JPH08512172A - 高速ソレノイド作動式装置の作動装置および作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開示の要約電磁的に動作する高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置（１８）に対する作動装置および作動方法は、アーマチュアの運動を開始するための初期高電力ブーストと、これに続く、アーマチュアのその終端位置への運動を継続するための中程度の電力ブースト（２３）と、アーマチュアをその終端位置に保持するための低電力制御（２５）を必要とする。これにより、電力が除去されたときアーマチュアはその静止位置または初期位置に復帰する。この装置はここで、電力制御の６つのステージ（２１〜２６）を供給するために必要なロジックおよび制御を詳細に説明する。この制御には電圧制御と電流制御の両方が含まれ、アーマチュアのその初期位置から終端位置への移動、および終端位置から初期位置への復帰を高速に行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】 高速ソレノイド作動式装置の作動装置および作動方法 発明の属する技術分野 本発明は、一般的には電子制御電力回路、より詳細には高圧燃料噴射器に対す る電力回路に関する。この電力回路は低電流信号処理装置を提供し、この処理装 置は制御電圧波形を有するブースト電圧と標準電圧の適用を制御する。 従来の技術 ソレノイド作動式装置はもともと、この装置への電圧供給に応答するのに有限 の遅延時間を有している。２ストローク内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する 燃料噴射器のような所定の形式の装置（一般に高圧燃料噴射器と呼ばれる）に対 しては、この遅延時間を最小にすると共に、最小にした遅延時間を一定に保つこ とが非常に重要である。またターンオフ時にソレノイドコイルに高電流が生じな いようにすることも重要である。しかしこれもソレノイド作動式装置の本来の特 性であり、電圧が印加されなくなったときの別の遅延時間の原因となる。ソレノ イドがターンオフされたときに消失しなければならないエネルギー量が大きけれ ばそれだけ、遅延時間も長くなる。 本発明は、パルス入力信号に応答するスイッチモード回路に関する。パルス入 力信号はソレノイド作動式装置、例えば高圧燃料噴射器およびソレノイドコイル を介して所定の形状の電圧波形を形成する回路の作動を要求する。この電圧波形 はソレノイドコイルを流れる電流を制御する。このことは装置の応答性を改善す るのに有効である。装置がいったん作動されると、この回路は制御レートでの電 流量を低下させる。この電流量とは、ソレノイドの持続的な作動を保証するのに 十分な高さにあり、また同時にパルス信号が除去されたときにエネルギーが迅速 に消失することを保証するのに十分な低さにある電流量である。 本発明は、電子制御電力回路装置に実現されるものである。この電力回路装置 は低電流信号処理部分と高電力スイッチング部分を有し、高電力スイッチング部 分はソレノイドコイルを流れる電流を信号処理部分からの制御に従って制御する 。本発明の有利な実施例では、信号処理部分は離散的電子回路から構成されるが 、このような信号処理部分はマイクロプロセッサを使用して同じように実現でき ることは理解されよう。この場合、マイクロプロセッサは前記の信号処理部分に より実行されるのと同じ機能のアルゴリズムを処理する。 発明の要点 内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド 作動式装置を作動させるための方法は、作動パルスを発生するためのステップを 有し、この作動パルスは装置が作動すべき全時間に等しい持続時間を有する。持 続時間は６つのタイムステージに分割され、最初の５つのタイムステージの和は 作動パルスの持続時間に等しい。作動パルスの第１のステージの間、および作動 パルスの立ち上がり縁に応答して、第１の電圧レベルがソレノイド作動式装置に 供給され、ソレノイド装置のアーマチュアをその静止位置から移動開始させるた めの電流を発生する。この電流のピーク値は第１のステージ間に検出され、これ に応答して第１の電圧が第２ステージの期間の間、ソレノイド作動式装置から分 離される。 第２ステージの間、電流は第２の値に減衰する。この値はピーク値よりも小さ く、アーマチュアの運動を持続させるだけの十分な電力を供給する。第３ステー ジを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧がソレノイド作動式装置に供給 される。これはアーマチュアがその終端位置へ運動するのを維持するため、ソレ ノイドを流れる電流を継続するためである。第３ステージの終了時および第４ス テージの間、標準電圧はソレノイド作動式装置から分離され、これにより電流は 第２の値から第３の値に減衰する。 第５ステージを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧がソレノイド作動 式装置に供給される。これ は磁気的にアーマチュアをその終端位置に保持するためにソレノイドを流れる電 流を低減するためである。スイッチングされる標準電圧はソレノイド作動式装置 から第６ステージを含む期間の間、除去される。これは、ソレノイド作動式装置 の電圧の極性を第５の電圧レベルに反転され、ソレノイドにおける電磁界を消失 させてアーマチュア手段をその静止位置に復帰させるためである。 図面の説明 図１は、回路のブロック回路図、 図２は、入力パルスの波形図、 図３は、ソレノイドコイル電圧の波形図、 図４は、ソレノイドコイルを流れる電流の波形図、 図５Ａと図５Ｂは、回路の概略図である。 有利な実施例の説明 図５の回路の主な波形が、図２、図３および図４のデカルト座標系に示されて いる。３つの波形１０、１２、１４のそれぞれの横軸は同じタイムスケールを表 し、したがって波形の関係がよりよく理解されよう。図２は回路へのパルス入力 波形１０を表す。この波形は入力ノイズフィルタおよび整形器１６によって整形 されている。すでに述べたようにこれは典型的な矩形波パルス入力であり、特に 有利な実施例では、２５０μｓから３ｍｓの長さで変化する作動持続時間を有す る。 図３はソレノイドコイル１８の高電力部分における電圧波形１２を示す。この 電圧波形は低電流処理回路２０により図２の入力波形に応答して形成されたもの である。この波形は６つの電圧形状ステージ２１、２２、２３、２４、２５、２ ６を示している。第１のステージ２１は波形１２の開始部の高電圧ブーストであ る。この第１の電圧レベルは７０Ｖである。第２のステージ２２では電圧が取り 去られ、負の電圧クランプによって第３の電圧レベルにクランプされる。この第 ３の電圧レベルはアースである第２の電圧レベルを基準にして約−０．６Ｖであ る。第３のステージ２３ではスイッチングまたは変調された１２Ｖの電圧がソレ ノイドコイル１８に供給される。この電圧は標準電圧レベルである。第３ステー ジ２３の終了時には、第４ステージ２４が示すように電圧が負の１５Ｖにクラン プされる。この電圧は第４の電圧レベルである。第５ステージ２５ではスイッチ ングされる標準電圧レベル（１２Ｖ）が、入力パルス１０の終了まで供給される 。このとき電力が遮断される。第６のステージ２６では、ソレノイドコイル１８ の電圧スパイクが第５の電圧レベルとなる。この電圧レベルは、近似的に−７５ Ｖの負の大きな値であり、ソレノイドコイル１８の電磁エネルギーを迅速に消失 させる。最初の５つのステージの和は入力パルスの全作動時間に等しい。 図４は電流波形１４を表す。この電流波形は、前に 定義した６つの電圧波形ステージの各々に相当する。第１の電圧波形ステージ２ １では電流が１０Ａのピーク電流に上昇する。ピーク電流が検知されると第２の 電圧波形ステージ２２が発生され、これによりピーク電流は制御条件以下に減衰 する。この減衰時間は第３の電圧波形ステージ２３まで続く。この第３電圧波形 ステージではコイル電流が約６Ａの第２の電流レベルに維持される。このレベル をドエルレベルと呼ぶ。電圧波形が第４ステージ２４に移行するとき第２の電流 レベルは急速に制御条件以下に減衰し、第３の電流レベルまたは保持電流レベル になる。この電流レベルは約３Ａであり、この電流レベルは第５ステージ２５に おいて入力パルス１０が終了するまで維持される。パルスが終了したときの減衰 は迅速であることが必要である。これは噴射器からの正確な燃料流のために入力 パルス時間の全レンジを網羅するためである。さらに、高レベルから低レベルへ の電流減衰の際にアンダーシュートが生じないようにすることも重要である。コ イル電圧が急速に第５の電圧レベルに減衰する（これは、ソレノイドコイル１８ の電磁エネルギーを消失させるためである）第６ステージ２６の間に、電流はゼ ロに減衰する。 図１の一般的ブロック回路図を参照する。この回路は低電流信号処理装置２０ と、ソレノイドコイル１８を含む電力スイッチング装置２８を有する。低電流信 号処理装置２０は、ノイズフィルタおよび整形回路１６、コイル駆動スイッチ制 御手段３０、バイアススイッチング回路３２、ピーク電流検知器および高電流ド エル制御部３４および高電流シフト制御部３６を有する。電力スイッチング装置 ２８は、選択可能なコイル駆動電圧制御装置３８、電力スイッチＱ２、およびコ イル電流フィードバック抵抗Ｒ２５を含むコイル反転電圧制御装置４０を有する 。ソレノイドコイル１８は、自動車に使用される高圧燃料噴射器として制御され る装置のソレノイドを表す。 図１と図５を参照する。図５Ａは低電流信号処理回路２０であり、図２に示し た入力パルス１０がノイズフィルタおよび整形回路、またはノイズフィルタ１６ の抵抗Ｒ１に供給される。ノイズフィルタ１６の機能は入力パルスから不所望の ノイズを除去することと、パルスを回路に供給するため整形することである。ノ イズフィルタ１６の出力は抵抗Ｒ４を介して入力抵抗Ｒ８に、またコイル駆動ス イッチ制御手段３０にある第１のコンパレータ４４の非反転入力側４２に、さら に第１および第２の可変抵抗Ｒ５とＲ６を介して第１および第２のスイッチ制御 トランジスタＱ３とＱ４に供給される。これらのトランジスタＱ３，Ｑ４はバイ アススイッチング回路３２にある。さらにノイズフィルタの出力はピーク検知器 ３４の第２のコンパレータ５２をイネーブルするために供給される。電流信号が 所定のレベルに達すると、高出力パルスが第２のコンパレータ５２から供給され る。 反転入力パルス、すなわち入力パルスが存在しないときにハイであるパルスが ダイオードＤ６を介して電流シフト制御部に供給される。これはシフト制御回路 ３６にある出力トランジスタＱ６が燃料噴射パルスのスタート時にリセットされ ることを保証するためである。さらに反転入力パルスは抵抗Ｒ２０を介して反転 入力側５４に供給され、第１のコンパレータ４４を調整する。 バイアススイッチング回路３２の出力は、コイル駆動スイッチ制御手段３０に 対するバイアスレベルを調整する。２つのスイッチ制御トランジスタＱ３とＱ４ がオフになることにより、ノイズフィルタ１６からの出力パルスはピークレベル 、すなわち図３の電圧波形１２の第１ステージを調整する。第１のスイッチ制御 トランジスタＱ３のオンまたは導通により、アースまたは第２の電圧レベルが第 ２の可変抵抗Ｒ６のタップに接続され、ノイズフィルタ１６の出力信号はピーク ドエルレベルまたは図３の電圧波形１２の第３ステージ２３を調整し、第２のス イッチ制御トランジスタＱ４のオンまたは導通により、第２の可変抵抗Ｒ６が迂 回され、第１の可変抵抗Ｒ５により定められる電流が保持電流レベルまたは第３ の電流レベル、すなわち図３の電流波形１４の第５ステージ２５を調整する。 コイル駆動スイッチ制御手段３０の出力段はスイッチングトランジスタＱ１で あり、このトランジスタはコイル駆動スイッチにあるスイッチングパワートラン ジスタＱ２の動作を制御する。コイル駆動スイッチは選択可能なコイル駆動電圧 および制御装置３８に接続されており、ブースト電圧または第１の電圧レベルま たは標準電圧または動作電圧レベルの電圧レンジを受信する。これらの電圧はコ イル駆動スイッチングトランジスタＱ２を介してソレノイドコイル１８に供給さ れる。コイル駆動スイッチＱ２の出力側はソレノイドコイルに接続されており、 さらにダイオードＤ２を介してコイル反転電圧制御装置４０、および抵抗Ｒ２８ を介して電流シフト制御回路３６のフリップフロップ４８のリセット入力側４６ に接続されている。 コイル反転電圧制御装置４０は入力信号をトランジスタＱ５のゲート４９に、 電流シフト制御回路３６の出力トランジスタＱ６から、トランジスタＱ５のター ンオンにより受信する。これによりＤ２のダイオード降下、近似的に０．６Ｖに 等しい負の電圧クランプが行われる。これは電圧波形１２の第２ステージ２２に 示されている。コイル反転電圧制御装置４０の機能はソレノイドコイル１８を流 れる電流を、電流波形１４の電流波形ステージ２１〜６の各々で調整することで ある。 ソレノイドコイル１８を流れる電流量に相当するコ イル電流フィードバック信号が抵抗Ｒ２５での電圧降下により発生される。この 抵抗Ｒ２５はソレノイドコイルと直列に接続されている。このフィードバック信 号は抵抗Ｒ２４を介して第２のコンパレータ５２の非反転入力側５０および高電 流ドエル制御回路３４に供給される。このコンパレータ５２はピーク検知器のピ ーク検知器回路部分３５にある。ノイズフィルタ出力パルスの受信に基づき、第 ２のコンパレータ５２がイネーブルされ、電流信号が所定のレベルに達したとき 、または抵抗Ｒ１７〜Ｒ１９とコンデンサＣ６により定められるピーク電流レベ ルに達したとき、高出力パルスが第２のコンパレータ５２から供給される。第２ のコンパレータからの高出力パルスは第１のスイッチ制御トランジスタＱ３に供 給される。このトランジスタＱ３がターンオンすると、第１のコンパレター４４ の入力電圧が低下する。さらに第２のコンパレータ５２からの出力は選択可能な コイル駆動電圧制御部３８に供給され、ブースト電圧をオフする。ピーク電流は ピークドエルレベルに第２ステージで減衰する。第２ステージでは第１のコンパ レータ４４の非反転入力側４２での電圧レベルが第２のスイッチ制御トランジス タＱ４の動作によって低下される。 コイル電流フィードバック信号はまた抵抗Ｒ１６を介して、コイル駆動スイッ チ制御回路３０にある第１のコンパレータ４４の反転入力側５４に供給される。 ピーク電流検知器３５は、電流波形１４の第１ステージ２１における最大電流レ ベルを検知する。この電流はソレノイドコイル１８にエネルギーを供給し、アー マチュア手段（図示せず）をその静止位置からスタートさせる。電流波形１４の 第２および第３ステージ２２、２３での電流レベルは、アーマチュアのその終端 位置への運動を継続動作させる。 ピーク検知器回路３５にある第２のコンパレータ５２の出力はピーク電流検知 器の高電流ドエル制御部分３７、高電流ドエル制御回路３４および第１のスイッ チ制御トランジスタＱ３のゲート５６に供給される。第２のコンパレータ５２の 出力はまた選択的電圧および制御装置３８に、電圧波形１２に示された第１ステ ージ２１の終了時に供給され、コイル駆動スイッチＱ２に供給される電圧をブー スト電圧から動作電圧に切り替える。高電流ドエル制御装置３７の出力信号は時 間遅延信号であり、この信号はスイッチングトランジスタＱ４のゲート５８と、 コンデンサＣ１１および抵抗Ｒ２６を有するＲＣ回路６０を介して電流シフト制 御回路３６にあるフリップフロップ４８のセット入力側６２に供給される。高電 流ドエルによる時間遅延は、電流波形１４の第２および第３ステージ２２、２３ により示されている。第３ステージ２３の終了時に高電圧ドエル制御部３７の出 力信号はフリップフロップ４８のセット入力側に供給される。これにより出力ト ランジスタＱ６がターンオンし、これによりコイル反転電圧制御回路４０にある トランジスタＱ５のゲート４９に正の電圧が供給される。このことによって波形 １２の第４ステージがツェナーダイオードＤ３の負の値になる。この値は近似的 に７０Ｖである。 第１のコンパレータ４４の出力はコイル駆動スイッチＱ１をターンオンし、電 圧をソレノイドコイル１８に供給する。ノイズフィルタ出力パルスの受信に基づ いて、第２のコンパレータ５２はイネーブルされ、電流信号が所定のレベルに達 したとき、第２のコンパレータ５２から高出力パルスが供給される。第２のコン パレータからの高出力パルスは第１のスイッチ制御トランジスタＱ３に供給され 、このトランジスタはターンオンして第１のコンパレータ４４の入力電圧を低下 させる。さらに第２のコンパレータからの高出力パルスは選択可能なコイル駆動 電圧制御部３８に供給され、ブースト電圧を遮断する。ピーク電流は第２ステー ジ２２でピークドエルレベルに減衰し、第２ステージ２２でこの電流は、第１の コンパレータ４４の非反転入力側４２の電圧レベルが第２のスイッチ制御トラン ジスタＱ４の動作によって低下されるまで維持される。 第２のコンパレータからの高出力はタイマ回路に供給される。このタイマ回路 は計時終了後に第２のスイッチ制御トランジスタをターンオンし、第１のコンパ レータの入力側に供給される電圧レベルを低下させる。このことによってソレノ イドコイル電圧が保持電圧レベルに低下する。タイマの機能は、ピーク電流レベ ルから保持電流レベルまで、すなわち第２および第３電圧波形ステージに時間を 与えることであり、これによりピークドエルレベルは電流を供給するのに十分な 時間が得られ、高圧噴射器を十分に作動させることができる。 コイル駆動スイッチ制御回路に機能はコイル駆動回路の電力スイッチングトラ ンジスタを制御することである。入力パルスが開始すると、前に述べたようにこ れにより駆動電圧選択論理回路が作動され、ブースト電圧をコイル駆動スイッチ 回路に供給する。同時に入力パルスはコイル駆動スイッチ制御回路を第１のコン パレータを介して作動させ、低電力スイッチングトランジスタをターンオンし、 このトランジスタはコイル駆動スイッチ回路をターンオンする。ブースト電圧が コイル駆動スイッチに供給されているから、ブースト電圧はオンのまま、すなわ ち電圧波形の第１ステージにあり、コイルにはピーク検知器がピーク電流を検出 して、スイッチングトランジスタをターンオフする信号を供給するまでブースト 電圧が供給される。 これはコイルへの電圧をターンオフし、コイル反転電圧制御部または抑圧回路 によって（ソレノイドコイルに並列に接続されている）電圧が小さな負の電圧、 近似的に−０．６Ｖに降下する。これは電圧波形の第２ステージである。第１の コンパレータから低電力スイッチングトランジスタまでの制御回路は、コンパレ ータの入力側をヒステリシス制御する。このヒステリシスは第２ステージのタイ ミングを定める。第１のコンパレータへの入力がいったん、スイッチングトラン ジスタをターンオンするのに有効な出力信号を十分に形成できるようになれば、 回路のフィードバックにより周知のように、スイッチングトランジスタは第３ス テージまたはピークドエルタイムの間、ターンオン・オフする。スイッチングの 結果として電流は、噴射器の作動を十分に保証するレベルに留まる。 タイマーがタイムアウトすると、第１のコンパレータでのバイアスが変化し、 また保持電流シフト制御回路に対する高電流がセットされる。これによりコイル 反転電圧制御回路が制御される。電圧波形の第３ステージの終了時に、スイッチ ングトランジスタはターンオフし、コイルを流れる電流は抑圧回路の制御かで負 の電圧レベルに跳躍する。抑圧回路は電界効果トランジスタを有し、このトラン ジスタはターンオフによって電圧の跳躍を制限する。電界効果トランジスタを保 持電流シフト制御回路について高電流において制御するのはフリップフロップ４ ８である。フリップフロップ４８の機能によりコイルを流れる電流はピークドエ ルレベルから保持電流レベルに減衰し、その際にアン ダーシュートを第４ステージの終了時に有しない。フリップフロップ４８がタイ ムアウトすると、電界効果トランジスタはターンオンし、スイッチングトランジ スタは動作電圧をコイルに供給するためターンオンする。 再び第５ステージの間、スイッチングトランジスタはパスルオン・オフモード で作動される。これはコイル駆動スイッチ制御回路のヒステリシスによるもので ある。このことは、ノイズフィルタへの入力パルスが取り去られ、スイッチング トランジスタがターンオフするまで続けられる。抑圧回路の電界効果トランジス タがターンオフすることにより、高電圧ツェナーダイオードは電圧をソレノイド コイルを介して動作電圧からツェナーダイオードの負の値まで跳躍させる。この 値は有利に実施例では−７５Ｖである。周知のようにコイルエネルギーは消失し 、ソレノイドコイルは非動作状態となり、アーマチュア手段はその静止位置に復 帰する。 入力パルスの除去によって燃料噴射器駆動装置がその通常状態へリセットされ 、次の操作入力パルスに対して準備状態となる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月２日 【補正内容】 本発明は、パルス入力信号に応答するスイッチモード回路に関する。パルス入 力信号はソレノイド作動式装置、例えば高圧燃料噴射器およびソレノイドコイル を介して所定の形状の電圧波形を形成する回路の作動を要求する。この電圧波形 はソレノイドコイルを流れる電流を制御する。このことは装置の応答性を改善す るのに有効である。装置がいったん作動されると、この回路は制御レートでの電 流量を低下させる。この電流量とは、ソレノイドの持続的な作動を保証するのに 十分な高さにあり、また同時にパルス信号が除去されたときにエネルギーが迅速 に消失することを保証するのに十分な低さにある電流量である。 本発明は、電子制御電力回路装置に実現されるものである。この電力回路装置 は低電流信号処理部分と高電力スイッチング部分を有し、高電力スイッチング部 分はソレノイドコイルを流れる電流を信号処理部分からの制御に従って制御する 。本発明の有利な実施例では、信号処理部分は離散的電子回路から構成されるが 、このような信号処理部分はマイクロプロセッサを使用して同じように実現でき ることは理解されよう。この場合、マイクロプロセッサは前記の信号処理部分に より実行されるのと同じ機能のアルゴリズムを処理する。 ＷＯ−Ａ−９０/０１１２８７２号明細書は、チョッパー電流が、本発明で開 示される第２の電圧レベルの 代わりに使用される装置と方法を開示するものである。付加的に、チョッパー電 流レベルへの切り替えは、例えばＪＰ−Ａ−５６０６７９０８に記載されたよう に、第１のピーク電流レベルに到達することに依存して行うのではなく、単安定 マルチバイブレータのような所定の時間の経過に依存して行われる。ＷＯ−Ａ− ９０/０２８７２では、デジタル論理回路に基づいてマイクロプロセッサからの 付加入力パルスが要求される。これは、いったん１つの噴射タイミングパルスが 制御装置に供給されれば、装置の代わりに制御装置が自動的に機能するようにす るためである。 発明の要点 内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド 請求の範囲 １． ソレノイド作動式装置を少なくとも３つの電流レベルに作動するための 電子電力制御装置（２０、２８）であって、 前記３つの電流レベルとはピークレベル、ドエルレベルおよび保持レベルであ り、 前記少なくとも３つの電流レベルがソレノイド作動式装置に供給され、該ソレ ノイド作動式装置はアーマチュア手段を有し、 前記電子電力制御装置は、入力手段（１６）と、コイル駆動スイッチ制御手段 （３０）と、ピーク電流検知手段（３４）と、時間遅延手段（３７）と、分離手 段と、低保持電流レベルに応答する手段と、作動パルスの立ち下がり縁に応答す る手段とを有し、 前記入力手段（１６）は、入力パルス（１０）を受信するためのものであり、 該入力パルスはソレノイド作動式装置の作動時間を指示するものであり、該ソレ ノイド作動式装置はソレノイドコイル（１８）を有し、５つのタイムステージ（ ２１〜２５）を有する作動パルス（１２、１４）を発生し、 前記コイル駆動スイッチ制御手段（３０）は、前記入力手段と作用接続してお り、前記作動パルスの立ち上がり縁に応答するものであり、スイッチ（Ｑ２）を 制御し、第１の電圧レベルを第１のステージの期間の 間、ソレノイド作動式装置に供給し、ソレノイドに電磁界を発生させ、アーマチ ュア手段のその静止位置からその終端位置への運動を開始させ、 前記ピーク検知手段（３４）は、ソレノイドコイルを流れる電流の大きさに応 答し、ピーク電流を表す電気信号を発生し、前記電気信号はピーク電流を表し、 これにより前記第１の電圧レベルを第２のステージ期間（２２）の間、除去して 、ソレノイドコイルを流れる電流を低減し、 前記遅延手段（３７）は、ピーク電流を表す前記電気信号に応答し、ドエルレ ベル電流電気信号を前記遅延の終了時に発生し、前記ドエルレベル電流電気信号 によって標準電圧がソレノイドコイルに、第３ステージの所定期間の間、供給さ れ、これによりソレノイドコイル内の電磁界が保持されて、アーマチュア手段の その終端位置への運動が維持され、 前記分離手段は前記ドエルレベル電流電気信号の終了に応答し、前記標準電圧 をソレノイドコイルから第４ステージの所定期間（２４）の間、分離し、これに よりドエルレベル電流が低保持電流レベルに低下し、 前記低保持電流レベルに応答する手段は、前記標準電圧をソレノイドコイルに 供給し、ソレノイドコイル（１８）の電磁界を継続させて、アーマチュア手段を その終端位置に第５ステージ期間（２５）の間維持し、 前記作動パルスの立ち下がり縁に応答する手段は、前記標準電圧をソレノイド コイルから除去し、電磁界をソレノイドコイルに誘導し、アーマチュア手段をそ の静止位置に復帰させる、ことを特徴とするソレノイド作動式装置を作動するた めの電子電力制御装置。 ２． 第１の電圧レベルはブースト電圧であり、実質的に動作電圧レベルより も高く、 動作電圧はソレノイド作動式装置を作動させるために供給される基本電力電圧 である、請求の範囲第１項記載のソレノイド作動式装置を作動するための電子電 力制御装置。 ３． 第１の電圧の除去は、第１の電圧レベルを第３の電圧レベルにするため 、第２の電圧レベルにクランプされた負の電圧クランプを含む、請求の範囲第１ 項記載のソレノイド作動式装置を作動するための電子電力制御装置。 ４． 第２の電圧レベルの値はゼロである、請求の範囲第３項記載のソレノイ ド作動式装置を作動するための電子電力制御装置。 ５． 標準電圧レベルの除去は、標準電圧レベルを第４の電圧レベルに変化す るため、第２の電圧レベルへのクランプされた負の電圧クランプを含む、請求の 範囲第１項記載のソレノイド作動式装置を作動するための電子電力制御装置。 ６． 第２の電圧レベルはゼロであり、第３の所定 の電圧レベルは第４の電圧レベルよりも負の程度が小さく、第４の電圧レベルは 第５の電圧レベルの値よりも負の程度が小さい、請求の範囲第５項記載のソレノ イド作動式装置を作動するための電子電力制御装置。 ７． 内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作動方 法であって、 作動パルスを発生し、当該作動パルスは、装置が作動すべき全時間と等しい持 続時間を有し、当該持続時間は５つのタイムステージに分割されており、 作動パルスの第１ステージの間および作動パルスの立ち上がり縁に応答して、 第１の電圧レベルをソレノイドコイルに供給し、ソレノイドコイルを流れる電流 を発生し、前記電流によってソレノイド装置のアーマチュアのその静止位置から の運動を開始し、 第１ステージの間に、電流のピーク値を検知し、 当該ピーク値に応答して、第１の電圧レベルをソレノイドコイルから分離し、 この分離は第２ステージを含む期間の間行い、これにより電流をピーク値よりも 小さな第２のレベルに減少させ、当該第２のレベルはアーマチュアの運動を継続 するのに十分な電力を供給するものであり、 第３のステージを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧レベルをソレノ イドコイルに供給し、これによりソレノイドコイルを流れる電流を、アーマチュ アのその終端位置への運動を維持するように保持し、 標準電圧レベルをソレノイドコイルから、第４ステージを含む期間の間、分離 し、これにより電流を第２の電流レベルから第３の電流レベルに減少させ、 第５のステージを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧レベルをソレノ イドコイルに供給し、ソレノイドコイルを流れる電流を第３の電流値に低減し、 これによりアーマチュアをその終端位置に磁気的に保持し、 スイッチングされる標準電圧をソレノイドコイルから除去し、第５電圧レベル に対して極性の反転した電圧をソレノイドコイルに供給し、これによりソレノイ ドコイル内の磁界を消失させ、アーマチュアをその静止位置に復帰させる、こと を特徴とする高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 ８． 第１の電圧レベルはブースト電圧であり、実質的に標準電圧レベルより も高く、標準電圧レベルはソレノイド作動式装置を作動させるため供給される基 本電力電圧である、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器のような 高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 ９． 第１の電圧レベルを分離するステップでは、第１の電圧レベルの極性を 反転させて第３の電圧レベルに制御し、このことは第２の電圧レベルへの負の電 圧クランプによって行う、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器の ような高速ソレノイド作動 式装置の作動方法。 １０． 第２の電圧レベルはゼロである、請求の範囲第９項記載の内燃機関の 高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 １１． 標準電圧レベルを分離するステップでは、標準電圧の極性を反転して 第４の電圧レベルに制御し、このことは第２の電圧レベルへの負の電圧クランプ により行う、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソ レノイド作動式装置の作動方法。 １２． 第３の電圧レベルの値は、第４の電圧レベルよりも負の程度が小さく 、第４の電圧レベルは第５の電圧レベルよりも負の程度が小さい、請求の範囲第 １１項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作 動方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ソレノイド作動式装置を少なくとも３つの電流レベルに作動するための 電子電力制御装置であって、 前記３つの電流レベルとはピークレベル、ドエルレベルおよび保持レベルであ り、 前記少なくとも３つの電流レベルがソレノイド作動式装置に供給され、該ソレ ノイド作動式装置はアーマチュア手段を有し、 前記電子電力制御装置は、入力手段と、コイル駆動スイッチ制御手段と、ピー ク電流検知手段と、時間遅延手段と、分離手段と、低保持電流レベルに応答する 手段と、作動パルスの立ち下がり縁に応答する手段とを有し、 前記入力手段は、ソレノイド作動式装置の作動時間を指示する入力パルスを受 信し作動パルスを発生し、 該作動パルスは６つの時間ステージを有し、最初の５つのステージの和は全作 動時間に等しく、 前記コイルスイッチ制御手段は、前記入力手段と作用接続しており、前記作動 パルスの立ち上がり縁に応答し、第１の電圧レベルを第１のステージ期間の間、 ソレノイド作動式装置に供給するためスイッチを制御し、ソレノイドに電磁界を 発生させ、アーマチュア手段の、その静止位置から終端位置への運動を開始し、 前記ピーク電流検知手段は、ソレノイドコイルを流れる電流の大きさに応答し 、ピーク電流を表す電気信 号を発生し、該電気信号は前記第１の電圧レベルを第２のステージ時間に対して 除去し、ソレノイドコイルを流れる電流を低減させ、 前記時間遅延手段は、前記ピーク電流を表す電気信号に応答し、ドエルレベル 電流電気信号を前記遅延の終了時に発生し、前記電気信号により動作電圧がソレ ノイドコイルに第３ステージの所定期間の間供給され、これによりソレノイドコ イル内の電磁界が継続してアーマチュア手段のその終端位置への運動が維持され 、 前記分離手段は前記遅延電気信号の終了に応答し、前記第２の電圧をソレノイド コイルから第４ステージの所定の期間の間、分離し、これによりドエルレベル電 流が低保持電流レベルを低下させ、 前記低保持電流レベルに応答する手段は、前記動作電圧をソレノイドコイルに 供給し、ソレノイドコイルの電磁界を継続させて、アーマチュア手段をその終端 位置に第５ステージ期間の間維持し、 前記作動パルスの立ち下がり縁に応答する手段は、前記動作電圧をソレノイド コイルから除去し、電磁界を誘導し、アーマチュア手段をその静止位置に復帰さ せる、ことを特徴とするソレノイド作動式装置を作動するための電子電力制御装 置。 ２． 第１の電圧レベルはブースト電圧であり、実質的に動作電圧レベルより も高く、 動作電圧はソレノイド作動式装置を作動させるために供給される基本電力電圧 である、請求の範囲第１項記載のソレノイド作動式装置を作動するための電子電 力制御装置。 ３． 第１の電圧を分離するステップでは、第１の電圧の極性が制御されて第 ３の電圧レベルに反転され、このことは第２の電圧レベルへの負の電圧クランプ によって行われる、請求の範囲第１項記載のソレノイド作動式装置を作動するた めの電子電力制御装置。 ４． 第２の電圧レベルの値はゼロである、請求の範囲第３項記載のソレノイ ド作動式装置を作動するための電子電力制御装置。 ５． 標準電圧レベルを分離するステップでは、標準電圧の極性が制御されて 第４の電圧レベルに反転され、このことは第２の電圧レベルへの負の電圧クラン プによって行われる、請求の範囲第１項記載のソレノイド作動式装置を作動する ための電子電力制御装置。 ６． 第２の電圧レベルはゼロであり、第３の所定の電圧レベルは第４の電圧 レベルよりも負の程度が小さく、第４の電圧レベルは第５の電圧レベルの値より も負の程度が小さい、請求の範囲第５項記載のソレノイド作動式装置を作動する ための電子電力制御装置。 ７． 内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作動方 法であって、 作動パルスを発生し、当該作動パルスは、装置が作 動すべき全時間と等しい持続時間を有し、当該持続時間は６つのタイムステージ に分割されており、最初の５つのタイムステージの和が前記持続時間に等しく、 作動パルスの第１ステージの間および作動パルスの立ち上がり縁に応答して、 第１の電圧レベルをソレノイド作動式装置に供給し、ソレノイド作動式装置を流 れる電流を発生し、前記電流によってソレノイド装置のアーマチュアの静止位置 からの運動を開始し、 第１ステージの間に、電流のピーク値を検知し、 当該ピーク値に応答して、第１の電圧レベルをソレノイド作動式装置から分離 し、この分離は第２ステージを含む期間の間行い、これにより電流をピーク値よ りも小さな第２のレベルに減少させ、当該第２のレベルはアーマチュアの運動を 継続するのに十分な電力を供給するものであり、 第３のステージを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧レベルをソレノ イド作動式装置に供給し、これによりソレノイドを流れる電流を、アーマチュア のその終端位置への運動を維持するように保持し、 標準電圧レベルをソレノイド作動式装置から、第４ステージを含む期間の間、 分離し、これにより電流を第２の電流レベルから第３の電流レベルに減少させ、 第５のステージを含む期間の間、スイッチングされる標準電圧レベルをソレノ イド作動式装置に供給し、ソレノイドを流れる電流を第３の電流値に低減し、こ れによりアーマチュアをその終端位置に磁気的に保持し、 スイッチングされる標準電圧をソレノイド作動式装置から、第６ステージを含 む期間の間、除去し、第５電圧レベルに対して極性の反転した電圧をソレノイド 作動式装置に供給し、これによりソレノイドの磁界を消失させ、アーマチュアを その静止位置に復帰させる、ことを特徴とする高速ソレノイド作動式装置の作動 方法。 ８． 第１の電圧レベルはブースト電圧であり、実質的に標準電圧レベルより も高く、標準電圧レベルはソレノイド作動式装置を作動させるため供給される基 本電力電圧である、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器のような 高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 ９． 第１の電圧レベルを分離するステップでは、第１の電圧レベルの極性を 反転させて第３の電圧レベルに制御し、このことは第２の電圧レベルへの負の電 圧クランプによって行う、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器の ような高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 １０． 第２の電圧レベルはゼロである、請求の範囲第９項記載の内燃機関の 高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 １１． 標準電圧レベルを分離するステップでは、 標準電圧の極性を反転して第４の電圧レベルに制御し、このことは第２の電圧レ ベルへの負の電圧クランプにより行う、請求の範囲第７項記載の内燃機関の高圧 燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作動方法。 １２． 第３の電圧レベルの値は、第４の電圧レベルよりも負の程度が小さく 、第４の電圧レベルは第５の電圧レベルよりも負の程度が小さい、請求の範囲第 １１項記載の内燃機関の高圧燃料噴射器のような高速ソレノイド作動式装置の作 動方法。