JP5900369B2 - 電磁弁駆動装置 - Google Patents
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Description
例えば、トランジスタのターンオフ時間(オン状態からオフ状態に移行するのに要する時間)と、ターンオン時間(オフ状態からオン状態に移行するのに要する時間)には、正の温度特性がある。このため、トランジスタの周囲温度が高い場合ほど、トランジスタのターンオフ時間とターンオン時間が長くなって、上側閾値超過量と下側閾値超過量とが大きくなる。
そして、コイル電流の脈動幅がばらつくと、通電期間の終了時におけるコイル電流がばらつくこととなる。
尚、本実施形態の燃料噴射制御装置は、自動車に搭載された多気筒(この例では4気筒)ガソリンエンジンの各気筒#1〜#4に燃料を噴射供給する4個の電磁ソレノイド式インジェクタ(以下、電磁弁という)を駆動するものであり、その各電磁弁のコイルへの通電開始タイミング及び通電時間を制御することにより、各気筒#1〜#4への燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御する。また、本実施形態において、スイッチング素子としてのトランジスタは、例えばMOSFETであるが、バイポーラトランジスタやIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の他種類のトランジスタでも良い。
昇圧回路33は、昇圧型DC/DCコンバータであり、コンデンサC0と、インダクタL0と、昇圧用のトランジスタT0と、逆流防止用のダイオードD0と、電流検出用の抵抗R0と、トランジスタT0を駆動する充電制御回路35とを備える。
その定電流制御は、トランジスタT11のオン/オフを繰り返すスイッチング制御を行うことにより、コイル41aに一定の電流が流れるようにする制御である。そして、本実施形態では、「コイル電流が上側閾値IthHまで増加したことを検知するとトランジスタT11をオンからオフさせ、コイル電流が下側閾値IthLまで低下したことを検知するとトランジスタT11をオフからオンさせる」という制御である。
増幅回路61は、抵抗R10の両端の電位差に比例した電圧を出力する。このため、増幅回路61からは、コイル電流に比例した電圧が出力される。
駆動回路65は、論理積回路64の出力信号Sanがハイの場合に、トランジスタT11のゲートに供給する駆動信号Sdをアクティブレベルにして、トランジスタT11をオンさせ、論理積回路64の出力信号Sanがローの場合には、駆動信号Sdを非アクティブレベルにして、トランジスタT11をオフさせる。尚、本実施形態では、トランジスタT11がPチャネル型のMOSFETであることから、駆動信号Sdのアクティブレベルは例えば0Vであり、駆動信号Sdの非アクティブレベルは例えばバッテリ電圧VBである。
そして、閾値のデータとしては、コイル電流の上側閾値IthHに相当する上側閾値電圧VthHを表す上側閾値データと、コイル電流の下側閾値IthLに相当する下側閾値電圧VthLを表す下側閾値データとがある。
図2に示すように、マイコン39からの噴射指令信号S#nがローからハイになると、駆動用IC37では、気筒選択制御回路55がトランジスタT10をオンし、それと同時に、放電制御回路56がトランジスタT12をオンする。
図3に示すように、トランジスタT11には、駆動信号Sdがアクティブレベルから非アクティブレベルに変化してからオフするまでのターンオフ時間Toffと、駆動信号Sdが非アクティブレベルからアクティブレベルに変化してからオンするまでのターンオン時間Tonがある。
ここで、上側閾値IthHと下側閾値IthLが固定されていて、上側閾値超過量IovHと下側閾値超過量IovLとの少なくとも一方にばらつきが生じると、コイル電流の脈動幅(極大値と極小値との差)がばらつくこととなる。そして、コイル電流の脈動幅がばらつくと、図4に示すように、通電期間の終了時(即ち、噴射指令信号S#nがハイからローになった時)におけるコイル電流が、I1、I2、I3といった具合にばらつくこととなる。
以上のように、ECU31では、上側閾値超過量IovH及び下側閾値超過量IovLに相関がある物理量(上記例では、バッテリ電圧VBとECU内部温度)に応じて、定電流制御で用いる閾値IthH,IthLを変更している。
上記実施形態では、閾値IthH,IthLを、図6,図7の如く、上記物理量に応じてリニアに変化させている。
<1>バッテリ電圧VBが第1の値と第2の値との間の特定値よりも低い領域では、閾値IthH,IthLの各々を一定とし、バッテリ電圧VBが上記特定値以上である領域では、閾値IthH,IthLの各々と、両閾値IthH、IthLの差を、図6の如くバッテリ電圧VBが高くなるにつれて小さくする。
[変形例2]
定電流制御回路57が行う定電流制御において、トランジスタT11のオン/オフを切り換える条件のうち、例えば、トランジスタT11をオフからオンへと切り換える条件は、トランジスタT11をオフさせてから所定時間が経過したという条件であっても良い。その場合、下側閾値IthLは無く、上側閾値IthHを可変にすることとなる。逆に、トランジスタT11をオンからオフへと切り換える条件は、トランジスタT11をオンさせてから所定時間が経過したという条件であっても良い。その場合、上側閾値IthHは無く、下側閾値IthLを可変にすることとなる。
閾値IthH,IthLを変更するパラメータとしての物理量は、バッテリ電圧VBとトランジスタT11の周囲温度(ECU内部温度)との、何れか一方でも良いし、また、それら以外でも良い。
自動車において、該自動車のエンジンが収納されるエンジンルーム75(図1参照)に、ECU31が設けられる場合には、マイコン39は、エンジンルーム75の温度を、ECU内部温度として(延いては、トランジスタT11の周囲温度として)検出しても良い。エンジンルーム75の温度とECU内部温度とには、相関があるからである。
また、マイコン39は、特定の物であって、それの温度がエンジンルーム75の温度と相関がある物の温度を、エンジンルーム75の温度として(延いては、トランジスタT11の周囲温度として)検出しても良い。
Claims (7)
- 電磁弁(41)のコイル(41a)に電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側(CM)と、電源電圧が供給される電源ライン(Lp)との間に、直列に設けられ、前記コイルに一定の電流を流すためにオン/オフされる定電流用スイッチング素子(T11)と、
前記コイルへの通電期間を設定する通電期間設定手段(39)と、
前記通電期間において、前記定電流用スイッチング素子のオン/オフを繰り返すスイッチング制御を行うことにより、前記コイルに一定の電流が流れるようにする定電流制御手段(57)と、
を備えた電磁弁駆動装置(31)において、
前記定電流制御手段は、前記定電流用スイッチング素子を、オンとオフとの一方である第1状態から、オンとオフとの他方である第2状態へと切り換えるための閾値が与えられ、前記スイッチング制御の実施中において、前記定電流用スイッチング素子を前記第1状態にしているときに、前記コイルに流れる電流が前記閾値に到達したことを検知すると、前記定電流用スイッチング素子を前記第1状態から前記第2状態へと切り換えるようになっており、
当該電磁弁駆動装置は、
前記コイルに流れる電流が前記閾値に達してもなお同じ方向に変化して該閾値を超える量である閾値超過量に相関がある物理量を検出し、該物理量に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段(39,S110〜S130)を備え、
前記第1状態はオンであると共に、前記第2状態はオフであり、
前記閾値は、前記定電流用スイッチング素子をオンからオフに切り換えるためのオフ切換用閾値であり、
前記定電流制御手段は、前記定電流用スイッチング素子を、オフからオンへと切り換えるための閾値として、前記オフ切換用閾値よりも小さいオン切換用閾値も与えられ、前記スイッチング制御の実施中において、前記定電流用スイッチング素子をオフさせているときに、前記コイルに流れる電流が前記オン切換用閾値に到達したことを検知すると、前記定電流用スイッチング素子をオフからオンへと切り換えるようになっており、
前記閾値変更手段は、前記物理量に応じて、前記オン切換用閾値も変更し、
前記物理量は、前記電源電圧と、前記定電流用スイッチング素子の周囲温度との、一方又は両方であり、
前記閾値変更手段は、前記オフ切換用閾値と前記オン切換用閾値との各々を、前記物理量が第1の値である場合よりも、前記物理量が前記第1の値より大きい第2の値である場合の方が、小さくなるように変更すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1に記載の電磁弁駆動装置において、
前記閾値変更手段は、前記オフ切換用閾値と前記オン切換用閾値との差も、前記物理量が前記第1の値である場合よりも、前記物理量が前記第2の値である場合の方が、小さくなるようにすること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電磁弁駆動装置において、
前記物理量は、少なくとも前記定電流用スイッチング素子の周囲温度であり、
前記閾値変更手段は、当該電磁弁駆動装置の内部温度を、前記周囲温度として検出すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 電磁弁(41)のコイル(41a)に電流を流すための通電経路における前記コイルよりも上流側(CM)と、電源電圧が供給される電源ライン(Lp)との間に、直列に設けられ、前記コイルに一定の電流を流すためにオン/オフされる定電流用スイッチング素子(T11)と、
前記コイルへの通電期間を設定する通電期間設定手段(39)と、
前記通電期間において、前記定電流用スイッチング素子のオン/オフを繰り返すスイッチング制御を行うことにより、前記コイルに一定の電流が流れるようにする定電流制御手段(57)と、
を備えた電磁弁駆動装置(31)において、
前記定電流制御手段は、前記定電流用スイッチング素子を、オンとオフとの一方である第1状態から、オンとオフとの他方である第2状態へと切り換えるための閾値が与えられ、前記スイッチング制御の実施中において、前記定電流用スイッチング素子を前記第1状態にしているときに、前記コイルに流れる電流が前記閾値に到達したことを検知すると、前記定電流用スイッチング素子を前記第1状態から前記第2状態へと切り換えるようになっており、
当該電磁弁駆動装置は、
前記コイルに流れる電流が前記閾値に達してもなお同じ方向に変化して該閾値を超える量である閾値超過量に相関がある物理量を検出し、該物理量に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段(39,S110〜S130)を備え、
前記第1状態はオンであると共に、前記第2状態はオフであり、
前記閾値は、前記定電流用スイッチング素子をオンからオフに切り換えるためのオフ切換用閾値であり、
前記定電流制御手段は、前記定電流用スイッチング素子を、オフからオンへと切り換えるための閾値として、前記オフ切換用閾値よりも小さいオン切換用閾値も与えられ、前記スイッチング制御の実施中において、前記定電流用スイッチング素子をオフさせているときに、前記コイルに流れる電流が前記オン切換用閾値に到達したことを検知すると、前記定電流用スイッチング素子をオフからオンへと切り換えるようになっており、
前記閾値変更手段は、前記物理量に応じて、前記オン切換用閾値も変更し、
前記物理量は、前記定電流用スイッチング素子の周囲温度、又は、前記周囲温度と前記電源電圧との両方であり、
前記閾値変更手段は、当該電磁弁駆動装置の内部温度を、前記周囲温度として検出すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項3又は請求項4に記載に記載の電磁弁駆動装置において、
当該電磁弁駆動装置は、自動車において該自動車のエンジンが収納されるエンジンルームに設けられ、
前記閾値変更手段は、前記エンジンルームの温度を、当該電磁弁駆動装置の内部温度として検出すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項5に記載の電磁弁駆動装置において、
前記閾値変更手段は、特定の物であって、それの温度が前記エンジンルームの温度と相関がある物の温度を、前記エンジンルームの温度として検出すること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。 - 請求項6に記載の電磁弁駆動装置において、
前記物は、前記エンジンに供給される燃料と、前記エンジンのエンジンオイルと、前記エンジンの冷却水との、少なくとも1つであること、
を特徴とする電磁弁駆動装置。
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