JP2584713B2 - Fuel cut-off device for diesel engine - Google Patents
Fuel cut-off device for diesel engineInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車両に搭載される
ディーゼルエンジン用の燃料遮断装置における改良に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fuel cutoff device for a diesel engine mounted on a motor vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回っているディーゼルエンジンを停止さ
せるには当該エンジンへの燃料供給を断つ必要がある。
そこで、ディーゼルエンジンを推進機関として搭載する
自動車両には、エンジンをかけたり止めたりするときに
運転者が操作するキースイッチに連動させて、キースイ
ッチをオフ位置に付けたときから一定時間の間、電磁弁
として構成されている燃料弁の閉塞用ソレノイドコイル
に通電し、当該一定時間に亙って燃料弁を閉塞する燃料
遮断装置が搭載されている。2. Description of the Related Art To stop a running diesel engine, it is necessary to cut off fuel supply to the engine.
Therefore, a motor vehicle equipped with a diesel engine as a propulsion engine is linked to a key switch operated by the driver when starting or stopping the engine, and for a certain period of time from when the key switch is turned to the off position In addition, a fuel shut-off device for energizing a solenoid valve for closing a fuel valve configured as an electromagnetic valve and closing the fuel valve for the predetermined time is mounted.
【０００３】図２には、従来におけるこのようなディー
ゼルエンジン用燃料遮断装置の代表的一例における回路
構成が示されている。説明すると、まず、燃料弁（これ
自体は図示しない）の閉塞用ソレノイドコイル13とバイ
ポーラパワートランジスタ14との直列回路があり、この
直列回路の両端は車両搭載のバッテリ10の両端に接続し
ている。したがって、バイポーラパワートランジスタ14
がオンとなっているときだけ（エミッタ−コレクタ間が
導通している間だけ）、ソレノイドコイル13に通電され
て図示しない燃料弁が閉塞し、図示しないディーゼルエ
ンジンへの燃料供給が断たれる。FIG. 2 shows a circuit configuration of a typical example of such a conventional fuel cut-off device for a diesel engine. First, there is a series circuit of a closing solenoid coil 13 of a fuel valve (not shown) and a bipolar power transistor 14, and both ends of this series circuit are connected to both ends of a battery 10 mounted on a vehicle. . Therefore, the bipolar power transistor 14
Only when is turned on (only during conduction between the emitter and the collector), the solenoid coil 13 is energized to close the fuel valve (not shown) and cut off the fuel supply to the diesel engine (not shown).
【０００４】そこで、このバイポーラパワートランジス
タ14のオンオフを所定のタイミングで制御するため、キ
ャパシタC1、抵抗R1，R2から成るタイマ回路と、バイポ
ーラトランジスタQ1，Q2，Q3を含むドライブ回路が設け
られる。To control the on / off of the bipolar power transistor 14 at a predetermined timing, a timer circuit including a capacitor C1 and resistors R1 and R2 and a drive circuit including the bipolar transistors Q1, Q2 and Q3 are provided.
【０００５】以下、動作を述べると、運転者が操作する
キースイッチ11が閉じられているとき、すなわちディー
ゼルエンジンが回っているときには、車両搭載のバッテ
リ10から順方向ダイオードD1を介し、タイマ回路の一構
成部品であるキャパシタC1が常に充電されている。ま
た、このキャパシタC1の放電経路を構成し、かつそれら
もまたタイマ回路の一部品となっている抵抗R1，R2の分
圧点にベースを接続しているバイポーラトランジスタQ1
を始め、バイポーラトランジスタQ2，Q3にも所定のバイ
アスが与えられているので、これらも全てオン状態を保
つ。そのため、特にトランジスタQ2がオン状態にあるこ
とによってバイポーラパワートランジスタ14はオフ状態
を維持し、ソレノイドコイル13に通電されることはない
ので、図示しない燃料弁も開いた状態にあり、エンジン
に燃料が供給されている。[0005] The operation will be described below. When the key switch 11 operated by the driver is closed, that is, when the diesel engine is running, the timer circuit of the vehicle-mounted battery 10 is connected via the forward diode D1 to the timer circuit. One component, the capacitor C1, is constantly charged. Further, a bipolar transistor Q1 which constitutes a discharge path of the capacitor C1 and has a base connected to a voltage dividing point of the resistors R1 and R2 which are also components of the timer circuit.
, And the bipolar transistors Q2 and Q3 are also given a predetermined bias, so that they are all kept on. Therefore, particularly when the transistor Q2 is in the ON state, the bipolar power transistor 14 maintains the OFF state, and the solenoid coil 13 is not energized.Therefore, the fuel valve (not shown) is also in the open state, and fuel is supplied to the engine. Supplied.
【０００６】しかるに、運転者がエンジンの停止を図
り、キースイッチをオフ位置に付けることで、図２中で
は電気接点として示されているキースイッチ11が開かれ
ると、その瞬間にドライブ回路中の一つのトランジスタ
Q2はオフとなるが、残りのトランジスタQ1，Q3は、その
ときからキャパシタC1に充電されている電荷が当該キャ
パシタC1の容量値と抵抗R1，R2の抵抗値とにより求まる
所定の時定数に従って放電し、トランジスタQ1をオン状
態に維持し得なくなるまでは、未だなおオン状態を保ち
得る。そのため、トランジスタQ2のオフによって接地と
の接続を解かれたバイポーラパワートランジスタ14のベ
ースには、バッテリ10からトランジスタQ3を介しベース
電流が流し込まれ、これによって当該バイポーラパワー
トランジスタ14がオンするので、ソレノイドコイル13に
もこのときから通電され、燃料弁が閉じて燃料の遮断が
生起する。However, when the driver stops the engine and turns the key switch to the off position, the key switch 11 shown as an electric contact in FIG. One transistor
Q2 is turned off, but the remaining transistors Q1 and Q3 discharge the charge charged in the capacitor C1 from that time according to a predetermined time constant determined by the capacitance value of the capacitor C1 and the resistance values of the resistors R1 and R2. However, the transistor Q1 can still be kept on until it cannot be kept on. Therefore, a base current flows from the battery 10 via the transistor Q3 to the base of the bipolar power transistor 14, which has been disconnected from the ground by turning off the transistor Q2, thereby turning on the bipolar power transistor 14. At this time, the coil 13 is also energized, and the fuel valve closes to shut off the fuel.
【０００７】その後、タイマ回路中のキャパシタC1が上
記所定の時定数に従って放電し、当該時定数によって決
定される一定時間後にドライブ回路中のトランジスタQ1
がオン状態を保ち得なくなると、当該トランジスタQ1が
オフし、これに伴ってトランジスタQ3もオフするので、
バイポーラパワートランジスタ14もここで再びオフにな
り、ソレノイドコイル13への通電も断たれる。Thereafter, the capacitor C1 in the timer circuit discharges according to the predetermined time constant, and after a certain time determined by the time constant, the transistor Q1 in the drive circuit is discharged.
Cannot maintain the ON state, the transistor Q1 is turned off, and the transistor Q3 is also turned off.
The bipolar power transistor 14 is also turned off again here, and the power supply to the solenoid coil 13 is also cut off.
【０００８】明らかなように、ソレノイドコイル13に対
し一定時間しか通電しないのは、車両搭載のバッテリ10
の消費電力をできるだけ抑えるためであり、また、当該
一定時間は、燃料遮断によってエンジンを確実に停止で
きると見込まれる時間に選ばれる。As is apparent, the energization of the solenoid coil 13 only for a certain period of time is due to the battery 10 mounted on the vehicle.
The predetermined time is selected as a time when it is expected that the engine can be reliably stopped by shutting off the fuel.
【０００９】なお、ソレノイドコイル13には並列に、オ
ンとなっていたバイポーラパワートランジスタ14がオフ
となった瞬間に当該コイル13に発生する逆起電力を吸収
し、バイポーラパワートランジスタ14を保護するため、
フライホイールダイオードDfが設けられる。In order to protect the bipolar power transistor 14 by absorbing the back electromotive force generated in the coil 13 at the moment when the bipolar power transistor 14 which has been turned on is turned off, in parallel with the solenoid coil 13. ,
A flywheel diode Df is provided.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記したよ
うな従来回路には、次のような諸問題がある。まず、ソ
レノイドコイル13へのバッテリからの通電、非通電を制
御するため、これに直列に設けられるスイッチング素子
としてのバイポーラパワートランジスタ14は、オンとな
っているときにも、その主電流通路両端の電圧降下（エ
ミッタ−コレクタ間飽和電圧）は結構大きく、一般には
約２Ｖ程度もある。にもかかわらず、ソレノイドコイル
13には、これも通常、１５Ａ程度も流す必要があるの
で、このバイポーラパワートランジスタ14の部分での、
言わば無駄な電力消費は、実に３０Ｗにもなる。その結
果、バイポーラパワートランジスタ14には大型のものが
必要になり、その放熱機構等も大型化する。逆に、小型
に収めようとすると、ソレノイドコイル13に十分大きな
電流を流すことができなくなる。However, the conventional circuit as described above has the following problems. First, in order to control the energization and non-energization of the solenoid coil 13 from the battery, the bipolar power transistor 14 as a switching element provided in series with the solenoid coil 13 is connected to both ends of the main current path even when it is turned on. The voltage drop (saturation voltage between the emitter and the collector) is quite large, generally about 2V. Nevertheless, solenoid coil
In the case of the bipolar power transistor 14, since it is also necessary to supply a current of about 15 A to the bipolar transistor 13,
In other words, wasteful power consumption is as high as 30 W. As a result, a large bipolar power transistor 14 is required, and the heat dissipation mechanism and the like are also increased in size. Conversely, if the size is to be reduced, a sufficiently large current cannot flow through the solenoid coil 13.
【００１１】さらに、バイポーラパワートランジスタ14
は電流駆動素子であるので、これを十分にオンし、ソレ
ノイドコイル13に十分な電流を流すためには、バイポー
ラパワートランジスタ14へのベース電流自体も十分流さ
ねばならない。そのため、トランジスタQ1〜Q3を含むド
ライブ回路等も大型化するし、消費電力も大きい。例え
ば、バイポーラパワートランジスタ14にベース電流を流
し込むための抵抗R4一つを取っても、搭載バッテリ10の
電圧が公称１２Ｖオーダのいわゆる１２Ｖ車では１Ｗ型
で５００Ω、公称２４Ｖオーダの２４Ｖ車では１Ｗ型で
１ＫΩとなる。この種の電子部品として、１Ｗ型の抵抗
器はかなり大きいし、実際、発熱も結構ある。Further, the bipolar power transistor 14
Since is a current drive element, the base current itself to the bipolar power transistor 14 must also flow sufficiently in order to sufficiently turn it on and allow a sufficient current to flow through the solenoid coil 13. Therefore, the size of the drive circuit including the transistors Q1 to Q3 becomes large, and the power consumption is large. For example, even if one resistor R4 for injecting a base current into the bipolar power transistor 14 is used, the voltage of the on-board battery 10 is 500W for a 1W type for a so-called 12V vehicle with a nominal 12V order and 1W for a 24V vehicle with a nominal 24V order. Is 1KΩ. As this kind of electronic component, a 1W type resistor is quite large, and in fact, generates a lot of heat.
【００１２】また、上記のように、１２Ｖ車と２４Ｖ車
とでは、抵抗R4の外にもバッテリ電圧ごとに回路定数を
それぞれ専用に設定せねばならない部品が多く、回路の
共用化が難しいという欠点もある。Further, as described above, between the 12V car and the 24V car, there are many components for which the circuit constants must be individually set for each battery voltage in addition to the resistor R4, and it is difficult to share the circuit. There is also.
【００１３】バイポーラパワートランジスタ14の保護に
ついても、従来のフライホイールダイオードDfによる手
法は望ましくない。コイル逆起電力に基づく電流も１５
Ａのオーダになるため、当該ダイオードDfにもそれ以上
の電流を流し得る大型のものが必要になる。[0013] With respect to protection of the bipolar power transistor 14, the conventional method using the flywheel diode Df is not desirable. Current based on coil back electromotive force is also 15
Since it is on the order of A, the diode Df also needs to be a large one capable of flowing a larger current.
【００１４】本発明はこのような実情に鑑み、ディーゼ
ルエンジン燃料弁の閉塞用ソレノイドコイルに直列に挿
入するスイッチング素子における電力消費を低減し、装
置を小型化、軽量化することを第一の目的とし、さら
に、当該スイッチング素子の保護にも大型なフライホイ
ールダイオード等を必要としない回路を提供せんとする
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, a first object of the present invention is to reduce power consumption in a switching element inserted in series with a closing solenoid coil of a diesel engine fuel valve, and to reduce the size and weight of the device. And then
To, there is provided cents circuit that does not require a large-sized flywheel diodes to protect those said switching element.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、ディーゼルエンジン燃料弁閉塞用のソレノイ
ドコイルに直列に挿入するスイッチング素子として、従
来におけるバイポーラパワートランジスタに代え、電圧
駆動型パワースイッチング素子を用いることを提案す
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a voltage-driven power switching as a switching element inserted in series in a solenoid coil for closing a diesel engine fuel valve, instead of a conventional bipolar power transistor. It is proposed to use the device.
【００１６】さらに加えて、本発明ではスイッチング素
子の保護のため、従来用いられていたフライホイールダ
イオードの使用を止め、電圧駆動型パワースイッチング
素子の主電流通路両端電圧（電圧駆動型パワースイッチ
ング素子が例えば一般的なパワーＭＯＳＦＥＴである場
合にはそのドレイン−ソース間電圧，絶縁ゲート型バイ
ポーラパワートランジスタである場合にはそのエミッタ
−コレクタ間電圧）が素子の耐電圧以上となることを抑
えるため、ソレノイドコイルに接続している側の主電流
通路端子電圧が所定の電圧を越えようとするとツェナ降
伏して当該電圧駆動型パワースイッチング素子のゲート
に電圧を印加し、これをオンするツェナダイオードと、
このツェナダイオードの降伏電流の流れる方向に順方向
となるダイオードとの直列回路を、電圧駆動型パワース
イッチング素子のゲートとソレノイドコイル側の主電流
通路端子との間（すなわち、パワーＭＯＳＦＥＴではそ
のゲートードレイン間，絶縁ゲート型バイポーラパワー
トランジスタではそのゲートーコレクタ間）に挿入した
回路も提案する。 In addition, in the present invention, the switching element
Flywheel drive conventionally used to protect the child
Stop using iod, voltage-driven power switching
Voltage across the main current path of the element (voltage-driven power switch
If the switching element is, for example, a general power MOSFET,
In this case, the drain-source voltage and the insulated gate type
If it is a polar power transistor, its emitter
-Collector-to-collector voltage) does not exceed the withstand voltage of the device.
Main current on the side connected to the solenoid coil
When the passage terminal voltage exceeds the specified voltage, the Zener falls.
The gate of the voltage-driven power switching element
A zener diode that applies a voltage to
Forward direction of the breakdown current of this Zener diode
A series circuit with a diode
Main current of the gate of the switching element and the solenoid coil
Between the path terminals (that is, for power MOSFETs,
Gate-drain, insulated gate bipolar power
In the transistor, between the gate and collector)
A circuit is also proposed.
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【実施例】図１には本発明に従って構成された、ディー
ゼルエンジン用燃料遮断装置の一実施例における回路構
成が示されている。図中、図２に即して説明した従来例
におけると対応する構成要素には同一の符号を付してあ
り、説明を適宜省略するものもある。FIG. 1 shows a circuit configuration of an embodiment of a fuel cut-off device for a diesel engine constructed according to the present invention. In the figure, components corresponding to those in the conventional example described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted as appropriate.
【００２０】本発明による最も特徴的な改良点は、車両
搭載のバッテリ10から燃料弁（図示せず）閉塞用ソレノ
イドコイル13に対して選択的に通電するため、当該ソレ
ノイドコイル13に直列に挿入されているスイッチング素
子が、従来のような電流駆動型のパワースイッチング素
子ではなく、電圧駆動型のパワースイッチング素子12に
なっていることである。電圧駆動型パワースイッチング
素子としては、パワーＭＯＳＦＥＴが一般的であるが、
絶縁ゲート型バイポーラパワートランジスタもある。本
発明にはいずれも用いることができるが、図示する実施
例では、パワーＭＯＳＦＥＴ（以下、単にパワーＦＥ
Ｔ）12を用いている。The most characteristic improvement according to the present invention is that a battery 10 mounted on a vehicle is selectively connected to a solenoid coil 13 for closing a fuel valve (not shown), so that the solenoid coil 13 is inserted in series with the solenoid coil 13. The switching element used is not a current-driven power switching element as in the related art, but a voltage-driven power switching element 12. A power MOSFET is generally used as a voltage-driven power switching element.
There is also an insulated gate bipolar power transistor. Although any of them can be used in the present invention, in the illustrated embodiment, a power MOSFET (hereinafter simply referred to as a power FE) is used.
T) 12 is used.
【００２１】いずれにしてもこのような変更により、当
該パワーＦＥＴ12をドライブするドライブ回路も従来例
に比し、簡素なものに変わっている。電圧駆動できるた
め、例えば図２に示した従来例におけるバイポーラパワ
ートランジスタ14のベース電流制御用バイポーラトラン
ジスタQ3に相当するトランジスタ等は不要になる。In any case, due to such a change, the drive circuit for driving the power FET 12 has been simplified as compared with the conventional example. Since voltage driving is possible, for example, a transistor or the like corresponding to the base current controlling bipolar transistor Q3 of the bipolar power transistor 14 in the conventional example shown in FIG. 2 becomes unnecessary.
【００２２】以下、図１に示される本実施例回路の動作
を追いながら説明する。まず、運転者が操作するキース
イッチ１１が閉じられていて、ディーゼルエンジンが回
っているときには、車両搭載のバッテリ１０から順方向
ダイオードＤ１を介し、タイマ回路の一構成部品である
キャパシタＣ１が常に充電されている。ただし、この実
施例では、望ましい構成例として、当該キャパシタＣ１
には並列にツェナダイオードＺＤ１が接続され、充電電
圧を一定電圧以下にクランプするべく図られている。こ
れがあると何故良いかについては後述する。Hereinafter, the operation of the circuit of this embodiment shown in FIG. 1 will be described. First, when the key switch 11 operated by the driver is closed and the diesel engine is running, the capacitor C1, which is a component of the timer circuit, is always charged from the vehicle-mounted battery 10 via the forward diode D1. Have been. However, in this embodiment, as the preferred configuration example, those the capacitor C1
Is connected in parallel with a zener diode ZD1 to clamp the charging voltage to a certain voltage or less. The reason why this is good will be described later.
【００２３】一方、上記のようにキャパシタC1に常に充
電電流が供給され得る状態になっているときには、キャ
パシタC1の放電経路を構成し、かつそれらもまたタイマ
回路の一部品となっている抵抗R1，R2の分圧点にベース
を接続しているバイポーラトランジスタQ1もオンとなっ
ており、キースイッチ11の出力側から直接に分圧抵抗を
介してベース電流の供給を受けているバイポーラトラン
ジスタQ2もオンとなっている。そのため、トランジスタ
Q2がオン状態にあることによってゲート電圧が引き落と
されているパワーＦＥＴ12はオフ状態を維持し、当然、
ソレノイドコイル13にもバッテリ電力が与えられること
はないので、図示しない燃料弁も開いた状態にあり、エ
ンジンに燃料が供給されている。On the other hand, when the charging current can always be supplied to the capacitor C1 as described above, the resistor R1 which constitutes a discharging path of the capacitor C1 and is also a part of the timer circuit , R2, the base of which is connected to the dividing point of R2, is also turned on, and the bipolar transistor Q2, which receives the base current directly from the output side of the key switch 11 via the dividing resistor, is also turned on. It is on. Therefore, the transistor
The power FET 12 from which the gate voltage has been pulled down due to the on state of Q2 maintains the off state.
Since no battery power is supplied to the solenoid coil 13, a fuel valve (not shown) is also open, and fuel is supplied to the engine.
【００２４】しかるに、運転者がエンジンの停止を図
り、運転者の操作によって図示のキースイッチ11が開か
れると、その瞬間にドライブ回路中の一つのトランジス
タQ2はオフとなるので、パワーＦＥＴ12のゲートは接地
に引き落とされている状態から釈放され、ここでターン
オンする。したがって、キースイッチ11の開放と共に、
ソレノイドコイル13にはバッテリ10から電流が流し込ま
れ、電磁弁として構成されている図示しない燃料弁が閉
塞して、図示しないディーゼルエンジンへの供給燃料が
遮断される。However, when the driver attempts to stop the engine and the key switch 11 shown is opened by the driver's operation, one transistor Q2 in the drive circuit is turned off at that moment, so that the gate of the power FET 12 is turned off. Is released from being dropped to the ground, where it turns on. Therefore, when the key switch 11 is opened,
An electric current flows from the battery 10 into the solenoid coil 13, a fuel valve (not shown) configured as an electromagnetic valve is closed, and fuel supply to a diesel engine (not shown) is shut off.
【００２５】その後、キースイッチ11のオフの瞬間から
キャパシタC1に充電されている電荷が当該キャパシタC1
の容量値と抵抗R1，R2の抵抗値とにより求まる所定の時
定数に従って放電して行き、やがて当該抵抗R1，R2の分
圧点における電圧がトランジスタQ1をオン状態に維持し
得なくなるまでに低下すると、当該トランジスタQ1がタ
ーンオフし、これによって、一旦はオフとなっていたト
ランジスタQ2に再び所定の大きさ以上のベースバイアス
が与えられる。したがって、このトランジスタQ2のター
ンオンにより、パワーＦＥＴ12のゲート電圧は再度引き
落とされ、当該パワＦＥＴ12が再びターンオフするの
で、ここでソレノイドコイル13への通電も断たれる。Thereafter, the electric charge charged in the capacitor C1 from the moment when the key switch 11 is turned off is transferred to the capacitor C1.
Discharge in accordance with a predetermined time constant determined by the capacitance value of the resistor R1 and the resistance value of the resistors R1 and R2. Then, the transistor Q1 is turned off, so that the once-off transistor Q2 is again supplied with a base bias having a predetermined magnitude or more. Therefore, when the transistor Q2 is turned on, the gate voltage of the power FET 12 is pulled down again, and the power FET 12 is turned off again, so that the power supply to the solenoid coil 13 is also cut off.
【００２６】このようにして、キースイッチ11が開かれ
てから一定時間の間だけ、ソレノイドコイル13に通電す
る動作が完結するが、本発明によると、ソレノイドコイ
ル13がオンとなっているときにオンとなっているべき電
圧駆動型パワースイッチング素子12の主電流通路オン抵
抗は通常０．１Ω以下、本実施例に認められるようにパ
ワーＭＯＳＦＥＴを用いた実験例に即して言えば０．０
５５Ω程度しかないので、当該主電流通路両端の電圧降
下（ソース−ドレイン間オン電圧）も、ソレノイドコイ
ル13に１５Ａを流したときでさえ、１Ｖ以下となる。し
たがって、このパワーＦＥＴ12における電力消費は従来
に比し半分以下となり、放熱構成はずっと簡単化し、小
型化、軽量化する。また、逆に言えば、オン抵抗が十分
に低いので、従来例に比し、ソレノイドコイル13にはよ
り多くの電流を流すことができるようになる。In this manner, the operation of energizing the solenoid coil 13 is completed only for a certain period of time after the key switch 11 is opened. According to the present invention, when the solenoid coil 13 is on, The ON resistance of the main current path of the voltage-driven power switching element 12 to be turned on is usually 0.1Ω or less, which is 0.0 in accordance with an experimental example using a power MOSFET as recognized in this embodiment.
Since there is only about 55 Ω, the voltage drop (on-source-drain on-voltage) across the main current path also becomes 1 V or less even when 15 A flows through the solenoid coil 13. Therefore, the power consumption of the power FET 12 is less than half that of the related art, and the heat radiation configuration is much simpler, and the size and weight are reduced. Conversely, since the on-resistance is sufficiently low, more current can flow through the solenoid coil 13 than in the conventional example.
【００２７】さらに、電圧駆動型のスイッチング素子で
あるパワーＦＥＴ12を用いると、例えば１２Ｖ車、２４
Ｖ車等と呼ばれているように、搭載するバッテリ10の公
称電圧が相違する車両相互の間にあっても、本装置とし
て同一の回路を使用することが容易になる。例えば、先
に述べた従来例ではバイポーラパワートランジスタ14に
ベース電流を流すための抵抗R4はバッテリ電圧の相違に
より異なる値のもの、それも比較的大きなＷ数のものを
用いねばならなかったが、本発明によると、パワーＦＥ
Ｔ12のゲート電圧を印加するに必要な抵抗R4は、原理的
には電流を流さねばならないものではないので、１２Ｖ
車用とする場合にも２４Ｖ車用とする場合にも、共に共
通の値で良く、しかも低電力型で良い。本出願人の実験
例では、いずれの場合にも５００ＫΩ、１／８Ｗ型を用
いた。Further, when the power FET 12 which is a voltage-driven switching element is used, for example,
Even if the nominal voltage of the mounted battery 10 is between vehicles having different nominal voltages, as in a so-called V-vehicle, it is easy to use the same circuit as the present apparatus. For example, in the conventional example described above, the resistor R4 for flowing the base current to the bipolar power transistor 14 has a different value due to the difference in the battery voltage, and it must use a relatively large W number. According to the invention, the power FE
The resistance R4 required to apply the gate voltage of T12 is, in principle, not necessary to pass a current.
A common value may be used for both a vehicle and a 24V vehicle, and a low power type may be used. In the experimental examples of the present applicant, a 500 KΩ, 1/8 W type was used in each case.
【００２８】また、トランジスタQ1，Q2を含むドライブ
回路の他の回路定数も、１２Ｖ車用にも２４Ｖ車用にも
共通に用い得るように設計できる。換言すれば、電圧駆
動型パワースイッチング素子12を用いると、そのドライ
ブ回路自体には何等変更を要さない回路を容易に組むこ
とができる。しかし、タイマ回路を既述した実施例にお
けるような構成とする場合には、搭載されるバッテリ10
の電圧に変更があっても、少なくともキャパシタC1の充
電電圧には変動が生じないようにしないと、ソレノイド
コイル13の通電時間を所期の一定時間に拘束し得ない。
そのために設けられているのが、先に少し述べた通り、
本実施例ではキャパシタC1に並列に設けられているツェ
ナダイオードZD1 である。すなわち、タイマ回路を構成
するキャパシタC1の充電電圧は、ツェナダイオードZD1
により一定電圧にクランプされるようになっており、車
両搭載のバッテリが例えば公称１２Ｖのものである場合
はもちろん、２４Ｖの場合であっても１２Ｖのときと同
じ充電電圧となるようにされている。これにより、キー
スイッチ11が開かれてからソレノイドコイルに通電さ
れ、再び非通電とするまでの時間をバッテリ電圧の変更
に係わらず一定時間とすることができ、結局は本回路の
共用化を図ることができる。このような、回路の共用化
は、この種の製品としてはかなり大きい効果である。も
ちろん、定電圧回路は、上記のようにツェナダイオード
一本にて簡単に組んだもので十分であるが、要すればも
っと本格的なものであっても良い。Further, other circuit constants of the drive circuit including the transistors Q1 and Q2 can be designed so as to be commonly used for 12V vehicles and 24V vehicles. In other words, if the voltage-driven power switching element 12 is used, a circuit that does not require any change in the drive circuit itself can be easily assembled. However, when the timer circuit is configured as in the above-described embodiment, the mounted battery 10
Even if there is a change in the voltage, the energizing time of the solenoid coil 13 cannot be restricted to a predetermined time unless at least the fluctuation of the charging voltage of the capacitor C1 occurs.
For that purpose, as mentioned earlier,
In the present embodiment, it is a Zener diode ZD1 provided in parallel with the capacitor C1. That is, the charging voltage of the capacitor C1 constituting the timer circuit is equal to the Zener diode ZD1.
, The charging voltage is the same as when the battery mounted on the vehicle is, for example, nominally 12 V, and even when the battery is 24 V, the same charging voltage as when 12 V is used. . As a result, the time from when the key switch 11 is opened to when the solenoid coil is energized and when the solenoid coil is de-energized can be set to a fixed time regardless of the change in the battery voltage, and eventually the circuit is shared. be able to. Such sharing of a circuit has a considerable effect as this kind of product. Needless to say, the constant voltage circuit can be simply assembled with a single zener diode as described above, but may be a more full-scale circuit if necessary.
【００２９】また、本実施例では、パワースイッチング
素子12の保護回路としても、図２に示した従来例に認め
られるようなフライホイールダイオードDfは排斥され、
その代わりに、パワーＦＥＴ12のゲート−ドレイン間に
ツェナダイオードZDO と普通の整流ダイオードDOとのバ
ックトゥバック直列接続が挿入されている。なお、電圧
駆動型パワースイッチング素子12として絶縁ゲート型バ
イポーラパワートランジスタを用いる場合には、ドレイ
ンをコレクタと読み替えることで以下の説明はほぼその
ままに適用でき、両者を含めて一般化する場合には、電
圧駆動型パワースイッチング素子の主電流通路端子の
中、ソレノイドコイル側に接続している主電流通路端子
と読み替えれば良い。Further, in the present embodiment, the flywheel diode Df as seen in the conventional example shown in FIG.
Instead, a back-to-back series connection of a zener diode ZD O and a normal rectifier diode D O is inserted between the gate and the drain of the power FET 12. In the case where an insulated gate bipolar power transistor is used as the voltage-driven power switching element 12, the following description can be applied almost as it is by replacing the drain with a collector. What is necessary is just to read the main current path terminal connected to the solenoid coil side among the main current path terminals of the voltage-driven power switching element.
【００３０】動作を説明すると、パワーＦＥＴ12がター
ンオフし、ソレノイドコイル13の通電電流が遮断された
結果、大きな逆電圧が発生したとき、パワーＦＥＴ12の
ドレイン端子電圧はこれに伴い大きく上昇しようとする
が、この上昇して行くドレイン端子電圧がツェナダイオ
ードZDO のツェナ電圧により規定される一定電圧にまで
至ると、当該ツェナダイオードZDO がツェナ降伏する。
そのため、このオンとなったツェナダイオードZDO を介
して電流が流れ、当該電流がこの電流に関しては順方向
となるダイオードDOをも介し、抵抗R4からさらにこの時
点では再びオンとなっているトランジスタQ2のエミッタ
−コレクタ間を経由して流れることで、抵抗R4の両端に
は所定の大きさ以上のゲート電圧が発生し、オフとなっ
ていたパワーＦＥＴ12を一旦ターンオンする。これによ
り当該パワーＦＥＴ12のドレイン電圧が低下するとツェ
ナダイオードZDO はターンオフし、再度パワーＦＥＴ12
はターンオフする。この動作を繰返すことで、パワーＦ
ＥＴ12のドレイン電圧が素子耐電圧を越えるのを効果的
に防ぐことができる。In operation, when the power FET 12 is turned off and the current flowing through the solenoid coil 13 is cut off, and a large reverse voltage is generated, the drain terminal voltage of the power FET 12 tends to increase greatly. , when the drain terminal voltage going to the increases and reaches to a certain voltage defined by the Zener voltage of the Zener diode ZD O, the Zener diode ZD O to Zener breakdown.
Therefore, a current flows through the turned-on Zener diode ZD O , and the current also flows through the diode D O in the forward direction with respect to this current, and further from the resistor R4, the transistor which is turned on again at this time By flowing through the emitter-collector of Q2, a gate voltage of a predetermined value or more is generated at both ends of the resistor R4, and the power FET 12, which has been turned off, is once turned on. As a result, when the drain voltage of the power FET 12 decreases, the Zener diode ZD O is turned off, and again the power FET 12
Turns off. By repeating this operation, the power F
It is possible to effectively prevent the drain voltage of ET12 from exceeding the element withstand voltage.
【００３１】なお、ツェナダイオードZDO のツェナ降伏
電流に関し順方向となるダイオードDOを挿入したのは、
キースイッチ11が開かれてトランジスタQ2がオフとな
り、これによりパワーＦＥＴ12に所定のゲートバイアス
を与えてこれをオンさせようとしたとき、バッテリ10か
ら抵抗R3，R4を介する電流がこの電流に関しては順方向
となるツェナダイオードZDO を介して流れてしまうた
め、この電流に関し逆方向となるダイオードDOがない
と、パワーＦＥＴ12には十分な大きさのゲートバイアス
が与えられず、正常な動作をしないからである。The reason for inserting the diode D O which is forward with respect to the Zener breakdown current of the Zener diode ZD O is as follows.
When the key switch 11 is opened and the transistor Q2 is turned off, thereby applying a predetermined gate bias to the power FET 12 to turn it on, the current from the battery 10 through the resistors R3 and R4 becomes forward with respect to this current. Since the current flows through the zener diode ZD O in the direction, if there is no diode D O in the opposite direction with respect to this current, the power FET 12 will not be provided with a sufficiently large gate bias and will not operate normally. Because.
【００３２】しかるに、上記のようなツェナダイオード
ZDO と、このツェナダイオードの降伏電流の流れる方向
に順方向となるダイオードDOとの直列回路をパワーＦＥ
Ｔ12のゲート−ドレイン間に挿入した保護回路構成は、
既述した従来例におけるフライホイールダイオードDfに
比すと遥かに有利である。フライホイールダイオードDf
では１５Ａ以上もの大電流を流し得る大型のものが必要
であったが、ツェナダイオードZDO にはせいぜい数ｍＡ
オーダの電流しか流れないので、極めて小型なダイオー
ドで済む。もちろん、このツェナダイオードZDO と逆方
向直列接続される整流ダイオードDOの容量もその程度で
良いので、これら直列回路は容易に基板上に搭載する
か、パワーＦＥＴ12のゲート−ドレイン間電極周りに簡
単に取り付けることができる。However, the Zener diode as described above
A series circuit of ZD O and a diode D O having a forward direction in the direction in which the breakdown current of the Zener diode flows has a power FE.
The protection circuit configuration inserted between the gate and drain of T12 is as follows.
This is far more advantageous than the flywheel diode Df in the conventional example described above. Flywheel diode Df
Required a large device capable of passing a large current of 15 A or more, but the Zener diode ZD O was at most several mA.
Since only a current of the order flows, an extremely small diode is sufficient. Of course, the capacity of the rectifier diode D O connected in series with the zener diode ZD O in the reverse direction is sufficient, so that these series circuits can be easily mounted on the substrate or placed around the gate-drain electrode of the power FET 12. Can be easily installed.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によると、ディーゼルエンジン用
燃料遮断装置における燃料弁閉塞用のソレノイドコイル
に対し、バッテリからの大電流の通電を制御するスイッ
チング素子として電圧駆動型パワースイッチング素子を
用いているので、そのオン抵抗の低さの故、十分な大き
さの電流を無駄な発熱を抑えて流すことができる。した
がって、装置構成も大いに小型化、軽量化する。According to the present invention, a voltage-driven power switching element is used as a switching element for controlling the supply of a large current from a battery to a solenoid coil for closing a fuel valve in a fuel cutoff device for a diesel engine. Therefore, because of its low on-resistance, a sufficiently large current can flow while suppressing unnecessary heat generation. Therefore, the device configuration is greatly reduced in size and weight.
【００３４】さらに、スイッチング素子の保護にもツェ
ナダイオードと整流ダイオードの直列回路が採用され、
従来のように大電流型で大型なフライホイールダイオー
ド等を必要としないので、この点でも装置全体の小型
化、軽量化、ローコスト化に寄与する装置が提供でき
る。 Furthermore, the protection of the switching element
A series circuit of a diode and a rectifier diode is adopted,
Large flywheel die with large current as before
Since no hardware is required, the overall size of the device is small
Equipment that contributes to weight reduction, weight reduction, and cost reduction.
You.
【００３５】また、本発明に従い電圧駆動型パワースイ
ッチング素子を用いると、車両搭載バッテリの電圧が異
なっても回路定数の変更なく共用できる回路部品が増
え、これもかなり大きな実践的効果である。 According to the present invention, a voltage-driven power switch is provided.
If a switching element is used, the voltage of the onboard battery will vary.
Circuit components that can be shared without changing circuit constants
Well, this is also a pretty big practical effect.
【図１】本発明に従って構成されたディーゼルエンジン
用燃料遮断装置の一実施例における回路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a fuel cut-off device for a diesel engine configured according to the present invention.
【図２】従来におけるディーゼルエンジン用燃料遮断装
置の代表的一例における回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a typical example of a conventional fuel cutoff device for a diesel engine.
10 車両搭載のバッテリ， 11 キースイッチ， 12 パワーＦＥＴ， 13 燃料弁閉塞用のソレノイドコイル， 14 バイポーラパワートランジスタ． 10 On-board battery, 11 key switch, 12 power FET, 13 solenoid coil for closing fuel valve, 14 bipolar power transistor.
Claims (1)
イマ回路によって決定されている一定時間の間、車両に
搭載のバッテリから燃料弁閉塞用ソレノイドコイルに通
電し、該燃料弁を上記一定時間に亙り閉塞することによ
り、該車両に搭載のディーゼルエンジンへの燃料供給を
該一定時間の間遮断し、該ディーゼルエンジンを停止さ
せるためのディーゼルエンジン用燃料遮断装置であっ
て； 上記タイマ回路の出力によりオンオフ制御され、上記一
定時間の間だけ上記ソレノイドコイルに上記パッテリか
らの電流を供給するため、該ソレノイドコイルに直列に
接続されるスイッチング素子として電圧駆動型パワース
イッチング素子を用いると共に； 上記電圧駆動型パワースイッチング素子のゲート端子と
上記ソレノイドコイルに接続している主電流通路端子と
の間には、該主電流通路端子電圧が所定の電圧を越えよ
うとするとツェナ降伏して該電圧駆動型パワースイッチ
ング素子のゲートに電圧を印加し、該電圧駆動型パワー
スイッチング素子をオンするツェナダイオードと、この
ツェナダイオードの降伏電流の流れる方向に順方向とな
る整流ダイオードとの直列回路を接続したこと； を特徴とするディーゼルエンジン用燃料遮断装置。An electric power is supplied from a battery mounted on a vehicle to a solenoid valve for closing a fuel valve for a predetermined time determined by a timer circuit from a time when a key switch is turned off, and the fuel valve is turned on for a predetermined time. A fuel cut-off device for a diesel engine for shutting off the fuel supply to a diesel engine mounted on the vehicle for the predetermined time by shutting off the diesel engine, and stopping the diesel engine; are on-off control, to supply current from the Patteri to the solenoid coil only during the predetermined time, Rutotomoni using a voltage driven type power switching device as a switching element connected in series to said solenoid coil; said voltage driving Terminal of the power switching element
The main current path terminal connected to the solenoid coil
In the meantime, the main current path terminal voltage may exceed a predetermined voltage.
The Zener breakdown occurs and the voltage-driven power switch
A voltage is applied to the gate of the
A Zener diode that turns on the switching element and this
The forward direction is the direction in which the breakdown current of the Zener diode flows.
A fuel cutoff device for a diesel engine, wherein the fuel cutoff device is connected to a series circuit with a rectifier diode .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292464A JP2584713B2 (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Fuel cut-off device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292464A JP2584713B2 (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Fuel cut-off device for diesel engine |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH07127510A JPH07127510A (en) | 1995-05-16 |
| JP2584713B2 true JP2584713B2 (en) | 1997-02-26 |
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ID=17782152
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-
1993
- 1993-10-29 JP JP5292464A patent/JP2584713B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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