JPH05509201A - 電磁負荷を駆動する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁負荷を駆動する方法および装置 技術の現状 本発明は、請求の範囲第１項の第１の部分による電磁負荷を駆−動する方法ない しは請求の範囲第３項の第１の部分による電磁負荷を駆動する装置に関するもの である。

ＤＥ　−Ａ　−２９０５９００から電磁装置、特に内燃機関の電磁噴射弁の消磁 時間を制御する装置が知られており、同装置においては電磁装置に直列にあるい は並列に特に制御可能な出力電圧を有する回路装置が接続されている。この種の 公知の装置においては、誘導性の負荷は例えば駆動手段によって駆動することが 可能な直列接続のトランジスタを介して電圧源から給電される。トランジスタを 遮断する際の目的とする急速な電流崩壊は、トランジスタに並列に接続されたツ ェナーダイオードにより、ないしは遮断の瞬間に駆動電圧より高いツェナー電圧 で対応して駆動されるトランジスタによって達成される。

別体の消滅装置の代わりにこのようなトランジスタにいわゆるツェナークランピ ングを設け、それによって消滅装置として駆動することができる。この公知の装 置の欠点は、トランジスタを遮断した場合に駆動電圧がツェナー電圧より太き（ なったときにも、消滅装置が意図に反して導通し、それにより場合によっては熱 的に許容できない負荷を受けることである。これは、例えば駆動電圧線上にいわ ゆるロードダンプパルスが発生した場合に生じることがある。

本発明の利点 請求の範囲第１項の第２の部分に記載された特徴を有する本発明の解決方法は、 消滅装置の切迫した過負荷が識別され、消滅装置の予防的な切り替えによってそ の破壊を回避すること外できるという利点を有する。本発明でいう切り替えとは 、消滅装置を遮断すること、あるいはまた消滅装置に特徴的な電圧しきい値を切 り換えることも意味している。その場合に本発明は、熱的な過負荷による消滅装 置の破壊の危険は、スイッチング素子の遮断状態において駆動電圧が消滅装置の スイッチング電圧（ツェナー電圧）を越えた場合に、常に切迫したものとなると いう認識に基づいている。本発明の目的は、駆動電圧線上の電圧の危険な上昇が 識別され、それから消滅装置の切り替えに対するスイッチング基準が導き出され ることによって達成される。

電磁負荷と第１のスイッチング手段の直列回路と、そのスイッチング手段を作動 させるための第１の駆動手段と、消滅装置とを有する電磁負荷を駆動する特に好 ましい装置は、電圧比較手段と、第２のスイッチング手段と、第２の駆動手段と を有し、その場合、電圧比較手段は駆動電圧を設定可能な目標値と比較し、また 第２の駆動手段は、駆動電圧が設定可能な電圧値を越えたときに、消滅装置を切 り換えるために第２のスイッチング手段を駆動する。

本発明の特に好ましい実施例では、電圧比較手段としてコンパレータが設けられ ており、その入力端子に駆動電圧と基準電圧源の電圧が供給される。

特に好ましくは、上記装置の第１と第２のスイッチング手段としてトランジスタ が設けられる。

好ましくは、第１と第２のスイッチング手段の駆動手段は少なくとも１つのマイ クロコンピュータを有する。

一本発明装置の好ましい実施例では、消滅装置は、トランジスタとして実施され る第１のスイッチング手段に関連した少なくとも一つのダイオードとツェナーダ イオードの直列回路を存する。

本発明装置の更に好ましい実施例では、消滅装置は更にダイオードと複数のツェ ナーダイオードの直列回路と、少な（とも１つのツェナーダイオードに並列に接 続された少なくとも１つの第２のスイッチング手段とを有し、それにより必要な 場合にはツェナーダイオードに並列に接続されたスイッチング手段のスイッチン グ過程によって消滅装置の特徴的な電圧しきい値を段階的に切り換えることが可 能になる。

図面 本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。第１図は切り替え可能な 消滅装置を有する本発明の第１の実施例の回路図を示し、第２図は消滅装置の異 なる実施例を有する公知の装置の原理図を示し、第３図は特徴的な電圧しきい値 を少な（とも１段切り換えることのできる消滅装置を有する本発明の他の実施例 を示し、第４図は消滅装置の特徴的な電圧しきい値を多段で切り替えることので きる消滅装置を有する本発明の他の実施例を示し、第５図は切り替えおよび遮断 可能な消滅装置を有する本発明の他の実施例を示し、第６図、第７図および第８ 図は上述の実施例の特徴的な点における信号波形に関するパルス図である。

実施例の説明 第２図には電磁負荷を駆動する公知の装置が示されており、この公知の装置は電 磁負荷１１特に内燃機関の電磁噴射弁と、それに直列に接続されたスイッチング 手段２、特にトランジスタとを有する。電磁負荷ｌのスイッチング手段２とは反 対側の端子は駆動電圧ＵＢと接続されている。スイッチング手段２に並列に、ト ランジスタとツェナーダイオードを有する消滅装置３が接続されている。あるい は、ダイオード８とツェナーダイオード１４の直列回路を有する消滅装置４が設 けられる。この消滅装置はトランジスタ２のベース端子とコレクタ端子の間に接 続されている。トランジスタ２の制御端子（ベース端子）は前置抵抗５を介して 駆動手段ＩＯと接続されている。トランジスタ２を遮断すると上述の消滅装置３ あるいは４によって急速な電流崩壊がもたらされ、それにより可能な限り正確な 電磁負荷１の駆動時間が得られる。

図２に示すこの公知の装置の欠点は、トランジスタ２の遮断時の駆動電圧ＵＢが 消滅装置３．４の特徴的なしきい電圧（ツェナー電圧）より大きくなった場合に も、消滅装置が意図に反して導通し、それにより場合によっては許容できない熱 的れる。

第１図は本発明の第１の実施例の回路図を示すものである。

本実施例は、第１のスイッチング手段２に直列に接続された電磁負荷ｌを有する 。電磁負荷１のスイッチング手段２とは反対側の端子は駆動電圧ＵＢと接続され ている。第１のスイッチング手段２の制御端子は抵抗６．７の直列回路を介して アース端子に接続されている。上述の２つの抵抗６．７の接続点と、電磁負荷１ と第１のスイッチング手段２の接続点との間に、ダイオード８とツェナーダイオ ード１４の直列回路からなる消滅装置４が接続されている。第１のスイッチング 手段２の制御端子とアース端子の間には第２のスイッチング手段９のスイッチン グ部が接続されており、第２のスイッチング手段の制御端子は第２の駆動手段１ ５の出力端子と接続されている。第２の駆動手段１５の入力端子は、２つの入力 端子を有する電圧比較手段１２の出力端子と接続されている。

場合によっては第２の駆動手段１５に第１の駆動手段１０の出力信号１６あるい は第１の駆動手段１０から発生される他の信号１７も供給される。これが第２図 に破線で示されている。

電圧比較手段１２の第１の入力端子は駆動電圧ＵＢと接続され、第２の入力端子 は基準電圧源１３の第１の端子と接続されており、基準電圧源１３の第２の端子 は接地されている。さらに第１の駆動手段１０が図示されており、その出力端子 は抵抗５を介して第１のスイッチング手段２の制御端子と接続されている。

第３図に示す実施例は、消滅装置４がダイオード８と複数のツェナーダイオード １４．１４Ａの直列回路を有し、その場合ツェナーダイオード１４．１４Ａの少 なくとも１つに並列に第２のスイッチング手段１１のスイッチング部が接続され ている点でほぼ上述の実施例と異なる。

さらに要約して図示された１つの回路図のみを示す第４図による本発明の他の実 施例においては、消滅装置４にダイオード８と複数のツェナーダイオード１４． １４Ａ、１４Ｂを有する直列回路が設けられている。その場合、複数のツェナー ダイオード１４Ａ、１４Ｂに並列に第２のスイッチング手段１１、ＩＩＡのスイ ッチング部が接続されている。

部分的な回路図として示される第５図の他の実施例においては、消滅装置は同様 にダイオード８と複数のツェナーダイオード１４．１４Ａからなる直列回路を有 し、その場合ツェナーダイオード１４Ａに並列に第２のスイッチング手段１１の スイッチング部が接続されている。さらにスイッチング手段９が設けられており 、このスイッチング手段を介して第１のスイッチング手段２の制御電極をアース と接続することができる。以下に上述の実施例の動作を説明する。

第６図の線図は、第２図に示す公知の装置について回路点Ａ１ＢＳＨにおける電 圧波形と電磁負荷１を流れる電流ｉをそれぞれ時間ｔの関数として示している。

回路点Ｈにおける電圧波形は、スイッチング手段２によって電磁負荷１が遮断さ れた後は負荷電流ｉがゼロに低下するまでは、消滅装置３ないし４によって電圧 がほぼ電圧値ＵＺに制限されることを示している。続いて電圧は電源電圧ＵＢの 値に低下する。しかし駆動電圧線上に電圧ＵＺ（ツェナー電圧）をかなり越える 非常に高いピーク電圧が発生したときには、すでに冒頭で述べたように消滅装置 ３．４に熱的過負荷の危険が発生する。この危険は、以下で第７図の図を参照し て説明するように、第１図に示す本発明の実施例においては防止され、あるいは 少なくともほぼ減少される。

第７図に示す第１の信号波形は、回路点Ｂにおけるスイッチング手段２の制御入 力の制御電圧と電磁負荷に流れる電流１の波形を示している。第２の信号波形は 、回路点Ｃにおける第２のスイッチング手段９の制御電圧を示す。第７図の第３ の信号波形は回路点Ｈにおける電圧Ｕを時間ｔの関数として示す。第７図の第４ の波形図は電圧比較手段１２の第１の入力端子に印加される基準電圧源１３の一 定電圧ＵＲＥＦと、回路点Ｅ、すなわち電圧比較手段１２の第２の入力端子にお ける電圧を示す。

更に第７図の第５の信号波形においては回路点りにおける電圧Ｕが示されている 。回路点Ｈにおける電圧波形は、期間ｔ３、ｔ４においてツェナー電圧ＵＺをか なり越える値を示す。この大きな電圧値Ｕが電圧比較手段１２の一方の入力端子 に印加され、電圧比較手段によって基準電圧源１３の一定の基準電圧ＵＲＥＦと 比較される。

上述の期間ｔ３、ｔ４において電圧Ｕが基準電圧源の電圧を上回り、その結果電 圧比較手段１２の出力端子に、従って回路点りに第２の駆動手段１５の入力用の 制御信号が得られる。それがまた第２のスイッチング手段９の制御入力へ供給さ れ、この第２のスイッチング手段が導通状態に切り替えられる。それによって第 １のスイッチング手段２の制御部が短絡され、消滅装置３．４による電圧制限が 無効になり、スイッチング手段２の電圧はＵＺより大きな値をとることも可能に なる。第２の駆動手段１５の内部で電圧比較手段１２の信号りを出力信号１６と あるいは第１の駆動手段１０の内部で発生される他の信号１７と結合することに よって、全体装置の丁度所定の駆動状態においてのみ電圧制限を無効にすること ができる。従って、例えば、時間範囲ｔｌ、　ｔ２において第１のスイッチング 手段２がともかく導通状態にあり、それによって点Ｈでの電源電圧ＵＢの過電圧 が全熱効力を及ぼさないときには、第２のスイッチング手段９の駆動が防止され る。

別体の消滅用トランジスタは上述の装置を直接第１のスイッチング手段２の駆動 装置に内蔵する場合には、省くことができる。その場合第１の駆動手段ｌＯの駆 動１号は、図１に破線で示すように、抵抗５を介して直接スイッチング手段２の 制御電極へ供給される。その結果、すでに説明したように、装置が所定の駆動状 態にある場合、すなわち例えば消滅装置３．４にとっての危険を示す許容できな い大きな電圧（Ｕ　＞　ＵＺ）が発生したときに、消滅装置３．４を完全に無効 にすることができる。

あるいはまた、第３図、第４図および第５図に示す本発明の実施例によれば、消 滅装置３．４をチェックして切り替え、例えば電圧比較手段１２によって検出さ れた大きい電圧に従って消滅電圧ＵＺ（ツェナー電圧）を２つあるいは場合によ っては多数の値の間で切り換えるようにすることもできる。このことを第８図を 用いて説明する。第８図において第１の部分図は第３図の回路点Ｂにおける電圧 Ｕと電磁負荷１を流れる電流ｉを示している。第８図の第２の部分図は、第３図 の回路点Ｈにおける電圧Ｕを示し、第３の部分図は回路点Ｅにおける電圧Ｕと基 準電圧源１３の基準電圧ＵＲＥＦを示す。そして第８図の最後の部分図は、第３ 図に示す実施例の回路点Ｇにおける電圧Ｕを示している。

それに関して第３図に示す装置の消滅装置４はダイオード８と２つのツェナーダ イオード１４．１４Ａを有する直列回路からなっている。その場合、第２のツェ ナーダイオード１４Ａはスイッチング手段１１によって短絡させることができる 。このスイッチング手段が、電圧比較回路１２の出力信号（および場合によって は第３図には不図示の他の信号）に従って駆動手段１５により駆動されると、第 １のスイッチング手段２の電圧は、第２のスイッチング手段１１が遮断状態にあ る場合よりも低い値に制限される。

第４図に示す本発明の実施例は第３図に示す実施例とはほぼ次の点だけが異なる 。すなわち、消滅装置４はダイオード８と複数のツェナーダイオード１４．１４ Ａ、１４Ｂの直列回路からなり、その場合１つのツェナーダイオード１４Ｂ並び に２つのツェナーダイオード１４Ａ、１４Ｂを第２の駆動手段１５の出力信号に 従ってスイッチング手段１１．　ＩＩＡによって短絡させることができる。それ によって消滅装置４の消滅電圧ＵＺは全体で３つの異なる電圧値に調節される。

さらに、第５図に示す実施例においては、第１図と第３図ないしは第１図と第４ 図の実施例に示す消滅装置４のスイッチング方法の組み合せが設けられている。

すなわち、第２の駆動手段１５の対応した駆動信号により、スイッチング手段１ １によってツェナーダイオード１４Ａを短絡することによって、異なる消滅電圧 ＵＺ間の選択的な切り替えを行うことが可能になる。

一方、消滅装置４の制限効果をスイッチング手段９を駆動することによって完全 に遮断することもできる。

ＦＩＧ、８ 要約書 スイッチング手段（２）と直列に接続された電磁負荷（１）を駆動する方法と装 置において、スイッチング手段（２）に印加される電圧が電圧比較手段（１２） へ供給され、そこで基準電圧源（１３）の電圧と比較される。この電圧の比較に 従って電圧比較手段（１２）の出力端子に出力信号が発生し、それが消滅装置（ ４）の切り替えに用いられる。

補正書の写しくＮ訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成５年２月１２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁負荷（１）とスイッチング手段（２）の直列回路と、スイッチング手段 （２）を作動させる駆動手段（１０）と、消滅装置（３、４）とを有する電磁負 荷を駆動する方法において、消滅装置（３、４）に印加されている電圧が検出さ れ、検出された電圧が設定可能な少なくとも１つの目標値と比較され、測定電圧 と設定可能な少なくとも１つの目標値間の検出された差値に従って、および／ま たはこのような差電圧が所定の方法で発生する可能性のある駆動状態を特徴付け る駆動手段（１０）の内部で発生された信号（１６、１７）によって、消滅装置 （３、４）が切り替えられることを特徴とする電磁負荷を駆動する方法。 ２）スイッチング手段（２）の遮断時消滅装置（３、４）における電圧が設定可 能な限界値を越えたときに、消滅装置（３、４）が切り替えられることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）電磁負荷（１）と第１のスイッチング手段（２）の直列回路と、スイッチン グ手段（２）を作動させる第１の駆動手段（１０）と、消滅装置（３、４）とを 有する電磁負荷（１）を駆動する装置において、 前記装置が電圧比較手段（１２）と、第２のスイッチング手段（９、１１、１１ Ａ）と、第２の駆動手段（１５）とを有し、その場合電圧比較手段（１２）は駆 動電圧（ＵＢ）を設定可能な目標値（ＵＲＥＦ）と比較し、また第２の駆動手段 （１５）は、駆動電圧（ＵＢ）が設定可能な電圧値を越えたときに、消滅装置（ ３、４）を切り換えるために第２のスイッチング手段（９、１１、１１Ａ）を駆 動することを特徴とする電磁負荷を駆動する装置。 ４）電圧比較手段（１２）としてコンパレータが設けられており、その入力端子 に駆動電圧（ＵＢ）と基準電圧源（１３）の電圧（ＵＲＥＦ）が供給されること を特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。 ５）スイッチング手段（２、９、１１、１１Ａ）としてトランジスタが設けられ ることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の装 置。 ６）スイッチング手段（２、９、１１、１１Ａ）の駆動手段（１０、１５）が少 なくとも１つのマイクロコンピュータを有することを特徴とする請求の範囲第１ 項から第５項までのいずれか１項に記載の装置。 ７）消滅装置（３、４）がダイオード（８）と複数のツェナーダイオード（１４ 、１４Ａ、１４Ｂ）の直列回路と、少なくとも１つのツェナーダイオード（１４ 、１４Ａ、１４Ｂ）に並列に接続された少なくとも１つの第２のスイッチング手 段（１１、１１Ａ）とを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第６項ま でのいずれか１項に記載の装置。