JP6544937B2 - ソレノイド駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インダクタンス負荷であるソレノイドを駆動させるソレノイド駆動装置に関する。
エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置(インジェクタ)では、インダクタンス負荷であるソレノイドに高電圧を印加して大電流を流すことによりインジェクタを開弁状態とし、その後、小さな保持電流をソレノイドに流すことにより開弁状態を維持する。この場合、DC−DCコンバータ等の昇圧電源手段により電源電圧を昇圧して高電圧(昇圧電圧)を生成し、ソレノイドに印加することで、インジェクタを開弁させる。
特許文献1には、DC−DCコンバータを構成する高電圧充電用のコンデンサに対して、電圧制限手段としての定電圧ダイオードを並列に接続することにより、昇圧電圧の値(コンデンサの電圧値)を所定電圧値以下に制限することが開示されている。
特許第4343380号公報
しかしながら、定電圧ダイオードを用いると、昇圧電圧の制限時に定電圧ダイオードそのものが発熱する。これにより、昇圧電圧の値を制限するときの定電圧ダイオードの電圧精度が悪化する。この結果、ソレノイドに印加する昇圧電圧の値がばらつくことになり、インジェクタからシリンダ内に噴射される燃料噴射量にバラツキが生じる可能性がある。
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、熱による昇圧電圧の値のバラツキの発生を抑えることができるソレノイド駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は、ソレノイドを駆動させるソレノイド駆動手段と、前記ソレノイド駆動手段に供給される電源電圧を昇圧して昇圧電圧を生成する昇圧電源手段と、前記ソレノイド駆動手段がオフになるときに前記ソレノイドで発生する回生エネルギを前記昇圧電源手段に回生する回生手段と、前記昇圧電圧の値を所定電圧値以下に制限する昇圧電圧制限手段とを有するソレノイド駆動装置に関する。
そして、前記の目的を達成するため、本発明のソレノイド駆動装置において、前記昇圧電圧制限手段は、前記昇圧電圧の値と前記所定電圧値とを比較する昇圧電圧比較手段と、前記昇圧電圧の値が前記所定電圧値よりも高いと前記昇圧電圧比較手段が判定した場合に、前記昇圧電圧の値を低下させる昇圧電圧放電手段とを備える。
前記回生手段による前記ソレノイドから前記昇圧電源手段への前記回生エネルギの回生に起因して、前記昇圧電源手段では、前記昇圧電圧の過昇圧が発生する。前記昇圧電圧制限手段は、過昇圧となった前記昇圧電圧の値を前記所定電圧値以下に制限する。この場合、前記昇圧電圧放電手段は、前記昇圧電圧の値を制限する機能を担っており、電圧制限時に熱が発生する。
そこで、本発明では、前記昇圧電圧の値と前記所定電圧値とを比較する前記昇圧電圧比較手段と、前記昇圧電圧放電手段とを別個に設けている。これにより、前記昇圧電圧放電手段から前記昇圧電圧比較手段への熱の影響が抑制され、前記昇圧電圧比較手段における前記昇圧電圧の値の判定処理を精度良く行うことができる。
この結果、本発明では、前記熱に起因した前記昇圧電圧の値のバラツキを抑えることが可能になる。また、前記昇圧電圧比較手段に対する熱の影響を抑制するような回路構成のレイアウトが可能となる。
なお、本発明において、「ソレノイド」には、前述したインジェクタのソレノイド、当該インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプのソレノイド等の各種のソレノイドが含まれる。従って、本発明に係るソレノイド駆動装置は、インジェクタ及び燃料ポンプの駆動制御装置に限らず、各種のソレノイドを駆動させる駆動制御装置に適用可能である。
ところで、特許文献1では、コンデンサ及び定電圧ダイオードとアースとの間の経路に、電流値を制限する手段が設けられていない。そのため、昇圧電圧の制限時に、前記コンデンサから流れる放電電流の波形が急峻となり、コンデンサ容量の減少等のコンデンサの劣化が発生するおそれがある。
そこで、本発明において、前記昇圧電圧放電手段は、前記昇圧電圧比較手段の判定結果に基づきオン又はオフするスイッチ手段と、前記スイッチ手段がオンになったときに、前記昇圧電源手段に流れる放電電流を制限する電流制限抵抗器とを備える。前記電流制限抵抗器によって前記放電電流の値が抑制され、前記放電電流の波形が急峻になることを阻止できるので、前記コンデンサの劣化を効果的に防止することができる。
また、複数の抵抗器に分割して前記電流制限抵抗器を構成すれば、前記電流制限抵抗器の消費電力を前記各抵抗器に分散することができる。これにより、前記各抵抗器の抵抗値や定格電力を小さくすることができる。
さらに、前記複数の抵抗器を直列接続すれば、前記各抵抗器を基板上にレイアウトしやすくなる。
本発明によれば、昇圧電圧の値と所定電圧値とを比較する昇圧電圧比較手段と、昇圧電圧放電手段とを別個に設けている。これにより、前記昇圧電圧放電手段から前記昇圧電圧比較手段への熱の影響が抑制され、前記昇圧電圧比較手段における前記昇圧電圧の値の判定処理を精度良く行うことができる。
この結果、本発明では、前記熱に起因した前記昇圧電圧の値のバラツキを抑えることが可能になる。また、前記昇圧電圧比較手段に対する熱の影響を抑制するような回路構成のレイアウトが可能となる。
本発明の実施の形態に係るソレノイド駆動装置の回路図である。 図1の電圧制限回路の回路図である。 図3Aは、電流制限抵抗器の各抵抗器を並列接続した場合の回路図であり、図3Bは、電流制限抵抗器の各抵抗器を直列接続した場合の回路図である。
本発明に係るソレノイド駆動装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係るソレノイド駆動装置10は、例えば、エンジンのシリンダ内に燃料を直接噴射する直噴式のインジェクタの駆動制御装置、及び、当該インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプの駆動制御装置に適用可能である。すなわち、ソレノイド駆動装置10は、車両のバッテリ12に対して並列に接続された昇圧電源回路(昇圧電源手段)14及びソレノイド駆動回路(ソレノイド駆動手段)16を有する。
昇圧電源回路14は、バッテリ12の電源電圧を昇圧して高電圧(昇圧電圧)を生成し、生成した昇圧電圧をインジェクタ等の高電圧駆動回路18に供給することにより、高電圧駆動回路18を動作させる。
具体的に、昇圧電源回路14において、コイル20の一端は、バッテリ12の正極に接続されると共に、コイル20の他端は、Nチャネル・エンハンスメント・モードのMOSFET22のドレイン端子に接続されている。MOSFET22のソース端子は、バッテリ12の負極(アース)に接続されている。MOSFET22のゲート端子は、制御部24に接続されている。MOSFET22のドレイン端子及びソース端子間には、寄生ダイオード26が形成されている。
MOSFET22に対して、ダイオード28及びコンデンサ30の直列回路が並列に接続されている。すなわち、ダイオード28のアノード端子は、コイル20の他端及びMOSFET22のドレイン端子に接続されている。ダイオード28のカソード端子は、電解コンデンサであるコンデンサ30に接続されている。昇圧電圧が発生する高電圧充電用のコンデンサ30には、電圧制限回路(電圧制限手段)32及び高電圧駆動回路18が並列に接続されている。
一方、ソレノイド駆動回路16は、バッテリ12の電源電圧を燃料ポンプ34のソレノイド36に印加することにより、インダクタンス負荷としてのソレノイド36を駆動させる。
具体的に、ソレノイド駆動回路16では、バッテリ12に対して、Pチャネル・エンハンスメント・モードのMOSFET38及びダイオード40の直列回路が並列に接続されている。すなわち、バッテリ12の正極にMOSFET38のドレイン端子が接続され、MOSFET38のソース端子とダイオード40のカソード端子とが接続され、ダイオード40のアノード端子がバッテリ12の負極に接続されている。MOSFET38のゲート端子は制御部42に接続され、MOSFET38のドレイン端子及びソース端子間には、寄生ダイオード44が形成されている。
ソレノイド36の一端は、MOSFET38のソース端子及びダイオード40のカソード端子間に接続されている。ソレノイド36の他端は、Nチャネル・エンハンスメント・モードのMOSFET46を介して、バッテリ12の負極に接続されている。すなわち、MOSFET46のドレイン端子は、ソレノイド36の他端に接続され、MOSFET46のソース端子はバッテリ12の負極に接続され、MOSFET46のドレイン端子及びソース端子間には、寄生ダイオード48が形成されている。MOSFET46のゲート端子は、制御部42に接続されている。
ソレノイド36の他端及びMOSFET46のドレイン端子間には、ダイオード(回生手段)50のアノード端子が接続され、ダイオード50のカソード端子は、昇圧電源回路14を構成するダイオード28のカソード端子及びコンデンサ30間に接続されている。
電圧制限回路32は、昇圧電圧の値を制限する昇圧電圧制限手段であり、図2に示すように、昇圧電圧比較手段52と昇圧電圧放電手段54とを有する。
昇圧電圧比較手段52は、3個の抵抗器56〜60とコンパレータ62とを有する。2個の抵抗器56、58の直列回路は、コンデンサ30に対して並列に接続されている。コンパレータ62の非反転入力端子(+印の入力端子)は、2個の抵抗器56、58の接続点に接続され、コンパレータ62の反転入力端子(−印の入力端子)は、抵抗器60に接続されている。
この場合、コンパレータ62の非反転入力端子には、2個の抵抗器56、58によって分圧された昇圧電圧が供給され、一方で、反転入力端子には、抵抗器60を介して基準電圧が供給される。コンパレータ62の出力端子は、昇圧電圧放電手段54を構成するMOSFET(スイッチ手段)64のゲート端子に接続されている。
昇圧電圧放電手段54は、Nチャネル・エンハンスメント・モードのMOSFET64と電流制限抵抗器66とを有する。この場合、コンデンサ30、2個の抵抗器56、58の直列回路、及び、高電圧駆動回路18に対して、MOSFET64及び電流制限抵抗器66の直列回路が並列に接続されている。
すなわち、コンデンサ30及び高電圧駆動回路18の一端並びに抵抗器56に対して、電流制限抵抗器66の一端が接続されている。電流制限抵抗器66の他端は、MOSFET64のドレイン端子に接続されている。MOSFET64のソース端子は、コンデンサ30及び高電圧駆動回路18の他端並びに抵抗器58に接続されている。
電流制限抵抗器66は、複数の抵抗器68を直列に接続することにより構成される。すなわち、別個の複数の抵抗器68を、配線70を用いて直列に接続することにより、電流制限抵抗器66が構成される。図2では、一例として、9本の配線70を用いて、8個の抵抗器68を直列に接続することにより、電流制限抵抗器66を構成した場合を図示している。
本実施の形態に係るソレノイド駆動装置10は、以上のように構成されるものであり、次に、その動作について、図1及び図2を参照しながら説明する。ここでは、ソレノイド駆動装置10を構成する昇圧電源回路14、ソレノイド駆動回路16、ダイオード50及び電圧制限回路32の動作について、それぞれ説明する。
先ず、昇圧電源回路14の動作について説明する。
制御部24がゲート信号をMOSFET22のゲート端子に供給すると、MOSFET22のドレイン端子及びソース端子間は、オフからオンに切り替わる。これにより、バッテリ12の正極からコイル20及びMOSFET22を介してバッテリ12の負極に向かう方向に電流が流れる。
次に、制御部24がゲート信号の供給を停止して、MOSFET22をオフにすると、コイル20に流れていた電流がダイオード28を介してコンデンサ30に流れ、コンデンサ30を充電する。これにより、コンデンサ30には、バッテリ12の電源電圧を昇圧した高電圧(昇圧電圧)が生成される。生成された昇圧電圧は、高電圧駆動回路18に印加され、例えば、高電圧駆動回路18としてのインジェクタを構成するソレノイドを駆動させる。
なお、制御部24は、例えば、ゲート信号としてのパルス信号のパルス幅を調整して昇圧電圧の値を変化させるPWM制御を行うことにより、所望の値及び継続時間の昇圧電圧を昇圧電源回路14から高電圧駆動回路18に印加させて、インジェクタのソレノイドを駆動させることが可能である。また、制御部24は、PWM制御を行うことで、一定値及び一定幅のパルス電圧(昇圧電圧)を、昇圧電源回路14から高電圧駆動回路18に繰り返し印加させることにより、ソレノイドの駆動状態を維持させることが可能である。
次に、ソレノイド駆動回路16の動作について説明する。
制御部42がゲート信号をMOSFET38、46のゲート端子にそれぞれ供給すると、MOSFET38、46のドレイン端子及びソース端子間は、オフからオンにそれぞれ切り替わる。これにより、バッテリ12の正極からMOSFET38、ソレノイド36、MOSFET46を介して、バッテリ12の負極に向かう方向に電流が流れる。この結果、ソレノイド36には、バッテリ12の電源電圧が印加されるので、燃料ポンプ34が駆動し、インジェクタに燃料を供給することが可能となる。
なお、制御部42からMOSFET38、46のゲート端子へのゲート信号の供給が停止すると、MOSFET38、46はそれぞれオフとなり、ソレノイド36は駆動を停止する。また、制御部42は、例えば、MOSFET46をオンさせた状態で、一定幅のパルスをゲート信号としてMOSFET38に繰り返し供給することにより、MOSFET38のオンオフを繰り返し行わせ、ソレノイド36を所定電流で駆動させることが可能である。
また、MOSFET46がオン状態のときにMOSFET38がオンオフを繰り返した場合、ソレノイド36にサージ電圧が発生し、このサージ電圧に起因する電流が、ソレノイド36の他端からMOSFET46、バッテリ12の負極及びダイオード40を介してソレノイド36の一端に転流される。この場合、MOSFET38がオンオフする周期が短いため、転流エネルギを小さくすることができる。
次に、回生手段としてのダイオード50の動作について説明する。
制御部42からMOSFET38、46のゲート端子へのゲート信号の供給が停止し、MOSFET38、46がオフになると、ソレノイド36にサージ電圧が発生し、ソレノイド36の他端からダイオード50を介してコンデンサ30の正極側に向かう方向に電流が流れる。この電流は、ソレノイド36に蓄積された回生エネルギ(に起因するサージ電圧)をコンデンサ30に回生するために流れる回生電流であり、ソレノイド36の他端からダイオード50、コンデンサ30、バッテリ12の負極及びダイオード40を介して、ソレノイド36の一端に向かう方向に流れる。この結果、インダクタンス負荷としてのソレノイド36から流れ込んだ回生電流によって、ソレノイド36の回生エネルギがコンデンサ30に蓄積される。
次に、昇圧電圧制限手段としての電圧制限回路32の動作について説明する。
前述のように、ソレノイド36からコンデンサ30に回生電流が流れ、ソレノイド36の回生エネルギがコンデンサ30に蓄積されることにより、昇圧電源回路14では、昇圧電圧の過昇圧が発生する。そこで、過昇圧となった昇圧電圧の値を所定電圧値以下に制限する必要がある。
従来は、例えば、特許文献1のように、コンデンサに対して、定電圧ダイオードを並列に接続することにより、昇圧電圧の値を所定電圧値以下に制限していた。しかしながら、定電圧ダイオードを用いると、昇圧電圧の制限時に定電圧ダイオードそのものが発熱する。これにより、昇圧電圧の値を制限するときの定電圧ダイオードの電圧精度が悪化する。この結果、高電圧駆動回路に印加する昇圧電圧の値がばらつくことになり、インジェクタからシリンダ内に噴射される燃料噴射量にバラツキが生じる可能性がある。
そこで、本実施の形態に係るソレノイド駆動装置10では、図1及び図2に示すように、コンデンサ30に対して電圧制限回路32を並列に接続している。
この場合、昇圧電圧は、2個の抵抗器56、58によって分圧され、分圧後の昇圧電圧が、昇圧電圧比較手段52のコンパレータ62の非反転入力端子に入力される。コンパレータ62は、分圧後の昇圧電圧の値(分圧値)と、抵抗器60を介して反転入力端子に入力された基準電圧の値(所定電圧値に応じた基準電圧値)とを比較する。
具体的に、コンパレータ62は、分圧値が基準電圧値以下である場合には、出力端子から略0レベルの信号(ローレベル信号)を出力し、一方で、分圧値が基準電圧値を超える場合には、出力端子からハイレベル信号を出力する。つまり、コンパレータ62は、分圧値と基準電圧値とを比較して、分圧値が基準電圧値よりも高いと判定すれば、ハイレベル信号をMOSFET64のゲート端子に供給する。
昇圧電圧放電手段54のMOSFET64は、コンパレータ62の出力端子からゲート端子にローレベル信号が供給されている場合には、ドレイン端子及びソース端子間をオフに維持し、一方で、出力端子からゲート端子にハイレベル信号が供給された場合には、ドレイン端子及びソース端子間をオンにする。
従って、MOSFET64がオンになった場合、電流制限抵抗器66の他端は、MOSFET64を介してコンデンサ30の負極に接続されることになる。この結果、コンデンサ30に蓄積されたエネルギは、コンデンサ30の正極から、電流制限抵抗器66及びMOSFET64を介して、コンデンサ30の負極に向かう方向に流れる放電電流として放電される。
この場合、放電電流が流れる経路に電流制限抵抗器66が設けられているので、放電電流の値は抑制され、当該放電電流の波形が急峻になることを阻止することができる。
なお、コンパレータ62は、昇圧電圧の値を常時監視することが可能である。そのため、コンデンサ30に蓄積されたエネルギが放電されることで、分圧値が基準電圧値以下となった場合には、出力端子からローレベル信号を出力する。これにより、MOSFET64は、オンからオフに切り替わり、コンデンサ30の放電動作を停止させることができる。
以上説明したように、本実施の形態に係るソレノイド駆動装置10によれば、電圧制限回路32は、昇圧電圧の値(の分圧値)と所定電圧値(に応じた基準電圧値)とを比較する昇圧電圧比較手段52と、分圧値が基準電圧値よりも高いと昇圧電圧比較手段52が判定した場合に、昇圧電圧の値を低下させる昇圧電圧放電手段54とを備える。
ソレノイド36からダイオード50を介した昇圧電源回路14への回生エネルギの回生に起因して、昇圧電源回路14では、昇圧電圧の過昇圧が発生する。電圧制限回路32は、過昇圧となった昇圧電圧の値を所定電圧値以下に制限する。この場合、昇圧電圧放電手段54は、昇圧電圧の値を制限する機能を担っており、電圧制限時に熱が発生する。
そこで、本実施の形態では、昇圧電圧の分圧値と基準電圧値とを比較する昇圧電圧比較手段52と、昇圧電圧放電手段54とを別個に設けている。これにより、昇圧電圧放電手段54から昇圧電圧比較手段52への熱の影響が抑制され、昇圧電圧比較手段52における昇圧電圧の値の判定処理を精度良く行うことができる。
この結果、本実施の形態では、熱に起因した昇圧電圧の値のバラツキを抑えることが可能になる。また、昇圧電圧比較手段52に対する熱の影響を抑制するような回路構成のレイアウトが可能となる。
ところで、特許文献1では、コンデンサ及び定電圧ダイオードとアースとの間の経路に、電流値を制限する手段が設けられていない。そのため、昇圧電圧の制限時に、コンデンサから流れる放電電流の波形が急峻となり、コンデンサ容量の減少等のコンデンサの劣化が発生するおそれがある。
そこで、本実施の形態において、昇圧電圧放電手段54は、昇圧電圧比較手段52の判定結果に基づきオン又はオフするMOSFET64と、MOSFET64がオンになったときに流れる放電電流を制限する電流制限抵抗器66とを備える。電流制限抵抗器66によって放電電流の値が抑制され、放電電流の波形が急峻になることを阻止できるので、コンデンサ30の劣化を効果的に防止することができる。
また、複数の抵抗器68に分割して電流制限抵抗器66を構成することにより、電流制限抵抗器66の消費電力を各抵抗器68に分散することができる。これにより、各抵抗器68の抵抗値や定格電力を小さくすることができる。
さらに、複数の抵抗器68を直列接続することにより、各抵抗器68を基板上にレイアウトしやすくなる。この効果について、図3A及び図3Bを参照しながら、より詳しく説明する。
図3Aは、比較例に係る電流制限抵抗器72であり、複数の抵抗器68を並列に接続している。この場合、電流制限抵抗器72は、8個の抵抗器68を並列接続するため、電流制限抵抗器72の一端側に8本、他端側に8本の合計で16本の配線70を必要とする。これにより、図示しない基板上に各抵抗器68をレイアウトする際、自由にレイアウトすることが難しい。
これに対して、図3Bに示す本実施の形態の電流制限抵抗器66は、複数の抵抗器68を直列に接続している。この場合、電流制限抵抗器66は、合計で9本の配線70さえあれば、8個の抵抗器68を直列接続することができる。これにより、基板上に各抵抗器68を自由にレイアウトすることが可能となる。
なお、本発明に係るソレノイド駆動装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
上記の説明では、燃料ポンプ34のソレノイド36からダイオード50を介してコンデンサ30に回生エネルギを回生する際に、昇圧電圧の値を電圧制限回路32で制限する場合について説明した。本実施の形態は、上記の説明に限定されることはなく、インジェクタのソレノイドから図示しないダイオードを介してコンデンサ30に回生エネルギを回生する場合でも、昇圧電圧の値を電圧制限回路32で制限することが可能である。また、本実施の形態では、図示しないが、昇圧電圧比較手段52のコンパレータ62にヒステリシス回路を付加して、昇圧電圧のハンチングを防止することも可能である。さらに、本実施の形態は、インジェクタ及び燃料ポンプ34を構成するソレノイドの駆動制御装置に限らず、各種のソレノイドを駆動させる駆動制御装置にも適用可能である。
10…ソレノイド駆動装置 12…バッテリ
14…昇圧電源回路 16…ソレノイド駆動回路
18…高電圧駆動回路 20…コイル
22、38、46、64…MOSFET
28、40、50…ダイオード 30…コンデンサ
32…電圧制限回路 34…燃料ポンプ
36…ソレノイド 52…昇圧電圧比較手段
54…昇圧電圧放電手段 56〜60、68…抵抗器
62…コンパレータ 66…電流制限抵抗器
70…配線

Claims (3)

  1. ソレノイドを駆動させるソレノイド駆動手段と、
    前記ソレノイド駆動手段に供給される電源電圧を昇圧して昇圧電圧を生成する昇圧電源手段と、
    前記ソレノイド駆動手段がオフになるときに前記ソレノイドで発生する回生エネルギを前記昇圧電源手段に回生する回生手段と、
    前記昇圧電圧の値を所定電圧値以下に制限する昇圧電圧制限手段と、
    を有するソレノイド駆動装置において、
    前記昇圧電圧制限手段は、
    前記昇圧電圧の値と前記所定電圧値とを比較する昇圧電圧比較手段と、
    前記昇圧電圧の値が前記所定電圧値よりも高いと前記昇圧電圧比較手段が判定した場合に、前記昇圧電圧の値を低下させる昇圧電圧放電手段と、
    を備え、
    前記昇圧電圧比較手段は、
    前記昇圧電源手段に対して並列に接続され、前記回生エネルギが前記昇圧電源手段に回生される場合に、前記昇圧電圧を分圧する2個の抵抗器の直列回路と、
    分圧後の前記昇圧電圧の値である分圧値と前記所定電圧値に応じた基準電圧値とを比較するコンパレータと、
    を備え、
    前記昇圧電圧放電手段は、
    前記分圧値が前記基準電圧値よりも高いと前記コンパレータが判定した場合にオンとなり、一方で、前記分圧値が前記基準電圧値以下であると前記コンパレータが判定した場合にオフになるスイッチ手段と、
    前記スイッチ手段がオンになったときに、前記昇圧電源手段に流れる放電電流を制限する電流制限抵抗器と、
    を備えることを特徴とするソレノイド駆動装置。
  2. 請求項記載のソレノイド駆動装置において、
    前記電流制限抵抗器は、複数の抵抗器に分割して構成されていることを特徴とするソレノイド駆動装置。
  3. 請求項記載のソレノイド駆動装置において、
    前記複数の抵抗器は、直列接続されていることを特徴とするソレノイド駆動装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6309653B2 (ja) * 2014-12-08 2018-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の燃料制御装置
JP7268570B2 (ja) * 2019-10-11 2023-05-08 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4486703A (en) * 1982-09-27 1984-12-04 The Bendix Corporation Boost voltage generator
US4729056A (en) * 1986-10-02 1988-03-01 Motorola, Inc. Solenoid driver control circuit with initial boost voltage
DE3741619A1 (de) * 1987-12-09 1989-06-22 Festo Kg Steuerschaltungsanordnung fuer magnetventile
JPH01295670A (ja) * 1988-05-23 1989-11-29 Hitachi Metals Ltd 過電流保護回路
JPH04343380A (ja) 1991-05-21 1992-11-30 Sharp Corp 定着装置
JP3270644B2 (ja) * 1994-11-30 2002-04-02 株式会社日立国際電気 電池パックおよびその製造方法
JP3411447B2 (ja) * 1996-06-12 2003-06-03 象印マホービン株式会社 プリント配線基板における電源回路
US6031707A (en) * 1998-02-23 2000-02-29 Cummins Engine Company, Inc. Method and apparatus for control of current rise time during multiple fuel injection events
US6257205B1 (en) * 1999-12-22 2001-07-10 Ford Global Technologies, Inc. System for controlling a fuel injector
US6213099B1 (en) * 1999-12-22 2001-04-10 Ford Global Technologies, Inc. System for controlling a fuel injector
US6577488B1 (en) * 2000-01-14 2003-06-10 Motorola, Inc. Inductive load driver utilizing energy recovery
JP4343380B2 (ja) * 2000-02-25 2009-10-14 株式会社日立製作所 燃料噴射用ソレノイド駆動回路
US7161787B2 (en) * 2004-05-04 2007-01-09 Millipore Corporation Low power solenoid driver circuit
JP5055050B2 (ja) * 2006-10-10 2012-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
DE102010018290B4 (de) 2010-04-26 2016-03-31 Continental Automotive Gmbh Elektrische Ansteuerung eines Ventils basierend auf einer Kenntnis des Schließzeitpunkts des Ventils
DE102010022109B3 (de) 2010-05-31 2011-09-29 Continental Automotive Gmbh Bestimmung des Schließzeitpunkts eines Einspritzventils basierend auf einer Auswertung der Ansteuerspannung unter Verwendung eines adaptierten Referenzspannungssignals
JP5539262B2 (ja) * 2011-05-24 2014-07-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁負荷制御装置
DE102012205573B4 (de) 2012-04-04 2019-06-06 Continental Automotive Gmbh Bestimmen des zeitlichen Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors basierend auf einer Auswertung des zeitlichen Verlaufs von verschiedenen elektrischen Messgrößen
WO2016031509A1 (ja) * 2014-08-25 2016-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Discharge回路を用いた昇圧コンデンサの診断

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