JP2021113538A - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

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功史 小川
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大顕 加藤
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Kengo Nomura
賢吾 野村
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Abstract

【課題】スイッチングノイズの影響を軽減あるはい防止することにより燃料噴射弁の駆動電流の検出精度を向上させる。【解決手段】バッテリ電圧をスイッチングして得た電源電圧を電磁弁の電磁コイルの一端に印加する給電部と、電磁コイルに流れる駆動電流を検出する検出部と、該検出部に電源を供給する電源部とを備え、給電部は、検出部の検出値に基づいて電源電圧の前記電磁コイルへの印加状態を操作することにより駆動電流を調節する燃料噴射弁駆動装置であって、電源部は、給電部における前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で基準電源をサンプルホールドして得られた電源を検出部に供給する。【選択図】図2

Description

本発明は、電磁弁駆動装置に関する。
下記特許文献1には、バッテリの出力(バッテリ電源)を昇圧して燃料噴射弁の電磁コイルに供給する昇圧回路と、上記電磁コイルへの通電をON/OFFするNチャネルMOSトランジスタと、上記電磁コイルに直列接続された電流検出用抵抗と、当該電流検出用抵抗の端子電圧に基づいて上記電磁コイルの駆動電流を制御する定電流コントロール回路等を備え、燃料噴射弁の駆動開始時において昇圧回路の出力(昇圧電源)を燃料噴射弁に供給し、駆動開始後の保持電流駆動時にはバッテリ電源を燃料噴射弁に供給する電磁弁駆動装置が開示されている。
特開2000−110640号公報
ところで、上記電磁弁駆動装置では、例えば昇圧回路のようにバッテリの出力電力をスイッチングするチョッパ回路等、電力をスイッチングする電力スイッチング素子を備えるので、当該電力スイッチング素子のスイッチング動作に起因するノイズ(スイッチングノイズ)が電流検出部の電源にノイズが伝播することにより、 電流検出用抵抗を用いた電磁コイルの駆動電流の検出における外乱として作用し、この結果として駆動電流を精度良く検出することができないという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スイッチングノイズの影響を軽減あるいは防止することにより電磁弁の駆動電流の検出精度を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、電磁弁駆動装置に係る第1の解決手段として、バッテリ電圧をスイッチングして得た電源電圧を電磁弁の電磁コイルの一端に印加する給電部と、前記電磁コイルに流れる駆動電流を検出する検出部と、該検出部に電源を供給する電源部とを備え、前記給電部は、前記検出部の検出値に基づいて前記電源電圧の前記電磁コイルへの印加状態を操作することにより前記駆動電流を調節する燃料噴射弁駆動装置であって、前記電源部は、前記給電部における前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で基準電源をサンプルホールドして得られた前記電源を前記検出部に供給する、という手段を採用する。
本発明では、電磁弁駆動装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記給電部は、バッテリ電圧をスイッチングすることにより昇圧して電源電圧を生成する昇圧回路を備え、前記電源部は、前記昇圧回路における前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で前記基準電源をサンプルホールド、という手段を採用する。
本発明では、電磁弁駆動装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記給電部は、前記バッテリ電圧と前記昇圧回路で得られる電源電圧とを択一的に選択して前記電磁コイルに印加する、という手段を採用する。
本発明では、電磁弁駆動装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記電源部は、前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で前記基準電源をサンプルホールドするサンプルホールド回路を備える、という手段を採用する。
本発明では、電磁弁駆動装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記電磁弁は、直噴エンジンにおいて燃料をシリンダに直接噴射する燃料噴射弁である、という手段を採用する。
本発明によれば、スイッチングノイズの影響を軽減あるいは防止することにより電磁弁の駆動電流の検出精度を向上させることが可能である。
本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置の構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態における電源分配回路の構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態における電源分配回路の要部動作を示すタイミングチャートである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置Kは、燃料噴射弁B(電磁弁)を駆動する電磁弁駆動装置であり、外部のバッテリから供給されるバッテリ電圧(バッテリ電源)及び同じく外部の上位制御系から入力される外部制御指令に基づいて燃料噴射弁Bを駆動する。
上記燃料噴射弁Bは、図1に示す電磁コイルLを備え、車両に搭載された直噴ガソリンエンジンのシリンダに燃料を直接噴射する電磁弁(ソレノイド弁)である。すなわち、この燃料噴射弁駆動装置Kは、電磁コイルLが発生する磁力によって弁体を移動させることによって燃料流路を開閉する燃料噴射弁B(電磁弁)を駆動対象する。
このような燃料噴射弁駆動装置Kは、図1に示すように、昇圧回路1、第1の半導体スイッチ2、第2の半導体スイッチ3、第3の半導体スイッチ4、第1のダイオード5、第2のダイオード6、第3のダイオード7、電流検出用抵抗器8、制御IC9等を備えている。
また、このような構成要素のうち、制御IC9は、図1に示すように、昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c、電流検出部9d、電磁弁オン/オフ制御部9e、主制御部9f及び電源部9gを備えている。
昇圧回路1は、上記バッテリから入力されるバッテリ電圧を所定の昇圧電圧に昇圧するチョッパ回路である。すなわち、この昇圧回路1は、昇圧制御信号(昇圧パルス)に基づいてバッテリ電圧をスイッチングする昇圧スイッチを備えており、当該昇圧スイッチの作動によって得られた昇圧電圧を電源電圧として第1の半導体スイッチ2に出力する。
上記昇圧電圧とバッテリ電圧との比つまり昇圧比は、昇圧パルスのデューティ比によって設定され、例えば二〜十程度である。昇圧回路1は、制御IC9内の昇圧制御部9aから入力される昇圧パルスによって昇圧比が制御される。なお、このような昇圧回路1は、後述する回生電流をバッテリに出力し得る回生機能を備えている。
第1の半導体スイッチ2は、図示するようにMOSトランジスタであり、昇圧回路1の出力端と電磁コイルLの一端との間に設けられている。すなわち、この第1の半導体スイッチ2は、ドレイン端子が昇圧回路1の出力端に接続され、ソース端子が電磁コイルLの一端に接続され、またゲート端子がIpeak制御部9bの出力端に接続されている。このような第1の半導体スイッチ2は、Ipeak制御部9bによってON/OFF(閉/開)動作が制御される。
第2の半導体スイッチ3は、上記第1の半導体スイッチ2と同様にMOSトランジスタであり、第1のダイオード5のカソード端子と電磁コイルLの一端との間に設けられている。すなわち、この第2の半導体スイッチ3は、ドレイン端子が第1のダイオード5のカソード端子に接続され、ソース端子が電磁コイルLの一端に接続され、またゲート端子がIhold制御部9cの出力端に接続されている。このような第2の半導体スイッチ3は、Ihold制御部9cによってON/OFF(閉/開)動作が制御される。
このような第1の半導体スイッチ2及び第2の半導体スイッチ3は、バッテリ電圧と昇圧回路1で得られる昇圧電圧(電源電圧)とを択一的に選択して燃料噴射弁B(電磁弁)の電磁コイルLに印加する選択スイッチとして機能する。
第3の半導体スイッチ4は、上記第1、第2の半導体スイッチ2、3と同様にMOSトランジスタであり、ドレイン端子が電磁コイルLの他端に接続され、ソース端子が電流検出用抵抗器8の一端に接続され、またゲート端子が電流検出部9dの出力端に接続されている。このような第3の半導体スイッチ4は、電磁弁オン/オフ制御部9eによってON/OFF(閉/開)動作が制御される。
第1のダイオード5は、アノード端子がバッテリの出力端に接続され、カソード端子が第2の半導体スイッチ3のドレイン端子に接続されている。この第1のダイオード5は、第1の半導体スイッチ2及び第2の半導体スイッチ3が何れもON状態(閉状態)になった場合に、昇圧回路1の出力端とバッテリの出力端とが直接接続され、昇圧回路1からバッテリに電流が流入することを防止する逆流防止ダイオードである。
第2のダイオード6は、アノード端子がバッテリの出力端に接続され、カソード端子が第2の半導体スイッチ3のドレイン端子に接続されている。この第2のダイオード6は、電磁コイルLから出力される回生電流を昇圧回路1を介してバッテリに供給(回生)する回生ダイオードである。第3のダイオード7は、カソード端子が電磁コイルLの一端に接続され、アノード端子がGND(基準電位)に接続されており、上記回生電流の流路を形成するための回生ダイオードである。
電流検出用抵抗器8は、一端が第3の半導体スイッチ4のソース端子に接続され、他端がGND(基準電位)に接続されたシャント抵抗器である。すなわち、電流検出用抵抗器8は、第3の半導体スイッチ4を介して電磁コイルLに直列接続されており、電磁コイルLに流れる駆動電流が通過する。すなわち、このような電流検出用抵抗器8は、一端と他端との間に駆動電流の大きさに応じた電圧(検出電圧)が発生する。このような電流検出用抵抗器8の両端(一端及び他端)は、電流検出部9dに備えられた各入力端に個別に接続されている。
制御IC9は、上位制御系から入力される指令信号に基づいて昇圧回路1、第1〜第3の半導体スイッチ2〜4を制御する集積回路(IC:Integrated Circuit)であり、複数の入力端子及び出力端子を備えている。この制御IC9において、昇圧制御部9aは、主制御部9fから入力される制御指令に基づいて昇圧制御信号(昇圧パルス)を生成し、昇圧回路1に出力する。この昇圧制御信号は、昇圧回路1の動作を制御するための制御信号である。
Ipeak制御部9bは、主制御部9fから入力される制御指令に基づいて第1の半導体スイッチ2を制御するための第1のゲート信号を生成し、第1の半導体スイッチ2のゲート端子に出力する。Ihold制御部9cは、主制御部9fから入力される制御指令に基づいて第2の半導体スイッチ3を制御するための第2のゲート信号を生成し、第2の半導体スイッチ3のゲート端子に出力する。
電流検出部9dは、一対の入力端を備え、一方の入力端が電流検出用抵抗器8の一端に接続され、他方の入力端が電流検出用抵抗器8の他端に接続されている。すなわち、この電流検出部9dには、駆動電流に基づいて電流検出用抵抗器8で発生した検出電圧が入力される。このような電流検出部9dは、検出電圧に基づいて駆動電流の大きさを示す駆動電流検出値を演算し、当該駆動電流検出値を主制御部9fに出力する。なお、この電流検出部9dは、図2に示すように、上記検出電圧を直接増幅する電流検出アンプを備えている。
電磁弁オン/オフ制御部9eは、主制御部9fから入力される制御指令に基づいて第3の半導体スイッチ4を制御するための第3のゲート信号を生成し、第3の半導体スイッチ4のゲート端子に出力する。
主制御部9fは、上記電流検出部9dから入力される駆動電流検出値及び外部の上位制御系から入力される外部制御指令に基づいて制御指令を生成し、上記昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c及び電磁弁オン/オフ制御部9eに出力する。なお、上記外部制御指令には、燃料噴射弁Bの作動タイミングつまり電磁コイルLへの通電タイミングに関する情報が含まれている。
電源部9gは、上述した昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c、電流検出部9d、電磁弁オン/オフ制御部9e及び主制御部9fに電源を供給する。この電源部9gは、例えば制御IC9の電源端子に入力された電源に電圧安定化処理を施して昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c、電流検出部9d、電磁弁オン/オフ制御部9e及び主制御部9fにそれぞれ供給する。
ここで、上述した各構成要素のうち、昇圧回路1、第1の半導体スイッチ2、第2の半導体スイッチ3、第1のダイオード5、昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c、電磁弁オン/オフ制御部9e及び主制御部9fは、本発明における給電部を構成している。また、第3の半導体スイッチ4、電流検出用抵抗器8及び電流検出部9dは、本発明における検出部を構成している。
すなわち、このような給電部は、バッテリ電圧を昇圧回路1の昇圧スイッチでスイッチングして得た昇圧電圧(電源電圧)を燃料噴射弁B(電磁弁)の電磁コイルLの一端に印加すると共に、検出部の駆動電流検出値(検出値)に基づいて昇圧電圧(電源電圧)の電磁コイルLへの印加状態を操作することにより駆動電流を調節する。
続いて、上記電源部9gの要部回路構成、つまり電流検出部9dに電源を分配供給する電源分配回路Dの構成を図2を参照して説明する。
この電源分配回路Dは、電源供給部9gの内部で生成した基準電源を電流検出部9dの電流検出アンプに分配供給する電力回路である。この電源分配回路Dは、図2に示すように入力回路としてサンプルホールド回路を備える。このサンプルホールド回路は、電子スイッチ9h、ホールド抵抗器9i、電圧保持コンデンサ9j及び演算増幅器9kを備えている。
電子スイッチ9hは、一端に基準電源が入力され、他端がホールド抵抗器9iの一端に接続されている。この電子スイッチ9hは、主制御部9fから入力される制御指令に基づいて電源供給部9gで生成されたサンプリング信号(SPパルス)によってON/OFF(閉/開)動作が制御される。
ホールド抵抗器9iは、一端が電子スイッチ9hの他端に接続され、他端が電圧保持コンデンサ9jの一端及び演算増幅器9kの正相入力端に接続されている。電圧保持コンデンサ9jは、一端がホールド抵抗器9iの他端及び演算増幅器9kの正相入力端に接続され、他端が接地されている。
このようなホールド抵抗器9i及び電圧保持コンデンサ9jは、ホールド抵抗器9iの抵抗値と電圧保持コンデンサ9jの静電容量によって決定される時定数を有する積分回路を構成しており、電子スイッチ9hの閉状態において基準電源を積分処理する。すなわち、電圧保持コンデンサ9jにおける一端の電圧は、上記基準電源を上記時定数で積分(充電)した値となる。
演算増幅器9kは、正相入力端がホールド抵抗器9iの他端及び電圧保持コンデンサ9jの一端に接続されており、逆相入力端が自らの出力端に接続されている。すなわち、この演算増幅器9kは、所謂ボルテージフォロアを構成しており、正相入力端に接続された上記積分回路のインピーダンスを低インピーダンスに変換するインピーダンス変換回路(バッファ回路)として機能する。
このようなサンプルホールド回路は、サンプリング信号によって決定される電子スイッチ9hの閉期間が昇圧回路1におけるバッテリ電圧のスイッチングタイミングを除外したタイミングに設定されている。すなわち、このサンプルホールド回路は、昇圧回路1のスイッチング期間を除外した期間で基準電源を取り込む。また、このようなサンプルホールド回路を備える電源分配回路Dは、昇圧回路1のスイッチング期間を除外した期間で基準電源をサンプリングして得られた電源(直流電源)を電流検出部9dの電流検出アンプに供給する。
次に、このように構成された燃料噴射弁駆動装置Kの動作について、図3及び図4をも参照して詳しく説明する。
この燃料噴射弁駆動装置Kによって燃料噴射弁Bを閉弁状態から開弁状態に駆動する場合、制御IC9は、図3に示すように、駆動開始時の初期期間T1(時刻t0〜t1の期間)において昇圧回路1が生成する昇圧電圧を電源電圧として電磁コイルLに供給し、上記初期期間T1後の保持期間T2(時刻t1〜t2の期間:保持電流駆動時)においては昇圧電圧に代えてバッテリ電圧を電源電圧として電磁コイルLに供給させる。
すなわち、初期期間T1では、昇圧制御部9aが昇圧パルスを昇圧回路1の昇圧スイッチに出力することにより、昇圧回路1が昇圧電圧を第1の半導体スイッチ2のドレイン端子に出力する。また、この初期期間T1では、Ipeak制御部9bが第1のゲート信号を第1の半導体スイッチ2のゲート端子に出力することによって、第1の半導体スイッチ2がON状態に設定され、また電磁弁オン/オフ制御部9eが第3の半導体スイッチ4のゲート端子に第3のゲート信号を出力することによって第3の半導体スイッチ4がON状態に設定される。
この結果、初期期間T1では、図3の中段に示すように比較的高い昇圧電圧が電磁コイルLの一端に印加され、これによって図3の上段に示すようにピーク状の立ち上がり電流が電磁コイルLに流れる。このようなピーク状の立ち上がり電流は、燃料噴射弁Bの開弁動作を高速化する。
そして、保持期間T2では、Ihold制御部9cが第2のゲート信号を第2の半導体スイッチ3に出力することにより、第2の半導体スイッチ3がON状態に設定され、また電磁弁オン/オフ制御部9eが第3のゲート信号を第3の半導体スイッチ4のゲート端子に出力することによって第3の半導体スイッチ4がON状態に設定される。
この結果、保持期間T2では、図3の中段に示すように、昇圧電圧よりも低い保持電圧が電磁コイルLに印加され、この結果として燃料噴射弁Bの開弁状態を保持する保持電流が電磁コイルLに流れる。すなわち、Ihold制御部9cは、所定のデューティ比のPWM信号を第2のゲート信号として第2の半導体スイッチ3に供給し、この結果として保持電圧を上記デューティ比に応じて断続的に電磁コイルLに対して供給させる。
また、Ihold制御部9cは、第2のゲート信号のデューティ比を主制御部9fの制御指令に含まれる電流検出部9dの駆動電流検出値に基づいて設定する。すなわち、Ihold制御部9cは、電磁コイルLに流れる駆動電流の大きさに基づいて第2のゲート信号のデューティ比を設定することにより、上記駆動電流が所定の目標値を維持するようにフィードバック制御する。
このようなフィードバック制御により、図3の上段に示すように、保持期間T2では、所定の保持電流が電磁コイルLに供給されるので、燃料噴射弁Bの開弁状態が保持される。また、この保持期間T2において、例えば第2のゲート信号のデューティ比を2段階に変更することによって、図3の上段に示すように保持電流を2段階に変化させる。
ここで、図3の上段及び中段の波形は、燃料噴射弁の1つの波形を図示しているが、例えば多気筒の燃料噴射弁を1つの昇圧回路にて昇圧電圧を供給する場合、図3の下段に示すように、昇圧回路1の昇圧スイッチは昇圧期間T3においてバッテリ電圧のスイッチングをし続ける。すなわち、初期期間T1及び保持期間T2に関係なく、昇圧スイッチのスイッチング動作に起因するノイズ(スイッチングノイズ)が発生し続けている。
そして、このスイッチングノイズは、電源供給部9gが生成する基準電源に対して外乱として作用する。すなわち、昇圧パルスがL(ロー)レベルからH(ハイ)レベルに遷移するタイミング及びH(ハイ)レベルからL(ロー)レベルに遷移する期間において、基準電源には外乱としてのレベル変動が発生し得る。
このようなスイッチングノイズの影響を回避するために、電源部9gの電源分配回路Dは、昇圧パルスの遷移する期間を除外したタイミング及び期間で基準電源をサンプルホールドする。すなわち、図4に示すように、電源分配回路DにおけるSPパルスのL(ロー)期間すなわち、スイッチ9hの閉期間は、昇圧パルスの遷移期間を除外した期間に設定されているので、電源分配回路Dは、基準電源を昇圧パルスの遷移期間を除外したタイミング及び期間にサンプルホールドする。
したがって、本実施形態に係る燃料噴射弁駆動装置Kによれば、電源分配回路Dが昇圧回路1のスイッチング期間を除外した期間で基準電源をサンプルホールドして得られた電源(直流電源)を電流検出部9dに供給するので、昇圧回路1のスイッチングノイズの影響を軽減あるいは防止することが可能であり、よって電流検出部9dにおける燃料噴射弁B(電磁弁)の駆動電流の検出精度を向上させることが可能である。この結果として、この燃料噴射弁駆動装置Kによれば、燃料噴射弁Bの高精度駆動を実現することが可能である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、バッテリ電圧を用いて保持電圧を生成したが、本発明はこれに限定されない。別途設けた第2の昇圧回路を用いて保持電圧を生成してもよい。なお、この場合には、2つの昇圧回路つまり2つの昇圧スイッチが存在することになるので、SPパルスの遷移タイミング及び期間を各昇圧スイッチに対応する各昇圧パルスの遷移期間を除外した期間に設定する必要がある。
(2)上記実施形態では、昇圧回路1の昇圧スイッチのスイッチング動作に起因するスイッチングノイズに着目し、その影響の排除について説明してが、本発明はこれに限定されない。昇圧回路1以外の回路のスイッチング動作に起因するスイッチングノイズに着目して、その影響の排除するようにしてもよい。
(3)上記実施形態では、燃料噴射弁Bを駆動対象としたが、本発明はこれに限定されない。本発明は、燃料噴射弁B以外の各種電磁弁の駆動に適用することが可能である。
(4)上記実施形態では、直噴エンジンの燃料噴射弁Bを駆動対象としたが、本発明はこれに限定されない。本発明は、直噴エンジン以外の燃料噴射弁の駆動に適用することが可能である。
(5)上記実施形態では、燃料噴射弁駆動装置Kを昇圧回路1、第1の半導体スイッチ2、第2の半導体スイッチ3、第3の半導体スイッチ4、第1のダイオード5、第2のダイオード6、第3のダイオード7、電流検出用抵抗器8及び制御IC9等を備えるように構成し、また制御IC9を昇圧制御部9a、Ipeak制御部9b、Ihold制御部9c、電流検出部9d、電磁弁オン/オフ制御部9e及び主制御部9fを備えるように構成したが、本発明はこれに限定されない。図1に示す構成は、本発明に係る電磁弁駆動装置のあくまでも一例である。
(6)上記実施形態では、サンプルホールド回路を図2に示すように構成したが、この構成はあくまでも一例である。
(7)上記実施形態では、電磁弁オン/オフ制御部9eが第3の半導体スイッチ4を制御したが、本発明はこれに限定されない。第3の半導体スイッチ4の制御については、電磁弁オン/オフ制御部9eに代えてIhold制御部9cが行ってもよい。
B 燃料噴射弁
K 燃料噴射弁駆動回路
L 電磁コイル
D 電源分配回路
1 昇圧回路(給電回路)
2 第1の半導体スイッチ
3 第2の半導体スイッチ
4 第3の半導体スイッチ
5 第1のダイオード
6 第2のダイオード
7 第3のダイオード
8 電流検出用抵抗器
9 制御IC
9a 昇圧制御部
9b Ipeak制御部
9c Ihold制御部
9d 電流検出部
9e 電磁弁オン/オフ制御部
9f 主制御部
9g 電源部
9h 電子スイッチ
9i ホールド抵抗器
9j 電圧保持コンデンサ
9k 演算増幅器

Claims (5)

  1. バッテリ電圧をスイッチングして得た電源電圧を電磁弁の電磁コイルの一端に印加する給電部と、前記電磁コイルに流れる駆動電流を検出する検出部と、該検出部に電源を供給する電源部とを備え、前記給電部は、前記検出部の検出値に基づいて前記電源電圧の前記電磁コイルへの印加状態を操作することにより前記駆動電流を調節する燃料噴射弁駆動装置であって、
    前記電源部は、前記給電部における前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で基準電源をサンプルホールドして得られた前記電源を前記検出部に供給することを特徴とする電磁弁駆動装置。
  2. 前記給電部は、バッテリ電圧をスイッチングすることにより昇圧して電源電圧を生成する昇圧回路を備え、
    前記電源部は、前記昇圧回路における前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で前記基準電源をサンプルホールドすることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁駆動装置。
  3. 前記給電部は、前記バッテリ電圧と前記昇圧回路で得られる電源電圧とを択一的に選択して前記電磁コイルに印加することを特徴とする請求項2に記載の電磁弁駆動装置。
  4. 前記電源部は、前記バッテリ電圧のスイッチング期間を除外した期間で前記基準電源をサンプルホールドするサンプルホールド回路を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁弁駆動装置。
  5. 前記電磁弁は、直噴エンジンにおいて燃料をシリンダに直接噴射する燃料噴射弁であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電磁弁駆動装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114704411B (zh) * 2022-04-14 2023-06-06 一汽解放汽车有限公司 一种电磁阀驱动控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791994A (ja) * 1993-09-22 1995-04-07 Aichi Tokei Denki Co Ltd 電磁流量計におけるノイズ除去方法と変換器
JP2000337224A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Hitachi Ltd エンジン制御装置
JP2002004921A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Mitsubishi Electric Corp インジェクタ駆動装置
JP2018084198A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社デンソー 電子制御装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0754097B2 (ja) * 1985-04-22 1995-06-07 日本電装株式会社 電子式内燃機関制御装置
JP3017635B2 (ja) * 1994-02-17 2000-03-13 トヨタ自動車株式会社 電流制御型電磁弁の制御装置
JP3121304B2 (ja) * 1997-11-10 2000-12-25 株式会社ボッシュオートモーティブシステム 電磁弁駆動方法及び装置
JP3534167B2 (ja) * 1998-05-25 2004-06-07 国産電機株式会社 インジェクタ駆動方法及び駆動回路
JP3446630B2 (ja) 1998-10-09 2003-09-16 株式会社デンソー 電磁弁駆動装置
JP2002357149A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Aisan Ind Co Ltd 電磁式燃料噴射弁の駆動回路
JP2004021826A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Aisan Ind Co Ltd 電磁弁の駆動方法
JP3894088B2 (ja) * 2002-10-07 2007-03-14 株式会社日立製作所 燃料供給装置
JP2004169763A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Denso Corp 電磁弁駆動装置
JP4111848B2 (ja) * 2003-03-10 2008-07-02 株式会社ミクニ 燃料噴射制御方法及び制御装置
WO2009153921A1 (ja) * 2008-06-19 2009-12-23 パナソニック株式会社 アナログスイッチ
JP5023172B2 (ja) * 2010-03-09 2012-09-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁弁駆動回路
JP5907412B2 (ja) * 2012-02-02 2016-04-26 株式会社デンソー 電磁弁駆動装置
US9395422B2 (en) * 2012-05-11 2016-07-19 Asahi Kasei Microdevices Corporation Magnetism detection device and magnetism detection method
JP2015140781A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 株式会社デンソー 噴射制御装置
JP6245009B2 (ja) * 2014-03-17 2017-12-13 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
JP7316030B2 (ja) * 2018-08-29 2023-07-27 株式会社デンソー 噴射制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791994A (ja) * 1993-09-22 1995-04-07 Aichi Tokei Denki Co Ltd 電磁流量計におけるノイズ除去方法と変換器
JP2000337224A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Hitachi Ltd エンジン制御装置
JP2002004921A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Mitsubishi Electric Corp インジェクタ駆動装置
JP2018084198A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社デンソー 電子制御装置

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