JP2002021680A - 燃料噴射弁駆動方法 - Google Patents

燃料噴射弁駆動方法

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JP2002021680A
JP2002021680A JP2000206290A JP2000206290A JP2002021680A JP 2002021680 A JP2002021680 A JP 2002021680A JP 2000206290 A JP2000206290 A JP 2000206290A JP 2000206290 A JP2000206290 A JP 2000206290A JP 2002021680 A JP2002021680 A JP 2002021680A
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fuel injection
injection valve
drive
voltage
coil
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JP2000206290A
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English (en)
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Akihiro Onishi
章浩 大西
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Bosch Corp
Original Assignee
Bosch Automotive Systems Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁の初期駆動用の高電圧を昇圧専用コイ
ルを用いることなく発生させること。 【解決手段】 噴射タイミング信号に応答してコンデン
サ11に蓄えられていた高電圧を燃料噴射弁100の駆
動コイル100Aに印加して応答性よく燃料噴射弁10
0の開弁動作を行わせるようにした燃料噴射弁駆動方法
において、燃料噴射弁100が燃料噴射動作を終了して
から次の燃料噴射動作を開始するまでの期間中に第1及
び第2スイッチングトランジスタ4、7により駆動コイ
ル100Aに対して直流電源+VBから電流の供給、遮
断を行うことによってサージ電圧を発生させ、該サージ
電圧によってコンデンサ11に駆動用高電圧を蓄積して
おくようにした。これにより昇圧のためだけのコイルを
設ける必要がなくなり、低コスト化、省スペース化を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁駆動方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、コモンレール方式の内燃機関用
燃料噴射装置において、コモンレール内に蓄積された高
圧燃料を燃料噴射弁から内燃機関の気筒内へ指示された
所定のタイミングにおいて所定量だけ応答性よく噴射さ
せるため、昇圧回路を用いてバッテリ電圧を超える高電
圧を得、この高電圧を燃料噴射弁の初期駆動段階におい
てソレノイドコイルに印加することによってソレノイド
コイルのインダクタンス成分や抵抗成分による駆動電流
の立ち上り遅れを克服し、燃料噴射弁を迅速に開弁させ
ることができるようにした構成が特公平7−26701
号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃料噴射弁を
上述の如く駆動するため、従来においては昇圧用コイル
を備えた昇圧回路を設け、その昇圧用コイルに流れてい
る電流を遮断することによって生じるサージ電圧を利用
して駆動用高電圧を得、この駆動用高電圧を燃料噴射弁
のソレノイドコイルに印加するようにしている。したが
って、昇圧用コイルを設けることによるコストが生じる
と共にその取付のためのスペースを回路基板上に確保し
なければならないので、駆動回路の小型化が難しいとい
う問題点を有している。
【0004】本発明の目的は、従来技術における上述の
問題点を解決することができる燃料噴射弁駆動方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、駆動用高電圧エネルギーを蓄積して
おくための高圧蓄積手段を有し燃料噴射タイミング信号
に応答して該高圧蓄積手段から燃料噴射弁の駆動コイル
に高電圧を印加して前記燃料噴射弁による燃料噴射動作
を開始させるようにした燃料噴射弁駆動方法において、
前記燃料噴射弁が燃料噴射動作を終了してから次の燃料
噴射動作を開始するまでの期間中に、前記駆動コイルに
対して電流の供給、遮断を行うことによってサージ電圧
を発生させ、該サージ電圧によって前記高圧蓄積手段に
前記駆動用高電圧エネルギーを蓄積しておくようにした
点にある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。
【0007】図1は本発明の実施の形態の一例を示す燃
料噴射弁の駆動制御回路の回路図である。図1に示した
駆動制御回路1は、コモンレール式の燃料噴射装置に設
けられた複数の燃料噴射弁のうちの1つの燃料噴射弁1
00の開閉を制御ユニット101で実行される演算結果
に従って駆動制御し、これにより所要のクランク角タイ
ミングで所要量の燃料が図示しない内燃機関の対応する
気筒内に燃料噴射弁100から直接噴射される構成とな
っている。
【0008】駆動制御回路1は、端子2−3間に接続さ
れる燃料噴射弁100の駆動コイル100Aに燃料噴射
弁100を開閉制御するための駆動電流を供給するため
のものである。端子2とバッテリによる直流電源+VB
との間には、第1スイッチングトランジスタ4がダイオ
ード5及び抵抗器6を図示のように介して接続されてお
り、端子3とアースとの間には第2スイッチングトラン
ジスタ7と駆動電流検出用の抵抗器8との直列回路が接
続されている。
【0009】端子2と、第3スイッチングトランジスタ
9のソース−ドレイン回路の一端との間にはダイオード
10が図示の極性にて接続されており、第3スイッチン
グトランジスタ9のソース−ドレイン回路の他端には高
圧エネルギー蓄積用のコンデンサ11の一端が接続され
ている。そしてコンデンサ11の他端は第2スイッチン
グトランジスタ7と抵抗器8との接続点に接続されてい
る。符号12で示されるのは、後述するようにして駆動
コイル100Aに発生するサージ電圧によってコンデン
サ11に高圧エネルギーを蓄積させるためのエネルギー
移送通路を構成するダイオードであり、このダイオード
12は端子3とコンデンサ11の一端との間に図示の特
性にて接続されている。
【0010】第1〜第3スイッチングトランジスタ4、
7、9は、制御ユニット101において演算されたタイ
ミングでレベル変化する対応する第1制御信号YHS、
第2制御信号YLS、第3制御信号YBOOSに応答し
てそれぞれオン、オフ制御され、これにより燃料噴射弁
100が以下に説明するようにして駆動される。
【0011】図2には、燃料噴射弁100の駆動のため
の第1、第2及び第3制御信号YHS、YLS、YBO
OSのタイミングチャートが示されており、以下、図2
を参照しながら燃料噴射弁100の駆動制御について説
明する。
【0012】制御ユニット101での燃料噴射制御演算
により定められた燃料噴射開始時点T1において第3制
御信号YBOOSのレベルが「L」となり、第3スイッ
チングトランジスタ9がオンとなる。これと同時に第2
スイッチングトランジスタ7のゲート制御電圧信号であ
る第2制御信号YLSのレベルが「H」となり第2スイ
ッチングトランジスタ7もオンとなる。この結果、前回
の駆動サイクルにおいてコンデンサ11に蓄積されてい
た高電圧が駆動コイル100Aに印加され、これによる
駆動電流が第3スイッチングトランジスタ9、ダイオー
ド10、駆動コイル100A及び第2スイッチングトラ
ンジスタ7を通って流れる。この場合の駆動コイル10
0Aの駆動電流IDのレベル変化の様子が図2の(F)
に示されている。これから判るように、駆動電流IDの
レベルは高電圧印加のため時点T1以後急速に上昇し、
燃料噴射弁100が高応答性をもって短時間のうちに開
弁状態とされる。
【0013】所定時間経過後の時点T2において第3制
御信号YBOOSのレベルが「H」となって第3スイッ
チングトランジスタ9がオフとなり、これと同時に第1
制御信号YHSのレベルが「L」となって第1スイッチ
ングトランジスタ4がオンとなると、コンデンサ11に
よる高電圧駆動が終了し、駆動コイル100Aには直流
電源+VBより第1スイッチングトランジスタ4を介し
て駆動電流が供給され始める。
【0014】ここで、時点T1〜T3まではモード信号
MODEが「H」レベルとなって高電流駆動モードとさ
れ、時点T3〜T4まではモード信号MODEが「L」
レベルとなって低電流駆動モードとされる構成となって
いる。図2の(E)に示される充電モード信号RCHG
は、時点T5までは「L」レベルで、時点T5以後に
「H」レベルとなる。本実施の形態では、モード信号M
ODEと充電モード信号RCHGとの組み合わせで駆動
コイル100Aへの通電電流を制御しており、駆動コイ
ル100Aへの通電電流値は、モード信号MODEのみ
が「H」レベルの場合には18アンペア、モード信号M
ODEが「L」レベルの場合には12アンペア、モード
信号MODE及び充電モード信号RCHGが共に「H」
レベルの場合には6アンペアとなるように設定される。
【0015】時点T2〜T6までの期間は、抵抗器8に
流れる電流によってそこに生じる検出電圧VD(図1参
照)が図示しないフィードバック経路を介して制御ユニ
ット101に送られ、各駆動モード毎に設定された駆動
電流レベルが維持されるよう第1スイッチングトランジ
スタ4及び第2スイッチングトランジスタ7が第1制御
信号YHS及び第2制御信号YLSによって適宜にオ
ン、オフ制御される。
【0016】この結果、時点T2〜T6までの直流電源
+VBによる駆動期間のうち、時点T2〜T3の期間は
駆動電流IDのレベルが高レベル(18アンペア)に保
たれ、時点T3〜T6の期間は駆動電流IDのレベルが
中レベル(12アンペア)に保たれる制御となる。
【0017】燃料噴射弁100の今回の駆動終了の時点
である時点T6において第1制御信号YHS及び第2制
御信号YLSが共に「L」レベルとなる。これにより第
1スイッチングトランジスタ4がオンで第2スイッチン
グトランジスタ7がオフとなり、以後、駆動電流IDの
レベルが速やかに零となる。(図2の(F)参照)。
【0018】このようにして燃料噴射弁100の駆動が
終了したならば、燃料噴射弁100の次の駆動が開始さ
れるまでの期間中に、駆動コイル100Aに電流を断続
的に流してサージ電圧を発生させ、このサージ電圧によ
ってコンデンサ11に次回の初期高電圧駆動のために使
用される高電圧エネルギーを蓄積するための充電動作が
実行される。
【0019】このため、時点T4において先ずモード信
号MODEのレベルが「H」となり、次に、駆動電流I
Dのレベルが完全に零となっている時点T5において充
電モード信号RCHGのレベルが「H」となる。これに
より駆動コイル100Aに流れる電流は燃料噴射弁10
0を動作させることのない6アンペア以下に抑えられ
る。そして、時点T5で第1制御信号YHSによって第
1スイッチングトランジスタ4がオン状態に固定され、
第2制御信号YLSによって第2スイッチングトランジ
スタ7が時間ΔT毎にオン、オフされる。これにより、
燃料噴射弁100が作動することなしに駆動コイル10
0Aに直流電源+VBから流れる電流がオン、オフされ
るので第2スイッチングトランジスタ7に高レベルのサ
ージ電圧が発生し、この高圧のサージ電圧によりダイオ
ード12を介してコンデンサ11が充電され、コンデン
サ11に高電圧エネルギーが蓄積される。このようにし
てコンデンサ11に蓄えられた高電圧エネルギーは、燃
料噴射弁100の次の駆動における初期駆動のために使
用される。
【0020】駆動制御回路1は以上のように、燃料噴射
弁100の初期駆動のための高電圧を、燃料噴射弁10
0の非駆動期間中に燃料噴射弁100の駆動コイル10
0Aを昇圧コイルとして利用して発生させ、発生した高
電圧エネルギーをコンデンサ11に蓄積しておくように
したので、昇圧用コイルを特別に用意しておく必要がな
い。したがって、部品点数の削減を図ることができるた
めコストの低減に役立つ上、駆動制御回路1を小型にす
ることができるので省スペース設計が可能となる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、上述のごとく、燃料噴
射弁の初期駆動のための高電圧を、燃料噴射弁の非駆動
期間中に燃料噴射弁の駆動コイルを昇圧コイルとして利
用して発生させ、発生した高電圧エネルギーをコンデン
サに蓄積しておくようにしたので、昇圧用コイルを特別
に用意しておく必要がないので、従来に比べて部品点数
の削減を図ることができ、コストの低減に役立つ上、制
御のための回路を小型にすることができるので省スペー
ス設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す燃料噴射弁の
駆動制御回路の回路図。
【図2】図1の駆動制御回路による燃料噴射弁の駆動制
御を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
1 駆動制御回路 2、3 端子 4 第1スイッチングトランジスタ 5、10、12 ダイオード 6、8 抵抗器 7 第2スイッチングトランジスタ 9 第3スイッチングトランジスタ 11 コンデンサ 100 燃料噴射弁 100A 駆動コイル 101 制御ユニット ID 駆動電流 MODE モード信号 RCHG 充電モード信号 VD 検出電圧 YHS 第1制御信号 YLS 第2制御信号 YBOOS 第3制御信号 +VB 直流電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動用高電圧エネルギーを蓄積しておく
    ための高圧蓄積手段を有し燃料噴射タイミング信号に応
    答して該高圧蓄積手段から燃料噴射弁の駆動コイルに高
    電圧を印加して前記燃料噴射弁による燃料噴射動作を開
    始させるようにした燃料噴射弁駆動方法において、 前記燃料噴射弁が燃料噴射動作を終了してから次の燃料
    噴射動作を開始するまでの期間中に、前記駆動コイルに
    対して電流の供給、遮断を行うことによってサージ電圧
    を発生させ、該サージ電圧によって前記高圧蓄積手段に
    前記駆動用高電圧エネルギーを蓄積しておくようにした
    ことを特徴とする燃料噴射弁駆動方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7240856B2 (en) 2003-10-24 2007-07-10 Keihin Corporation Fuel injection control device
CN103672111A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 纳博特斯克有限公司 电磁阀的驱动电路
JP2014145338A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Denso Corp インジェクタ駆動装置
CN104343561A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 本田技研工业株式会社 燃料泵的控制装置

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