JP3268245B2 - 電磁弁駆動回路 - Google Patents
電磁弁駆動回路Info
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- JP3268245B2 JP3268245B2 JP31767497A JP31767497A JP3268245B2 JP 3268245 B2 JP3268245 B2 JP 3268245B2 JP 31767497 A JP31767497 A JP 31767497A JP 31767497 A JP31767497 A JP 31767497A JP 3268245 B2 JP3268245 B2 JP 3268245B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁弁駆動回路
に関し、より詳しくは内燃機関の燃料噴射装置などに使
用する電磁弁駆動回路に関する。
に関し、より詳しくは内燃機関の燃料噴射装置などに使
用する電磁弁駆動回路に関する。
【０００２】
【従来技術】内燃機関の燃料噴射装置においては一般
に、電磁弁の開弁・閉弁を電子回路によって制御するこ
とにより燃料噴射量を決定している。具体的にはニード
ルのストロークを電磁弁（ソレノイドコイル）に印加す
る電圧・電流により制御することにより燃料噴射量を決
定している。
に、電磁弁の開弁・閉弁を電子回路によって制御するこ
とにより燃料噴射量を決定している。具体的にはニード
ルのストロークを電磁弁（ソレノイドコイル）に印加す
る電圧・電流により制御することにより燃料噴射量を決
定している。
【０００３】しかしながら、その電圧印加時にはソレノ
イドコイルのインダクタンスに起因する電流立ち上がり
遅れが生じ、電圧の印加から目的の電流値がコイルに流
れるまでの間にタイムラグが発生する。この電流立ち上
がり遅れは、電磁弁の応答遅れをもたらし、制御タイミ
ングのずれや燃料噴射量制御精度の悪化などの原因とな
っている。
イドコイルのインダクタンスに起因する電流立ち上がり
遅れが生じ、電圧の印加から目的の電流値がコイルに流
れるまでの間にタイムラグが発生する。この電流立ち上
がり遅れは、電磁弁の応答遅れをもたらし、制御タイミ
ングのずれや燃料噴射量制御精度の悪化などの原因とな
っている。
【０００４】一方、直噴ガソリンエンジン車の燃料噴射
装置など、高圧燃料の噴射を電磁弁型インジェクタで実
現する場合、開弁時には高圧に抗してニードルを吸引す
るため少なくとも弁吸引時にはソレノイドコイルに大電
流を印加し、より大きな力を発生させる必要がある。
装置など、高圧燃料の噴射を電磁弁型インジェクタで実
現する場合、開弁時には高圧に抗してニードルを吸引す
るため少なくとも弁吸引時にはソレノイドコイルに大電
流を印加し、より大きな力を発生させる必要がある。
【０００５】上記した電流立ち上がり遅れを改善し、か
つ開弁時にソレノイドコイルに大電流を印加する技術と
して特公平７─２６７０１号公報において、電磁弁駆動
回路に昇圧電源部を設け、通常の車載バッテリ電源から
昇圧電源部を介して、少なくとも弁吸引時に高電圧を印
加することで、速やかな大電流の立ち上がりを図り、電
磁弁の応答性の改善をすることが提案されている。具体
的には、予め電流値としてコイルに充電されたエネルギ
を、高電圧に変換してコンデンサに充電しておき、その
エネルギを給電して高電圧・大電流を印加している。
つ開弁時にソレノイドコイルに大電流を印加する技術と
して特公平７─２６７０１号公報において、電磁弁駆動
回路に昇圧電源部を設け、通常の車載バッテリ電源から
昇圧電源部を介して、少なくとも弁吸引時に高電圧を印
加することで、速やかな大電流の立ち上がりを図り、電
磁弁の応答性の改善をすることが提案されている。具体
的には、予め電流値としてコイルに充電されたエネルギ
を、高電圧に変換してコンデンサに充電しておき、その
エネルギを給電して高電圧・大電流を印加している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術においては弁吸引時の大電流から開弁保
持電流に至るまでの電流の立ち下がり特性が良好でな
く、燃料噴射弁のリニアリティ特性はこの電流の立ち下
がり特性によって決定されるため、燃料噴射弁のダイナ
ミックレンジ（開弁特性）に限界があった。
うな従来の技術においては弁吸引時の大電流から開弁保
持電流に至るまでの電流の立ち下がり特性が良好でな
く、燃料噴射弁のリニアリティ特性はこの電流の立ち下
がり特性によって決定されるため、燃料噴射弁のダイナ
ミックレンジ（開弁特性）に限界があった。
【０００７】特に、機関が高速回転域の場合などは、電
磁弁の開弁・閉弁の動作間隔を短くする必要があるた
め、上記した不都合が顕著となる。
磁弁の開弁・閉弁の動作間隔を短くする必要があるた
め、上記した不都合が顕著となる。
【０００８】従って、この発明は、上記した問題点に鑑
み、高電圧をコンデンサに充電して電磁弁に高電圧・大
電流を印加し弁吸引を実現する電磁弁駆動回路におい
て、電磁弁のリニアリティ特性を改善し、かつ、エネル
ギの節約を可能にした電磁弁駆動回路を提供することを
目的とする。
み、高電圧をコンデンサに充電して電磁弁に高電圧・大
電流を印加し弁吸引を実現する電磁弁駆動回路におい
て、電磁弁のリニアリティ特性を改善し、かつ、エネル
ギの節約を可能にした電磁弁駆動回路を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１項においては、電磁弁の駆動回路におい
て、前記電磁弁の制御信号を出力するエンジン・コント
ロール・ユニットと、前記電磁弁の通電開始時に第１の
高電圧を印加する第１の高電圧印加手段と、前記第１の
高電圧印加手段によって印加される高電圧が前記第１の
高電圧より低い第２の高電圧まで低下したときに前記第
２の高電圧を印加する第２の高電圧印加手段と、前記電
磁弁の開弁状態を維持するための一定電流を流す定常電
流回路と、前記電磁弁と前記第１の高電圧印加手段およ
び第２の高電圧印加手段ならびに定常電流回路の間に介
挿され、前記エンジン・コントロール・ユニットからの
制御信号に基づいて開閉される第１の電気的スイッチ
と、前記電磁弁とアースの間に介挿され、前記エンジン
・コントロール・ユニットからの制御信号に基づいて開
閉される第２の電気的スイッチとを備えると共に、前記
第２の高電圧印加終了時に前記第１および第２の電気的
スイッチを所定時間、より詳しくは瞬時、開放（ＯＦ
Ｆ）して前記電磁弁への通電回路を一切遮断する如く構
成した。これによって、燃料噴射を確実かつ安定して行
うことができると共に、印加終了時には大電流印加を瞬
時遮断することで、大電流の立ち下がり時間を大幅に短
縮でき、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁特性）を拡
大することができ、制御精度を向上させることができ
る。
めに、請求項１項においては、電磁弁の駆動回路におい
て、前記電磁弁の制御信号を出力するエンジン・コント
ロール・ユニットと、前記電磁弁の通電開始時に第１の
高電圧を印加する第１の高電圧印加手段と、前記第１の
高電圧印加手段によって印加される高電圧が前記第１の
高電圧より低い第２の高電圧まで低下したときに前記第
２の高電圧を印加する第２の高電圧印加手段と、前記電
磁弁の開弁状態を維持するための一定電流を流す定常電
流回路と、前記電磁弁と前記第１の高電圧印加手段およ
び第２の高電圧印加手段ならびに定常電流回路の間に介
挿され、前記エンジン・コントロール・ユニットからの
制御信号に基づいて開閉される第１の電気的スイッチ
と、前記電磁弁とアースの間に介挿され、前記エンジン
・コントロール・ユニットからの制御信号に基づいて開
閉される第２の電気的スイッチとを備えると共に、前記
第２の高電圧印加終了時に前記第１および第２の電気的
スイッチを所定時間、より詳しくは瞬時、開放（ＯＦ
Ｆ）して前記電磁弁への通電回路を一切遮断する如く構
成した。これによって、燃料噴射を確実かつ安定して行
うことができると共に、印加終了時には大電流印加を瞬
時遮断することで、大電流の立ち下がり時間を大幅に短
縮でき、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁特性）を拡
大することができ、制御精度を向上させることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００１１】図１はこの発明に係る電磁弁駆動回路の構
成を内燃機関の燃料噴射装置を例にとって説明するブロ
ック図であり、図２はその動作を示すタイム・チャート
である。
成を内燃機関の燃料噴射装置を例にとって説明するブロ
ック図であり、図２はその動作を示すタイム・チャート
である。
【００１２】図１において、符号１０は燃料噴射量を制
御する電磁弁（燃料噴射弁）を示しており、吸気管１２
の先端に配置されたエアクリーナ（図示せず）から導入
された吸気はスロットル弁１４でその流量を調節されつ
つサージタンク（図示せず）と吸気マニホルド（図示せ
ず）を経て、吸気弁（図示せず）を介して各気筒燃焼室
（図示せず）へと流入される。各気筒の吸気弁付近には
電磁弁（燃料噴射弁）１０が設けられて燃料を噴射す
る。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各気筒内
で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピストン
（図示せず）を駆動する。
御する電磁弁（燃料噴射弁）を示しており、吸気管１２
の先端に配置されたエアクリーナ（図示せず）から導入
された吸気はスロットル弁１４でその流量を調節されつ
つサージタンク（図示せず）と吸気マニホルド（図示せ
ず）を経て、吸気弁（図示せず）を介して各気筒燃焼室
（図示せず）へと流入される。各気筒の吸気弁付近には
電磁弁（燃料噴射弁）１０が設けられて燃料を噴射す
る。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各気筒内
で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピストン
（図示せず）を駆動する。
【００１３】電磁弁（燃料噴射弁）１０は、図示しない
バネによって閉弁方向に付勢されるニードル（弁）１６
と、ニードル１６が近接して配設されるソレノイドコイ
ル１８を備える。ソレノイドコイル１８は後述の如く電
磁弁駆動回路および図示しない制御ユニットＥＣＵ（エ
ンジン・コントロール・ユニット）と接続され、ＥＣＵ
からの出力信号（燃料噴射信号）に基づき、励磁・非励
磁されてニードル１６を吸引（後退）させて燃料を噴射
する。
バネによって閉弁方向に付勢されるニードル（弁）１６
と、ニードル１６が近接して配設されるソレノイドコイ
ル１８を備える。ソレノイドコイル１８は後述の如く電
磁弁駆動回路および図示しない制御ユニットＥＣＵ（エ
ンジン・コントロール・ユニット）と接続され、ＥＣＵ
からの出力信号（燃料噴射信号）に基づき、励磁・非励
磁されてニードル１６を吸引（後退）させて燃料を噴射
する。
【００１４】電磁弁駆動回路は、車載バッテリ電源２０
に接続され、車載バッテリ電源電圧を超える高電圧を発
生する第１の昇圧電源部２２、その高電圧を充電するコ
ンデンサＣ１、同様に高電圧を発生する第２の昇圧電源
部２４、ソレノイドコイル１８に高電圧を印加するエネ
ルギを充電するコンデンサＣ２を備える。
に接続され、車載バッテリ電源電圧を超える高電圧を発
生する第１の昇圧電源部２２、その高電圧を充電するコ
ンデンサＣ１、同様に高電圧を発生する第２の昇圧電源
部２４、ソレノイドコイル１８に高電圧を印加するエネ
ルギを充電するコンデンサＣ２を備える。
【００１５】コンデンサＣ２は一方の端子がアースさ
れ、他方が接続点およびスイッチＳＷ１を介してコンデ
ンサＣ１に接続されると共に、ダイオードＤ１および抵
抗Ｒ１を介して第２の昇圧電源部２４に、またＳＷ２を
介してソレノイドコイル１８にそれぞれ接続される。ソ
レノイドコイル１８とアースの間にはＳＷ３が介挿され
る。
れ、他方が接続点およびスイッチＳＷ１を介してコンデ
ンサＣ１に接続されると共に、ダイオードＤ１および抵
抗Ｒ１を介して第２の昇圧電源部２４に、またＳＷ２を
介してソレノイドコイル１８にそれぞれ接続される。ソ
レノイドコイル１８とアースの間にはＳＷ３が介挿され
る。
【００１６】ここで、ＳＷ１は、より詳しくは電磁弁１
０に印加しないタイミングでコンデンサＣ１に充電され
た第１の高電圧・電荷をコンデンサＣ２に移すための電
気的スイッチである。ＳＷ２はコンデンサＣ２に充電さ
れたエネルギを電磁弁吸引時にソレノイドコイル１８に
印加するための電気的スイッチ（ハイサイドスイッチ）
であり、ＳＷ３はその印加および弁電流を放電するため
の電気的スイッチ（ローサイドスイッチ）である。
０に印加しないタイミングでコンデンサＣ１に充電され
た第１の高電圧・電荷をコンデンサＣ２に移すための電
気的スイッチである。ＳＷ２はコンデンサＣ２に充電さ
れたエネルギを電磁弁吸引時にソレノイドコイル１８に
印加するための電気的スイッチ（ハイサイドスイッチ）
であり、ＳＷ３はその印加および弁電流を放電するため
の電気的スイッチ（ローサイドスイッチ）である。
【００１７】これら電気的スイッチＳＷ１，ＳＷ２，Ｓ
Ｗ３は図示しないＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユ
ニット）からの制御信号（Ｔｉ信号）に基づいてタイミ
ング回路部２６によって開閉制御される。
Ｗ３は図示しないＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユ
ニット）からの制御信号（Ｔｉ信号）に基づいてタイミ
ング回路部２６によって開閉制御される。
【００１８】一方、ソレノイドコイル１８はダイオード
Ｄ２および定電流検出回路２８を介して車載バッテリ電
源２０とも接続される。定電流検出回路２８は、抵抗Ｒ
２、抵抗Ｒ２を流れる電流を検出する電流検出部３０、
および電気的スイッチＳＷ４によって構成される。
Ｄ２および定電流検出回路２８を介して車載バッテリ電
源２０とも接続される。定電流検出回路２８は、抵抗Ｒ
２、抵抗Ｒ２を流れる電流を検出する電流検出部３０、
および電気的スイッチＳＷ４によって構成される。
【００１９】より詳しくは電流検出部３０により抵抗Ｒ
２を流れる電流値が検出され、その結果に基づいてソレ
ノイドコイル１８に一定電流が流れるようにタイミング
回路部２６によってＳＷ４がデューティ駆動される。
２を流れる電流値が検出され、その結果に基づいてソレ
ノイドコイル１８に一定電流が流れるようにタイミング
回路部２６によってＳＷ４がデューティ駆動される。
【００２０】次に、図示の電磁弁駆動回路の動作を図２
タイム・チャートを参照して説明する。
タイム・チャートを参照して説明する。
【００２１】まず、ＥＣＵからＴｉ信号が与えられる前
（図２に示す期間Ａ）においてＳＷ１は常にタイミング
回路部２６によって閉鎖（ＯＮ）されている。
（図２に示す期間Ａ）においてＳＷ１は常にタイミング
回路部２６によって閉鎖（ＯＮ）されている。
【００２２】この期間Ａにおいて、コンデンサＣ２はＳ
Ｗ１がＯＮされることにより、第１の昇圧電源部２２に
よってコンデンサＣ１に充電された高電圧がコンデンサ
Ｃ２に印加され、充電される。
Ｗ１がＯＮされることにより、第１の昇圧電源部２２に
よってコンデンサＣ１に充電された高電圧がコンデンサ
Ｃ２に印加され、充電される。
【００２３】具体的には、コンデンサＣ１は第１の昇圧
電源部２２において公知のスイッチング手法を用いて、
車載バッテリ電源２０から第１の昇圧電源部２２内のコ
イル（図示せず）に流れる電流を図示しないトランジス
タをパルスによってＯＮ−ＯＦＦ制御（スイッチング）
し、ＯＦＦに切替えた際にコイルに発生する高電圧を繰
り返しコンデンサＣ２に印加し、高電圧を充電する。
電源部２２において公知のスイッチング手法を用いて、
車載バッテリ電源２０から第１の昇圧電源部２２内のコ
イル（図示せず）に流れる電流を図示しないトランジス
タをパルスによってＯＮ−ＯＦＦ制御（スイッチング）
し、ＯＦＦに切替えた際にコイルに発生する高電圧を繰
り返しコンデンサＣ２に印加し、高電圧を充電する。
【００２４】この実施の形態ではコンデンサＣ２は１５
０［Ｖ］（前記した第１の所定電圧）の電圧を充電で
き、初期弁吸引動作をさせるのに十分な容量を備える。
０［Ｖ］（前記した第１の所定電圧）の電圧を充電で
き、初期弁吸引動作をさせるのに十分な容量を備える。
【００２５】また、第２の昇圧電源部２４も図示しない
コイルを備え、同様に車載バッテリ電源電圧を超える高
電圧、具体的には７０［Ｖ］（前記した第２の所定電
圧）の電圧を発生する。
コイルを備え、同様に車載バッテリ電源電圧を超える高
電圧、具体的には７０［Ｖ］（前記した第２の所定電
圧）の電圧を発生する。
【００２６】尚、期間ＡはコンデンサＣ２充電電圧を第
１の昇圧電源部電圧（１５０［Ｖ］）まで充電するのに
十分な適宜な期間に設定する。
１の昇圧電源部電圧（１５０［Ｖ］）まで充電するのに
十分な適宜な期間に設定する。
【００２７】次に、期間Ａの経過後（図２の時刻Ｂ）に
ＳＷ１がＯＦＦされ、ＳＷ２，ＳＷ３をＯＮされ、コン
デンサＣ２に蓄えられた高電圧（第１の所定電圧）はソ
レノイドコイル１８へ印加される。コンデンサＣ２に
は、上記した如く高電圧（第１の所定電圧）が充電され
ているため、インジェクタ電流（ソレノイドコイル１８
を流れる電流）の速やかな立ち上がりが実現される。
ＳＷ１がＯＦＦされ、ＳＷ２，ＳＷ３をＯＮされ、コン
デンサＣ２に蓄えられた高電圧（第１の所定電圧）はソ
レノイドコイル１８へ印加される。コンデンサＣ２に
は、上記した如く高電圧（第１の所定電圧）が充電され
ているため、インジェクタ電流（ソレノイドコイル１８
を流れる電流）の速やかな立ち上がりが実現される。
【００２８】一方、コンデンサＣ２に充電された電圧は
ソレノイドコイル１８への放電に伴って低下し、第２の
昇圧電源部２４の出力電圧（７０［Ｖ］）まで下がると
（図２の時刻Ｃ）、図１にその構成を示す如く、以後、
第２の昇圧電源部２４によりソレノイドコイル１８への
電圧印加がなされる。従って大電流を継続して抵抗Ｒ１
およびダイオードＤ１を介してソレノイドコイル１８に
供給することができる。
ソレノイドコイル１８への放電に伴って低下し、第２の
昇圧電源部２４の出力電圧（７０［Ｖ］）まで下がると
（図２の時刻Ｃ）、図１にその構成を示す如く、以後、
第２の昇圧電源部２４によりソレノイドコイル１８への
電圧印加がなされる。従って大電流を継続して抵抗Ｒ１
およびダイオードＤ１を介してソレノイドコイル１８に
供給することができる。
【００２９】尚、この第２の昇圧電源部電圧（第２の所
定電圧）は、第１の昇圧電源部２２によって立ち上がっ
た大電流を維持するのに必要最低限の電圧を発生するよ
う予め設定する。
定電圧）は、第１の昇圧電源部２２によって立ち上がっ
た大電流を維持するのに必要最低限の電圧を発生するよ
う予め設定する。
【００３０】以上により、弁が完全に吸引されるまでの
任意の期間（この実施の形態では時間ｔ１）を設定して
ソレノイドコイルに大電流を印加することができる。
尚、この弁が閉弁から完全に開弁されるまでの時間ｔ１
を「初期弁吸引動作期間」、この期間における弁吸引を
「初期弁吸引動作」という。
任意の期間（この実施の形態では時間ｔ１）を設定して
ソレノイドコイルに大電流を印加することができる。
尚、この弁が閉弁から完全に開弁されるまでの時間ｔ１
を「初期弁吸引動作期間」、この期間における弁吸引を
「初期弁吸引動作」という。
【００３１】図３は第２の昇圧電源部２４を有さない従
来技術に係る電磁弁駆動回路において、電磁弁１０に電
圧・電流を印加したときのインジェクタ電流の変化を示
すデータ図である。
来技術に係る電磁弁駆動回路において、電磁弁１０に電
圧・電流を印加したときのインジェクタ電流の変化を示
すデータ図である。
【００３２】図示の如く、高電圧を印加しているため速
やかな電流の立ち上がりが実現されているが、大電流、
特にピーク付近の電流値の印加を維持できる期間は短
い。
やかな電流の立ち上がりが実現されているが、大電流、
特にピーク付近の電流値の印加を維持できる期間は短
い。
【００３３】これは印加エネルギ充電部であるコンデン
サの容量を大きくすれば、ある程度改善されるが、いず
れにせよ大電流印加期間はコンデンサ容量に依存し、更
に、コンデンサは温度条件、耐久劣化などによってコン
デンサ容量が大幅に変化してしまうため、制御精度の点
で不利である。
サの容量を大きくすれば、ある程度改善されるが、いず
れにせよ大電流印加期間はコンデンサ容量に依存し、更
に、コンデンサは温度条件、耐久劣化などによってコン
デンサ容量が大幅に変化してしまうため、制御精度の点
で不利である。
【００３４】図４は、図示した電磁弁駆動回路におい
て、第２の昇圧電源部２４により任意に初期弁吸引動作
期間を設定しているときのインジェクタ電流の変化を示
す、図３と同様のデータ図である。
て、第２の昇圧電源部２４により任意に初期弁吸引動作
期間を設定しているときのインジェクタ電流の変化を示
す、図３と同様のデータ図である。
【００３５】図示の如く、図示した電磁弁駆動回路にお
いてはインジェクタ電流が速やかに立ち上がっていると
共に、図３と比較して明らかなように大電流を安定して
任意時間印加されているのが見てとれる。
いてはインジェクタ電流が速やかに立ち上がっていると
共に、図３と比較して明らかなように大電流を安定して
任意時間印加されているのが見てとれる。
【００３６】このように、この装置においては第１の昇
圧電源部２２により速やかな大電流の立ち上がりを実現
すると共に、第２の昇圧電源部２４を設けることにより
ソレノイドに印加する大電流を任意の期間維持すること
ができた。
圧電源部２２により速やかな大電流の立ち上がりを実現
すると共に、第２の昇圧電源部２４を設けることにより
ソレノイドに印加する大電流を任意の期間維持すること
ができた。
【００３７】従って、従来のエネルギ不足から生じる不
完全な弁吸引を解消した、より確実な弁吸引を実現で
き、制御精度を向上させることができる。
完全な弁吸引を解消した、より確実な弁吸引を実現で
き、制御精度を向上させることができる。
【００３８】図２タイム・チャートの説明に戻ると、次
に時刻ＤにおいてＳＷ２とＳＷ３を同時に、所定時間、
より詳しくは瞬時、ＯＦＦすることで前記した初期弁吸
引動作を終了する。尚、ＳＷ２をＳＷ３より先にＯＦＦ
しても良い。
に時刻ＤにおいてＳＷ２とＳＷ３を同時に、所定時間、
より詳しくは瞬時、ＯＦＦすることで前記した初期弁吸
引動作を終了する。尚、ＳＷ２をＳＷ３より先にＯＦＦ
しても良い。
【００３９】このＳＷ２，ＳＷ３をＯＦＦし続ける間
（図２の期間ｔ２）はハイサイド側からの給電が一切断
たれ、かつ受電側（アース側）のＳＷ３もＯＦＦされる
ため、インジェクタ電流は速やかに立ち下がる。従って
弁吸引時の大電流から開弁保持電流（車載バッテリ電源
電流）までの電流立ち下がり時間を大幅に改善すること
ができる。
（図２の期間ｔ２）はハイサイド側からの給電が一切断
たれ、かつ受電側（アース側）のＳＷ３もＯＦＦされる
ため、インジェクタ電流は速やかに立ち下がる。従って
弁吸引時の大電流から開弁保持電流（車載バッテリ電源
電流）までの電流立ち下がり時間を大幅に改善すること
ができる。
【００４０】図５は上記の電流遮断を行わない、従来技
術でのインジェクタ電流の変化を示す、データ図であ
る。尚、試験の際に使用した電磁弁駆動回路は第２の昇
圧電源部２４を備えていないものを使用した。
術でのインジェクタ電流の変化を示す、データ図であ
る。尚、試験の際に使用した電磁弁駆動回路は第２の昇
圧電源部２４を備えていないものを使用した。
【００４１】図示の如く、従来技術に係る電磁弁駆動回
路においては、電流ピーク値から開弁保持電流値へはな
だらかな曲線を描いて立ち下がっており、冗長な時間を
要している。
路においては、電流ピーク値から開弁保持電流値へはな
だらかな曲線を描いて立ち下がっており、冗長な時間を
要している。
【００４２】この電流立ち下がり時間はコンデンサの容
量・電圧およびソレノイドコイルのインダクタンスによ
り一義的に決まる。換言すれば電磁弁のダイナミックレ
ンジはコンデンサおよびソレノイドコイルの特性によっ
て決定されてしまう。特に大電流を印加した場合には電
流の立ち下がり遅れはより大きくなる傾向がある。
量・電圧およびソレノイドコイルのインダクタンスによ
り一義的に決まる。換言すれば電磁弁のダイナミックレ
ンジはコンデンサおよびソレノイドコイルの特性によっ
て決定されてしまう。特に大電流を印加した場合には電
流の立ち下がり遅れはより大きくなる傾向がある。
【００４３】一方、弁吸引エネルギが十分供給され完全
に弁吸引された後、更に電流が印加されることは余分な
エネルギを浪費していることに他ならない。
に弁吸引された後、更に電流が印加されることは余分な
エネルギを浪費していることに他ならない。
【００４４】従って、この発明に係る電磁弁駆動回路に
あっては上述した如く、ソレノイドコイル１８とソレノ
イドコイル１８に電流を供給する電圧源（コンデンサＣ
２、第１，第２の昇圧電源部２２，２４、および車載バ
ッテリ電源２０）との通電回路（ＳＷ２，ＳＷ３）を初
期印加動作終了時（時刻Ｄ）に一切遮断し、ソレノイド
印加電流の速やかな立ち下がりを図った。
あっては上述した如く、ソレノイドコイル１８とソレノ
イドコイル１８に電流を供給する電圧源（コンデンサＣ
２、第１，第２の昇圧電源部２２，２４、および車載バ
ッテリ電源２０）との通電回路（ＳＷ２，ＳＷ３）を初
期印加動作終了時（時刻Ｄ）に一切遮断し、ソレノイド
印加電流の速やかな立ち下がりを図った。
【００４５】図６は、この発明に係る電磁弁駆動回路に
おいて、初期印加動作終了時の電流遮断を行った場合の
インジェクタ電流の変化を示す、図５と同様のデータ図
である。
おいて、初期印加動作終了時の電流遮断を行った場合の
インジェクタ電流の変化を示す、図５と同様のデータ図
である。
【００４６】図６を図５と比較すると明らかなように、
電流遮断によって、インジェクタ電流は瞬時に開弁保持
電流値まで立ち下がっているのを確認することができ
る。
電流遮断によって、インジェクタ電流は瞬時に開弁保持
電流値まで立ち下がっているのを確認することができ
る。
【００４７】具体的には、上記ＳＷ２，ＳＷ３の開放に
よる電流遮断によって、電流立ち下がり特性の改善は、 改善前：１３０μｓｅｃ＞改善後：１０μｓｅｃ の結果が得られ、この改善により電磁弁のリニアリティ
特性は１２０μｓｅｃ短縮できることが確認できた。
よる電流遮断によって、電流立ち下がり特性の改善は、 改善前：１３０μｓｅｃ＞改善後：１０μｓｅｃ の結果が得られ、この改善により電磁弁のリニアリティ
特性は１２０μｓｅｃ短縮できることが確認できた。
【００４８】また、この電流遮断によって、ソレノイド
コイル１８への必要な弁吸引エネルギ以上の余分な電流
の印加を任意に遮断することができ、車載バッテリ電源
２０のエネルギの節約を実現できる。
コイル１８への必要な弁吸引エネルギ以上の余分な電流
の印加を任意に遮断することができ、車載バッテリ電源
２０のエネルギの節約を実現できる。
【００４９】図２タイム・チャートに戻ると、次に時刻
ＥにおいてＳＷ３およびＳＷ４をＯＮし、任意期間の開
弁保持動作を行う。この期間においては、ソレノイドコ
イル１８にはダイオードＤ２および抵抗Ｒ２を介して車
載バッテリ電源より電圧・電流が印加される。電流検出
部３０により抵抗Ｒ２を流れる電流値を検出し、その検
出結果に基づいてＥＣＵはソレノイドコイルに一定電流
（開弁保持電流）が流れるようにタイミング回路部２６
によりＳＷ４をＯＮ−ＯＦＦ制御する（図２の期間
Ｆ）。
ＥにおいてＳＷ３およびＳＷ４をＯＮし、任意期間の開
弁保持動作を行う。この期間においては、ソレノイドコ
イル１８にはダイオードＤ２および抵抗Ｒ２を介して車
載バッテリ電源より電圧・電流が印加される。電流検出
部３０により抵抗Ｒ２を流れる電流値を検出し、その検
出結果に基づいてＥＣＵはソレノイドコイルに一定電流
（開弁保持電流）が流れるようにタイミング回路部２６
によりＳＷ４をＯＮ−ＯＦＦ制御する（図２の期間
Ｆ）。
【００５０】次に、時刻Ｇ（Ｔｉ信号終了時）におい
て、ＳＷ３，ＳＷ４をＯＦＦして開弁保持電流の印加を
終了して電磁弁を閉じると共に、ＳＷ１をＯＮし、コン
デンサＣ２に再び高電圧を充電して次の開弁動作に備え
る。
て、ＳＷ３，ＳＷ４をＯＦＦして開弁保持電流の印加を
終了して電磁弁を閉じると共に、ＳＷ１をＯＮし、コン
デンサＣ２に再び高電圧を充電して次の開弁動作に備え
る。
【００５１】この実施の形態は上記の如く、電磁弁の駆
動回路において、前記電磁弁の制御信号（Ｔｉ信号）を
出力するエンジン・コントロール・ユニットＥＣＵと、
前記電磁弁の通電開始時に第１の高電圧を印加する第１
の高電圧印加手段（第１の昇圧電源部２２、コンデンサ
Ｃ２）と、前記第１の高電圧印加手段によって印加され
る高電圧が前記第１の高電圧より低い第２の高電圧まで
低下したときに前記第２の高電圧を印加する第２の高電
圧印加手段（第２の昇圧電源部２４）と、前記電磁弁の
開弁状態を維持するための一定電流を流す定常電流回路
（定電流検出回路２８）と、前記電磁弁と前記第１の高
電圧印加手段および第２の高電圧印加手段ならびに定常
電流回路の間に介挿され、前記エンジン・コントロール
・ユニットからの制御信号に基づいて開閉される第１の
電気的スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４）と、前記電
磁弁とアースの間に介挿され、前記エンジン・コントロ
ール・ユニットからの制御信号に基づいて開閉される第
２の電気的スイッチ（ＳＷ３）とを備えると共に、前記
第２の高電圧印加終了時に前記第１および第２の電気的
スイッチを所定時間、より詳しくは瞬時、開放（ＯＦ
Ｆ）して前記電磁弁への通電回路を一切遮断する如く構
成した。
動回路において、前記電磁弁の制御信号（Ｔｉ信号）を
出力するエンジン・コントロール・ユニットＥＣＵと、
前記電磁弁の通電開始時に第１の高電圧を印加する第１
の高電圧印加手段（第１の昇圧電源部２２、コンデンサ
Ｃ２）と、前記第１の高電圧印加手段によって印加され
る高電圧が前記第１の高電圧より低い第２の高電圧まで
低下したときに前記第２の高電圧を印加する第２の高電
圧印加手段（第２の昇圧電源部２４）と、前記電磁弁の
開弁状態を維持するための一定電流を流す定常電流回路
（定電流検出回路２８）と、前記電磁弁と前記第１の高
電圧印加手段および第２の高電圧印加手段ならびに定常
電流回路の間に介挿され、前記エンジン・コントロール
・ユニットからの制御信号に基づいて開閉される第１の
電気的スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４）と、前記電
磁弁とアースの間に介挿され、前記エンジン・コントロ
ール・ユニットからの制御信号に基づいて開閉される第
２の電気的スイッチ（ＳＷ３）とを備えると共に、前記
第２の高電圧印加終了時に前記第１および第２の電気的
スイッチを所定時間、より詳しくは瞬時、開放（ＯＦ
Ｆ）して前記電磁弁への通電回路を一切遮断する如く構
成した。
【００５２】この実施の形態は上記の如く構成したこと
から、印加電圧の受電側（ＳＷ２）の遮断もしくは給電
側・受電側両方（ＳＷ２，ＳＷ３）の遮断を行うことに
より、電磁弁の印加時の大電流印加後から開弁保持電流
に至るまでの電流立ち下がり特性を大幅に短縮すること
ができる。よって、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁
特性）を拡大することができ、制御精度を向上させるこ
とができる。
から、印加電圧の受電側（ＳＷ２）の遮断もしくは給電
側・受電側両方（ＳＷ２，ＳＷ３）の遮断を行うことに
より、電磁弁の印加時の大電流印加後から開弁保持電流
に至るまでの電流立ち下がり特性を大幅に短縮すること
ができる。よって、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁
特性）を拡大することができ、制御精度を向上させるこ
とができる。
【００５３】更には余分なエネルギの印加を省略するこ
とができと共に、車載バッテリ電源のエネルギも節約す
ることができる。
とができと共に、車載バッテリ電源のエネルギも節約す
ることができる。
【００５４】尚、上記において、第２の昇圧電源部２４
を設けたが、必ずしも必要ではない。
を設けたが、必ずしも必要ではない。
【００５５】さらに、上記において、内燃機関の燃料噴
射装置を例にとって説明したが、この発明に係る電磁弁
駆動回路の用途はそれに限られるものではない。
射装置を例にとって説明したが、この発明に係る電磁弁
駆動回路の用途はそれに限られるものではない。
【００５６】
【発明の効果】電磁弁の印加時の大電流印加後から開弁
保持電流に至るまでの電流立ち下がり特性を大幅に短縮
することができ、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁特
性）を拡大することができると共に、制御精度を向上さ
せることができる。
保持電流に至るまでの電流立ち下がり特性を大幅に短縮
することができ、電磁弁のダイナミックレンジ（開弁特
性）を拡大することができると共に、制御精度を向上さ
せることができる。
【００５７】更には余分なエネルギの印加を省略するこ
とができと共に、車載バッテリ電源のエネルギも節約す
ることができる。
とができと共に、車載バッテリ電源のエネルギも節約す
ることができる。
【図１】この発明に係る電磁弁駆動回路の構成を説明す
るブロック図である。
るブロック図である。
【図２】この発明に係る電磁弁駆動回路の動作を説明す
るタイム・チャートである。
るタイム・チャートである。
【図３】従来技術に係る電磁弁駆動回路において、電磁
弁に電圧・電流を印加したときのインジェクタ電流の変
化を示すデータ図である。
弁に電圧・電流を印加したときのインジェクタ電流の変
化を示すデータ図である。
【図４】図１に示す電磁弁駆動回路を使用し、任意に初
期弁吸引動作期間を設定しているときのインジェクタ電
流の変化を示す、図３と同様のデータ図である。
期弁吸引動作期間を設定しているときのインジェクタ電
流の変化を示す、図３と同様のデータ図である。
【図５】従来技術に係る電磁弁駆動回路において、電流
遮断を行わない場合のインジェクタ電流の変化を示す、
データ図である。
遮断を行わない場合のインジェクタ電流の変化を示す、
データ図である。
【図６】この発明に係る電磁弁駆動回路において、初期
印加終了時の電流遮断を行った場合のインジェクタ電流
の変化を示す、図５と同様のデータ図である。
印加終了時の電流遮断を行った場合のインジェクタ電流
の変化を示す、図５と同様のデータ図である。
１０ 電磁弁 １２ 吸気管 １４ スロットル弁 １６ ニードル １８ ソレノイドコイル ２０ 車載バッテリ電源 ２２ 第１の昇圧電源部 ２４ 第２の昇圧電源部 ２６ タイミング回路部 ２８ 定電流検出回路 ３０ 電流検出部 ＳＷ１〜４ 電気的スイッチ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/20 F02M 51/00 F02M 51/06 F16K 31/06
Claims (1)
- 【請求項１】電磁弁の駆動回路において、前記電磁弁の
制御信号を出力するエンジン・コントロール・ユニット
と、前記電磁弁の通電開始時に第１の高電圧を印加する
第１の高電圧印加手段と、前記第１の高電圧印加手段に
よって印加される高電圧が前記第１の高電圧より低い第
２の高電圧まで低下したときに前記第２の高電圧を印加
する第２の高電圧印加手段と、前記電磁弁の開弁状態を
維持するための一定電流を流す定常電流回路と、前記電
磁弁と前記第１の高電圧印加手段および第２の高電圧印
加手段ならびに定常電流回路の間に介挿され、前記エン
ジン・コントロール・ユニットからの制御信号に基づい
て開閉される第１の電気的スイッチと、前記電磁弁とア
ースの間に介挿され、前記エンジン・コントロール・ユ
ニットからの制御信号に基づいて開閉される第２の電気
的スイッチとを備えると共に、前記第２の高電圧印加終
了時に前記第１および第２の電気的スイッチを所定時間
開放して前記電磁弁への通電回路を一切遮断することを
特徴とする電磁弁駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31767497A JP3268245B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 電磁弁駆動回路 |
| US09/181,907 US6123092A (en) | 1997-11-04 | 1998-10-29 | Electromagnetic solenoid valve drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31767497A JP3268245B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 電磁弁駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141382A JPH11141382A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3268245B2 true JP3268245B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18090767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31767497A Expired - Fee Related JP3268245B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 電磁弁駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268245B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19834204A1 (de) * | 1998-07-29 | 2000-02-03 | Delco Electronics Corp | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Betätigungsorgans und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schaltungsanordnung |
| JP2008019852A (ja) * | 2006-06-14 | 2008-01-31 | Denso Corp | インジェクタ駆動装置及びインジェクタ駆動システム |
| JP5886685B2 (ja) * | 2012-05-24 | 2016-03-16 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の燃料供給制御装置 |
| JP2017101588A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 本田技研工業株式会社 | 電磁デバイス駆動装置 |
| JP6559558B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2019-08-14 | 本田技研工業株式会社 | 電磁弁制御装置、車両用電子制御装置、及び車両 |
| JP6657983B2 (ja) * | 2016-01-18 | 2020-03-04 | 株式会社デンソー | 放電電力制御装置 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP31767497A patent/JP3268245B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11141382A (ja) | 1999-05-25 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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