JPH11141722A - 電磁弁駆動方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁の高速駆動のために必要な大電流を流
した後の保持動作のための電流を電磁弁コイルに安定に
流す。 【解決手段】 電磁弁２のコイル２Ａのハイサイドに第
１及び第２ＦＥＴ５、６とフライホイールダイオード７
とを設け、駆動開始後の所定期間ＴＡ〜ＴＣだけ第１Ｆ
ＥＴ５を閉じてコイル２Ａに大電流を流した後、逆起電
圧によるフライホイール電流をコイル２Ａに流し、次い
で第２ＦＥＴ６のオン、オフ動作により動作保持電流を
コイル２Ａに流すようにした電磁弁駆動方法において、
コイル２Ａのローサイドに第３ＦＥＴ９を設け、フライ
ホイール電流によるコイル２Ａの駆動期間中においてフ
ライホイール電流が所定レベルＩＦ以下の場合にのみ第
３ＦＥＴ９を閉じることによりフライホイール電流の過
度の上昇を抑えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁コイルに、
通電初期は大電流を所定期間に亘り通電して電磁弁を高
速で作動させ、大電流通電終了後はより小さい電流を通
電させて電磁弁の所要の動作を保持させるようにした電
磁弁駆動方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、車両用燃料噴射システムに燃
料噴射制御弁として用いられる電磁弁の動作を制御する
従来技術として、特開昭６３−５５３４５号公報に記載
されている車両用燃料噴射装置が知られている。これ
は、駆動ループの閉成により電磁弁コイルを流れる電流
が第１の基準値を超えると比較制御手段からの指令によ
って電磁弁の駆動ループが遮断され、電磁弁コイルを流
れる電流値が低下してその電流が第２の基準値以下にな
ると、比較制御手段からの指令によってフライホイール
回路が作動状態となり、電磁弁コイルに蓄積された電力
の出力の伝送回路が形成されるように構成されたもので
ある。この駆動方法によると、電磁弁を開弁するための
開弁電流から電磁弁の開弁状態を保持しておくための保
持電流への移行期間が短縮されると共に、電磁弁コイル
への電流遮断時の電流立ち下がりが早くなり、使用でき
る有効燃料噴射期間を拡大することができる。

【０００３】ところが、この構成では、電磁弁駆動電流
のレベルが一度第２の基準値を下回ると、その後電磁弁
駆動中に駆動電流のレベルが第２の基準値を上回ったと
してもフライホイール回路が不作動となる構成となって
いる。このため、図３に示すように、最初にフライホイ
ール駆動信号がオフからオンになったとき、電磁弁の渦
電流によって引き起される電磁弁電流の上昇をフライホ
イール回路によって防止することができず、電磁弁の閉
弁時間が予定のタイミングより遅れたり、バラついたり
するという不具合を生じることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の構
成では、電磁弁の高速駆動のための初期大電流が一度基
準値を下回って保持動作に入った後は、電磁弁の駆動電
流がこの基準値を上回ったとしてもフライホイール回路
が作動しない構成となっているため、最初のフライホイ
ール駆動信号がオフからオンになったとき、電磁弁に生
じる渦電流によって引き起される駆動電流の上昇を防止
することができない。この結果、電磁弁の閉弁タイミン
グが遅れたり、閉弁タイミングにバラツキ等が生じるた
め、電磁弁を応答性よく駆動することができないという
問題点を有している。

【０００５】本発明の目的は、電磁弁の高速駆動のため
に必要な大電流を流した後の保持動作のための電流を電
磁弁コイルに安定に流すことができるようにした、電磁
弁駆動方法及び装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電磁弁の駆動開始直後の所定期間だけ前記電磁弁コイル
に大電流を流し、前記所定期間経過後、前記コイルに流
れる前記大電流を遮断したことにより前記コイルに生じ
る逆起電圧を利用してフライホイール電流を前記コイル
に動作保持電流として流した後、前記コイルに所要期間
だけ前記大電流よりも小さい所定の動作保持電流を電源
から供給するようにした電磁弁駆動方法において、前記
コイルのローサイドに通電制御手段を設け、前記フライ
ホイール電流による前記コイルの駆動期間中、前記コイ
ルに流れる電流のレベルの検出結果に応答し、検出され
たレベルが所定レベル以下の場合にのみ前記通電制御手
段をオンとすることにより前記フライホイール電流の過
度の上昇を抑えるようにしたことを特徴とする。

【０００７】この発明では、電磁弁の駆動初期の段階に
おいて電磁弁のコイルに流されている電流を遮断するこ
とによりコイルに生じた逆起電圧を用いて電磁弁のコイ
ルにフライホイール電流を動作保持電流として流すよう
にした方法において、フライホイール電流が所定レベル
を超えた場合には通電制御手段がオフとなり、フライホ
イール電流のレベルを低下させ、フライホイール電流が
所定レベル以下の場合には通電制御手段がオンとなって
フライホイール電流の通電を妨げないようにしている。
この結果、電磁弁の駆動初期段階直後に電磁弁に渦電流
が生じても、コイルに流れるフライホイール電流のレベ
ルが過度に上昇するのを有効に防止することができる。

【０００８】請求項２の発明は、電磁弁のコイルのハイ
サイドに第１及び第２スイッチング手段とフライホイー
ルダイオードとを設け、前記電磁弁の駆動開始後の所定
期間だけ前記第１スイッチング手段を閉じることにより
前記コイルに電源部から大電流を流し、前記所定期間経
過後、前記コイルに生じる逆起電圧によるフライホイー
ル電流を前記フライホイールダイオードを介して前記コ
イルに流し、前記フライホイール電流が前記大電流より
も小さい所定の動作保持電流のレベル以下になった場
合、所要期間だけ前記第２スイッチング手段のオン、オ
フ動作により所定の動作保持電流を電源部から前記コイ
ルに流すようにした電磁弁駆動方法において、前記コイ
ルのローサイドに第３スイッチング手段を設け、前記フ
ライホイール電流による前記コイルの駆動期間中におい
て前記フライホイール電流が所定レベル以下の場合にの
み前記第３スイッチング手段を閉じることにより前記フ
ライホイール電流の過度の上昇を抑えるようにしたこと
を特徴とする。

【０００９】この発明では、電磁弁の駆動初期段階にお
いて第１スイッチング手段をオンからオフに切り換える
ことにより電磁弁のコイルに生じた逆起電圧をフライホ
イールダイオードを介して電磁弁のコイルにフライホイ
ール電流として流すようにした方法において、フライホ
イール電流が所定レベルを超えた場合には第３スイッチ
ング手段がオフとなり、フライホイール電流のレベルを
低下させ、フライホイール電流が所定レベル以下の場合
には第３スイッチング手段がオンとなってフライホイー
ル電流の通電を妨げないようにしている。この結果、コ
イルに流れるフライホイール電流のレベルが過度に上昇
するのを有効に防止できるので、電磁弁の駆動初期段階
直後に電磁弁に生じる渦電流の影響を抑えることができ
る。

【００１０】請求項３の発明は、電磁弁のコイルのハイ
サイドと電源部との間に設けられた第１スイッチング手
段及び第２スイッチング手段と、前記コイルに接続され
たフライホイールダイオードと、電磁弁駆動信号に応答
し前記電磁弁の駆動開始直後の所定期間だけ前記コイル
に大電流を流すよう前記第１スイッチング手段のオン、
オフ制御を行うための第１制御信号を発生する第１信号
発生手段と、前記電磁弁駆動信号に応答し前記所定期間
経過後に前記コイルに前記大電流よりは小さいレベルの
動作保持電流を流すよう前記第２スイッチング手段のオ
ン、オフ制御を行うための第２制御信号を発生する第２
信号発生手段とを備え、前記所定期間経過直後に前記コ
イルに生じた逆起電圧によるフライホイール電流を前記
フライホイールダイオードを介して前記コイルに流した
後、前記第２制御信号により前記第２スイッチング手段
をオン、オフ動作させて前記コイルに動作保持電流を供
給するようにした電磁弁駆動装置において、前記コイル
のローサイドに設けられた第３スイッチング手段と、前
記コイルに流れる電流のレベルを検出するための検出手
段と、前記電磁弁駆動信号と前記第１制御信号と該検出
手段とに応答し前記フライホイール電流による前記電磁
弁の駆動期間中において前記検出手段によって検出され
た電流のレベルが所定レベル以下の場合にのみ前記第３
スイッチング手段を閉じるように制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１１】この発明では、第１スイッチング手段を介
してコイルへ大電流が供給されるのが停止されてから第
２スイッチング手段によるコイルへの動作保持電流の供
給が開始されるまでの間のフライホイール電流による駆
動期間中、検出手段の検出結果に応答して第３スイッチ
ング手段がオン、オフ制御され、コイルに過度の電流が
流れるのを防止することができる。したがって、第１ス
イッチング手段がオンからオフに切り換えられた直後に
電磁弁に生じる渦電流の影響を有効に抑えることができ
る。

【００１２】請求項４の発明は、電磁弁のコイルのハイ
サイドと電源部との間に設けられたハイサイドスイッチ
ング手段と、前記コイルに接続されたフライホイールダ
イオードと、電磁弁駆動信号に応答し前記電磁弁の駆動
開始直後の所定期間だけ前記コイルに大電流を流すと共
に、前記所定期間経過後に前記コイルに前記大電流より
は小さいレベルの動作保持電流を流すように前記ハイサ
イドスイッチング手段のオン、オフ制御を行うハイサイ
ド制御信号を発生する手段とを備え、前記所定期間経過
直後においては前記コイルに生じた逆起電圧によるフラ
イホイール電流を前記フライホイールダイオードを介し
て前記コイルに流すようにした電磁弁駆動装置におい
て、前記コイルのローサイドに設けられたローサイドス
イッチング手段と、前記コイルに流れる電流のレベルを
検出するための検出手段と、前記電磁弁駆動信号と該検
出手段とに応答し前記フライホイール電流による前記コ
イルの駆動期間中において前記検出手段によって検出さ
れた前記コイルに流れる電流のレベルが所定レベル以下
の場合にのみ前記ローサイドスイッチング手段を閉じる
ように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】この発明は、電磁弁を高速動作させるため
の初期駆動用の大電流とその後の動作保持電流が共にハ
イサイドスイッチング手段を介してコイルに供給される
点で請求項３の発明と異なっている。

【００１４】ハイサイドスイッチング手段によりコイル
への大電流の供給が停止された直後のフライホイール電
流による駆動期間中、検出手段の検出結果に応答してロ
ーサイドスイッチング手段がオン、オフ制御され、コイ
ルに所定レベルより過度に大きい電流が流れるのを防止
することができる。したがって、コイルへの大電流の供
給が停止された直後に電磁弁に生じる渦電流の影響を有
効に抑えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の電磁弁駆
動装置の一実施の形態に係る電磁弁駆動装置を示すもの
である。図１に示されている電磁弁駆動装置１は、車両
用燃料噴射装置の燃料噴射弁として用いられる電磁弁２
を開閉駆動するためのものであり、たとえば１２Ｖのバ
ッテリ３と、このバッテリ３のバッテリ電圧ＶＢをたと
えば１６０Ｖまで昇圧して高圧出力ＨＶを出力する昇圧
回路４とを備えている。

【００１６】昇圧回路４は、図２に示すように、昇圧用
スイッチングＦＥＴ素子４Ａのオン／オフ動作に伴い昇
圧用コイル４Ｂにバッテリ電圧ＶＢを印加し、これによ
り生じた高電圧をダイオード４Ｃを通してコンデンサ４
Ｄに蓄積する公知の構成とされている。

【００１７】図１に戻ると、電磁弁２のコイル２Ａのハ
イサイドには、高圧出力ＨＶを電磁弁２のコイル２Ａに
与えるのをオン、オフするための第１電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）５と、バッテリ電圧ＶＢをコイル２Ａに
与えるのをオン、オフするための第２ＦＥＴ６と、フラ
イホイールダイオード７とが設けられている。本実施の
形態では、第２ＦＥＴ６とコイル２Ａとの間にダイオー
ド８が図示の如く直列に接続されており、高圧出力ＨＶ
による電流がバッテリ３に流れ込むのを防止している。

【００１８】コイル２Ａのローサイドには、第３ＦＥＴ
９が設けられている。本実施の形態では、第３ＦＥＴ９
のドレインがコイル２Ａのローサイド端に接続され、第
３ＦＥＴ９のソースが検出抵抗器１０を介してアースさ
れている。第３ＦＥＴ９のゲート回路には、定電圧ダイ
オード１１、ダイオード１２、及び抵抗器１３が図示の
如く接続され、これにより、コイル２Ａに生じる逆起電
力によって第３ＦＥＴ９が破壊するのが防止される回路
構成となっている。第３ＦＥＴ９がオンとなった場合、
コイル２Ａに流れる電磁弁駆動電流ＩＶは同時に検出抵
抗器１０にも流れ、したがって、検出抵抗器１０の両端
にはコイル２Ａに流れる電磁弁駆動電流ＩＶのレベルに
応じた検出電圧ＶＤが生じる。

【００１９】電磁弁２の開弁期間を定める電磁弁駆動信
号Ｓは信号入力部１４で雑音除去処理されてから第１信
号発生部１５及び第２信号発生部１６に入力される。

【００２０】電磁弁駆動信号Ｓは図３の（Ａ）に示され
るように電磁弁２の開弁開始タイミングＴＡにおいて立
ち上がり、電磁弁２の閉弁タイミングＴＢにおいて立ち
下がるパルス信号であり、タイミングＴＡ〜ＴＢの電磁
弁駆動信号Ｓが高レベルとなる期間において電磁弁２が
開弁状態となる。

【００２１】第１信号発生部１５は電磁弁駆動信号Ｓに
応答し開弁開始タイミングＴＡから駆動初期段階終了タ
イミングＴＣまでの所定期間だけ第１ＦＥＴ５をオンと
し、これにより高圧出力ＨＶをコイル２Ａに印加してコ
イル２Ａに大電流を流し、電磁弁２を可及的速やかに開
弁状態とするための第１制御信号Ｃ１（図３の（Ｂ）参
照）を出力する回路である。第１制御信号Ｃ１は第１駆
動部１７に入力され、第１駆動部１７は第１制御信号Ｃ
１が高レベルとなっている場合に第１ＦＥＴ５を導通状
態にする。

【００２２】一方、第２信号発生部１６は、信号入力部
１４からの電磁弁駆動信号Ｓと検出電圧ＶＤとに応答
し、検出電圧ＶＤが、後述する電磁弁２の開弁動作を保
持するのに必要な電磁弁駆動電流ＩＶのレベルであるホ
ールドしきい値ＩＨ以下となった場合に、電磁弁駆動電
流ＩＶにおいてこのホールドしきい値ＩＨが保持される
ように第２ＦＥＴ６をオン、オフするための第２制御信
号Ｃ２（図３の（Ｃ）参照）を出力する回路である。第
２制御信号Ｃ２は第２駆動部１８に入力され、第２駆動
部１８は第２制御信号Ｃ２が高レベルとなっている場合
に第１ＦＥＴ６を導通状態にする。

【００２３】第３信号発生部１９は、電磁弁駆動信号
Ｓ、第１制御信号Ｃ１及び検出電圧ＶＤに応答し、以下
に示す、（１）及び（２）の場合に第３ＦＥＴ９をオン
とするための第３制御信号Ｃ３を出力する。 （１） 第１ＦＥＴ５がオンとなっている場合。 （２） 電磁弁駆動信号Ｓが高レベルであり、且つ電磁
弁駆動電流ＩＶがホールドしきい値ＩＨよりも高レベル
のフライホイールしきい値ＩＦよりも小さい場合。 第３制御信号Ｃ３は第３駆動部２０に入力され、第３駆
動部２０は第３制御信号Ｃ３が高レベルの場合に第３Ｆ
ＥＴ９をオンとする。

【００２４】図４には、第２信号発生部１６及び第３信
号発生部１９の具体的な回路構成が示されている。

【００２５】第３信号発生部１９において、３０は、オ
ペアンプ３１及び抵抗器３２〜３４から成る増幅回路で
あり、検出電圧ＶＤを増幅して成る増幅検出電圧ＶＡを
出力する。４０は、コンパレータ４１と抵抗器４２〜４
６及びバッファ増幅器４７から成るレベル弁別回路であ
り、増幅検出電圧ＶＡのレベルが所定電圧Ｖｒのレベル
以上となっている場合にその出力が低レベル状態とな
る。この所定電圧Ｖｒの値は、コイル２Ａにフライホイ
ールしきい値ＩＦに相当するレベルの電磁弁駆動電流Ｉ
Ｖが流れたときの増幅検出電圧ＶＡの値に等しく設定さ
れている。このフライホイールしきい値ＩＦのレベルは
図３の（Ｅ）に示されている。レベル弁別回路４０の出
力は論理回路５０に入力されている。

【００２６】論理回路５０は、アンド回路５１とオア回
路５２とから成り、一方の入力端子に電磁弁駆動信号Ｓ
が入力されているアンド回路５１の他方の入力端子にレ
ベル弁別回路４０の出力が入力されている。そして、論
理回路５０の出力は、第１制御信号Ｃ１が一方の入力端
子に印加されているオア回路５２の他方の入力端子に印
加されており、オア回路５２からの出力が第３制御信号
Ｃ３として出力される。

【００２７】したがって、第３制御信号Ｃ３は、図３の
（Ｄ）に示されるように、電磁弁駆動信号Ｓが高レベル
となるＴＡ〜ＴＢまでの期間中において、第１制御信号
Ｃ１が高レベルとなるＴＡ〜ＴＣの期間には高レベルと
なり、ＴＣ〜ＴＢの期間中であって、電磁弁駆動電流Ｉ
Ｖのレベルがフライホイールしきい値ＩＦよりも小さく
なる場合にのみ高レベルとなる。

【００２８】第２信号発生部１６は、コンパレータ６１
と抵抗器６２〜６６とから成り、増幅回路３０からの増
幅検出電圧ＶＡをレベル弁別するレベル弁別回路６０を
備えている。レベル弁別回路６０は、コンパレータ６１
と抵抗器６２〜６６とから成り、増幅検出電圧ＶＡのレ
ベルが所定電圧Ｖｓ以上となっている場合にはその出力
が低レベル状態となる。この所定電圧Ｖｓのレベルは、
コイル２Ａにホールドしきい値ＩＨのレベルの電流が流
れたときの増幅検出電圧ＶＡの値に等しく設定されてい
る。レベル弁別回路６０からの出力は、一方の入力端子
に電磁弁駆動信号Ｓが入力されているアンド回路７０の
他方の入力端子に入力されており、アンド回路７０から
の出力が第２制御信号Ｃ２として出力される。したがっ
て、第２制御信号Ｃ２は、図３の（Ｃ）に示されるよう
にレベル変化することになる。

【００２９】次に、図１に示した電磁弁駆動装置１の動
作について図３を参照しながら説明する。タイミングＴ
Ａにおいて電磁弁駆動信号Ｓのレベルが立ち上がると、
第１信号発生部１５から第１制御信号Ｃ１が出力され、
第１ＦＥＴ５がオンとなる。これと同時に、第３信号発
生部１９から出力される第３制御信号Ｃ３により第３Ｆ
ＥＴもオンとなるので、コイル２Ａには昇圧回路４から
出力される高圧出力ＨＶが印加され、電磁弁駆動電流Ｉ
Ｖのレベルは急速に上昇する。このように、電磁弁２の
駆動初期段階においてコイル２Ａに大電流が供給され、
電磁弁２の開弁動作が迅速に行われる。

【００３０】なお、タイミングＴＡ直後において電磁弁
駆動電流ＩＶのレベルがフライホイールしきい値ＩＦを
超えるまでは第２制御信号Ｃ２が短時間の間高レベルと
なり第２ＦＥＴ６がオンとなるが、高圧出力ＨＶの印加
による電磁弁２の高速作動に何ら影響を与えるものでは
ない。

【００３１】タイミングＴＢにおいて第１制御信号Ｃ１
が高レベルから低レベルに変化すると、第１ＦＥＴ５が
オフとなり、コイル２Ａに大きな逆起電圧が発生する。
この逆起電圧により、第１ＦＥＴ５及び第２ＦＥＴ６が
オフとなった後も、コイル２Ａにフライホイールダイオ
ード７を介してフライホイール電流が電磁弁駆動電流Ｉ
Ｖとして流れる。ここで、コイル２Ａのローサイドに
は、定電圧ダイオード１１、ダイオード１２及び抵抗器
１３から成る直列回路がアースとの間に設けられている
ので、逆起電力の値は定電圧ダイオード１１によって制
限される。定電圧ダイオード１１の値は例えば５８Ｖに
選ぶことができ、これによりコイル２Ａの両端に生じる
逆起電圧の値を最大６０Ｖ程度に抑えることができる。

【００３２】第１ＦＥＴ５がタイミングＴＣにてオフと
なることにより、上記逆起電圧のほか、電磁弁２には渦
電流が生じ、これにより電磁弁駆動電流ＩＶのレベルが
図３の（Ｅ）に点線で示されるように上昇する。渦電流
によるこのような電磁弁駆動電流ＩＶのレベル上昇は、
電磁弁２の駆動初期段階終了後に所定の一定レベルの動
作保持電流をコイル２Ａに流すという予定の動作を実現
することができなくなり、この結果、電磁弁２の閉弁タ
イミングが予定したタイミングよりも遅れてしまい、電
磁弁２の開弁時間のバラツキを生じさせることになる。
この不具合は、電磁弁２を車両用燃料噴射弁に適用した
場合、シリンダ内へ供給すべき燃料噴射量のバラツキを
生じさせることになり、エンジンを良好に制御すること
ができないという問題を生じる。

【００３３】この不具合を生じさせないようにするた
め、検出抵抗器１０に生じる検出電圧ＶＤが第３信号発
生部１９に入力されており、ここで、電磁弁駆動電流Ｉ
Ｖのレベルがフライホイールしきい値ＩＦを超えた場合
に第３ＦＥＴ９をオフとし、電磁弁駆動電流ＩＶがフラ
イホイールしきい値ＩＦより小さくなった場合に第３Ｆ
ＥＴ９を再びオンとするというオン、オフ制御を行わせ
るための第３制御信号Ｃ３が出力される。この結果、タ
イミングＴＣ以後、電磁弁２に渦電流が生じても、電磁
弁駆動電流ＩＶのレベルが略フライホイールしきい値Ｉ
Ｆに抑えられる。

【００３４】タイミングＴＣ以後、逆起電圧及び渦電流
の影響が小さくなると電磁弁駆動電流ＩＶのレベルがフ
ライホイールしきい値ＩＦを超えることがなくなるの
で、第３ＦＥＴ９がオン状態に維持されつづける。そし
て、電磁弁駆動電流ＩＶのレベルが漸次低下してホール
ドしきい値ＩＨより小さくなると、第２制御信号Ｃ２が
高レベル状態となって第２ＦＥＴ６をオンとし、バッテ
リ３からコイル２Ａに電磁弁２の動作保持のために電磁
弁駆動電流ＩＶが供給される。これにより、電磁弁駆動
電流ＩＶのレベルが上昇してホールドしきい値ＩＨ以上
となると、第２制御信号Ｃ２が低レベル状態となり、第
２ＦＥＴ６がオフとされ、電磁弁駆動電流ＩＶの上昇を
抑える。このように、第２ＦＥＴ６をオン、オフ制御す
ることにより、電磁弁駆動電流ＩＶのレベルが略ホール
ドしきい値ＩＨのレベルに保たれ、コイル２Ａに動作保
持電流が供給されることになる。

【００３５】そして、タイミングＴＢにおいて電磁弁駆
動信号Ｓのレベルが立ち下がることにより、以後、第２
ＦＥＴ６及び第３ＦＥＴ９が共にオフとなり、電磁弁駆
動電流ＩＶは急速に零となる。

【００３６】電磁弁駆動装置１は以上のように動作する
ので、電磁弁２の駆動初期段階においてコイル２Ａへの
高電圧の印加終了後、電磁弁２に生じる渦電流によりコ
イル２Ａに予定されているフライホイール電流よりも大
きな電流が流れるのを有効に防止することができる。こ
の結果、電磁弁２を電磁弁駆動信号Ｓに従って安定に且
つ精度よく開閉制御することができる。更に、電磁弁駆
動装置１は、コイル２Ａのハイサイドとローサイドとに
それぞれスイッチ素子を設けて電磁弁を駆動する構成で
あるから、電磁弁への配線がアースや電源にショートし
ても燃料の連続噴射等の不具合を防止することができ、
極めて安全性に優れた信頼性の高い利点を有している。

【００３７】以上、本発明を一実施の形態に基づいて説
明したが、本発明はバッテリ電圧からの低電圧と、昇圧
回路からの高電圧とを用いた２電源方式による場合に限
定されるものではなく、バッテリ電圧からの低電圧のみ
を用いて電磁弁駆動を行うようにした方式の電磁弁駆動
装置にも同様にして適用することができるものである。

【００３８】図５は、本発明による電磁弁駆動装置の別
の実施の形態を示すブロック図である。図５に示した電
磁弁駆動装置１００において、１０１はバッテリ、１０
２は電磁弁２のコイル２Ａのハイサイドに設けられたハ
イサイドＦＥＴ、１０３はハイサイドＦＥＴ１０２をオ
ン、オフ制御するためのハイサイドＦＥＴ駆動部、１０
４はフライホイールダイオードである。コイル２Ａのロ
ーサイドには、ローサイドＦＥＴ１０５が設けられてお
り、ローサイドＦＥＴ１０５のソース回路に設けられた
検出抵抗器１０６に生じる検出電圧ＶＤによってコイル
２Ａに流れる電磁弁駆動電流ＩＶのレベルを検出する構
成である。ローサイドＦＥＴ１０５に接続されている定
電圧ダイオード１０７、ダイオード１０８及び抵抗器１
０９は、図１の第３ＦＥＴ９に接続されている定電圧ダ
イオード１１、ダイオード１２及び抵抗器１３と同様の
目的で設けられている。１１０はローサイドＦＥＴをオ
ン、オフ駆動するためのローサイドＦＥＴ駆動部であ
る。

【００３９】信号入力部１４及び第１信号発生部１５は
図１に示したものと同じものである。ハイサイドＦＥＴ
制御部１１１は信号入力部１４からの出力と、第１制御
信号Ｃ１と、検出電圧ＶＤとに応答し、ハイサイドＦＥ
Ｔ制御信号ＣＨを出力する。一方、ローサイドＦＥＴ制
御部１１２は、電磁弁駆動信号Ｓ、第１制御信号Ｃ１及
び検出電圧ＶＤに応答し、ローサイドＦＥＴ１０５をオ
ン、オフ制御するためのローサイドＦＥＴ制御信号ＣＬ
を出力する。

【００４０】図６には、図５に示した各部の信号の波形
図が示されている。

【００４１】図６の（Ａ）は、電磁弁駆動信号Ｓの波形
であり、図１において説明したものと同じである。

【００４２】図６の（Ｂ）はハイサイドＦＥＴ制御信号
ＣＨの波形図であり、第１制御信号Ｃ１に従いタイミン
グＴＡ〜ＴＣの期間高レベルとなるほか、電磁弁駆動電
流ＩＶのレベルがホールドしきい値ＩＨより小さくなっ
た場合に高レベルとなってハイサイドＦＥＴ１０２をオ
ンとし、コイル２Ａに所要の動作保持電流を流すことが
できるようにしている。以上の説明から判るように、ハ
イサイドＦＥＴ制御部１１１は、図１の第１信号発生部
１５及び第２駆動部１８との各機能を兼ね備えている。

【００４３】図６の（Ｃ）は、ローサイドＦＥＴ制御信
号ＣＬの波形図である。この波形図は図３の（Ｄ）に示
したものと同様であり、ローサイドＦＥＴ駆動部１１０
は、図１の第３信号発生部１９と同様の機能を果たすも
のである。

【００４４】電磁弁駆動装置１００は以上のように構成
されているため、図６の（Ｄ）に示した電磁弁駆動電流
ＩＶの波形から判るように、タイミングＴＡ〜ＴＣの間
においてはハイサイド及びローサイドＦＥＴ１０２、１
０５が共にオンとなってコイル２Ａに大電流が供給さ
れ、これにより電磁弁２を短時間で開弁させることがで
きる。タイミングＴＣではハイサイド及びローサイドＦ
ＥＴ１０２、１０５が共にオフとなって、コイル２Ａに
生じる逆起電圧によってコイル２Ａにフライホイール電
流が流れる。この駆動状態においては、図１の電磁弁駆
動装置１の場合と同様に、電磁弁駆動電流ＩＶがフライ
ホイールしきい値ＩＦを超えることがないように、ロー
サイドＦＥＴ１０５がローサイドＦＥＴ制御信号ＣＬに
従ってオン、オフされる。この結果、電磁弁２に生じる
渦電流の存在に拘らず、電磁弁駆動電流ＩＶのレベルの
過度の上昇を図１の装置の場合と同様にして抑えること
ができる。

【００４５】そして、電磁弁駆動電流ＩＶのレベルが低
下し、フライホイールしきい値ＩＦより小さくなると、
ハイサイドＦＥＴ制御信号ＣＨによってハイサイドＦＥ
Ｔ１０２がオン、オフ動作し、バッテリ１０１からコイ
ル２Ａに所要の動作保持電流を供給する。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、電磁弁の
駆動初期段階でコイルに大電流を流すことにより電磁弁
を高速で開弁、又は閉弁動作させた後、電磁弁への電流
供給を遮断し、これにより電磁弁コイルに生じる逆起電
圧によって電磁弁コイルにフライホイール電流を流し、
フライホイール電流のレベルが所要の動作保持電流レベ
ルよりも小さくなった場合に電磁弁コイルに電源から保
持電流を供給するようにして電磁弁を駆動する場合にお
いて、電磁弁コイルに流れる電流のレベルを検出し、駆
動初期段階における電磁弁コイルへの電流遮断後に電流
が予定されたフライホイール電流のレベルを超えること
がないように電磁弁コイルのローサイドに設けられたス
イッチング手段をオン、オフする構成としたので、駆動
初期段階における電磁弁コイルへの電流遮断後に生じる
渦電流の影響による電磁弁駆動電流の過度の増加を有効
に抑え、電磁弁を安定に且つ精度よく駆動することがで
きる。更に、本発明によれば、電磁弁のコイルのハイサ
イドとローサイドとにそれぞれ電磁弁駆動電流のオン、
オフを制御するスイッチ素子を設けて電磁弁を駆動する
構成であるから、電磁弁への配線がアースや電源にショ
ートしても電磁弁の開閉状態が意図しない状態に陥る等
の危険がなく、極めて安全性に優れた信頼性の高い利点
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁弁駆動装置の一実施の形態を
示すブロック図。

【図２】図１の昇圧回路の詳細回路図。

【図３】図１の電磁弁駆動装置の動作を説明するための
波形図。

【図４】図１の第２信号発生部及び第３信号発生部の詳
細回路図。

【図５】本発明による電磁弁駆動装置の他の実施の形態
を示すブロック図。

【図６】図５の電磁弁駆動装置の動作を説明するための
波形図。

【符号の説明】

１、１００ 電磁弁駆動装置 ２ 電磁弁 ２Ａ コイル ３ バッテリ ５ 第１ＦＥＴ ６ 第２ＦＥＴ ７、１０４ フライホイールダイオード ９ 第３ＦＥＴ １０、１０６ 検出抵抗器 １５ 第１信号発生部 １６ 第２信号発生部 １９ 第３信号発生部 １０２ ハイサイドＦＥＴ １０５ ローサイドＦＥＴ １１１ ハイサイドＦＥＴ制御部 １１２ ローサイドＦＥＴ制御部 Ｃ１ 第１制御信号 Ｃ２ 第２制御信号 Ｃ３ 第３制御信号 ＣＨ ハイサイドＦＥＴ制御信号 ＣＬ ローサイドＦＥＴ制御信号 ＤＶ 検出電圧 ＨＶ 高圧出力 ＩＦ フライホイールしきい値 ＩＨ ホールドしきい値 ＩＶ 電磁弁駆動電流 Ｓ 電磁弁駆動信号 ＶＢ バッテリ電圧

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁弁の駆動開始直後の所定期間だけ前
   記電磁弁コイルに大電流を流し、前記所定期間経過後、
   前記コイルに流れる前記大電流を遮断したことにより前
   記コイルに生じる逆起電圧を利用してフライホイール電
   流を前記コイルに動作保持電流として流した後、前記コ
   イルに所要期間だけ前記大電流よりも小さい所定の動作
   保持電流を電源から供給するようにした電磁弁駆動方法
   において、 前記コイルのローサイドに通電制御手段を設け、前記フ
   ライホイール電流による前記コイルの駆動期間中、前記
   コイルに流れる電流のレベルの検出結果に応答し、検出
   されたレベルが所定レベル以下の場合にのみ前記通電制
   御手段をオンとすることにより前記フライホイール電流
   の過度の上昇を抑えるようにしたことを特徴とする電磁
   弁駆動方法。
2. 【請求項２】 電磁弁のコイルのハイサイドに第１及び
   第２スイッチング手段と前記コイルに接続されたフライ
   ホイールダイオードとを設け、前記電磁弁の駆動開始後
   の所定期間だけ前記第１スイッチング手段を閉じること
   により前記コイルに電源部から大電流を流し、前記所定
   期間経過後、前記コイルに生じる逆起電圧によるフライ
   ホイール電流を前記フライホイールダイオードを介して
   前記コイルに流し、前記フライホイール電流が前記大電
   流よりも小さい所定の動作保持電流のレベル以下になっ
   た場合、所要期間だけ前記第２スイッチング手段のオ
   ン、オフ動作により所定の動作保持電流を電源部から前
   記コイルに流すようにした電磁弁駆動方法において、 前記コイルのローサイドに第３スイッチング手段を設
   け、前記フライホイール電流による前記コイルの駆動期
   間中において前記フライホイール電流が所定レベル以下
   の場合にのみ前記第３スイッチング手段を閉じることに
   より前記フライホイール電流の過度の上昇を抑えるよう
   にしたことを特徴とする電磁弁駆動方法。
3. 【請求項３】 電磁弁のコイルのハイサイドと電源部と
   の間に設けられた第１スイッチング手段及び第２スイッ
   チング手段と、前記コイルに接続されたフライホイール
   ダイオードと、電磁弁駆動信号に応答し前記電磁弁の駆
   動開始直後の所定期間だけ前記コイルに大電流を流すよ
   う前記第１スイッチング手段のオン、オフ制御を行うた
   めの第１制御信号を発生する第１信号発生手段と、前記
   電磁弁駆動信号に応答し前記所定期間経過後に前記コイ
   ルに前記大電流よりは小さいレベルの動作保持電流を流
   すよう前記第２スイッチング手段のオン、オフ制御を行
   うための第２制御信号を発生する第２信号発生手段とを
   備え、前記所定期間経過直後に前記コイルに生じた逆起
   電圧によるフライホイール電流を前記フライホイールダ
   イオードを介して前記コイルに流した後、前記第２制御
   信号により前記第２スイッチング手段をオン、オフ動作
   させて前記コイルに動作保持電流を供給するようにした
   電磁弁駆動装置において、 前記コイルのローサイドに設けられた第３スイッチング
   手段と、 前記コイルに流れる電流のレベルを検出するための検出
   手段と、 前記電磁弁駆動信号と前記第１制御信号と該検出手段と
   に応答し前記フライホイール電流による前記電磁弁の駆
   動期間中において前記検出手段によって検出された電流
   のレベルが所定レベル以下の場合にのみ前記第３スイッ
   チング手段を閉じるように制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする電磁弁駆動装置。
4. 【請求項４】 電磁弁のコイルのハイサイドと電源部と
   の間に設けられたハイサイドスイッチング手段と、前記
   コイルに接続されたフライホイールダイオードと、電磁
   弁駆動信号に応答し前記電磁弁の駆動開始直後の所定期
   間だけ前記コイルに大電流を流すと共に、前記所定期間
   経過後に前記コイルに前記大電流よりは小さいレベルの
   動作保持電流を流すように前記ハイサイドスイッチング
   手段のオン、オフ制御を行うハイサイド制御信号を発生
   する手段とを備え、前記所定期間経過直後においては前
   記コイルに生じた逆起電圧によるフライホイール電流を
   前記フライホイールダイオードを介して前記コイルに流
   すようにした電磁弁駆動装置において、 前記コイルのローサイドに設けられたローサイドスイッ
   チング手段と、 前記コイルに流れる電流のレベルを検出するための検出
   手段と、 前記電磁弁駆動信号と該検出手段とに応答し前記フライ
   ホイール電流による前記コイルの駆動期間中において前
   記検出手段によって検出された前記コイルに流れる電流
   のレベルが所定レベル以下の場合にのみ前記ローサイド
   スイッチング手段を閉じるように制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とする電磁弁駆動装置。