JPH09306732A - Actuator driving circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はアクチュエータを
駆動するアクチュエータ駆動回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator drive circuit for driving an actuator.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、ガソリンエンジンにおけるアク
チュエータとしてのインジェクタ(燃料噴射弁)は、イ
ンテークマニホルドに配設されるのが一般的であり、
又、インジェクタによって噴射されたガソリン燃料は、
インテークマニホルド内において燃焼用空気と所望の混
合比に混合された後、シリンダ内に供給されていた。
又、インジェクタに供給されるガソリン燃料の燃料圧力
(燃圧)は数気圧程度であり、インジェクタを開閉駆動
するアクチュエータにも高速応答性が特に要求されるこ
ともなく、車載バッテリの有する電源電圧によって満足
のいくインジェクタの駆動が実現されていた。2. Description of the Related Art For example, an injector (fuel injection valve) as an actuator in a gasoline engine is generally arranged in an intake manifold,
Also, the gasoline fuel injected by the injector is
After being mixed with the combustion air in the intake manifold at a desired mixing ratio, it was supplied into the cylinder.
Further, the fuel pressure (fuel pressure) of the gasoline fuel supplied to the injector is about several atmospheres, and the actuator that opens and closes the injector is not required to have high-speed responsiveness either, and is satisfied by the power supply voltage of the vehicle battery. A smooth injector drive was realized.
【0003】近年、 燃焼効率の向上を図るため、 シリン
ダにインジェクタを配設し、 シリンダ内に噴射を行うこ
とが試みられている。 このシリンダ内への燃料の直接噴
射によれば、 インジェクタから供給されるガソリン燃料
は全てシリンダ内に供給されるので、より理論値に近い
燃焼を実現することが可能となり、 燃費の向上、排気ガ
ス中の、NOx 、HC等の低減を実現することができ
る。In recent years, in order to improve combustion efficiency, it has been attempted to arrange an injector in a cylinder and inject it into the cylinder. With this direct injection of fuel into the cylinder, all of the gasoline fuel supplied from the injector is supplied into the cylinder, making it possible to achieve combustion that is closer to the theoretical value, thus improving fuel efficiency and exhaust gas. It is possible to reduce NOx, HC and the like in the inside.
【0004】しかしながら、 かかる場合、 ガソリン燃料
が噴射される空間は、 シリンダ、ピストン、 及びシリン
ダによって構成される空間であり、 圧縮行程中での噴射
を考えるとインテークマニホルド内に噴射される場合と
比較して、非常に高い圧力下で噴射を行わなければなら
ない。又、燃料噴射後に燃料が充分拡散される空間的、
時間的余裕がない。従って、このような条件下におい
て、 従来と同等の燃焼条件を得るためには、 インジェク
タに供給されるがガソリン燃料の燃圧を高くして、シリ
ンダ内に燃料が噴射された瞬間から充分に拡散するよう
にしてやればよい。このように燃圧を高くすると、 同一
のインジェクタ開弁時間内により多くのガソリン燃料が
シリンダ内に供給されるが、エンジンが必要とするガソ
リン燃料量は、 従来のインテークマニホルド内における
燃料噴射の場合と変わらず、燃料噴射量を同一にしなけ
ればならない。However, in such a case, the space into which gasoline fuel is injected is a space composed of a cylinder, a piston, and a cylinder, and considering injection during the compression stroke, it is compared with the case where it is injected into the intake manifold. Then, the injection must be performed under a very high pressure. In addition, spatially enough to diffuse the fuel after fuel injection,
I have no time. Therefore, under these conditions, in order to obtain the same combustion condition as the conventional one, the fuel pressure of the gasoline fuel supplied to the injector is increased, and the fuel is sufficiently diffused from the moment the fuel is injected into the cylinder. You can do it like this. When the fuel pressure is increased in this way, more gasoline fuel is supplied to the cylinder within the same injector opening time, but the amount of gasoline fuel required by the engine is the same as in the case of fuel injection in the conventional intake manifold. The amount of fuel injection must remain the same without change.
【0005】そのためには、 高い燃圧に抗してインジェ
クタを高速駆動して燃料噴射時間を正確にコントロール
する必要があり、 アクチュエータに高電圧を印加して、
インジェクタを高速でON、OFF動作(弁の開閉動
作)させるアクチュエータの高速駆動回路が必要とな
る。For that purpose, it is necessary to drive the injector at high speed against a high fuel pressure to accurately control the fuel injection time, and by applying a high voltage to the actuator,
A high-speed drive circuit for an actuator that turns the injector on and off (opens and closes the valve) at high speed is required.
【0006】ここで、従来より用いられているアクチュ
エータの駆動回路としては、例えば、特開昭57−49
059号公報に記載されているアクチュエータの駆動回
路がある。この公報に記載のアクチュエータの駆動回路
は、大容量、高耐圧のコンデンサや、前記コンデンサを
充電するための昇圧回路が必要である。Here, as a drive circuit of an actuator which has been conventionally used, for example, JP-A-57-49 is used.
There is an actuator drive circuit described in Japanese Patent No. 059. The actuator drive circuit described in this publication requires a large-capacity, high-voltage-resistant capacitor and a booster circuit for charging the capacitor.
【0007】図4を参照して、従来のアクチュエータ駆
動回路の構成について説明する。バッテリBの両端子に
はDC−DCコンバータよりなる昇圧回路21が接続さ
れ、昇圧回路21の両出力端子にはスイッチSW1、及
びコンデンサC1が接続されている。コンデンサC1の
両端子間には、スイッチSW1、ソレノイドL、抵抗R
が直列に接続されている。スイッチSW1とコンデンサ
C1のマイナス端子間には抵抗R1とコンデンサC3と
からなるスナバ回路が接続されている。バッテリBのプ
ラス端子と、ソレノイドLとスイッチSW1との接続点
との間には降圧回路22、定電流回路23、スイッチS
W2、ツェナーダイオードZDとの並列回路、 及びダイ
オードDとからなる直列回路が接続されている。前記ダ
イオードDはソレノイドLにコンデンサC1より印加さ
れた電圧が逆流することを防止するための印加電圧逆流
防止用である。又、昇圧回路21の一次側マイナス端子
と、二次側マイナス端子は接地されている。なお、前記
各スイッチSW1〜SW3は図示しない制御手段によっ
てオン、 オフ制御されるべく、トランジスタ、トライア
ック等のスイッチング回路等によって構成される。The structure of a conventional actuator drive circuit will be described with reference to FIG. A booster circuit 21 including a DC-DC converter is connected to both terminals of the battery B, and a switch SW1 and a capacitor C1 are connected to both output terminals of the booster circuit 21. A switch SW1, a solenoid L, and a resistor R are provided between both terminals of the capacitor C1.
Are connected in series. A snubber circuit including a resistor R1 and a capacitor C3 is connected between the switch SW1 and the negative terminal of the capacitor C1. Between the positive terminal of the battery B and the connection point between the solenoid L and the switch SW1, a step-down circuit 22, a constant current circuit 23, a switch S
A series circuit including W2, a parallel circuit with the Zener diode ZD, and a diode D is connected. The diode D is for preventing the reverse flow of the applied voltage for preventing the reverse flow of the voltage applied from the capacitor C1 to the solenoid L. Further, the primary side negative terminal of the booster circuit 21 and the secondary side negative terminal are grounded. Each of the switches SW1 to SW3 is composed of a switching circuit such as a transistor and a triac so as to be turned on and off by a control means (not shown).
【0008】上記のように構成されたインジェクタ駆動
回路を使用してインジェクタの駆動制御の説明をする。
まず、昇圧回路21によりコンデンサC1に充電した高
電圧をスイッチSW1のオン(図5のt1時)により、
ソレノイドLに印加し、 高速に動作させる。The drive control of the injector will be described using the injector drive circuit configured as described above.
First, the high voltage charged in the capacitor C1 by the booster circuit 21 is turned on (at time t1 in FIG. 5) by the switch SW1.
Apply to solenoid L to operate at high speed.
【0009】次に、そのままスイッチSW1をオンし続
け、LCR共振によってソレノイド電圧VSOL が負電圧
になるまで保持電流の供給を遅らせる(保持ディレイ方
式)。保持ディレイ期間終了(図5のt2時)後、 スイ
ッチSW2をオンし、保持電流を供給する。 この時、ス
イッチSW1をオフする。Next, the switch SW1 is continuously turned on as it is, and the supply of the holding current is delayed until the solenoid voltage VSOL becomes a negative voltage due to the LCR resonance (holding delay system). After the end of the holding delay period (at t2 in FIG. 5), the switch SW2 is turned on to supply the holding current. At this time, the switch SW1 is turned off.
【0010】図5のt2〜t3の期間中はリミッタやス
イッチSW2のスイッチングを利用して、保持電流を調
節する(保持電流制御方式)。続いて、ソレノイドLの
オフタイミング(t3時)で、 スイッチSW2をオフす
る。次に、適当なタイミングで、SW3をオンし(t4
時)、昇圧回路21によりコンデンサC1を充電する。
充電完了後はスイッチSW3をオフする(T5時)。な
お、図5中、VC1はコンデンサC1のコンデンサ電圧
である。During the period from t2 to t3 in FIG. 5, the holding current is adjusted by using the limiter or the switching of the switch SW2 (holding current control method). Then, the switch SW2 is turned off at the off timing (at t3) of the solenoid L. Next, at an appropriate timing, SW3 is turned on (t4
At the time), the booster circuit 21 charges the capacitor C1.
After charging is completed, the switch SW3 is turned off (at T5). In FIG. 5, VC1 is the capacitor voltage of the capacitor C1.
【0011】上述したように、アクチュエータ駆動回路
では、高い燃圧に抗してインジェクタを高速駆動して燃
料噴射時間を正確にコントロールする必要があるため、
図5のt1,t2間においてインジェクタのソレノイド
電流ISOL のピーク部分が必要となる。As described above, in the actuator drive circuit, it is necessary to drive the injector at high speed against the high fuel pressure to accurately control the fuel injection time.
The peak portion of the solenoid current ISOL of the injector is required between t1 and t2 in FIG.
【0012】このソレノイド電流ISOL のピーク部分を
つくるためには、車載バッテリBの電圧12Vでは不足
であり、昇圧回路21で約180V〜250Vの電圧を
発生させ、それをコンデンサC1に充電し、上記のよう
にインジェクタONタイミングで一気に印加している。In order to produce the peak portion of this solenoid current ISOL, the voltage 12V of the vehicle-mounted battery B is insufficient, and the booster circuit 21 generates a voltage of about 180V to 250V, which is charged in the capacitor C1, As described above, the voltage is applied all at once at the injector ON timing.
【0013】すなわち、車載電源であるバッテリ電圧1
2VをDC−DCコンバータ等の昇圧回路21によって
数100Vに昇圧してコンデンサCに充電し、 このコン
デンサCを放電することにより、高電圧をアクチュエー
タに印加して、同アクチュエータを高速駆動している。That is, a battery voltage 1 which is a vehicle-mounted power source.
2V is boosted to several 100V by the booster circuit 21 such as a DC-DC converter to charge the capacitor C, and the capacitor C is discharged to apply a high voltage to the actuator, thereby driving the actuator at high speed. .
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上記のようにインジェ
クタを効率良く駆動させるためには、できるだけ多くの
ピーク電流(ISOL)を与えることが必要である。従っ
て、このためには、上記t1〜t2において、コンデン
サC1を負電圧にすることが必要不可欠となっている。
すなわち、ISOLとVc1の位相の関係上、ISOLがピーク
となる時には既にVc1はVc1≒0(V)となっており、
高速駆動のためには、ISOLを少しでも大きく、長く流
したいため、Vc1<0となるまでスイッチSW1をオン
させ続けている。As described above, in order to drive the injector efficiently, it is necessary to give as much peak current (ISOL) as possible. Therefore, for this purpose, it is indispensable to set the capacitor C1 to a negative voltage in the above t1 to t2.
That is, due to the relationship between the phases of ISOL and Vc1, Vc1 has already become Vc1≈0 (V) when ISOL has a peak,
In order to drive at high speed, ISOL is desired to be as large and long as possible, so the switch SW1 is kept on until Vc1 <0.
【0015】ところが、前記コンデンサC1をt4時点
から充電する際には、コンデンサ電圧Vc1を負電圧から
昇圧する必要があるため、昇圧回路21はより多くの電
力を昇圧させる必要がある。この結果、従来の昇圧回路
は大型化の必要があり、又、その回路構成も複雑になる
問題があった。又、昇圧回路はより多くの電力を処理す
る必要があるため、発熱対策等でヒートシンクが大型化
するとともに、最大定格の大きな素子が必要となり、コ
スト高となる問題があった。However, when the capacitor C1 is charged from the time t4, the capacitor voltage Vc1 needs to be boosted from a negative voltage, so the booster circuit 21 needs to boost more power. As a result, there is a problem that the conventional booster circuit needs to be upsized and its circuit configuration becomes complicated. Further, since the booster circuit needs to process a larger amount of electric power, the heat sink is increased in size as a measure against heat generation and an element having a large maximum rating is required, which causes a problem of high cost.
【0016】この発明の目的は、高速駆動が要求される
アクチュエータの駆動回路において、昇圧回路を小型
化、簡素化できるとともに、システムを小型化して低コ
ストにできるアクチュエータ駆動回路を提供することを
目的としている。It is an object of the present invention to provide an actuator drive circuit which can miniaturize and simplify a booster circuit in an actuator drive circuit which is required to be driven at high speed, and can miniaturize the system to reduce the cost. I am trying.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項1の発明は、アクチュエータを駆動するソレ
ノイドと、前記ソレノイドに放電電流を供給するための
第1のコンデンサと、アクチュエータ駆動信号に応答し
て、オン作動され、前記第1のコンデンサからの放電電
流を前記ソレノイドに供給する第1のスイッチ手段とを
備えたアクチュエータ駆動回路において、電源に接続さ
れた昇圧回路により充電されるとともに、コイルを介し
て前記第1のコンデンサに対して接続され、第1のコン
デンサの充電時に前記コイルと直列共振回路となる第2
のコンデンサと、前記第2のコンデンサと昇圧回路間に
接続され、第2のコンデンサの充電時にオン作動される
第2のスイッチ手段と、第1のコンデンサと第2のコン
デンサとの間に接続され、第1コンデンサの充電時にオ
ン作動される第3のスイッチ手段とを備えたアクチュエ
ータ駆動回路をその要旨としている。In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is directed to a solenoid for driving an actuator, a first capacitor for supplying a discharge current to the solenoid, and an actuator drive signal. In response to the above, in an actuator drive circuit that is turned on and includes a first switch means that supplies the discharge current from the first capacitor to the solenoid, the actuator drive circuit is charged by a booster circuit connected to a power source. A second resonance circuit connected to the first capacitor via a coil and forming a series resonance circuit with the coil when the first capacitor is charged
Connected between the first capacitor and the second capacitor, the second switch means connected between the second capacitor and the booster circuit and turned on when the second capacitor is charged, and the second switch means connected between the first capacitor and the second capacitor. The gist is an actuator drive circuit including a third switch means that is turned on when the first capacitor is charged.
【0018】(作用)請求項1の発明によれば、アクチ
ュエータ駆動信号に応答して第1のスイッチ手段がオン
動作すると、第1のコンデンサは放電され、その放電電
流はソレノイドに供給される。第1のスイッチ手段は、
第1のコンデンサが負電圧(図3に示すVc)になった
後、オフ作動される。従って、この放電電流により、ソ
レノイドは高速駆動される。According to the first aspect of the invention, when the first switch means is turned on in response to the actuator drive signal, the first capacitor is discharged and the discharge current is supplied to the solenoid. The first switch means is
After the first capacitor has a negative voltage (Vc shown in FIG. 3), it is turned off. Therefore, the solenoid is driven at high speed by this discharge current.
【0019】一方、第2のスイッチ手段は、第2のコン
デンサの充電時にオン作動される。このオン作動によ
り、電源に接続された昇圧回路により第2のコンデンサ
が図3に示す電圧Vbまで充電される。On the other hand, the second switch means is turned on when the second capacitor is charged. By this ON operation, the booster circuit connected to the power supply charges the second capacitor to the voltage Vb shown in FIG.
【0020】そして、第1のコンデンサの充電時に第3
のスイッチ手段がオン作動すると、第2のコンデンサか
ら放電電流が供給されることにより、第1のコンデンサ
は充電される。この第1のコンデンサの充電時に、第2
のコンデンサとコイルとが直列共振され、この共振によ
り、負電圧となっていた第1のコンデンサのエネルギー
が正電圧(Va)に変換される。When charging the first capacitor, the third capacitor is charged.
When the switch means is turned on, the discharge current is supplied from the second capacitor, so that the first capacitor is charged. When charging the first capacitor, the second
The capacitor and the coil are resonated in series, and the resonance causes the energy of the first capacitor, which has been a negative voltage, to be converted into a positive voltage (Va).
【0021】このことは、従来と異なり、負電圧状態の
コンデンサを昇圧回路により直接充電する場合より、少
ないエネルギで第2のコンデンサを充電することにな
る。すなわち、従来、図3に示すように第1のコンデン
サの電圧Vc1をVaまでにするためには、昇圧回路は
(1/2)C1(Va+Vc)2 のエネルギが必要であ
った。本発明では、昇圧回路は(1/2)C1(Va2
−Vc2 )のエネルギでよくなる。なお、第2のコンデ
ンサの放電後の電圧をVdとすると、(1/2)C2V
d2 =(1/2)C1(Va2 −Vc2 )となってい
る。This means that unlike the conventional case, the second capacitor is charged with less energy than in the case of directly charging the capacitor in the negative voltage state by the booster circuit. That is, conventionally, the booster circuit needs energy of (1/2) C1 (Va + Vc) 2 in order to bring the voltage Vc1 of the first capacitor to Va as shown in FIG. In the present invention, the booster circuit is (1/2) C1 (Va 2
The energy of −Vc 2 ) improves. If the voltage after discharging the second capacitor is Vd, then (1/2) C2V
d 2 = and has a (1/2) C1 (Va 2 -Vc 2).
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明をエンジンのインジ
ェクタの駆動回路に具体化した実施の一形態を図1乃至
図3に従って説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a drive circuit for an injector of an engine will be described below with reference to FIGS.
【0023】図1は本発明に係る1気筒分のインジェク
タ駆動回路10を示している。 図2はインジェクタ駆動
回路10を制御するスイッチ制御手段としての制御回路
12を示している。図3はソレノイド駆動信号、スイッ
チSW1〜SW4、コンデンサ電圧、ソレノイド電圧、
ソレノイド電流、スイッチSW2の電流のタイムチャー
トを示している。 図1のインジェクタ駆動回路10の構
成のうち、図4の従来のインジェクタ駆動回路の構成と
同一構成及び相当する構成は、同一符号を付して、その
説明を省略する。FIG. 1 shows an injector drive circuit 10 for one cylinder according to the present invention. FIG. 2 shows a control circuit 12 as a switch control means for controlling the injector drive circuit 10. FIG. 3 shows solenoid drive signals, switches SW1 to SW4, capacitor voltage, solenoid voltage,
The time chart of the solenoid current and the current of the switch SW2 is shown. Among the configurations of the injector drive circuit 10 of FIG. 1, the same configurations as the configurations of the conventional injector drive circuit of FIG. 4 and corresponding configurations are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0024】図1のインジェクタ駆動回路10の昇圧回
路21は、図4の従来のインジェクタ駆動回路の昇圧回
路21と比較して、二次側の出力電圧が小さくなるよう
に構成されている。The booster circuit 21 of the injector drive circuit 10 of FIG. 1 is configured so that the output voltage on the secondary side becomes smaller than that of the booster circuit 21 of the conventional injector drive circuit of FIG.
【0025】ソレノイドLは燃料噴射弁に内蔵されるソ
レノイド式のアクチュエータであって、ソレノイドL内
を摺動するプランジャと、 プランジャに固定されたニー
ドルバルブと、 ニードルバルブを閉弁方向に付勢するス
プリングを備えている。 そして、ソレノイドLに電圧が
印加されると、プランジャがニードルバルブに付与され
ているスプリング弾性力及び燃圧に抗して開弁方向に移
動し、 ニードルバルブ先端にて閉塞されていた噴射孔が
開放される。The solenoid L is a solenoid type actuator incorporated in the fuel injection valve, and includes a plunger sliding in the solenoid L, a needle valve fixed to the plunger, and a biasing force of the needle valve in the valve closing direction. It has a spring. When a voltage is applied to the solenoid L, the plunger moves in the valve opening direction against the spring elastic force and the fuel pressure applied to the needle valve, and the injection hole closed at the tip of the needle valve opens. To be done.
【0026】昇圧回路21の2次出力側プラス端子とス
イッチSW3との間にはスイッチSW4とコイルL1と
が接続されている。スイッチSW4とコイルL1との接
続点と、昇圧回路21の2次出力側マイナス端子との間
にはコンデンサC2が接続されている。A switch SW4 and a coil L1 are connected between the positive terminal on the secondary output side of the booster circuit 21 and the switch SW3. A capacitor C2 is connected between the connection point between the switch SW4 and the coil L1 and the negative terminal on the secondary output side of the booster circuit 21.
【0027】なお、前記コイルL1とコンデンサC2と
は、コンデンサC1の充電時の過渡時に直列共振回路と
なるようにその誘導リアクタンス及び容量リアクタンス
が設定されている。なお、コイルL1には実質的に抵抗
成分もあるため、前記直列共振回路はLCR直列共振回
路となる。The inductive reactance and the capacitive reactance of the coil L1 and the capacitor C2 are set so that the coil L1 and the capacitor C2 become a series resonance circuit at the transition of charging of the capacitor C1. Since the coil L1 also has a substantial resistance component, the series resonance circuit is an LCR series resonance circuit.
【0028】なお、昇圧回路21により充電されるコン
デンサC2がコンデンサC1に対して充電したときに、
その電圧Vc1が負電圧とならないように、コンデンサC
1とコンデンサC2の容量は、C1>>C2とされてい
る。When the capacitor C2 charged by the booster circuit 21 charges the capacitor C1,
To prevent the voltage Vc1 from becoming a negative voltage, the capacitor C
The capacitances of 1 and the capacitor C2 are C1 >> C2.
【0029】本実施の形態では、コンデンサC1が第1
のコンデンサを構成し、コンデンサC2が第2のコンデ
ンサを構成している。又、スイッチSW1は本発明にお
ける第1のスイッチ手段を構成し、スイッチSW4が第
2のスイッチ手段を構成し、スイッチSW3が第3のス
イッチ手段を構成している。スイッチSW1〜SW4は
後記制御回路12により駆動されるべく、トランジス
タ、トライアック等のスイッチング回路により構成され
ている。In this embodiment, the capacitor C1 is the first
And a capacitor C2 constitutes a second capacitor. The switch SW1 constitutes the first switch means in the present invention, the switch SW4 constitutes the second switch means, and the switch SW3 constitutes the third switch means. The switches SW1 to SW4 are composed of switching circuits such as transistors and triacs so as to be driven by the control circuit 12 described later.
【0030】前記インジェクタ駆動回路10を制御する
スイッチ制御手段としての制御回路12を図2に従って
説明する。制御回路12は、電子制御ユニット(以下
「ECU」という。)13、コントロール信号発生部1
4を備えている。 ECU13は図示しない中央処理装置
(CPU)を備えている。前記ECU13には、内燃機
関としてのエンジンの作動状態を検出するために、各種
センサ(図示しない)が接続されている。すなわち、E
CU13にはエアーフローメータ、吸気温センサ、スロ
ットルセンサ、水温センサ、酸素センサ、エンジン回転
数センサ等が通信線を介して接続されている。エアーフ
ローメータはエンジンが吸入する吸入空気量を計測する
ものであり、吸気温センサは吸気通路を流通する吸入空
気の温度変化を検出する。吸気温は、インジェクタの先
端部の周囲の雰囲気温度に相当する。スロットルセンサ
は吸気通路に設けられたスロットル弁の開度(スロット
ル開度)を検出する。水温センサはエンジンのウォータ
アウトレット部に取付けられ、エンジンの冷却水の温度
(冷却水温)を検出する。酸素センサは排気マニホルド
内の排気ガス中の酸素濃度を検出する。A control circuit 12 as a switch control means for controlling the injector drive circuit 10 will be described with reference to FIG. The control circuit 12 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 13, a control signal generator 1.
It is equipped with 4. The ECU 13 includes a central processing unit (CPU) not shown. Various sensors (not shown) are connected to the ECU 13 in order to detect the operating state of the engine as an internal combustion engine. That is, E
An air flow meter, an intake air temperature sensor, a throttle sensor, a water temperature sensor, an oxygen sensor, an engine speed sensor, and the like are connected to the CU 13 via communication lines. The air flow meter measures the amount of intake air taken in by the engine, and the intake air temperature sensor detects changes in the temperature of intake air flowing through the intake passage. The intake air temperature corresponds to the ambient temperature around the tip of the injector. The throttle sensor detects the opening (throttle opening) of a throttle valve provided in the intake passage. The water temperature sensor is attached to the water outlet of the engine and detects the temperature of the engine cooling water (cooling water temperature). The oxygen sensor detects the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust manifold.
【0031】前記ECU13には、コントロール信号発
生部14が通信線15を介して接続されている。ECU
13は図示しないROMに格納した制御プログラムに従
い前記各センサからの検出信号に基づいてエンジンの運
転状態を判断し、その運転状態に対応した制御信号をコ
ントロール信号発生部14に対して通信線15を介して
入力する。コントロール信号発生部14は各スイッチS
W1〜SW4に対して各信号線を介して接続されてい
る。コントロール信号発生部14はECU13から入力
した制御信号に基づいて、 前記制御信号が入力した後の
いくつかの所定時間を経過する毎にスイッチSW1〜S
W4を各別にオン・オフ制御可能とされている。A control signal generator 14 is connected to the ECU 13 via a communication line 15. ECU
Reference numeral 13 determines the operating state of the engine based on the detection signals from the respective sensors according to a control program stored in a ROM (not shown), and sends a control signal corresponding to the operating state to the control signal generator 14 via the communication line 15. Enter through. The control signal generator 14 has switches S
It is connected to W1 to SW4 via each signal line. Based on the control signal input from the ECU 13, the control signal generation unit 14 switches SW1 to SW each time some predetermined time elapses after the control signal is input.
It is possible to control ON / OFF of W4 separately.
【0032】次に前記インジェクタ駆動回路10の作用
を図3を参照して説明する。ECU13は各種センサか
らの入力信号に基づいて駆動開始タイミングt1及び駆
動オフタイミングt3(すなわち、アクチュエータ駆動
信号としてのソレノイド駆動信号のオンタイム時間)を
燃料噴射制御プログラムに従って決定する。次にECU
13はソレノイド駆動信号をt1時に通信線15を介し
てコントロール信号発生部14に入力する。コントロー
ル信号発生部14は、このソレノイド駆動信号の立ち上
がりに基づいてスイッチSW1をオンするとともに、そ
のままスイッチSW1をオンし続け、LCR共振によっ
てソレノイド電圧VSOLが負電圧になるまで保持電流I
hの供給を遅らせる(保持ディレイ方式)。Next, the operation of the injector drive circuit 10 will be described with reference to FIG. The ECU 13 determines the drive start timing t1 and the drive off timing t3 (that is, the on-time time of the solenoid drive signal as the actuator drive signal) based on the input signals from the various sensors according to the fuel injection control program. Next ECU
A solenoid drive signal 13 is input to the control signal generator 14 via the communication line 15 at t1. The control signal generator 14 turns on the switch SW1 based on the rising edge of the solenoid drive signal and continues to turn on the switch SW1 as it is until the solenoid current VSOL becomes a negative voltage due to the LCR resonance.
Delay the supply of h (hold delay method).
【0033】この結果、コンデンサC1に充電した高電
圧をソレノイドLに印加し、 高速に動作させる。又、コ
ントロール信号発生部14はt1時から所定時間(遅延
時間)τ1を経過した後、すなわち、t2時にSW2を
オンし、保持電流を供給するとともにSW1をオフす
る。定電流回路23は、図3のt2〜t3の期間中は保
持電流Ihを0.5A〜1.5A程度の定電流をソレノ
イドLに供給する。 (保持電流制御方式)。As a result, the high voltage charged in the capacitor C1 is applied to the solenoid L to operate at high speed. Further, the control signal generator 14 turns on SW2 after a predetermined time (delay time) τ1 has passed from t1, that is, at t2, supplies a holding current and turns off SW1. The constant current circuit 23 supplies a constant current of about 0.5 A to 1.5 A to the solenoid L as the holding current Ih during the period of t2 to t3 in FIG. (Holding current control method).
【0034】t2とt3の間、すなわちSW3がオフ状
態において、コントロール信号発生部14はt6時にス
イッチSW4をオン作動させ、コンデンサC2を充電す
る。そして、t2とt3の間、すなわちSW3がオフ状
態においてコンデンサC2の充電完了後のt7時に、コ
ントロール信号発生部14は、スイッチSW4をオフさ
せる。Between t2 and t3, that is, when SW3 is off, the control signal generator 14 turns on the switch SW4 at t6 to charge the capacitor C2. Then, between t2 and t3, that is, at time t7 after the charging of the capacitor C2 is completed when SW3 is in the off state, the control signal generator 14 turns off the switch SW4.
【0035】この後、ソレノイド駆動信号が立ち下がっ
た時点t3で、コントロール信号発生部14はスイッチ
SW2をオフさせる。この後、コントロール信号発生部
14はソレノイド駆動信号が立ち下がった時点t3から
所定時間τ2を経過したt4時にスイッチSW3をオン
作動し、コンデンサC2によりコンデンサC1を充電す
る。そして、コンデンサC1の充電完了後であるt5時
にスイッチSW3をオフ作動する。 (a) この実施の形態によれば、コンデンサC1を直
接充電していないため、大きなエネルギは必要でなく、
少ないエネルギでコンデンサC2を充電すればよい。こ
のため、昇圧回路21の構成を簡素化でき、又、小型の
昇圧回路として発熱対策を行えばよいため、システム全
体としても小型化でき、低コストにすることができる。 (b) 又、コンデンサC2とコイルL1との定格の組
合せ適宜を選択することにより、前記図3のVa>Vb
とすることができ、さらに、昇圧回路に必要な各素子の
耐圧を低減でき、昇圧回路、及びシステム全体が小型
化、低コスト化ができる。After that, at time t3 when the solenoid drive signal falls, the control signal generator 14 turns off the switch SW2. After that, the control signal generator 14 turns on the switch SW3 at time t4 when a predetermined time τ2 has elapsed from the time t3 when the solenoid drive signal falls, and the capacitor C2 charges the capacitor C1. Then, the switch SW3 is turned off at the time t5 after the charging of the capacitor C1 is completed. (A) According to this embodiment, since the capacitor C1 is not directly charged, large energy is not required,
It suffices to charge the capacitor C2 with a small amount of energy. For this reason, the structure of the booster circuit 21 can be simplified, and since heat generation measures can be taken as a small booster circuit, the entire system can be downsized and the cost can be reduced. (B) Further, by properly selecting the combination of the ratings of the capacitor C2 and the coil L1, Va> Vb in FIG.
Furthermore, the withstand voltage of each element required for the booster circuit can be reduced, and the booster circuit and the entire system can be downsized and the cost can be reduced.
【0036】なお、この発明は前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、下記のようにすることも可能であ
る。 (イ) 前記実施の形態では昇圧回路は、D/Dコンバ
ータにて構成したが、トランスにて構成してもよい。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be modified as follows. (A) Although the booster circuit is configured by the D / D converter in the above embodiment, it may be configured by a transformer.
【0037】この明細書中に記載された事項から特許請
求の範囲に記載された請求項以外に把握される技術的思
想についてその効果とともに記載する。 (1) 請求項1において、アクチュエータは内燃機関
のインジェクタであるアクチュエータ駆動回路。このよ
うに構成することにより、高速駆動が必要とされる内燃
機関におけるインジェクタ駆動回路においても昇圧回路
の簡素化、低コスト化ができる。From the matters described in this specification, technical ideas understood from the claims other than the claims will be described together with their effects. (1) The actuator drive circuit according to claim 1, wherein the actuator is an injector of an internal combustion engine. With this configuration, the booster circuit can be simplified and the cost can be reduced even in the injector drive circuit in the internal combustion engine that requires high-speed driving.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、高速駆動が要求されるアクチュエータの駆動回路に
おいて、昇圧回路を小型化、簡素化でき、システムを小
型化して低コストにできる。又、昇圧回路が小型化、簡
素化できることにより、スペース的に自由度が増えるた
め、設計上レイアウトが容易となる。As described in detail above, according to the present invention, in the drive circuit of the actuator which is required to be driven at high speed, the booster circuit can be downsized and simplified, and the system can be downsized and the cost can be reduced. In addition, since the booster circuit can be downsized and simplified, the degree of freedom in space is increased, which facilitates the design layout.
【図1】実施の一形態のインジェクタ駆動回路の電気回
路図。FIG. 1 is an electric circuit diagram of an injector drive circuit according to an embodiment.
【図2】同じく制御回路の電気回路図。FIG. 2 is an electric circuit diagram of the control circuit of the same.
【図3】ソレノイド駆動信号、スイッチSW1〜SW
4、コンデンサ電圧、ソレノイド電圧、ソレノイド電流
のタイムチャート。FIG. 3 Solenoid drive signal, switches SW1 to SW
4, time chart of capacitor voltage, solenoid voltage, solenoid current.
【図4】従来例のインジェクタ駆動回路の電気回路図。FIG. 4 is an electrical circuit diagram of a conventional injector drive circuit.
【図5】同じくソレノイド駆動信号、スイッチSW1,
SW3、コンデンサ電圧、ソレノイド電圧、ソレノイド
電流のタイムチャート。[FIG. 5] Similarly, a solenoid drive signal and a switch SW1,
SW3, capacitor voltage, solenoid voltage, solenoid current time chart.
10…インジェクタ駆動回路、12…制御回路(スイッ
チ制御手段)、13…ECU、14…コントロール信号
発生部、15…通信線、21…昇圧回路、22…降圧回
路、23…定電流出力回路、B…バッテリ、C1…コン
デンサ(第1のコンデンサ)、C2…コンデンサ(第2
のコンデンサ)、L…ソレノイド、L1…コイル、SW
1…スイッチ(第1のスイッチ手段)、SW2…スイッ
チ、SW3…スイッチ(第3のスイッチ手段)、SW4
…スイッチ(第2のスイッチ手段)Reference numeral 10 ... Injector drive circuit, 12 ... Control circuit (switch control means), 13 ... ECU, 14 ... Control signal generator, 15 ... Communication line, 21 ... Booster circuit, 22 ... Step-down circuit, 23 ... Constant current output circuit, B ... Battery, C1 ... Capacitor (first capacitor), C2 ... Capacitor (second capacitor)
Capacitor), L ... Solenoid, L1 ... Coil, SW
1 ... Switch (first switch means), SW2 ... Switch, SW3 ... Switch (third switch means), SW4
... Switch (second switch means)
Claims (1)
と、 前記ソレノイドに放電電流を供給するための第1のコン
デンサと、 アクチュエータ駆動信号に応答して、オン作動され、前
記第1のコンデンサからの放電電流を前記ソレノイドに
供給する第1のスイッチ手段とを備えたアクチュエータ
駆動回路において、 電源に接続された昇圧回路により充電されるとともに、
コイルを介して前記第1のコンデンサに対して接続さ
れ、第1のコンデンサの充電時に前記コイルと直列共振
回路となる第2のコンデンサと、 前記第2のコンデンサと昇圧回路間に接続され、第2の
コンデンサの充電時にオン作動される第2のスイッチ手
段と、 第1のコンデンサと第2のコンデンサとの間に接続さ
れ、第1コンデンサの充電時にオン作動される第3のス
イッチ手段とを備えたアクチュエータ駆動回路。1. A solenoid for driving an actuator, a first capacitor for supplying a discharge current to the solenoid, and an ON operation in response to an actuator drive signal for discharging a discharge current from the first capacitor. In an actuator drive circuit provided with a first switch means for supplying to the solenoid, while being charged by a booster circuit connected to a power source,
A second capacitor connected to the first capacitor via a coil and forming a series resonance circuit with the coil when the first capacitor is charged; and a second capacitor connected between the second capacitor and a booster circuit, A second switch means that is turned on when the second capacitor is charged; and a third switch means that is connected between the first capacitor and the second capacitor and that is turned on when the first capacitor is charged. Actuator drive circuit equipped.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8121755A JPH09306732A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Actuator driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8121755A JPH09306732A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Actuator driving circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09306732A true JPH09306732A (en) | 1997-11-28 |
Family
ID=14819092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8121755A Pending JPH09306732A (en) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | Actuator driving circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09306732A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008075516A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Denso Corp | Solenoid controlled valve drive unit |
GB2574229A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-04 | Fas Medic Sa | Method and apparatus for energising a solenoid of a valve assembly |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP8121755A patent/JPH09306732A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008075516A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Denso Corp | Solenoid controlled valve drive unit |
US7823860B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-11-02 | Denso Corporation | Drive of an electromagnetic valve with a coil by supplying high voltage from a discharging capacitor to the coil |
GB2574229A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-04 | Fas Medic Sa | Method and apparatus for energising a solenoid of a valve assembly |
US11867314B2 (en) | 2018-05-31 | 2024-01-09 | Fas Medic S.A. | Method and apparatus for energising a solenoid of a valve assembly |
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