JP2000179391A - Solenoid valve driving device - Google Patents
Solenoid valve driving deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通電により動作し
て流体を噴射する電磁弁を駆動制御する電磁弁駆動装置
に関し、特に、駆動電流を導通，遮断するために設けら
れたスイッチング素子に、駆動電流の遮断時に印加され
るサージ電圧を制限する機能を備えた電磁弁駆動装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic valve driving device which drives an electromagnetic valve which operates by energization and injects a fluid, and more particularly to a switching element provided for conducting and cutting off a driving current. The present invention relates to a solenoid valve driving device having a function of limiting a surge voltage applied when a driving current is cut off.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、この種の電磁弁駆動装置の一
つとして、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ
（電磁弁）を駆動するインジェクタ駆動装置が知られて
いる。このインジェクタ駆動装置では、図５（ａ）に示
すように、インジェクタＩＮＪを駆動する駆動電流ＩＬ
が流れる電流経路に、スイッチング素子として例えば電
界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１００を設け、このＦＥ
Ｔ１００を、目標噴射量に応じたパルス幅を有する噴射
信号Ｆにてオン／オフ制御して電流経路を導通／遮断す
ることにより、インジェクタＩＮＪに燃料噴射を行わせ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as one of such electromagnetic valve driving devices, an injector driving device for driving an injector (electromagnetic valve) provided in each cylinder of an engine is known. In the injector driving device, as shown in FIG. 5A, a driving current IL for driving the injector INJ is used.
For example, a field effect transistor (FET) 100 is provided as a switching element in a current path through which
T100 is turned on / off by an injection signal F having a pulse width corresponding to the target injection amount to conduct / cut off the current path, thereby causing the injector INJ to perform fuel injection.
【０００３】なお、インジェクタＩＮＪ等の電磁弁が大
きなインダクタンスを有しているため、通電期間の終了
時にＦＥＴ１００が電流経路を遮断すると大きな逆起電
力が生じ、その結果、ＦＥＴ１００にはサージ電圧が印
加され、ＦＥＴ１００を破壊してしまうおそれがある。Since the solenoid valve such as the injector INJ has a large inductance, a large back electromotive force is generated when the FET 100 interrupts the current path at the end of the energization period. As a result, a surge voltage is applied to the FET 100. As a result, the FET 100 may be destroyed.
【０００４】このため、サージ電圧を吸収し、駆動電流
ＩＬを速やかに０に収束させるために、ＦＥＴ１００の
ソース・ゲート間には、ＦＥＴ１００のソースにカソー
ドが接続されたツェナーダイオード１０２ａと、ＦＥＴ
１００のゲートにカソードが接続されたダイオード１０
２ｂとをアノード同士を接続することで直列接続してな
るクランプ回路１０２が設けられている。Therefore, in order to absorb the surge voltage and quickly converge the drive current IL to 0, a Zener diode 102a having a cathode connected to the source of the FET 100 and a FET between the source and the gate of the FET 100.
Diode 10 having a cathode connected to the gate of 100
2b is connected in series by connecting anodes to each other.
【０００５】このクランプ回路１０２では、図５（ｂ）
に示すように、噴射信号ＦがHighレベルからLow レベル
に変化しＦＥＴ１００がオフしようとすると、インジェ
クタＩＮＪに生じる逆起電力によって流れ続けようとす
る駆動電流ＩＬにより、ＦＥＴのドレインには、サージ
電圧が発生する。このサージ電圧がツェナーダイオード
１０２ａのツェナー電圧Ｖｚに達すると、ツェナーダイ
オード１０２ａが導通し、ツェナーダイオード１０２
ａ，ダイオード１０２ｂを経由してＦＥＴ１００のゲー
ト電圧を持ち上げることで、ＦＥＴ１００は能動領域で
動作する。In this clamp circuit 102, FIG.
When the injection signal F changes from the high level to the low level and the FET 100 tries to turn off, the drive current IL which continues to flow by the back electromotive force generated in the injector INJ causes a surge voltage to be applied to the drain of the FET. Occurs. When this surge voltage reaches the Zener voltage Vz of the Zener diode 102a, the Zener diode 102a conducts and the Zener diode 102a becomes conductive.
a, by raising the gate voltage of the FET 100 via the diode 102b, the FET 100 operates in the active region.
【０００６】この間、ＦＥＴ１００のドレイン電圧は、
（ツェナーダイオード１０２ａのツェナー電圧Ｖｚ＋ダ
イオード１０２ｂの順方向電圧Ｖｆ＋ＦＥＴの能動動作
時ゲート電圧Ｖｇ）のほぼ一定値にクランプされる。こ
のように能動領域で動作するＦＥＴ１００にてサージエ
ネルギーが消費されることで、インジェクタＩＮＪに流
れる駆動電流ＩＬが速やかに０に収束するのである。During this time, the drain voltage of the FET 100 is
(Zener voltage Vz of zener diode 102a + forward voltage Vf of diode 102b + gate voltage Vg during active operation of FET) is clamped to a substantially constant value. As the surge energy is consumed by the FET 100 operating in the active region, the drive current IL flowing through the injector INJ quickly converges to zero.
【０００７】なお、ツェナーダイオード１０２ａのツェ
ナー電圧Ｖｚを低く設定すると、図中破線で示すよう
に、クランプ電圧（ＦＥＴ１００のドレイン電圧）が低
くなり、ＦＥＴ１００での時間当たりのエネルギー消費
量が小さくなるため、駆動電流ＩＬが０になるまでに要
する時間（以下、収束時間という）は長くなる。When the Zener voltage Vz of the Zener diode 102a is set low, the clamp voltage (the drain voltage of the FET 100) decreases as shown by the broken line in the figure, and the energy consumption per time of the FET 100 decreases. The time required for the drive current IL to become 0 (hereinafter, referred to as convergence time) becomes longer.
【０００８】ところで、近年、このような電磁弁の駆動
に用いるスイッチング素子として、アバランシェ耐量保
証されたＦＥＴ（以下、耐量保証ＦＥＴという）が注目
されている。即ち、ＦＥＴは、ドレイン電圧がある電圧
（以下、ブレークダウン電圧という）以上になると、ア
バランシェ効果によるブレークダウンが生じてドレイン
電流が流れることが知られており、等価的には、ドレイ
ン・ソース間にツェナーダイオードが挿入されていると
考えることができる。そして、この等価ツェナーダイオ
ードのエネルギー耐量が明確に保証されているものが、
耐量保証ＦＥＴである。In recent years, as a switching element used for driving such an electromagnetic valve, an FET whose avalanche withstand capability is guaranteed (hereinafter referred to as a withstand capability FET) has attracted attention. That is, it is known that when the drain voltage exceeds a certain voltage (hereinafter, referred to as a breakdown voltage), a breakdown occurs due to the avalanche effect and a drain current flows. It can be considered that a Zener diode is inserted in the first stage. And the one whose energy endurance of this equivalent Zener diode is clearly guaranteed is
It is a withstand FET.
【０００９】つまり、サージエネルギーに十分耐え得る
ような耐量保証ＦＥＴを用いれば、外付けのクランプ回
路を省略でき、装置の簡素化を図ることができる。In other words, if a tolerance guarantee FET capable of sufficiently withstanding surge energy is used, an external clamp circuit can be omitted, and the device can be simplified.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、耐量保証ＦＥ
Ｔでは、温度，個体差等によってブレークダウン電圧の
バラツキが大きく、これを上述の装置に適用すると、ク
ランプ電圧，ひいては駆動電流ＩＬの収束時間がばらつ
くことになり、燃料噴射量を高精度に制御できないとい
う問題があった。However, the FE withstand capability is not guaranteed.
At T, the breakdown voltage varies greatly due to temperature, individual differences, etc., and when this is applied to the above-described apparatus, the convergence time of the clamp voltage and, consequently, the drive current IL varies, and the fuel injection amount is controlled with high precision. There was a problem that it was not possible.
【００１１】即ち、インジェクタＩＮＪは、駆動電流Ｉ
Ｌがあるレベルを越えないと実際に開弁せず、同様に駆
動電流ＩＬがあるレベルより下がらないと実際に閉弁し
ないため、インジェクタＩＮＪの実際の開弁期間は、通
電期間（噴射信号Ｆのパルス）に対して応答遅れがある
だけでなく、上述のように駆動電流ＩＬの収束時間がば
らつくと、これに応じてインジェクタＩＮＪの開弁期
間，ひいては燃料噴射量がばらついてしまうのである。That is, the injector INJ supplies the drive current I
Since the valve L does not actually open unless it exceeds a certain level, and similarly does not actually close unless the drive current IL falls below a certain level, the actual valve opening period of the injector INJ corresponds to the energization period (injection signal F Not only is there a response delay with respect to (a) pulse, but also if the convergence time of the drive current IL varies as described above, the valve opening period of the injector INJ and, consequently, the fuel injection amount vary accordingly.
【００１２】本発明は、上記問題点を解決するために、
電磁弁への通電の開始及び終了タイミングに対する電磁
弁の開弁及び閉弁タイミングがばらついても、流体の噴
射量を高精度に制御可能な電磁弁駆動装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems.
It is an object of the present invention to provide an electromagnetic valve driving device capable of controlling a fluid injection amount with high accuracy even when the opening and closing timings of the electromagnetic valve with respect to the start and end timings of energization of the electromagnetic valve vary.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた発明である請求項１に記載の電磁弁駆動装置
では、通電時間設定手段が、予め設定された目標噴射量
に従って、電磁弁への通電時間を設定し、この通電時間
に従って設定されたパルス幅を有する噴射信号により、
スイッチング素子を駆動して、電磁弁を駆動するための
駆動電流が流れる電流経路を導通させることにより、電
磁弁に流体の噴射を行わせる。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic valve driving apparatus, wherein the energization time setting means includes a solenoid valve which operates according to a preset target injection amount. By setting an energizing time to, and by an injection signal having a pulse width set according to the energizing time,
The switching element is driven to conduct a current path through which a drive current for driving the solenoid valve flows, thereby causing the solenoid valve to eject fluid.
【００１４】この間、タイミング推定手段では、電流検
出手段にて検出された駆動電流の大きさに基づき、電磁
弁の開弁タイミング及び閉弁タイミングを推定し、補正
手段では、その推定結果から求められる電磁弁の開弁時
間が、通電時間設定手段にて設定された通電時間に一致
するように、噴射信号のパルス幅を補正する。In the meantime, the timing estimating means estimates the valve opening timing and the valve closing timing of the solenoid valve based on the magnitude of the driving current detected by the current detecting means, and the correcting means obtains from the estimation result. The pulse width of the injection signal is corrected so that the opening time of the solenoid valve matches the energization time set by the energization time setting means.
【００１５】従って、本発明の電磁弁駆動装置によれ
ば、何らかの原因により、通電開始タイミングに対する
開弁タイミング、及び通電終了（電流経路遮断）タイミ
ングに対する閉弁タイミングの応答性がばらついたとし
ても、そのばらつき分を相殺するように噴射信号のパル
ス幅が補正されるので、電磁弁が噴射する流体の噴射量
を目標噴射量に常に精度よく一致させることができる。Therefore, according to the solenoid valve driving device of the present invention, even if the responsiveness of the valve opening timing with respect to the energization start timing and the responsiveness of the valve closing timing with respect to the energization end (current path interruption) timing vary for some reason, Since the pulse width of the injection signal is corrected so as to cancel out the variation, the injection amount of the fluid injected by the solenoid valve can always be made to accurately match the target injection amount.
【００１６】なお、補正手段では、通電開始タイミング
に対する開弁タイミングの応答遅れがほぼ一定である場
合、通電終了タイミングと閉弁タイミングとのみを比較
することにより噴射信号のパルス幅の補正を行ってもよ
く、また逆に、通電終了タイミングに対する閉弁タイミ
ングの応答遅れがほぼ一定である場合、通電開始タイミ
ングと開弁タイミングとのみを比較することにより噴射
信号のパルス幅の補正を行ってもよい。When the response delay of the valve opening timing to the power supply start timing is substantially constant, the correction means corrects the pulse width of the injection signal by comparing only the power supply end timing and the valve closing timing. Conversely, when the response delay of the valve closing timing with respect to the power supply end timing is substantially constant, the pulse width of the injection signal may be corrected by comparing only the power supply start timing and the valve opening timing. .
【００１７】ところで、スイッチング素子による電流経
路の遮断時には、電磁弁に発生する逆起電力によってス
イッチング素子にサージ電圧が印加されることになるた
め、請求項２記載ように、このサージ電圧を、スイッチ
ング素子の耐圧より小さな電圧に制限するクランプ手段
を設けて、スイッチング素子を保護することが望まし
い。By the way, when the current path is cut off by the switching element, a surge voltage is applied to the switching element by the back electromotive force generated in the solenoid valve. It is desirable to provide a clamp for limiting the voltage to a voltage lower than the withstand voltage of the element to protect the switching element.
【００１８】そして、クランプ手段として、例えば請求
項３記載のように、スイッチング素子と一体に形成さ
れ、前記スイッチング素子に印加されるサージ電圧が予
め設定された上限電圧に達するとアバランシェブレーク
ダウンを起こすことにより、サージ電圧を上限電圧に制
限する、いわゆるアバランシェ耐量保証された電界効果
トランジスタを用いることができる。The clamp means is formed integrally with the switching element, and causes avalanche breakdown when the surge voltage applied to the switching element reaches a preset upper limit voltage. This makes it possible to use a so-called avalanche withstand field-effect transistor that limits the surge voltage to the upper limit voltage.
【００１９】この場合、スイッチング素子にクランプ回
路を外付けする必要がなく、装置の小型化及び装置組立
の簡略化を図ることができる。また、電磁弁として、例
えば請求項４記載のように、内燃機関にて燃料噴射量を
制御するために設けられたインジェクタを用いた場合、
燃料噴射量を高精度に制御することができ、ひいては高
精度な車両制御を実現できる。In this case, there is no need to externally attach a clamp circuit to the switching element, and it is possible to reduce the size of the device and simplify the assembly of the device. Further, when an injector provided for controlling a fuel injection amount in an internal combustion engine is used as the solenoid valve, for example,
The fuel injection amount can be controlled with high accuracy, and thus, highly accurate vehicle control can be realized.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、４気筒エンジンの各気筒に設けら
れたインジェクタを駆動する本実施例のインジェクタ駆
動装置２の概略構成図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an injector drive device 2 of the present embodiment that drives an injector provided in each cylinder of a four-cylinder engine.
【００２１】図１に示すように、本実施例のインジェク
タ駆動装置２は、各インジェクタＩＮＪ１〜ＩＮＪ４を
駆動するための駆動電流ＩＬが流れる各電流経路を、噴
射信号Ｆ１〜Ｆ４に従って、それぞれ個別に導通／遮断
する駆動回路４と、駆動回路４により電流経路が導通さ
れたインジェクタＩＮＪｉ（ｉ＝１〜４）に流れる駆動
電流ＩＬを、該駆動電流ＩＬに応じた電圧レベルを有す
る電流検出信号ＶILに変換して出力する電流検出抵抗６
と、電流検出抵抗６からの電流検出信号ＶILに基づい
て、駆動電流ＩＬが一定となるように電流の供給を行う
定電流回路８と、電流検出信号ＶILの大きさを予め設定
された基準レベルＬＶと比較して、基準レベルＬＶより
大きければHighレベル、小さければLow レベルとなる判
定信号Ｈを出力するコンパレータ１０と、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭを中心に構成され、エンジンの運転状態を検
出する図示しない各種センサ（例えば、冷却水温セン
サ，気筒判別センサ，回転角センサ，車速センサ等）か
らの検出信号、及びコンパレータ１０からの判定信号Ｈ
に基づいて、後述する噴射信号出力処理や補正値設定処
理等を実行するマイクロコンピュータ（以下、マイコン
という）１２とを備えている。As shown in FIG. 1, the injector driving device 2 of the present embodiment individually routes the current paths through which the driving current IL for driving the injectors INJ1 to INJ4 flows according to the injection signals F1 to F4. A drive circuit 4 that conducts / cuts off and a drive current IL flowing through the injector INJi (i = 1 to 4) whose current path is conducted by the drive circuit 4 are connected to a current detection signal VIL having a voltage level corresponding to the drive current IL. Current detection resistor 6 which converts and outputs
A constant current circuit 8 for supplying a current based on the current detection signal VIL from the current detection resistor 6 so that the drive current IL is constant; and a magnitude of the current detection signal VIL set to a predetermined reference level. A comparator 10 that outputs a determination signal H that is higher than the reference level LV and higher than the reference level LV, and that is lower if the level is lower than the reference level LV;
Detection signals from various sensors (for example, a cooling water temperature sensor, a cylinder discrimination sensor, a rotation angle sensor, a vehicle speed sensor, and the like) (not shown) for detecting the operating state of the engine, which are mainly composed of M and RAM, and judgment from the comparator 10 Signal H
And a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) 12 that executes an injection signal output process, a correction value setting process, and the like, which will be described later, based on the above.
【００２２】このうち、駆動回路４は、アバランシェ耐
量保証された４つのＮチャネル型電界効果トランジスタ
（以下単にトランジスタという）Ｔ１〜Ｔ４からなり、
それぞれドレイン端子が各インジェクタＩＮＪ１〜ＩＮ
Ｊ４に接続され、ソース端子が共通に電流検出抵抗６を
介して接地され、ゲート端子に、マイコン１２からの噴
射信号Ｆ１〜Ｆ４がそれぞれ印加されるように構成され
ている。The driving circuit 4 includes four N-channel field effect transistors (hereinafter simply referred to as transistors) T1 to T4 whose avalanche withstand capability is guaranteed.
The drain terminals are each injector INJ1-INJ
J4, the source terminals are commonly grounded via the current detection resistor 6, and the injection signals F1 to F4 from the microcomputer 12 are applied to the gate terminals, respectively.
【００２３】また、定電流回路８は、ソースが電源＋Ｂ
に接続され、ドレインが各インジェクタＩＮＪの共通接
続端に接続されたＰチャネル型電界効果トランジスタ
（以下、単にトランジスタという）Ｔｃと、アノードが
接地されカソードがトランジスタＴｃのドレインに接続
されたダイオード１４と、電流検出信号ＶILが予め設定
された電圧範囲（ＶＬ〜ＶＵ）の上限ＶＵより大きくな
るとトランジスタＴｃをオフし、下限ＶＬより小さくな
るとトランジスタＴｃをオンするチョッパー信号Ｓｃを
生成することにより、上記電圧範囲に対応するほぼ一定
の駆動電流ＩＬがインジェクタＩＮＪｉに供給されるよ
う制御する定電流制御回路１６とを備えている。The source of the constant current circuit 8 is a power supply + B
Pc-type field effect transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) Tc having a drain connected to a common connection terminal of each injector INJ, a diode 14 having an anode grounded and a cathode connected to the drain of the transistor Tc. By generating a chopper signal Sc that turns off the transistor Tc when the current detection signal VIL is higher than the upper limit VU of a preset voltage range (VL to VU) and turns on the transistor Tc when the current detection signal VIL is lower than the lower limit VL, A constant current control circuit 16 for controlling a substantially constant drive current IL corresponding to the range to be supplied to the injector INJi.
【００２４】また、コンパレータ１０にて用いられる基
準レベルＬＶは、電流検出信号ＶIL（即ち駆動電流Ｉ
Ｌ）がそれ以上大きくなるとインジェクタＩＮＪｉが開
弁し、それより小さくなるとインジェクタＩＮＪｉが閉
弁するような大きさに設定されている。つまり、コンパ
レータ１０は、インジェクタＩＮＪｉの開弁タイミング
で立ち上がり、閉弁タイミングで立ち下がる判定信号Ｈ
を出力するように設定されている。The reference level LV used in the comparator 10 is the current detection signal VIL (ie, the driving current I
The size is set such that the injector INJi opens when L) becomes larger, and the injector INJi closes when L) becomes smaller. That is, the comparator 10 rises at the valve opening timing of the injector INJi and falls at the valve closing timing.
Is set to output.
【００２５】そして、この判定信号Ｈを、マイコン１２
では、タイマ入力ポートを介して取り込むようにされて
いる。なお、マイコン１２には、時間を測定するための
一定周期でタイマ値がインクリメントされ続けるフリー
ランタイマが設けられており、タイマ入力ポートの信号
レベルの変化（即ち判定信号Ｈの立上りエッジ及び立下
りエッジ）を検出すると、マイコン１２を構成するＣＰ
Ｕに割込信号が入力され割込処理として補正値設定処理
が起動されると共に、その時のフリーランタイマのカウ
ント値（以下、キャプチャ値という）が所定のレジスタ
に記憶されるように構成されている。The determination signal H is sent to the microcomputer 12
In this case, the data is taken in through a timer input port. Note that the microcomputer 12 is provided with a free-run timer in which the timer value is continuously incremented at a constant period for measuring time, and changes in the signal level of the timer input port (that is, the rising edge and the falling edge of the determination signal H). When an edge is detected, the CP
An interrupt signal is input to U, a correction value setting process is started as an interrupt process, and the count value of the free-run timer (hereinafter, referred to as a capture value) at that time is stored in a predetermined register. I have.
【００２６】このように構成されたインジェクタ駆動装
置２では、マイコン１２からの噴射信号Ｆ１〜Ｆ４が、
いずれもLow レベルである時には、トランジスタＴ１〜
Ｔ４はいずれもオフ状態となり、すべての電流経路が遮
断され、電流検出抵抗６に駆動電流ＩＬが流れないた
め、電流検出信号ＶILも０であり、その結果、判定信号
ＨはLow レベル、チョッパー信号ＳｃはトランジスタＴ
ｃをオンするレベルに保持される。In the injector driving device 2 configured as described above, the injection signals F1 to F4 from the microcomputer 12 are
When both are at the low level, the transistors T1 to T1
T4 is in an off state, all the current paths are cut off, and the drive current IL does not flow through the current detection resistor 6, so that the current detection signal VIL is also 0. As a result, the determination signal H is at the low level, and the chopper signal is Sc is the transistor T
It is held at the level at which c is turned on.
【００２７】そして、図２に示すように、いずれかの噴
射信号Ｆｉが、Highレベルに変化すると（時刻ｔ１）、
対応するトランジスタＴｉがオンしてインジェクタＩＮ
Ｊｉの電流経路を導通させるため、トランジスタＴｉの
ドレイン電圧がほぼ接地電位となると共に、インジェク
タＩＮＪｉに駆動電流ＩＬが流れ始める。以後、駆動電
流ＩＬが除々に増大し、これに伴って電流検出信号ＶIL
も増大する。Then, as shown in FIG. 2, when any of the injection signals Fi changes to the high level (time t1),
The corresponding transistor Ti turns on and the injector IN
Since the current path of Ji is made conductive, the drain voltage of the transistor Ti becomes substantially equal to the ground potential, and the driving current IL starts to flow through the injector INJi. Thereafter, the drive current IL gradually increases, and accordingly, the current detection signal VIL
Also increase.
【００２８】そして、電流検出信号ＶILが基準レベルＬ
Ｖに達すると（時刻ｔ２）、判定信号ＨがHighレベルに
変化する。更に駆動電流ＩＬが増大し、電流検出信号Ｖ
ILが電圧範囲（ＶＬ〜ＶＵ）の上限ＶＵに達すると（時
刻ｔ３）、定電流制御回路１６は、トランジスタＴｃを
オフする。これにより、トランジスタＴｃを介した駆動
電流ＩＬの供給は停止されるが、インジェクタＩＮＪｉ
が有するインダクタンス分により、ダイオード１４を介
してフライバック電流が流れるため、駆動電流ＩＬは除
々に減少する。その後、電流検出信号ＶILが、電圧範囲
の下限ＶＬに達すると、定電流制御回路１６は、トラン
ジスタＴｃをオンするため、駆動電流ＩＬは再び徐々に
増大する。以後、同様の制御が繰り返されることによ
り、噴射信号ＦｉがHighレベルである間、電流検出信号
ＶILは、電圧範囲（ＶＬ〜ＶＵ）の間で変動し、これに
対応したほぼ一定の駆動電流ＩＬが、インジェクタＩＮ
Ｊｉに供給される。When the current detection signal VIL is at the reference level L
When the voltage reaches V (time t2), the determination signal H changes to High level. The drive current IL further increases, and the current detection signal V
When IL reaches the upper limit VU of the voltage range (VL to VU) (time t3), the constant current control circuit 16 turns off the transistor Tc. Thus, the supply of the drive current IL via the transistor Tc is stopped, but the injector INJi
Since the flyback current flows through the diode 14 due to the inductance of the drive current IL, the drive current IL gradually decreases. Thereafter, when the current detection signal VIL reaches the lower limit VL of the voltage range, the constant current control circuit 16 turns on the transistor Tc, so that the drive current IL gradually increases again. Thereafter, by repeating the same control, while the injection signal Fi is at the High level, the current detection signal VIL fluctuates between the voltage ranges (VL to VU), and a substantially constant drive current IL corresponding thereto. But the injector IN
It is supplied to Ji.
【００２９】その後、マイコン１２からの噴射信号Ｆｉ
がLow レベルに変化すると（時刻ｔ４）、トランジスタ
Ｔｉがオフして、インジェクタＩＮＪｉの電流経路が遮
断される。すると、インジェクタＩＮＪｉに発生する逆
起電力によって流れ続けようとする駆動電流ＩＬによ
り、トランジスタＴｉのドレイン電圧が急激に上昇する
いわゆるサージ電圧が発生する。このサージ電圧が、ト
ランジスタＴｉのブレークダウン電圧Ｖbkに達するとド
レイン電流（即ち駆動電流ＩＬ）が流れることにより、
インジェクタＩＮＪｉに蓄積されたエネルギーがトラン
ジスタＴｉにて消費される。Thereafter, the injection signal Fi from the microcomputer 12
Changes to the low level (time t4), the transistor Ti is turned off, and the current path of the injector INJi is cut off. Then, a so-called surge voltage in which the drain voltage of the transistor Ti sharply rises is generated by the drive current IL that is going to continue to flow by the back electromotive force generated in the injector INJi. When the surge voltage reaches the breakdown voltage Vbk of the transistor Ti, a drain current (that is, a drive current IL) flows.
The energy stored in the injector INJi is consumed by the transistor Ti.
【００３０】以後、ドレイン電圧がブレークダウン電圧
Ｖbkに保持されたまま、駆動電流ＩＬが急速に低下しな
がら流れ続け、電流検出信号ＶILが基準レベルＬＶより
小さくなるまで駆動電流ＩＬが減少した時点（時刻ｔ
５）で、判定信号ＨがLow レベルに変化する。そして、
駆動電流ＩＬが流れなくなると（時刻ｔ６）、ドレイン
電圧も低下を始め電源電圧＋Ｂに戻る。Thereafter, while the drain voltage is kept at the breakdown voltage Vbk, the drive current IL continues to flow while rapidly decreasing, and when the drive current IL decreases until the current detection signal VIL becomes smaller than the reference level LV ( Time t
In 5), the determination signal H changes to the low level. And
When the drive current IL stops flowing (time t6), the drain voltage starts to decrease and returns to the power supply voltage + B.
【００３１】ここで、マイコン１２が実行する噴射信号
出力処理、及び補正値設定処理について説明する。な
お、マイコン１２では、これらの処理以外に、エンジン
の運転状態を表す各種センサからの検出信号に基づいて
各インジェクタＩＮＪ１〜ＩＮＪ４の燃料噴射タイミン
グ及び目標噴射量を設定する処理等も繰り返し実行され
ている。Here, the injection signal output processing and the correction value setting processing executed by the microcomputer 12 will be described. In addition, in the microcomputer 12, in addition to these processes, a process of setting the fuel injection timing and the target injection amount of each of the injectors INJ1 to INJ4 based on detection signals from various sensors indicating the operation state of the engine is repeatedly executed. I have.
【００３２】このうち噴射信号出力処理は、各気筒、即
ちインジェクタＩＮＪ１〜４毎に、別途設定される噴射
タイミングに同期して繰り返し実行されるものであり、
図３に示すように、本処理（ここではインジェクタＩＮ
Ｊｉについての処理）が起動されると、まずＳ１１０で
は、別途設定された目標噴射量に基づいて、インジェク
タＩＮＪｉの通電時間ＴＱを設定する。The injection signal output process is repeatedly executed for each cylinder, that is, for each of the injectors INJ1 to INJ4 in synchronization with the injection timing that is separately set.
As shown in FIG. 3, this processing (here, the injector IN
When the process (Ji) is started, first, in S110, the energization time TQ of the injector INJi is set based on a separately set target injection amount.
【００３３】続くＳ１２０では、Ｓ１１０にて設定され
た通電時間ＴＱに、後述する補正値設定処理により設定
される補正値ΔＴを加算することにより、噴射信号Ｆの
Highレベル期間の長さであるパルス幅ＴＱＯＵＴを設定
する。そしてＳ１３０では、Ｓ１２０にて設定されたパ
ルス幅ＴＱＯＵＴを有する噴射信号Ｆｉを出力（図２参
照）して本処理を終了する。At S120, a correction value ΔT set by a correction value setting process described later is added to the energization time TQ set at S110, so that the injection signal F
The pulse width TQOUT, which is the length of the High level period, is set. Then, in S130, the injection signal Fi having the pulse width TQOUT set in S120 is output (see FIG. 2), and this processing ends.
【００３４】次に、補正値設定処理は、先に説明したよ
うに、判定信号Ｈのエッジが検出されると発生する割り
込みにより起動されるものであり、図４に示すように、
本処理が起動されると、まずＳ２１０では、本処理の起
動が判定信号Ｈの立上りエッジによるものであるか否か
を判断し、肯定判定された場合には、Ｓ２２０に移行し
て、その立上りエッジの発生時刻を表すキャプチャ値を
開弁タイミングＴＳとして記憶し、本処理を終了する。Next, as described above, the correction value setting process is started by an interrupt generated when an edge of the determination signal H is detected. As shown in FIG.
When the present process is started, first, in S210, it is determined whether or not the start of the present process is caused by a rising edge of the determination signal H. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S220, and the rising is performed. The capture value indicating the edge occurrence time is stored as the valve opening timing TS, and the process ends.
【００３５】一方、Ｓ２１０にて否定判定された場合、
即ち、本処理の起動が判定信号Ｈの立下りエッジによる
ものである場合には、Ｓ２３０に移行して、その立下り
エッジの発生時刻を表すキャプチャ値を閉弁タイミング
ＴＥとして記憶する。続くＳ２４０では、先のＳ２２０
及びＳ２３０にて記憶された開弁タイミングＴＳ及び閉
弁タイミングＴＥに基づき、その差（ＴＥ−ＴＳ）を求
めることで、開弁時間ＴＦＢ（図２参照）を算出する。On the other hand, if a negative determination is made in S210,
That is, if the activation of this processing is due to the falling edge of the determination signal H, the process proceeds to S230, and the capture value indicating the time of occurrence of the falling edge is stored as the valve closing timing TE. In the following S240, the previous S220
Based on the valve opening timing TS and the valve closing timing TE stored in S230 and S230, the difference (TE-TS) is obtained to calculate the valve opening time TFB (see FIG. 2).
【００３６】そして、Ｓ２５０では、Ｓ２４０にて求め
た開弁時間ＴＦＢと、先の噴射信号出力処理により設定
された通電時間ＴＱとを比較し、等しければ（ＴＦＢ＝
ＴＱ）そのまま本処理を終了する。また、開弁時間ＴＦ
Ｂの方が小さければ（ＴＦＢ＜ＴＱ）、Ｓ２６０に移行
して補正値ΔＴをインクリメントした後、一方、開弁時
間ＴＦＢの方が大きければ（ＴＦＢ＞ＴＱ）、Ｓ２７０
に移行して補正値ΔＴをデクリメントした後、本処理を
終了する。At S250, the valve opening time TFB obtained at S240 is compared with the energization time TQ set by the previous injection signal output processing.
TQ) This process ends as it is. Also, the valve opening time TF
If B is smaller (TFB <TQ), the process proceeds to S260 and the correction value ΔT is incremented. If the valve opening time TFB is larger (TFB> TQ), S270 is performed.
Then, the process is terminated after the correction value ΔT is decremented.
【００３７】なお、本実施例では、当該装置にて制御可
能な最小単位時間を１として、ＴＦＢ，ＴＱ，ΔＴ，Ｔ
ＱＯＵＴが表されているものとする。ここでは、補正値
ΔＴのインクリメント或いはデクリメントを１ずつ行っ
ているが、１より大きな値又は１より小さな値を単位と
して行ってもよい。In this embodiment, TFB, TQ, .DELTA.T, T
It is assumed that QOUT is represented. Here, the increment or decrement of the correction value ΔT is performed one by one; however, the correction value ΔT may be performed in units of a value larger than 1 or a value smaller than 1.
【００３８】以上、説明したように、本実施例のインジ
ェクタ駆動装置２おいては、駆動電流ＩＬの大きさに基
づいて、インジェクタＩＮＪｉの開弁タイミング及び閉
弁タイミングを検出し、実際の開弁時間ＴＦＢを求める
と共に、目標噴射量に基づいて設定された通電時間ＴＱ
をそのまま噴射信号Ｆｉのパルス幅ＴＱＯＵＴとするの
ではなく、開弁時間ＴＦＢと通電時間ＴＱとの大小関係
に応じてこれらの差を相殺するよう設定される補正値Δ
Ｔにて、通電時間ＴＱを増減補正したものを噴射信号Ｆ
ｉのパルス幅ＴＱＯＵＴとして設定している。As described above, in the injector driving device 2 of this embodiment, the valve opening timing and the valve closing timing of the injector INJi are detected based on the magnitude of the driving current IL, and the actual valve opening is detected. The time TFB is determined, and the energization time TQ set based on the target injection amount is set.
Is not directly used as the pulse width TQOUT of the injection signal Fi, but a correction value Δ that is set so as to cancel out the difference between the valve opening time TFB and the energization time TQ in accordance with the magnitude relationship between them.
At T, the injection signal F obtained by increasing or decreasing the energization time TQ
i is set as the pulse width TQOUT.
【００３９】従って、本実施例のインジェクタ駆動装置
２によれば、温度変化などにより、トランジスタＴｉの
ブレークダウン電圧Ｖbkが変化して、駆動電流ＩＬの収
束時間がばらついたとしても、このばらつきに基づく開
弁時間ＴＦＢのばらつきを相殺するように補正値ΔＴが
設定され、噴射信号Ｆｉのパルス幅ＴＱＯＵＴが補正さ
れるので、常に、燃料噴射量を目標噴射量に精度よく一
致させることができる。Therefore, according to the injector drive device 2 of the present embodiment, even if the breakdown voltage Vbk of the transistor Ti changes due to a temperature change or the like and the convergence time of the drive current IL varies, the injector current is based on this variation. Since the correction value ΔT is set so as to cancel out the variation in the valve opening time TFB, and the pulse width TQOUT of the injection signal Fi is corrected, the fuel injection amount can always be accurately matched with the target injection amount.
【００４０】なお、本実施例のインジェクタ駆動装置２
では、ブレークダウン電圧Ｖbkのばらつきだけによら
ず、開弁時間ＴＦＢをばらつかせるすべての要因に対応
して、これを相殺するように動作することは言うまでも
ない。また、本実施例では、トランジスタＴ１〜Ｔ４
が、スイッチング素子及びクランプ手段に相当し、電流
検出抵抗６が電流検出手段、コンパレータ１０がタイミ
ング推定手段、Ｓ１１０，Ｓ１２０が通電時間設定手
段、補正値設定処理（Ｓ２１０〜Ｓ２７０）が補正手段
に相当する。The injector driving device 2 of this embodiment
In this case, it goes without saying that the operation is performed so as to cancel not only the variation of the breakdown voltage Vbk but also all the factors that cause the valve opening time TFB to vary. In this embodiment, the transistors T1 to T4
Corresponds to a switching element and a clamping means, the current detection resistor 6 corresponds to a current detecting means, the comparator 10 corresponds to a timing estimating means, S110 and S120 correspond to energization time setting means, and the correction value setting processing (S210 to S270) corresponds to a correcting means. I do.
【００４１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な態様にて実施することが可能である。例えば、上記
実施例では、開弁タイミングと閉弁タイミングとを一つ
の基準レベルＬＶにて判定しているが、開弁タイミング
用と閉弁タイミング用とで異なる基準レベルを用いるよ
うにしてもよい。As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modes. For example, in the above embodiment, the valve opening timing and the valve closing timing are determined by one reference level LV, but different reference levels may be used for the valve opening timing and the valve closing timing. .
【００４２】また、上記実施例では、インジェクタの電
流経路を導通／遮断するスイッチング素子として、アバ
ランシェ耐量保証された電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ
４を用いて、スイッチング素子を保護するクランプ回路
を省略した構成としているが、スイッチング素子にクラ
ンプ回路を外付けした構成としてもよい。Further, in the above embodiment, the field effect transistors T1 to T4 whose avalanche withstand capability is guaranteed are used as the switching elements for conducting / cutting off the current path of the injector.
4, the clamp circuit for protecting the switching element is omitted, but a configuration in which a clamp circuit is externally attached to the switching element may be adopted.
【００４３】更に、上記実施例では、電磁弁としてイン
ジェクタを用いた例を示したが、これによらず、目標噴
射量に従って流体の噴射制御を行うものであればどのよ
うな電磁弁を用いてもよい。Furthermore, in the above embodiment, an example was shown in which an injector was used as the solenoid valve. However, regardless of this, any solenoid valve may be used as long as it performs fluid injection control in accordance with the target injection amount. Is also good.
【図１】 実施例のインジェクタ駆動装置の全体構成図
である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an injector driving device according to an embodiment.
【図２】 装置各部の動作を表すタイミング図である。FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation of each unit of the apparatus.
【図３】 駆動制御の処理内容を表すフローチャートで
ある。FIG. 3 is a flowchart illustrating processing contents of drive control.
【図４】 補正値設定処理を表すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating a correction value setting process.
【図５】 従来装置の構成、及び動作を表す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of a conventional device.
２…インジェクタ駆動装置 ４…駆動回路 ６
…電流検出抵抗 ８…定電流回路 １０…コンパレータ １２…マイ
クロコンピュータ １４…ダイオード １６…定電流制御回路 ＩＮＪ１〜４…インジェクタ Ｔ１〜Ｔ４，Ｔｃ…電
界効果トランジスタ2 ... Injector drive device 4 ... Drive circuit 6
... Current detection resistor 8 ... Constant current circuit 10 ... Comparator 12 ... Microcomputer 14 ... Diode 16 ... Constant current control circuit INJ1-4 ... Injectors T1-T4, Tc ... Field effect transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ａ Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA00 BA33 BA51 CC06U CD26 CE22 CE29 DA01 DC00 DC03 DC05 DC14 DC26 3G301 JA14 JA17 LB01 LC01 LC10 MA18 NB02 NB03 ND01 PE03Z PE05Z PE08Z PF01Z PG00A PG00Z PG02Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 51/00 F02M 51/00 A F-term (Reference) 3G066 AB02 BA00 BA33 BA51 CC06U CD26 CE22 CE29 DA01 DC00 DC03 DC05 DC14 DC26 3G301 JA14 JA17 LB01 LC01 LC10 MA18 NB02 NB03 ND01 PE03Z PE05Z PE08Z PF01Z PG00A PG00Z PG02Z
Claims (4)
磁弁を駆動するための駆動電流が流れる電流経路に設け
られ、該電流経路を導通，遮断するスイッチング素子
と、 予め設定された目標噴射量に従って、前記電磁弁への通
電時間を設定する通電時間設定手段と、 を備え、前記通電時間に従って設定されたパルス幅を有
する噴射信号により、前記スイッチング素子を駆動し
て、前記電磁弁に流体の噴射を行わせる電磁弁駆動装置
において、 前記電流経路に流れる駆動電流を検出する電流検出手段
と、 該電流検出手段にて検出された駆動電流の大きさに基づ
き、前記電磁弁の開弁タイミング及び閉弁タイミングを
推定するタイミング推定手段と、 前記開弁タイミング及び閉弁タイミングから求められる
前記電磁弁の開弁時間が、前記通電時間設定手段にて設
定された通電時間に一致するように、前記噴射信号のパ
ルス幅を補正する補正手段と、 を設けたことを特徴とする電磁弁駆動装置。A switching element that is provided in a current path through which a drive current flows to drive an electromagnetic valve that is operated by energization and ejects a fluid, and that conducts and cuts off the current path; And energization time setting means for setting the energization time to the solenoid valve, according to the injection signal having a pulse width set according to the energization time, the switching element is driven, the electromagnetic valve fluid In the solenoid valve driving device for performing injection, current detection means for detecting a drive current flowing in the current path; and a valve opening timing of the solenoid valve based on a magnitude of the drive current detected by the current detection means. Timing estimating means for estimating the valve closing timing; and the valve opening time of the solenoid valve obtained from the valve opening timing and the valve closing timing is set at the time of the energization. To match the current time set by the setting means, the electromagnetic valve driving apparatus is characterized by providing a correction means for correcting the pulse width of the injection signal.
遮断時に、前記電磁弁に発生する逆起電力によって該ス
イッチング素子に印加されるサージ電圧を、該スイッチ
ング素子の耐圧より小さな電圧に制限するクランプ手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁弁駆動装
置。2. A clamp means for limiting a surge voltage applied to the switching element by a back electromotive force generated in the solenoid valve when the current path is cut off by the switching element to a voltage smaller than a withstand voltage of the switching element. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, further comprising:
素子と一体に形成され、前記スイッチング素子への印加
電圧が予め設定された上限電圧に達すると、アバランシ
ェ効果によるブレークダウンを起こすことにより、前記
印加電圧を前記上限電圧に制限することを特徴とする請
求項２記載の電磁弁駆動装置。3. The clamp means is formed integrally with the switching element, and when the applied voltage to the switching element reaches a preset upper limit voltage, a breakdown is caused by an avalanche effect, whereby the applied voltage is reduced. 3. The solenoid valve driving device according to claim 2, wherein?
行うために設けられたインジェクタであることを特徴と
する請求項１ないし請求項３いずれか記載の電磁弁駆動
装置。4. The solenoid valve driving device according to claim 1, wherein the solenoid valve is an injector provided for performing fuel injection in an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10357996A JP2000179391A (en) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | Solenoid valve driving device |
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|---|---|---|---|
| JP10357996A JP2000179391A (en) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | Solenoid valve driving device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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