KR20010029340A - Solenoid valve driving circuit of fuel injection apparatus using high power - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A driving circuit of a solenoid valve is provided to secure stable driving of a solenoid valve by making uniform the peak currents flowing in a solenoid valve regardless of voltage change of a battery. CONSTITUTION: A solenoid valve driving circuit comprises: a capacitor(C1) charging the voltage supplied from a battery(VBB) with a uniform high voltage by a first transistor driven by a PWM(Pulse Width Modulation) signal; a second transistor(TR2) driven by the control of a control signal generating unit at an early stage of solenoid valve(SV) driving, and discharging the charge voltage of the capacitor to the solenoid valve; a third transistor(TR3) driven reverse to the second transistor, and providing the output voltage of the battery as a driving voltage of the solenoid valve; and a fourth transistor(TR4) driven by the solenoid driving signal of the control signal generating unit, and controlling the opening of the solenoid valve opened for the injection of fuel. The fourth transistor is driven by the PWM waveform outputted from the control signal generating unit to keep the open state of the solenoid valve. As the voltage outputted from the battery flows through the solenoid valve and the fourth transistor, the minimum current flows in the solenoid valve. Therefore, opening and shutoff time of the solenoid valve is kept uniform and fuel injection time is controlled accurately.

Description

고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로{Solenoid valve driving circuit of fuel injection apparatus using high power}Solenoid valve driving circuit of fuel injection apparatus using high power

본 발명은 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 배터리의 전압변동에 관계없이 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 일정하게 유지하여 저전압에서도 솔레노이드 밸브의 안정적인 구동을 유지할 수 있도록 하는 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a solenoid valve driving circuit of a fuel injector caused by a high voltage, and more particularly, to maintain a stable driving of a solenoid valve even at a low voltage by maintaining a constant current flowing in a solenoid valve regardless of a voltage variation of a vehicle battery. It relates to a solenoid valve driving circuit of a fuel injector by a high voltage.

차량용 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 구동방식은 처음에 솔레노이드 밸브에 많은 전류를 흘려 솔레노이드 밸브가 빨리 열리도록 하였다가 솔레노이드 밸브가 열린 후로부터 열린 솔레노이드 밸브를 유지할 수 있도록 일정한 유지전류를 흘려 준다. 종래에는 차량의 배터리 전압을 일정기간 직접 솔레노이드 밸브에 인가한 후 1차 PWM신호와 2차 PWM신호로 구동하기 때문에 배터리 전압이 내려 갔을 경우 도1a나 도1b에서와 같이 피크 전류치(peak current value)까지 전류가 증가한다.The solenoid valve driving method of the vehicle fuel injector initially flows a large amount of current through the solenoid valve, causing the solenoid valve to open quickly, and then a constant holding current to maintain the open solenoid valve from after the solenoid valve opens. . Conventionally, since the battery voltage of the vehicle is directly applied to the solenoid valve for a predetermined period of time, the vehicle is driven by the primary PWM signal and the secondary PWM signal. Until the current increases.

특히, 도1a에서와 같이 정상 전압에 의해 피크 전류치까지 올라가는 데 걸리는 시간(ta)보다 도1b에서와 같이 저전압에 의해 피크 전류치까지 올라가는 데 걸리는 시간(tb)이 긴 경우 솔레노이드 밸브가 열리는 데 걸리는 시간이 길어져 연료 분사시기를 정확하게 제어하기 어렵다는 결점이 있다.In particular, the time taken to open the solenoid valve when the time taken to rise to the peak current value by the low voltage as shown in FIG. 1B is longer than the time ta to rise to the peak current value by the normal voltage as shown in FIG. 1A. This drawback has the disadvantage that it is difficult to accurately control the fuel injection timing.

본 발명의 목적은, 배터리 전압을 일단 커패시터에 일정한 고전압으로 충전하였다가 이 전압의 방전에 의해 솔레노이드 밸브의 초기 구동을 제어하여 배터리의 전압 변동에 관계없이 솔레노이드 밸브에 흐르는 피크 전류를 일정하게 할 수 있어 안정된 솔레노이드 밸브의 구동을 보장할 수 있도록 하는 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to charge a battery voltage to a capacitor at a constant high voltage, and then control the initial operation of the solenoid valve by discharging this voltage to make the peak current flowing through the solenoid valve constant regardless of the voltage variation of the battery. The present invention provides a solenoid valve driving circuit of a fuel injector by a high voltage that can ensure the driving of a stable solenoid valve.

도1a, 도1b는 종래 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로의 동작에 따른 솔레노이드 밸브 구동신호를 나타낸 타임챠트이다.1A and 1B are time charts showing a solenoid valve driving signal according to an operation of a solenoid valve driving circuit of a conventional fuel injector.

도2는 본 발명에 따른 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a solenoid valve driving circuit of a high voltage fuel injection device according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로의 각 부분에서 검출되는 파형을 도시한 타임챠트이다.Fig. 3 is a time chart showing waveforms detected at each part of the solenoid valve driving circuit of the fuel injection device according to the high voltage according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

1 : 제어신호 발생부 SV : 솔레노이드 밸브1: control signal generator SV: solenoid valve

TR1∼TR4 : 트랜지스터 D1∼D4 : 다이오드TR1-TR4: Transistor D1-D4: Diode

C1 : 커패시터 R : 저항C1: Capacitor R: Resistor

VBB: 배터리 D5 : 제너 다이오드V BB : Battery D5: Zener Diode

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로는, 연료 분사장치에 구비된 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하도록 구성된 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로에 있어서, PWM신호로 구동되는 제1트랜지스터에 의해 배터리로부터 공급되는 전압을 일정한 고전압으로 충전하는 커패시터; 솔레노이드 밸브의 구동 초기 제어신호 발생부의 제어로 구동되어 커패시터의 충전전압을 솔레노이드 밸브에 고전압으로 방전하는 제2트랜지스터; 상기 제어신호 발생부의 제어로 상기 제2트랜지스터와 역구동되어 배터리의 출력전압을 솔레노이드 밸브의 구동전압으로 제공하는 제3트랜지스터; 및 상기 제어신호 발생부의 솔레노이드 구동신호에 의해 구동되어 연료 분사를 위해 열린 솔레노이드 밸브의 열린 상태를 조절하는 제4트랜지스터가 구비되는 것을 특징으로 한다.The solenoid valve driving circuit of the high-voltage fuel injector according to the present invention for achieving the above object, in the solenoid valve driving circuit of the fuel injector configured to control the opening and closing of the solenoid valve provided in the fuel injector A capacitor configured to charge the voltage supplied from the battery to the constant high voltage by the first transistor driven by the PWM signal; A second transistor driven by the control of the initial control signal generator of the solenoid valve to discharge the charging voltage of the capacitor to the solenoid valve at a high voltage; A third transistor which is driven back with the second transistor under the control of the control signal generator to provide an output voltage of the battery as a driving voltage of the solenoid valve; And a fourth transistor which is driven by the solenoid driving signal of the control signal generator and adjusts an open state of the solenoid valve opened for fuel injection.

상기 솔레노이드 밸브의 일단에 연결되어 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 제어신호 발생부에 피드백시켜 제2 내지 제4트랜지스터의 구동상태를 결정할 수 있도록 하는 저항이 더 구비될 수 있다.A resistance connected to one end of the solenoid valve may be further provided to sense a current flowing through the solenoid valve to feed back to the control signal generator so as to determine a driving state of the second to fourth transistors.

상기 솔레노이드 밸브의 구동전원 차단시 솔레노이드 밸브의 코일(coil)에서 발생되는 유기전압을 제어 다이오드와 저항을 통해 접지로 전류가 흐르게 하므로서 높은 유기전압에 의해 제4트랜지스터가 파괴되는 것을 막기 위해 전단에 제너 다이오드(zener diode)와 저항이 접속될 수 있다.When the driving power of the solenoid valve is cut off, the zener at the front end is prevented from destroying the fourth transistor by the high induced voltage by allowing the induced voltage generated in the coil of the solenoid valve to flow to the ground through the control diode and the resistor. Zener diodes and resistors may be connected.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 예시도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration according to an embodiment of the present invention in more detail with an example drawing as follows.

본 발명은 도2에 도시한 것처럼, 차량용 배터리(VBB)와 PWM신호(Pulse Width Modulation signal)에 의해 구동되는 트랜지스터(TR1) 및 솔레노이드 밸브(SV)의 구동전 배터리(VBB)의 출력전압을 충전하는 커패시터(C1)가 각각 병렬로 접속되어 있다. 여기서, 배터리(VBB)와 커패시터(C1) 간에는 커패시터(C1)의 충전전압 방전시 방전전압이 배터리(VBB) 쪽으로 흐르는 것을 방지하기 위한 다이오드(D1)가 접속되어 있다.According to the present invention, as shown in FIG. 2, the output voltage of the battery V BB before driving the transistor TR1 and the solenoid valve SV driven by the vehicle battery V BB and the pulse width modulation signal is PWM. Capacitors C1 for charging N are connected in parallel, respectively. Here, a diode D1 is connected between the battery V BB and the capacitor C1 to prevent the discharge voltage from flowing toward the battery V BB when the charging voltage of the capacitor C1 is discharged.

커패시터(C1)의 일단은 제어신호 발생부(1)의 고전압 방전신호에 의해 구동되는 트랜지스터(TR2)를 통해 솔레노이드 밸브(SV)의 일측에 연결되어 있고, 이 솔레노이드 밸브(SV)의 타측에는 제어신호 발생부(1)의 솔레노이드 구동신호에 의해 구동되는 트랜지스터(TR4)가 접속되어 있으며, 이 트랜지스터(TR4)의 다른 쪽에는 저항(R)을 통해 접지되어 있다.One end of the capacitor C1 is connected to one side of the solenoid valve SV through the transistor TR2 driven by the high voltage discharge signal of the control signal generator 1, and the other side of the solenoid valve SV is controlled. The transistor TR4 driven by the solenoid drive signal of the signal generator 1 is connected, and the other end of the transistor TR4 is grounded through the resistor R.

그리고, 이 트랜지스터(TR4)의 전단에는 제너 다이오드(D5)가 접속되어 있으며, 이 트랜지스터(TR4)의 일측에는 솔레노이드 밸브(SV)에 흐르는 전류를 센싱하여 제어신호 발생부(1)에 피드백(feed back)시킬 수 있도록 연결되어 있다.A zener diode D5 is connected to the front end of the transistor TR4, and a current flowing through the solenoid valve SV is sensed on one side of the transistor TR4 to feed back to the control signal generator 1. connected back).

또한, 배터리(VBB)와 솔레노이드 밸브(SV) 간에는 제어신호 발생부(1)의 제어로 트랜지스터(TR2)와 역구동되어 배터리(VBB)의 출력전압을 솔레노이드 밸브(SV)에 제공하는 트랜지스터(TR3)가 접속되어 있다. 이 트랜지스터(TR3)와 솔레노이드 밸브(SV)의 접속점에는 접지에 연결된 다이오드(D4)가 접속되어 있다.In addition, between the battery V BB and the solenoid valve SV, the transistor is driven back to the transistor TR2 under the control of the control signal generator 1 to provide the output voltage of the battery V BB to the solenoid valve SV. (TR3) is connected. The diode D4 connected to the ground is connected to the connection point of the transistor TR3 and the solenoid valve SV.

도면중 미설명된 D2와 D3은 솔레노이드 밸브(SV)에 제공되는 전압이 역방향으로 흐르는 것을 차단하는 다이오드이다.D2 and D3, which are not described in the drawing, are diodes for blocking the voltage provided to the solenoid valve SV from flowing in the reverse direction.

이와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같이 동작한다.The present invention configured as described above operates as follows.

먼저, 솔레노이드 밸브(SV)가 구동되지 않는 동안 도3의 (a)와 같은 PWM신호에 의한 트랜지스터(TR1)의 PWM 스위칭에 의해 배터리(VBB)로부터 출력되는 전압이 커패시터(C1)에 도3의 (b)와 같이 일정레벨의 고전압으로 충전된다.First, while the solenoid valve SV is not driven, the voltage output from the battery V BB by the PWM switching of the transistor TR1 by the PWM signal as shown in FIG. As shown in (b), the battery is charged at a high level at a constant level.

이렇게 커패시터(C1)에 일정레벨의 고전압이 충전된 상태에서 미도시된 ECU (Engine Control Unit)로부터 도3의 (c)와 같은 분사신호가 입력되면, 제어신호 발생부(1)는 도3의 (d)와 (f)와 같이 고전압 방전신호와 솔레노이드 구동신호를 생성하여 트랜지스터(TR2)와 트랜지스터(TR4)의 베이스에 각각 공급한다.When the injection signal as shown in FIG. As shown in (d) and (f), a high voltage discharge signal and a solenoid driving signal are generated and supplied to the bases of the transistors TR2 and TR4, respectively.

이렇게 공급되는 고전압 방전신호와 솔레노이드 구동신호에 의해 트랜지스터(TR2)와 트랜지스터(TR4)가 "턴온"되면서 솔레노이드 밸브(SV)에는 도3의 (g)와 같은 파형의 전류가 흐른다. 특히, 솔레노이드 밸브(SV)에 소정시간 동안 흐르는 전류는 도3의 (g)에서와 같이 포물선을 그리면서 증가하였다가 감소하게 된다. 그리고, 솔레노이드 밸브(SV)에 흐르는 전류는 저항(R)에 의해 센싱되어 제어신호 발생부(1)로 피드백된다.The transistors TR2 and TR4 are "turned on" by the high voltage discharge signal and the solenoid driving signal supplied as described above, and the solenoid valve SV flows in a waveform as shown in FIG. In particular, the current flowing through the solenoid valve SV for a predetermined time increases and decreases while drawing a parabola as shown in FIG. The current flowing through the solenoid valve SV is sensed by the resistor R and fed back to the control signal generator 1.

저항(R)을 통해 솔레노이드 밸브(SV)에 흐르는 전압을 센싱한 제어신호 발생부(1)는 이 전압이 솔레노이드 밸브(SV)의 유지전압값에 이르는 시점(t1)에 트랜지스터(TR2)에 공급되던 고전압 방전신호를 차단하고 배터리 인가신호를 생성하여 트랜지스터(TR3)의 베이스에 공급함으로써 트랜지스터(TR2)는 "턴오프"상태로 절환되고 트랜지스터(TR3)는 "턴온" 상태로 각각 절환된다.The control signal generator 1 which senses the voltage flowing through the solenoid valve SV through the resistor R is supplied to the transistor TR2 at a time t1 at which the voltage reaches the holding voltage value of the solenoid valve SV. By cutting off the high voltage discharge signal and generating a battery application signal and supplying it to the base of the transistor TR3, the transistor TR2 is switched to the "turn-off" state and the transistor TR3 is switched to the "turn-on" state, respectively.

두 개의 트랜지스터(TR2)(TR3)가 도3의 (d)와 (e)에서와 같이 서로 역구동함에 따라 커패시터(C1)에 충전되어 있던 충전전압은 더 이상 솔레노이드 밸브(SV)에 공급되지 않고, 배터리(VBB)로부터 출력되는 전압이 트랜지스터(TR3)와 다이오드(D2)를 통해 솔레노이드 밸브(SV)에 공급되고 제어신호 발생부(1)로부터 출력되는 PWM 파형의 솔레노이드 구동신호에 의해 트랜지스터(TR4)가 PWM 스위칭되어 솔레노이드 밸브(SV)는 열린 상태를 지속적으로 유지한다.As the two transistors TR2 and TR3 reversely drive each other as shown in FIGS. 3D and 3E, the charging voltage charged in the capacitor C1 is no longer supplied to the solenoid valve SV. The voltage output from the battery V BB is supplied to the solenoid valve SV through the transistor TR3 and the diode D2, and is converted by the solenoid driving signal of the PWM waveform output from the control signal generator 1. TR4) is PWM switched so that the solenoid valve (SV) remains open.

즉, 솔레노이드 밸브(SV)의 열린 상태를 유지할 수 있도록 제어신호 발생부(1)로부터 출력되는 PWM 파형에 의해 트랜지스터(TR4)가 구동되고 배터리(VBB)로부터 출력되는 전압이 솔레노이드 밸브(SV)와 구동된 트랜지스터(TR4)를 통해 접지로 흐르므로 솔레노이드 밸브(SV)에는 열린 상태를 유지할 수 있는 최소한의 전류만이 흐른다.That is, the transistor TR4 is driven by the PWM waveform output from the control signal generator 1 to maintain the open state of the solenoid valve SV, and the voltage output from the battery V BB is the solenoid valve SV. And flows to the ground through the driven transistor TR4, so that the solenoid valve SV has a minimum current that can remain open.

본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브의 개폐시간을 일정하게 유지시켜 연료 분사장치의 분사시기를 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to accurately control the injection timing of the fuel injector by keeping the opening and closing time of the solenoid valve constant.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the solenoid valve driving circuit of the fuel injection device according to the high voltage according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment is claimed in the claims Various changes may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention.

Claims (3)

연료 분사장치에 구비된 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하도록 구성된 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로에 있어서,In the solenoid valve driving circuit of the fuel injector configured to control the opening and closing of the solenoid valve provided in the fuel injector, PWM신호로 구동되는 제1트랜지스터에 의해 배터리로부터 공급되는 전압을 일정한 고전압으로 충전하는 커패시터;A capacitor which charges the voltage supplied from the battery to the constant high voltage by the first transistor driven by the PWM signal; 솔레노이드 밸브의 구동 초기 제어신호 발생부의 제어로 구동되어 커패시터의 충전전압을 솔레노이드 밸브에 고전압을 방전하는 제2트랜지스터;A second transistor driven by the control of the initial control signal generator of the solenoid valve to discharge the high voltage to the solenoid valve; 상기 제어신호 발생부의 제어로 상기 제2트랜지스터와 역구동되어 배터리의 출력전압을 솔레노이드 밸브의 구동전압으로 제공하는 제3트랜지스터; 및A third transistor which is driven back with the second transistor under the control of the control signal generator to provide an output voltage of the battery as a driving voltage of the solenoid valve; And 상기 제어신호 발생부의 솔레노이드 구동신호에 의해 구동되어 연료 분사를 위해 열린 솔레노이드 밸브의 열린 상태를 조절하는 제4트랜지스터;A fourth transistor driven by the solenoid driving signal of the control signal generator to adjust an open state of the solenoid valve opened for fuel injection; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로.Solenoid valve driving circuit of the fuel injection device according to the high voltage characterized in that it is provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔레노이드 밸브의 일단에 연결되어 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 제어신호 발생부에 피드백시켜 제2 내지 제4트랜지스터의 구동상태를 결정할 수 있도록 하는 저항이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로.A resistance connected to one end of the solenoid valve to sense a current flowing through the solenoid valve to feed back to the control signal generator to determine a driving state of the second to fourth transistors. Solenoid valve drive circuit of fuel injector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔레노이드 밸브의 구동전원 차단시 솔레노이드 밸브의 코일에서 발생되는 높은 유기전압에 의해 TR4가 파괴되는 것을 막기 위한 제너 다이오드와 저항이 TR4의 전단에 접속되는 것을 특징으로 하는 고전압에 의한 연료 분사장치의 솔레노이드 밸브 구동회로.The solenoid of the fuel injector according to the high voltage, wherein a zener diode and a resistor are connected to the front end of the TR4 to prevent the TR4 from being destroyed by the high induced voltage generated in the coil of the solenoid valve when the driving power of the solenoid valve is cut off. Valve driving circuit.
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