JPH09242589A - 電磁アクチュエータ駆動回路 - Google Patents
電磁アクチュエータ駆動回路Info
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- JPH09242589A JPH09242589A JP8050269A JP5026996A JPH09242589A JP H09242589 A JPH09242589 A JP H09242589A JP 8050269 A JP8050269 A JP 8050269A JP 5026996 A JP5026996 A JP 5026996A JP H09242589 A JPH09242589 A JP H09242589A
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- solenoid
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- pulse signal
- electromagnetic actuator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動回路と燃料噴射弁（ソレノイド）とを接
続するコネクタが外れた場合に、高電圧が露出するのを
防止する。 【解決手段】 噴射パルス信号の立上がり時には、スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ３をＯＮにし、ソレノイド３に高
電圧電源１より高電圧を印加して開弁させる。開弁後は
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をＯＮにし、低電圧電源２
より低電圧を印加して保持する。噴射パルス信号の立下
がり時には、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５をＯＮにし、
高電圧電源１より高電圧を逆方向に印加する。ここで、
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のＯＦＦ時にも抵抗Ｒ１〜
Ｒ３を通ってソレノイド３に微弱電流が流れるようにす
る。そして、比較器７により抵抗Ｒ３の端子電圧をモニ
タして断線の有無を検出する。そして、断線検出時に
は、ゲート部８により噴射パルス信号の伝達を遮断し
て、駆動を禁止する。
続するコネクタが外れた場合に、高電圧が露出するのを
防止する。 【解決手段】 噴射パルス信号の立上がり時には、スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ３をＯＮにし、ソレノイド３に高
電圧電源１より高電圧を印加して開弁させる。開弁後は
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をＯＮにし、低電圧電源２
より低電圧を印加して保持する。噴射パルス信号の立下
がり時には、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５をＯＮにし、
高電圧電源１より高電圧を逆方向に印加する。ここで、
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のＯＦＦ時にも抵抗Ｒ１〜
Ｒ３を通ってソレノイド３に微弱電流が流れるようにす
る。そして、比較器７により抵抗Ｒ３の端子電圧をモニ
タして断線の有無を検出する。そして、断線検出時に
は、ゲート部８により噴射パルス信号の伝達を遮断し
て、駆動を禁止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁アクチュエー
タの駆動回路に関し、特に高電圧を用いる場合の安全対
策に関する。
タの駆動回路に関し、特に高電圧を用いる場合の安全対
策に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁アクチュエータの駆動回路において
は、電源及びスイッチング素子を備え、外部信号源から
の駆動と非駆動とを切換指令する信号に基づいて、その
信号が駆動を指令しているときに、電磁アクチュエータ
に所定の駆動用電流を流すようにしている。
は、電源及びスイッチング素子を備え、外部信号源から
の駆動と非駆動とを切換指令する信号に基づいて、その
信号が駆動を指令しているときに、電磁アクチュエータ
に所定の駆動用電流を流すようにしている。
【０００３】より具体的に述べれば、例えば自動車用エ
ンジンの燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路におい
ては、噴射パルス信号に基づいて、燃料噴射弁内のソレ
ノイドに所定の駆動用電流を流すようにしている。この
燃料噴射弁の応答性を高める駆動方式としては、次のよ
うなものがある。開弁時、ソレノイドで針弁を吸引する
ときには、50〜 200Ｖの高電圧を印加して、電流を速く
立ち上げ、吸引力発生の応答を速くして、針弁を速く開
弁させる。その後、一旦針弁が開弁状態になると、その
状態を保持するのに充分なだけの低電圧を印加して、開
弁状態を保持する。また、閉弁時、ばね力で針弁を着座
させるときには、それまでとは逆方向に高電圧を印加し
て、ソレノイドの磁束を急速に減少させ、吸引力消滅の
応答を速くして、針弁を速く閉弁させる。
ンジンの燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路におい
ては、噴射パルス信号に基づいて、燃料噴射弁内のソレ
ノイドに所定の駆動用電流を流すようにしている。この
燃料噴射弁の応答性を高める駆動方式としては、次のよ
うなものがある。開弁時、ソレノイドで針弁を吸引する
ときには、50〜 200Ｖの高電圧を印加して、電流を速く
立ち上げ、吸引力発生の応答を速くして、針弁を速く開
弁させる。その後、一旦針弁が開弁状態になると、その
状態を保持するのに充分なだけの低電圧を印加して、開
弁状態を保持する。また、閉弁時、ばね力で針弁を着座
させるときには、それまでとは逆方向に高電圧を印加し
て、ソレノイドの磁束を急速に減少させ、吸引力消滅の
応答を速くして、針弁を速く閉弁させる。
【０００４】この方式は、日本機械学会〔No930-42〕機
械力学・計測制御講演論文集（Vol.Ｂ）〔'93.7.21〜23
・東京〕「729. 高速電磁弁の高速化に関する研究」に
記載されている。また、特許文献では、開弁時にＤＣ−
ＤＣコンバータを用いてコンデンサにチャージした高電
圧を印加する方式として、特開平６−２９９８９０号、
特開昭５９−８５４３４号等がある。これらは閉弁時に
は逆方向高電圧を印加していないが、ソレノイドの電圧
印加端子を逆にすればよいので、モータ等で正逆転させ
るために電流を双方向に流す手段として一般的に知られ
ているスイッチング素子のＨブリッジ構成を用いればよ
い。
械力学・計測制御講演論文集（Vol.Ｂ）〔'93.7.21〜23
・東京〕「729. 高速電磁弁の高速化に関する研究」に
記載されている。また、特許文献では、開弁時にＤＣ−
ＤＣコンバータを用いてコンデンサにチャージした高電
圧を印加する方式として、特開平６−２９９８９０号、
特開昭５９−８５４３４号等がある。これらは閉弁時に
は逆方向高電圧を印加していないが、ソレノイドの電圧
印加端子を逆にすればよいので、モータ等で正逆転させ
るために電流を双方向に流す手段として一般的に知られ
ているスイッチング素子のＨブリッジ構成を用いればよ
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電磁アクチュエータの駆動回路においては、
外部信号源からの駆動と非駆動とを切換指令する信号に
よってのみ燃料噴射弁を駆動していたため、例えば、駆
動回路と電磁アクチュエータとを接続しているコネクタ
が外れた場合でも、駆動と非駆動とを切換指令する信号
に基づいて、その信号が駆動を指令しているときには、
電磁アクチュエータに駆動用電流を流そうとするため、
特に高電圧電源を用いている場合には、コネクタ部分に
高電圧が露出し、このコネクタ部分が他部品と接触する
などして、短絡することで、過大電流による素子破壊な
どの問題を生じる恐れがあった。
うな従来の電磁アクチュエータの駆動回路においては、
外部信号源からの駆動と非駆動とを切換指令する信号に
よってのみ燃料噴射弁を駆動していたため、例えば、駆
動回路と電磁アクチュエータとを接続しているコネクタ
が外れた場合でも、駆動と非駆動とを切換指令する信号
に基づいて、その信号が駆動を指令しているときには、
電磁アクチュエータに駆動用電流を流そうとするため、
特に高電圧電源を用いている場合には、コネクタ部分に
高電圧が露出し、このコネクタ部分が他部品と接触する
などして、短絡することで、過大電流による素子破壊な
どの問題を生じる恐れがあった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、駆動回路と電磁アクチュエータとの接続が外れた場
合などにおける安全対策を提供することを目的とする。
み、駆動回路と電磁アクチュエータとの接続が外れた場
合などにおける安全対策を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、外部信号源からの駆動と非駆動とを切換指
令する信号に基づいて、その信号が駆動を指令している
ときに、電磁アクチュエータに所定の駆動用電流を流す
電磁アクチュエータ駆動回路において、外部信号源から
の信号が非駆動を指令しているときに、電磁アクチュエ
ータにこれが動作しない程度の微弱電流を流す微弱電流
回路と、この微弱電流回路上の電流の有無に基づいて該
回路の断線の有無を検出する断線検出回路と、この断線
検出回路による断線検出時に、外部信号源からの信号が
駆動を指令しても電磁アクチュエータに駆動用電流を流
すことを禁止する駆動禁止回路とを設ける構成とする。
る発明では、外部信号源からの駆動と非駆動とを切換指
令する信号に基づいて、その信号が駆動を指令している
ときに、電磁アクチュエータに所定の駆動用電流を流す
電磁アクチュエータ駆動回路において、外部信号源から
の信号が非駆動を指令しているときに、電磁アクチュエ
ータにこれが動作しない程度の微弱電流を流す微弱電流
回路と、この微弱電流回路上の電流の有無に基づいて該
回路の断線の有無を検出する断線検出回路と、この断線
検出回路による断線検出時に、外部信号源からの信号が
駆動を指令しても電磁アクチュエータに駆動用電流を流
すことを禁止する駆動禁止回路とを設ける構成とする。
【０００８】すなわち、電磁アクチュエータの非駆動時
でも、これが動作しない程度の微弱電流が流れるように
構成し、その回路の電流の有無を検出することにより電
流無しの場合に断線と判断する。そして、回路の断線が
検出された場合にはその状態が続く限り、電磁アクチュ
エータの駆動を禁止して、高電圧が露出するのを防止す
るのである。
でも、これが動作しない程度の微弱電流が流れるように
構成し、その回路の電流の有無を検出することにより電
流無しの場合に断線と判断する。そして、回路の断線が
検出された場合にはその状態が続く限り、電磁アクチュ
エータの駆動を禁止して、高電圧が露出するのを防止す
るのである。
【０００９】請求項２に係る発明では、前記電磁アクチ
ュエータは、自動車用エンジンの燃料噴射弁内のソレノ
イドであり、その駆動回路は、外部信号源からの噴射パ
ルス信号の立上がりによる燃料噴射弁の開弁動作時にソ
レノイドに高電圧を印加する第１の回路と、噴射パルス
信号の立上がり後の燃料噴射弁の開弁状態保持時にソレ
ノイドに低電圧を印加する第２の回路と、噴射パルス信
号の立下がりによる燃料噴射弁の閉弁動作時にソレノイ
ドに開弁動作時とは逆方向に高電圧を印加する第３の回
路と、を有し、前記微弱電流回路は、噴射パルス信号の
非発生時に、ソレノイドにこれが動作しない程度の微弱
電流を流すように構成され、前記断線検出回路は、微弱
電流回路上の電流の有無に基づいて該回路の断線の有無
を検出するように構成され、前記駆動禁止回路は、断線
検出回路による断線検出時に、噴射パルス信号が発生し
てもソレノイドに駆動用電流を流すことを禁止するよう
に構成されていることを特徴とする。
ュエータは、自動車用エンジンの燃料噴射弁内のソレノ
イドであり、その駆動回路は、外部信号源からの噴射パ
ルス信号の立上がりによる燃料噴射弁の開弁動作時にソ
レノイドに高電圧を印加する第１の回路と、噴射パルス
信号の立上がり後の燃料噴射弁の開弁状態保持時にソレ
ノイドに低電圧を印加する第２の回路と、噴射パルス信
号の立下がりによる燃料噴射弁の閉弁動作時にソレノイ
ドに開弁動作時とは逆方向に高電圧を印加する第３の回
路と、を有し、前記微弱電流回路は、噴射パルス信号の
非発生時に、ソレノイドにこれが動作しない程度の微弱
電流を流すように構成され、前記断線検出回路は、微弱
電流回路上の電流の有無に基づいて該回路の断線の有無
を検出するように構成され、前記駆動禁止回路は、断線
検出回路による断線検出時に、噴射パルス信号が発生し
てもソレノイドに駆動用電流を流すことを禁止するよう
に構成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項３に係る発明では、前記断線検出回
路は、微弱電流回路におけるソレノイド下流の抵抗の端
子電圧と予め定めた基準電圧とを比較する比較器により
構成されることを特徴とする。請求項４に係る発明で
は、前記駆動禁止回路は、外部信号源からの噴射パルス
信号の伝達路に設けたゲート部により構成されることを
特徴とする。
路は、微弱電流回路におけるソレノイド下流の抵抗の端
子電圧と予め定めた基準電圧とを比較する比較器により
構成されることを特徴とする。請求項４に係る発明で
は、前記駆動禁止回路は、外部信号源からの噴射パルス
信号の伝達路に設けたゲート部により構成されることを
特徴とする。
【００１１】請求項５に係る発明では、前記ゲート部
は、クロック端子に噴射パルス信号が入力され、データ
端子に断線検出信号が入力されるフリップフロップと、
噴射パルス信号の立下がりによりフリップフロップをリ
セットするワンショットマルチバイブレータとにより構
成されることを特徴とする。
は、クロック端子に噴射パルス信号が入力され、データ
端子に断線検出信号が入力されるフリップフロップと、
噴射パルス信号の立下がりによりフリップフロップをリ
セットするワンショットマルチバイブレータとにより構
成されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、駆動回路
と電磁アクチュエータとを接続するコネクタが外れた
り、これらの間の導線が切れたりして、断線を生じた場
合に、これを検出して、電磁アクチュエータの駆動を禁
止するので、断線を生じても、その部分に高電圧が現れ
なくなる。よって、他部品と接触・短絡しての過大電流
による素子破壊等を確実に防止でき、安全上極めて有効
である。
と電磁アクチュエータとを接続するコネクタが外れた
り、これらの間の導線が切れたりして、断線を生じた場
合に、これを検出して、電磁アクチュエータの駆動を禁
止するので、断線を生じても、その部分に高電圧が現れ
なくなる。よって、他部品と接触・短絡しての過大電流
による素子破壊等を確実に防止でき、安全上極めて有効
である。
【００１３】請求項２に係る発明によれば、特に自動車
用エンジンの燃料噴射弁の駆動回路において、動作特性
の向上のためにかなりの高電圧を用いている場合の安全
性を確保できる。請求項３に係る発明によれば、断線検
出回路を簡単な比較器を用いて実現できる。
用エンジンの燃料噴射弁の駆動回路において、動作特性
の向上のためにかなりの高電圧を用いている場合の安全
性を確保できる。請求項３に係る発明によれば、断線検
出回路を簡単な比較器を用いて実現できる。
【００１４】請求項４に係る発明によれば、駆動禁止回
路の機能を簡単なゲート部で実現できる。請求項５に係
る発明によれば、フリップフロップとワンショットマル
チバイブレータとの組合わせて、ゲート部をより具体的
に実現できる。
路の機能を簡単なゲート部で実現できる。請求項５に係
る発明によれば、フリップフロップとワンショットマル
チバイブレータとの組合わせて、ゲート部をより具体的
に実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態とし
て、電磁アクチュエータが自動車用エンジンの燃料噴射
弁内のソレノイドである場合の駆動回路の一実施例につ
いて、図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施
例の駆動回路の回路構成図である。
て、電磁アクチュエータが自動車用エンジンの燃料噴射
弁内のソレノイドである場合の駆動回路の一実施例につ
いて、図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施
例の駆動回路の回路構成図である。
【００１６】１はＤＣ／ＤＣコンバータで高電圧を発生
する高電圧電源、２はバッテリでＤＣ12Ｖの低電圧電源
である。３は燃料噴射弁のソレノイドであり、電気的に
はインダクタンス成分Ｌｃと抵抗成分Ｒｃとで表され
る。Ｑ１〜Ｑ５はソレノイド３への通電を制御するため
のトランジスタ等のスイッチング素子であり、それぞれ
以下のように設けられている。
する高電圧電源、２はバッテリでＤＣ12Ｖの低電圧電源
である。３は燃料噴射弁のソレノイドであり、電気的に
はインダクタンス成分Ｌｃと抵抗成分Ｒｃとで表され
る。Ｑ１〜Ｑ５はソレノイド３への通電を制御するため
のトランジスタ等のスイッチング素子であり、それぞれ
以下のように設けられている。
【００１７】Ｑ１は開弁用ハイサイド側スイッチング素
子であり、高電圧電源１とソレノイド３の一端との間に
設けられている。Ｑ２は保持用ハイサイド側スイッチン
グ素子であり、低電圧電源２とソレノイド３の一端との
間に設けられている。Ｑ３は開弁及び保持用ローサイド
側スイッチング素子であり、ソレノイド３の他端と接地
との間に設けられている。
子であり、高電圧電源１とソレノイド３の一端との間に
設けられている。Ｑ２は保持用ハイサイド側スイッチン
グ素子であり、低電圧電源２とソレノイド３の一端との
間に設けられている。Ｑ３は開弁及び保持用ローサイド
側スイッチング素子であり、ソレノイド３の他端と接地
との間に設けられている。
【００１８】Ｑ４は閉弁用ハイサイド側スイッチング素
子であり、高電圧電源１とソレノイド３の他端との間に
設けられている。Ｑ５は閉弁用ローサイド側スイッチン
グ素子であり、ソレノイド３の一端と接地との間に設け
られている。Ｄ１〜Ｄ３は逆流防止用のダイオードであ
る。
子であり、高電圧電源１とソレノイド３の他端との間に
設けられている。Ｑ５は閉弁用ローサイド側スイッチン
グ素子であり、ソレノイド３の一端と接地との間に設け
られている。Ｄ１〜Ｄ３は逆流防止用のダイオードであ
る。
【００１９】４は開弁用駆動部であり、例えばワンショ
ットマルチバイブレータにより構成され、噴射パルス信
号を受けて、その立上がりより一定時間幅Ｔ１のパルス
を出力し、このパルスによりスイッチング素子Ｑ１をＯ
Ｎにする。５は保持用駆動部であり、噴射パルス信号を
受けて、前記Ｔ１時間経過後から噴射パルス信号の立下
がりまで、予め設定されたＯＮ−ＯＦＦ周期で間欠的に
パルスを出力し、これによってスイッチング素子Ｑ２を
高速でＯＮ・ＯＦＦする。尚、スイッチング素子Ｑ３は
噴射パルス信号によりその立上がりから立下がりまでＯ
Ｎになるようになっている。
ットマルチバイブレータにより構成され、噴射パルス信
号を受けて、その立上がりより一定時間幅Ｔ１のパルス
を出力し、このパルスによりスイッチング素子Ｑ１をＯ
Ｎにする。５は保持用駆動部であり、噴射パルス信号を
受けて、前記Ｔ１時間経過後から噴射パルス信号の立下
がりまで、予め設定されたＯＮ−ＯＦＦ周期で間欠的に
パルスを出力し、これによってスイッチング素子Ｑ２を
高速でＯＮ・ＯＦＦする。尚、スイッチング素子Ｑ３は
噴射パルス信号によりその立上がりから立下がりまでＯ
Ｎになるようになっている。
【００２０】６は閉弁用駆動部であり、噴射パルス信号
を受けて、その立下がりより一定時間幅Ｔ２のパルスを
出力し、このパルスによりスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５
をＯＮにする。ここで、開弁用駆動部４、スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ３及び高電圧電源１が第１の回路に相当、
保持用駆動部５、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び低電
圧電源２が第２の回路に相当し、閉弁用駆動部６、スイ
ッチング素子Ｑ４，Ｑ５及び高電圧電源１が第３の回路
に相当する。
を受けて、その立下がりより一定時間幅Ｔ２のパルスを
出力し、このパルスによりスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５
をＯＮにする。ここで、開弁用駆動部４、スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ３及び高電圧電源１が第１の回路に相当、
保持用駆動部５、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び低電
圧電源２が第２の回路に相当し、閉弁用駆動部６、スイ
ッチング素子Ｑ４，Ｑ５及び高電圧電源１が第３の回路
に相当する。
【００２１】以上は従来と同様であり、本発明では以下
に述べるような特徴的構成を備えている。微弱電流回路
として、保持用ハイサイド側スイッチング素子Ｑ２と並
列に抵抗Ｒ１が設けられ、また、開弁及び保持用ローサ
イド側スイッチング素子Ｑ３と並列に抵抗Ｒ２，Ｒ３の
直列回路が設けられている。ＺＤ１は抵抗Ｒ３と並列に
設けたツェナーダイオードである。
に述べるような特徴的構成を備えている。微弱電流回路
として、保持用ハイサイド側スイッチング素子Ｑ２と並
列に抵抗Ｒ１が設けられ、また、開弁及び保持用ローサ
イド側スイッチング素子Ｑ３と並列に抵抗Ｒ２，Ｒ３の
直列回路が設けられている。ＺＤ１は抵抗Ｒ３と並列に
設けたツェナーダイオードである。
【００２２】また、断線検出回路として、比較器７が設
けられ、その一方の入力端子には、抵抗Ｒ３の端子電圧
Ｖ１が入力されている。そして、低電圧電源２の電圧を
分圧して、基準電圧を得るべく、抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列
回路が設けられている。ＺＤ２は抵抗Ｒ５と並列に設け
たツェナーダイオードである。そして、比較器７の他方
の入力端子には、基準電圧として抵抗Ｒ５の端子電圧Ｖ
２が入力されている。これにより、比較器７はＶ１＞Ｖ
２のときにＨレベルの信号を出力し、Ｖ１＜Ｖ２のとき
に断線検出信号としてＬレベルの信号を出力するように
なっている。
けられ、その一方の入力端子には、抵抗Ｒ３の端子電圧
Ｖ１が入力されている。そして、低電圧電源２の電圧を
分圧して、基準電圧を得るべく、抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列
回路が設けられている。ＺＤ２は抵抗Ｒ５と並列に設け
たツェナーダイオードである。そして、比較器７の他方
の入力端子には、基準電圧として抵抗Ｒ５の端子電圧Ｖ
２が入力されている。これにより、比較器７はＶ１＞Ｖ
２のときにＨレベルの信号を出力し、Ｖ１＜Ｖ２のとき
に断線検出信号としてＬレベルの信号を出力するように
なっている。
【００２３】更に、駆動禁止回路として、開弁用駆動部
４、保持用駆動部５、閉弁用駆動部６及びスイッチング
素子Ｑ３への噴射パルス信号の入力ラインに、ゲート部
８が設けられている。このゲート部８は通常状態（比較
器７の出力がＨレベル）では導通状態となり、比較器７
からのＬレベルの信号（断線検出信号）により遮断状態
となるようになっている。
４、保持用駆動部５、閉弁用駆動部６及びスイッチング
素子Ｑ３への噴射パルス信号の入力ラインに、ゲート部
８が設けられている。このゲート部８は通常状態（比較
器７の出力がＨレベル）では導通状態となり、比較器７
からのＬレベルの信号（断線検出信号）により遮断状態
となるようになっている。
【００２４】このゲート部８は、具体的には、図４に示
すように、フリップフロップ８−１と、ワンショットマ
ルチバイブレータ８−２とより構成されている。次に作
用を説明するが、先ず図２及び図３をあわせて参照しつ
つ基本動作について説明する。尚、図３では基本動作に
必要な回路部品のみ示し、本発明の特徴的構成について
は省略してある。
すように、フリップフロップ８−１と、ワンショットマ
ルチバイブレータ８−２とより構成されている。次に作
用を説明するが、先ず図２及び図３をあわせて参照しつ
つ基本動作について説明する。尚、図３では基本動作に
必要な回路部品のみ示し、本発明の特徴的構成について
は省略してある。
【００２５】噴射パルス信号が発生せず、入力がＬレベ
ルにあるときは、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉
弁用駆動部６のいずれも作動せず、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５は全てＯＦＦの状態であり、燃料噴射弁のソレ
ノイド３には後述するごとく微弱電流回路により動作し
ない程度の微弱電流が流れるだけで、閉弁状態に保たれ
る。
ルにあるときは、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉
弁用駆動部６のいずれも作動せず、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５は全てＯＦＦの状態であり、燃料噴射弁のソレ
ノイド３には後述するごとく微弱電流回路により動作し
ない程度の微弱電流が流れるだけで、閉弁状態に保たれ
る。
【００２６】ここで、図２(a) に示すように噴射パルス
信号が発生して、入力がＬレベルからＨレベルに立上が
ると、先ず開弁用駆動部４が噴射パルス信号の立上がり
のエッジを捉え、図２(b) に示すように噴射パルス信号
の立上がりから一定時間幅Ｔ１のパルスを出力して、ス
イッチング素子Ｑ１をＯＮにする。一方、図２(d) に示
すように噴射パルス信号がそのままスイッチング素子Ｑ
３に与えられてこれをＯＮにする。この結果、高電圧電
源１の高電圧が燃料噴射弁のソレノイド３に印加され、
図３(a) の矢印に示すような電流が流れて、高電圧ゆえ
電流が急速に立上がり、速やかに開弁する。但し、高電
圧電源１内のコンデンサに充電していた電荷が放電する
と、電流は徐々に下がる。
信号が発生して、入力がＬレベルからＨレベルに立上が
ると、先ず開弁用駆動部４が噴射パルス信号の立上がり
のエッジを捉え、図２(b) に示すように噴射パルス信号
の立上がりから一定時間幅Ｔ１のパルスを出力して、ス
イッチング素子Ｑ１をＯＮにする。一方、図２(d) に示
すように噴射パルス信号がそのままスイッチング素子Ｑ
３に与えられてこれをＯＮにする。この結果、高電圧電
源１の高電圧が燃料噴射弁のソレノイド３に印加され、
図３(a) の矢印に示すような電流が流れて、高電圧ゆえ
電流が急速に立上がり、速やかに開弁する。但し、高電
圧電源１内のコンデンサに充電していた電荷が放電する
と、電流は徐々に下がる。
【００２７】時間Ｔ１の後、スイッチング素子Ｑ１がＯ
ＦＦすると、保持用駆動部５が図２(c) に示すようにス
イッチング素子Ｑ２を高速でＯＮ・ＯＦＦする。このた
め、燃料噴射弁のソレノイド３には、スイッチング素子
Ｑ２のＯＮ時には低電圧電源２により図３(b) の矢印で
示す経路で増大しながら、またスイッチング素子Ｑ２の
ＯＦＦ時には図３(c) の矢印で示す経路で減少しなが
ら、それぞれ電流が流れて、開弁状態が保持される。こ
のときの保持用駆動部５からのパルスのＯＮ−ＯＦＦ周
期は、ソレノイド３を流れる電流の大きさが一旦開弁状
態になったソレノイド３をその状態で保持しておくに充
分な値になるように設定されている。
ＦＦすると、保持用駆動部５が図２(c) に示すようにス
イッチング素子Ｑ２を高速でＯＮ・ＯＦＦする。このた
め、燃料噴射弁のソレノイド３には、スイッチング素子
Ｑ２のＯＮ時には低電圧電源２により図３(b) の矢印で
示す経路で増大しながら、またスイッチング素子Ｑ２の
ＯＦＦ時には図３(c) の矢印で示す経路で減少しなが
ら、それぞれ電流が流れて、開弁状態が保持される。こ
のときの保持用駆動部５からのパルスのＯＮ−ＯＦＦ周
期は、ソレノイド３を流れる電流の大きさが一旦開弁状
態になったソレノイド３をその状態で保持しておくに充
分な値になるように設定されている。
【００２８】その後、噴射パルス信号がＨレベルからＬ
レベルになると、保持用駆動部５はパルスの出力を止め
て、スイッチング素子Ｑ２を完全にＯＦＦにし、また、
スイッチング素子Ｑ３も噴射パルス信号がＬレベルにな
るためＯＦＦに転じる。同時に、今度は、閉弁用駆動部
６が噴射パルス信号の立下がりのエッジを捉え、図２
(e),(f) に示すように噴射パルス信号の立下がりから一
定時間幅Ｔ２のパルスを出力して、スイッチング素子Ｑ
４，Ｑ５をＯＮにする。このため、燃料噴射弁のソレノ
イド３には、時間Ｔ２の間、高電圧電源１の高電圧が逆
方向に印加され、図３(d) の矢印に示すように、これま
でとは逆向きの電流が流れることになる。この作用によ
り、ソレノイド３の磁束の減少、すなわち消磁が早めら
れ、閉弁の応答性を高めている。
レベルになると、保持用駆動部５はパルスの出力を止め
て、スイッチング素子Ｑ２を完全にＯＦＦにし、また、
スイッチング素子Ｑ３も噴射パルス信号がＬレベルにな
るためＯＦＦに転じる。同時に、今度は、閉弁用駆動部
６が噴射パルス信号の立下がりのエッジを捉え、図２
(e),(f) に示すように噴射パルス信号の立下がりから一
定時間幅Ｔ２のパルスを出力して、スイッチング素子Ｑ
４，Ｑ５をＯＮにする。このため、燃料噴射弁のソレノ
イド３には、時間Ｔ２の間、高電圧電源１の高電圧が逆
方向に印加され、図３(d) の矢印に示すように、これま
でとは逆向きの電流が流れることになる。この作用によ
り、ソレノイド３の磁束の減少、すなわち消磁が早めら
れ、閉弁の応答性を高めている。
【００２９】これらの動作による燃料噴射弁のソレノイ
ド３への電圧波形を図２(g) に、電流波形を図２(h) に
示している。次に本発明の特徴的構成による作用につい
て説明する。最初に駆動回路と燃料噴射弁との間のコネ
クタの外れを含む断線がない通常の場合について説明す
る。
ド３への電圧波形を図２(g) に、電流波形を図２(h) に
示している。次に本発明の特徴的構成による作用につい
て説明する。最初に駆動回路と燃料噴射弁との間のコネ
クタの外れを含む断線がない通常の場合について説明す
る。
【００３０】噴射パルス信号が発生せず、入力がＬレベ
ルにあるときは、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉
弁用駆動部６のいずれも作動せず、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５は全てＯＦＦの状態であるが、低電圧電源２か
ら抵抗Ｒ１、ダイオードＤ２、ソレノイド３、抵抗Ｒ
２、Ｒ３を通る回路（微弱電流回路）が構成されるた
め、低電圧電源２の電圧をＶＢとすると、ソレノイド３
には次式で表されるＩ1 （Ａ）なる電流が流る。
ルにあるときは、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉
弁用駆動部６のいずれも作動せず、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５は全てＯＦＦの状態であるが、低電圧電源２か
ら抵抗Ｒ１、ダイオードＤ２、ソレノイド３、抵抗Ｒ
２、Ｒ３を通る回路（微弱電流回路）が構成されるた
め、低電圧電源２の電圧をＶＢとすると、ソレノイド３
には次式で表されるＩ1 （Ａ）なる電流が流る。
【００３１】Ｉ1 ＝ＶＢ／（Ｒ１＋Ｒｃ＋Ｒ２＋Ｒ３） このとき、Ｉ1 がソレノイド３が動作する電流値よりも
充分小さい値となるように、Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は充分
大きく設定されている。また、このときの抵抗Ｒ３の端
子電圧、すなわち比較器７の一方の入力電圧Ｖ１は、次
式により表される。
充分小さい値となるように、Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は充分
大きく設定されている。また、このときの抵抗Ｒ３の端
子電圧、すなわち比較器７の一方の入力電圧Ｖ１は、次
式により表される。
【００３２】Ｖ１＝Ｒ３×Ｉ1 ＝Ｒ３×ＶＢ／（Ｒ１＋
Ｒｃ＋Ｒ２＋Ｒ３） 一方、比較器７の他方の入力電圧Ｖ２は、次式により表
される。 Ｖ２＝ＶＢ×Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５） よって、 Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒｃ＋Ｒ２＋Ｒ３）＞Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ
５） となるように、Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値を設定しておけば、
常にＶ１＞Ｖ２の関係になる。
Ｒｃ＋Ｒ２＋Ｒ３） 一方、比較器７の他方の入力電圧Ｖ２は、次式により表
される。 Ｖ２＝ＶＢ×Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５） よって、 Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒｃ＋Ｒ２＋Ｒ３）＞Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ
５） となるように、Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値を設定しておけば、
常にＶ１＞Ｖ２の関係になる。
【００３３】比較器７は上記のようなＶ１＞Ｖ２のとき
にＨレベルの信号を出力するようになっているので、こ
の場合は、Ｈレベルの信号をゲート部８へ出力する。次
に駆動回路と燃料噴射弁との間のコネクタの外れを含む
断線がある場合について考える。ここで、駆動回路と燃
料噴射弁とを接続するコネクタは電気的には図１の回路
図上の点Ａ，Ｂで表せる。今どちらか一方あるいは両方
の点で回路が切断されたとすると、比較器７の一方の入
力電圧Ｖ１は０となり、他方の入力電圧Ｖ２に変化はな
いため、Ｖ１＜Ｖ２となる。すると、比較器７の出力は
先程とは逆にＬレベルとなる。
にＨレベルの信号を出力するようになっているので、こ
の場合は、Ｈレベルの信号をゲート部８へ出力する。次
に駆動回路と燃料噴射弁との間のコネクタの外れを含む
断線がある場合について考える。ここで、駆動回路と燃
料噴射弁とを接続するコネクタは電気的には図１の回路
図上の点Ａ，Ｂで表せる。今どちらか一方あるいは両方
の点で回路が切断されたとすると、比較器７の一方の入
力電圧Ｖ１は０となり、他方の入力電圧Ｖ２に変化はな
いため、Ｖ１＜Ｖ２となる。すると、比較器７の出力は
先程とは逆にＬレベルとなる。
【００３４】すなわち、比較器７は駆動回路と燃料噴射
弁との接続に異常がなければＨレベルの信号を出力する
が、コネクタ外れ等により切断箇所があると、断線検出
信号としてＬレベルの信号を出力して、ゲート部８に送
るのである。ゲート部８は、図４に示すように、フリッ
プフロップ８−１とワンショットマルチバイブレータ８
−２とで構成されている。
弁との接続に異常がなければＨレベルの信号を出力する
が、コネクタ外れ等により切断箇所があると、断線検出
信号としてＬレベルの信号を出力して、ゲート部８に送
るのである。ゲート部８は、図４に示すように、フリッ
プフロップ８−１とワンショットマルチバイブレータ８
−２とで構成されている。
【００３５】フリップフロップ８−１は、クロック端子
（Ｃ端子）の信号の立上がり時にデータ端子（Ｄ端子）
の値を出力端子（Ｑ端子）に反映させる機能を有する。
そして、クロック端子（Ｃ端子）に噴射パルス信号を入
力し、データ端子（Ｄ端子）に比較器７からの信号を入
力し、出力端子（Ｑ端子）を開弁用駆動部４、保持用駆
動部５、閉弁用駆動部６及びスイッチング素子Ｑ３に接
続してある。
（Ｃ端子）の信号の立上がり時にデータ端子（Ｄ端子）
の値を出力端子（Ｑ端子）に反映させる機能を有する。
そして、クロック端子（Ｃ端子）に噴射パルス信号を入
力し、データ端子（Ｄ端子）に比較器７からの信号を入
力し、出力端子（Ｑ端子）を開弁用駆動部４、保持用駆
動部５、閉弁用駆動部６及びスイッチング素子Ｑ３に接
続してある。
【００３６】一方、ワンショットマルチバイブレータ８
−２は、噴射パルス信号を入力し、その立下がりを捉え
て、立下がりのタイミングからある決まった時間幅のパ
ルスを出力するように設定してある。そして、その出力
はフリップフロップ８−２のリセット端子（Ｒ端子）に
接続されている。フリップフロップ８−１は、そのリセ
ット端子（Ｒ端子）にＨレベルの信号が入ると、出力端
子（Ｑ端子）が強制的にＬレベルになる。
−２は、噴射パルス信号を入力し、その立下がりを捉え
て、立下がりのタイミングからある決まった時間幅のパ
ルスを出力するように設定してある。そして、その出力
はフリップフロップ８−２のリセット端子（Ｒ端子）に
接続されている。フリップフロップ８−１は、そのリセ
ット端子（Ｒ端子）にＨレベルの信号が入ると、出力端
子（Ｑ端子）が強制的にＬレベルになる。
【００３７】これらの作用により、図５に示すように、
噴射パルス信号が入力されて、フリップフロップ８−１
のクロック端子（Ｃ端子）がＬレベルからＨレベルにな
ったときに、比較器７からの信号（Ｄ端子）が正常な接
続状態を示すＨレベルになっていれば、フリップフロッ
プ８−１の出力端子（Ｑ端子）はＨレベルとなり、その
後、噴射パルス信号の立下がりにより、クロック端子
（Ｃ端子）がＨレベルからＬレベルになったときに、ワ
ンショットマルチバイブレータ８−２からのパルスがリ
セット端子（Ｒ端子）に入ることによりクリアされる
と、フリップフロップ８−１の出力端子（Ｑ端子）がＬ
レベルになる。よって、この場合には、噴射パルス信号
がそのまま後段へ（Ｃ端子からＱ端子へ）伝達されるの
である。
噴射パルス信号が入力されて、フリップフロップ８−１
のクロック端子（Ｃ端子）がＬレベルからＨレベルにな
ったときに、比較器７からの信号（Ｄ端子）が正常な接
続状態を示すＨレベルになっていれば、フリップフロッ
プ８−１の出力端子（Ｑ端子）はＨレベルとなり、その
後、噴射パルス信号の立下がりにより、クロック端子
（Ｃ端子）がＨレベルからＬレベルになったときに、ワ
ンショットマルチバイブレータ８−２からのパルスがリ
セット端子（Ｒ端子）に入ることによりクリアされる
と、フリップフロップ８−１の出力端子（Ｑ端子）がＬ
レベルになる。よって、この場合には、噴射パルス信号
がそのまま後段へ（Ｃ端子からＱ端子へ）伝達されるの
である。
【００３８】一方、噴射パルス信号が入力されて、フリ
ップフロップ８−１のクロック端子（Ｃ端子）がＬレベ
ルからＨレベルになったときに、比較器７からの信号が
断線検出信号であることを示すＬレベルであった場合に
は、フリップフロップ８−１の出力端子（Ｑ端子）はＬ
レベルのままで、それは噴射パルス信号の立下がりによ
っても変化しない。よって、この場合には、噴射パルス
信号が後段へ（Ｃ端子からＱ端子へ）へ伝達されること
はない。
ップフロップ８−１のクロック端子（Ｃ端子）がＬレベ
ルからＨレベルになったときに、比較器７からの信号が
断線検出信号であることを示すＬレベルであった場合に
は、フリップフロップ８−１の出力端子（Ｑ端子）はＬ
レベルのままで、それは噴射パルス信号の立下がりによ
っても変化しない。よって、この場合には、噴射パルス
信号が後段へ（Ｃ端子からＱ端子へ）へ伝達されること
はない。
【００３９】尚、図５中のＰは断線を生じたタイミング
を示している。以上により、コネクタ外れ等により切断
箇所があると、ゲート部８にて噴射パルス信号の伝達が
遮断され、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉弁用駆
動部６が作動することはないので、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５が全てＯＦＦ状態に保たれ、コネクタ部に露出
する電圧は、微弱電流用の極低電圧となり、安全なもの
となる。
を示している。以上により、コネクタ外れ等により切断
箇所があると、ゲート部８にて噴射パルス信号の伝達が
遮断され、開弁用駆動部４、保持用駆動部５、閉弁用駆
動部６が作動することはないので、スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ５が全てＯＦＦ状態に保たれ、コネクタ部に露出
する電圧は、微弱電流用の極低電圧となり、安全なもの
となる。
【図１】 本発明の一実施例を示す駆動回路の回路構成
図
図
【図２】 同上の駆動回路の信号波形図
【図３】 同上の駆動回路の電流の流れ方向の変化を示
す図
す図
【図４】 ゲート部の回路構成図
【図５】 ゲート部の信号波形図
１ 高電圧電源 ２ 低電圧電源 ３ 燃料噴射弁のソレノイド ４ 開弁用駆動部 ５ 保持用駆動部 ６ 閉弁用駆動部 ７ 比較器 ８ ゲート部 ８−１ フリップフロップ ８−２ ワンショットマルチバイブレータ Ｑ１〜Ｑ５ スイッチング素子 Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード ＺＤ１，ＺＤ２ ツェナーダイオード Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】外部信号源からの駆動と非駆動とを切換指
令する信号に基づいて、その信号が駆動を指令している
ときに、電磁アクチュエータに所定の駆動用電流を流す
電磁アクチュエータ駆動回路において、 外部信号源からの信号が非駆動を指令しているときに、
電磁アクチュエータにこれが動作しない程度の微弱電流
を流す微弱電流回路と、 この微弱電流回路上の電流の有無に基づいて該回路の断
線の有無を検出する断線検出回路と、 この断線検出回路による断線検出時に、外部信号源から
の信号が駆動を指令しても電磁アクチュエータに駆動用
電流を流すことを禁止する駆動禁止回路と、 を設けたことを特徴とする電磁アクチュエータ駆動回
路。 - 【請求項２】前記電磁アクチュエータは、自動車用エン
ジンの燃料噴射弁内のソレノイドであり、 その駆動回路は、外部信号源からの噴射パルス信号の立
上がりによる燃料噴射弁の開弁動作時にソレノイドに高
電圧を印加する第１の回路と、噴射パルス信号の立上が
り後の燃料噴射弁の開弁状態保持時にソレノイドに低電
圧を印加する第２の回路と、噴射パルス信号の立下がり
による燃料噴射弁の閉弁動作時にソレノイドに開弁動作
時とは逆方向に高電圧を印加する第３の回路と、を有
し、 前記微弱電流回路は、噴射パルス信号の非発生時に、ソ
レノイドにこれが動作しない程度の微弱電流を流すよう
に構成され、前記断線検出回路は、微弱電流回路上の電
流の有無に基づいて該回路の断線の有無を検出するよう
に構成され、前記駆動禁止回路は、断線検出回路による
断線検出時に、噴射パルス信号が発生してもソレノイド
に駆動用電流を流すことを禁止するように構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ
駆動回路 - 【請求項３】前記断線検出回路は、微弱電流回路におけ
るソレノイド下流の抵抗の端子電圧と予め定めた基準電
圧とを比較する比較器により構成されることを特徴とす
る請求項２記載の電磁アクチュエータ駆動回路。 - 【請求項４】前記駆動禁止回路は、外部信号源からの噴
射パルス信号の伝達路に設けたゲート部により構成され
ることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の電磁ア
クチュエータ駆動回路。 - 【請求項５】前記ゲート部は、クロック端子に噴射パル
ス信号が入力され、データ端子に断線検出信号が入力さ
れるフリップフロップと、噴射パルス信号の立下がりに
よりフリップフロップをリセットするワンショットマル
チバイブレータとにより構成されることを特徴とする請
求項４記載の電磁アクチュエータ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050269A JPH09242589A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電磁アクチュエータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050269A JPH09242589A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電磁アクチュエータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09242589A true JPH09242589A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12854247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8050269A Pending JPH09242589A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電磁アクチュエータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09242589A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030038518A (ko) * | 2001-11-09 | 2003-05-16 | 가부시키가이샤 봇슈오토모티브시스템 | 밸브 구동용 액추에이터 구동 타이밍 조정 회로, 인젝터및 연료 분사 장치 |
| US6785106B2 (en) | 2001-01-16 | 2004-08-31 | Denso Corporation | Integrate circuit device |
| CN104819062A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-08-05 | 王超军 | 喷油器双电源双边驱动钳压续流电路模块 |
| JP2015191974A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 新電元工業株式会社 | 駆動制御装置及び故障検知方法 |
| US9603505B2 (en) | 2014-06-20 | 2017-03-28 | Olympus Corporation | Actuator control apparatus |
| CN112431739A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-03-02 | 合肥大展智能科技有限公司 | 一种真空供气系统 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP8050269A patent/JPH09242589A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785106B2 (en) | 2001-01-16 | 2004-08-31 | Denso Corporation | Integrate circuit device |
| KR20030038518A (ko) * | 2001-11-09 | 2003-05-16 | 가부시키가이샤 봇슈오토모티브시스템 | 밸브 구동용 액추에이터 구동 타이밍 조정 회로, 인젝터및 연료 분사 장치 |
| JP2015191974A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 新電元工業株式会社 | 駆動制御装置及び故障検知方法 |
| US9603505B2 (en) | 2014-06-20 | 2017-03-28 | Olympus Corporation | Actuator control apparatus |
| CN104819062A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-08-05 | 王超军 | 喷油器双电源双边驱动钳压续流电路模块 |
| CN112431739A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-03-02 | 合肥大展智能科技有限公司 | 一种真空供气系统 |
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