a transistor (MOSFET) and a resistor R1. The gate side of the switching element SW4 is connected to a control circuit 10 which will be described later.
[0015]
The control circuit 10 of the EDU 100 mainly includes a charging circuit including a DC-DC converter (not shown), a constant voltage circuit, and the like. The control circuit 10 receives the battery power supply + B and IJt signals input to the EDU 100, and outputs a driving signal 10 to output a switching element. SW1, SW2, SW3 and SW4 are ON / OFF controlled.
[0016]
The switching element SW4 and the resistor R1 are connected to the control circuit 10 and connected to the non-inverting (+) input terminal side of the comparator 21. On the other hand, the comparison voltage Vref obtained by dividing the predetermined voltage from the control circuit 10 by the resistors R2 and R3 is input to the inverting (-) input terminal side of the comparator 21. This comparison voltage Vref is set in advance so as to correspond to a suitable current value assumed to flow when the solenoid coil 111 of the injector 110 is normal.
[0017]
The output terminal side of the comparator 21 is connected between the control circuit 10 and the resistor R2 via the resistor R4, is connected to the base side of the switching element SW5 made of a transistor, and S ( Set) Connected to the terminal side. The collector side of the switching element SW5 is connected to a signal line from a control circuit 10 that drives the gate side of the switching element SW2 to control ON / OFF of the switching element SW2. The comparator 21 has a hysteresis characteristic by a feedback action by a resistor R5 connected in parallel between the output terminal side of the comparator 21 and the inverting (-) input terminal side.
[0018]
Further, the R (reset) terminal side of the flip-flop circuit 22 is connected to the control circuit 10. The Q (output) terminal side of the flip-flop circuit 22 is connected to the IJf terminal via the drive circuit 23.
[0019]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a time chart showing transition states of various signals in FIG.
[0020]
1 and 2, an ignition switch (not shown) is in an “ON” state, and the battery power source + B is supplied from the battery BAT to the EDU 100. Then, the ON / OFF control of the switching element SW1 by the output voltage from the DC-DC converter (not shown) is repeated by the control circuit 10 in the EDU 100, and the self-inductive energy generated in the coil L1 is energized via the diode D1. Charging of the storage capacitor C1 is started (time t1 in FIG. 2). Then, by the ON / OFF control of the switching element SW1 by the control circuit 10, the voltage VC1 [V] across the energy storage capacitor C1 is boosted until reaching a predetermined high voltage (time t2 in FIG. 2). .
[0021]
Next, when the IJt signal from the ECU rises from “Lo (low)” to “Hi”, the control circuit 10 turns on the switching elements SW2, SW3, SW4 (time t2 in FIG. 2). . Then, first, a current based on charging energy from the energy storage capacitor C1 flows through the switching element SW2 through the solenoid coil 111 of the injector 110 and further through the switching element SW4 through the resistor R1. The current IR1 flowing through the resistor R1 is gradually increased from time t2 as shown in FIG.
[0022]
When the voltage on the non-inverting (+) input terminal side of the comparator 21 based on the current IR1 flowing through the resistor R1 becomes equal to the comparison voltage Vref input to the inverting (−) input terminal side of the comparator 21, The switching element SW5 is changed from "OFF" to "ON" by the output voltage from the output terminal side (time t3 in FIG. 2). At this time, the injector 110 is driven to open by a large current flowing through the solenoid coil 111, and a well-known fuel injection is started. At this time, the current IR1 flowing through the resistor R1 becomes a peak current value Ip as a predetermined current value for initially driving the injector 110.
[0023]
Then, the switching element SW2 is turned “OFF” and the discharge from the energy storage capacitor C1 is stopped. At the same time, the switching circuit SW3 is once turned “OFF” by the control circuit 10 (time t3 in FIG. 2). As a result, when the current IR1 flowing through the resistor R1 decreases and falls to a predetermined current (time t4 in FIG. 2), ON / OFF control by the switching element SW3 is started by the control circuit 10, and the battery coil + B is supplied to the solenoid coil 111 of the injector 110. A predetermined current based on is supplied, and the open state of the injector 110 is maintained. At this time, the switching element SW5 is returned from "ON" to "OFF".
[0024]
At the same time, the ON / OFF control by the switching element SW1 is resumed by the control circuit 10, and charging is started again until the voltage VC1 across the energy storage capacitor C1 reaches a predetermined voltage (time t4 in FIG. 2). When the fuel injection time commensurate with the current fuel injection amount from the injector 110 ends (time t5 in FIG. 2), the IJt signal from the ECU side falls from “Hi” to “Lo”. Then, the control circuit 10 sets the switching element SW3 to “OFF” and the switching element SW4 to “OFF” (time t5 in FIG. 2), and a predetermined current flowing through the solenoid coil 111 of the injector 110 (corresponding to a current flowing through the resistor R1). Is stopped. Note that the voltage VC1 across the energy storage capacitor C1 is boosted from the reduced voltage to a predetermined voltage by time t5 at the latest.
[0025]
Here, when the current IR1 flowing through the solenoid coil 111 of the injector 110 reaches the peak current Ip which is a preset current as described above, an appropriate fuel injection amount from the injector 110 is an internal combustion engine (not shown). The output voltage from the output terminal side of the comparator 21 is input to the S terminal of the flip-flop circuit 22. Therefore, “Hi” of the IJf signal is output from the Q terminal side of the flip-flop circuit 22 to the IJf terminal via the drive circuit 23 for current amplification (time t3 to time t5 in FIG. 2).
[0026]
The output state from the Q terminal side of the flip-flop circuit 22 is that the switching element SW3 is turned “OFF” simultaneously with the fall of the IJt signal from “Hi” to “Lo” and flows to the solenoid coil 111 of the injector 110. When the current IR1 becomes "0 (zero)" (time t5 in FIG. 2), it is reset by the signal output from the control circuit 10 to the R terminal side of the flip-flop circuit 22 and inverted to "Lo". Therefore, after a predetermined time when the IJt signal to the EDU 100 is changed from “Lo” to “Hi”, the ECU 110 injects and supplies an appropriate fuel injection amount from the injector 110 if the IJf signal from the EDU 100 is in the “Hi” state. Can be determined.
[0027]
Thus, an EDU (injector driving device) 100 as an electromagnetic actuator driving device of the present embodiment includes a battery power source + B as a DC power source, a coil L1 having one end connected to the battery power source + B, and a coil L1. A booster switching circuit composed of a switching element SW1 connected to the end, the control circuit 10 and the like, and this booster switching circuit are connected in parallel via a backflow prevention diode D1 and supplied to an injector 110 as an electromagnetic actuator. An energy storage capacitor C1 for storing the energy to be stored, current detection means for detecting a current value flowing through the injector 110 due to discharge of the energy storage capacitor C1 as a current IR1 flowing through the resistor R1, and a current detected by the current detection means Place for initial driving of IR1 and injector 110 Comparison determining means comprising a control circuit 10, a comparator 21, a resistor R5, etc. for comparing and determining a peak current value Ip corresponding to a comparison voltage Vref obtained by dividing a predetermined voltage by resistors R2 and R3 as current values, and comparison determining means When it is determined that the current IR1 has reached the peak current value Ip, the discharge stop means including the switching elements SW2 and SW5 for stopping the discharge from the energy storage capacitor C1 to the injector 110, and the injector 110 When the discharge to the stop is stopped, the IJf signal for normalizing the injector 110 is output, and when the current determining unit IR determines that the current IR1 does not reach the peak current value Ip, the IJf signal for abnormally injecting the injector 110 Control circuit 10, flip-flop circuit 22, drive circuit 23, etc. And a signal output means.
[0028]
That is, the energy from the energy storage capacitor C1 stored by driving the step-up switching circuit by the control circuit 10 is supplied to the injector 110 when the switching element SW2 is “ON”. When the current IR1 flowing through the resistor R1 corresponding to the current value flowing through the injector 110 reaches the peak current value Ip (corresponding to Vref), the switching element SW5 is turned from “OFF” to “ON” by the output from the comparator 21. The discharge from the energy storage capacitor C1 to the injector 110 is stopped by switching the switching element SW2 from "ON" to "OFF". At this time, the IJf signal is inverted by the output from the comparator 21 via the flip-flop circuit 22 and the drive circuit 23, so that the injector 110 is normal, and electric charge remains in the energy storage capacitor C1. The next charging time is short, and as a result, the fuel injection amount from the injector 110 can be supplied by being divided into a plurality of times by shortening the injection interval. On the other hand, when the current IR1 flowing through the injector 110 does not reach the peak current value Ip, it is understood that the injector 110 is abnormal because there is no output from the comparator 21 and the IJf signal is not inverted. As a result, it is possible to accurately determine normality / abnormality without being influenced by the internal impedance of the injector 110.
[0029]
By the way, in the said Example, although charging / discharging control of the capacitor | condenser for energy storage with respect to one injector was demonstrated, when implementing this invention, it is not limited to this, When an internal combustion engine is a multicylinder In addition, the charge / discharge control can be similarly performed on the energy storage capacitor for the injector of each cylinder. In this case, since it is necessary to cope with the input of each IJt signal to the injector of each cylinder, a considerable number of elements increase with respect to the increased number of cylinders in the conventional charge / discharge control circuit. According to the present invention, in order to control the increased solenoid coil of the injector, only the elements corresponding to the switching element SW4 and the resistor R1 shown in FIG. 1 need be added, and the increase can be suppressed to a minimum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of an EDU to which an electromagnetic actuator driving apparatus according to an example of an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a time chart showing transition states of various signals in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control circuit 21 Comparator 22 Flip-flop circuit 100 EDU (Injector drive device)
R1, R2, R3 resistors SW1 to SW5 switching elements

Claims (1)

直流電源と、
前記直流電源に一端が接続されたコイルと、
前記コイルの他端に接続された昇圧スイッチング回路と、
前記昇圧スイッチング回路に逆流防止用ダイオードを介して並列に接続され、電磁式アクチュエータに供給するエネルギを蓄積するエネルギ蓄積用コンデンサと、
前記エネルギ蓄積用コンデンサの放電による前記電磁式アクチュエータを流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出される前記電流値と前記電磁式アクチュエータを初期駆動するための所定電流値とを比較判定する比較判定手段と、
前記比較判定手段で前記電流値が前記所定電流値に到達したとき、前記エネルギ蓄積用コンデンサから前記電磁式アクチュエータへの放電を停止する放電停止手段と、
前記比較判定手段で前記電流値が前記所定電流値に到達して、前記放電停止手段で前記電磁式アクチュエータへの放電が停止されたとき、前記電磁式アクチュエータを正常とする信号を出力すると共に、前記比較判定手段で前記電流値が前記所定電流値に到達しないとき、前記電磁式アクチュエータを異常とする信号を出力する信号出力手段と
を具備することを特徴とする電磁式アクチュエータ駆動装置。
DC power supply,
A coil having one end connected to the DC power source;
A step-up switching circuit connected to the other end of the coil;
An energy storage capacitor that is connected in parallel to the step-up switching circuit via a backflow prevention diode and stores energy supplied to the electromagnetic actuator;
Current detection means for detecting a current value flowing through the electromagnetic actuator due to discharge of the energy storage capacitor;
Comparison determination means for comparing and determining the current value detected by the current detection means and a predetermined current value for initially driving the electromagnetic actuator;
Discharge stopping means for stopping discharge from the energy storage capacitor to the electromagnetic actuator when the current value reaches the predetermined current value in the comparison determination means;
When the current value reaches the predetermined current value by the comparison determination unit and the discharge to the electromagnetic actuator is stopped by the discharge stop unit, a signal for normalizing the electromagnetic actuator is output, and An electromagnetic actuator driving device comprising: a signal output means for outputting a signal indicating abnormality of the electromagnetic actuator when the current value does not reach the predetermined current value by the comparison and determination means.
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