JP5480182B2 - 燃料噴射弁駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧装置を有する燃料噴射弁駆動装置に関する。

直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧装置は、例えば特許文献１あるいは２に示されるように広く知られており、この装置は、図３に示すように一端が直流電源１に接続され、他端が整流ダイオード３に接続された昇圧コイル２と、整流ダイオード３とアースの間に接続された平滑コンデンサ４と、昇圧コイル２と整流ダイオード３の接続点とアースとの間に設けられたスイッチング素子５とを備えて構成されている。スイッチング素子５としては、例えば電界効果トランジスタが使用される。この装置によれば、昇圧された直流電圧ＶＯＵＴが出力される。

特開２００１−５５９４８号公報 特開２００９−１１８５８９号公報

上記従来の装置では、スイッチング素子５がオフするときに、整流ダイオード３の両端にスパイク電圧が発生し、その高調波成分がＦＭラジオ電波帯域においてラジオノイズとなる課題がある。

本発明はこの課題を解決するためになされたものであり、直流電圧昇圧装置の出力を用いて燃料噴射弁を駆動する燃料噴射弁駆動装置であって、整流ダイオードにおけるスパイク電圧の発生を防止し、ＦＭラジオ電波帯域に影響を与えるラジオノイズを抑制するとともに、燃料噴射弁の開弁遅れを防止し、燃料噴射量の制御精度を向上させることができる燃料噴射弁駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、一端が直流電源（１）に接続され、他端が整流ダイオード（３）に接続された昇圧コイル（２）と、前記整流ダイオード（３）とアースの間に接続された平滑コンデンサ（４）と、前記昇圧コイル（２）の他端とアースとの間に設けられた第１スイッチング素子（５）とを備える直流電圧昇圧装置を有する燃料噴射弁駆動装置において、第２及び第３スイッチング素子（６，７）と、該第２及び第３スイッチング素子の間に接続され、内燃機関の燃料噴射弁を駆動するソレノイド（８）とからなる負荷回路が、前記平滑コンデンサ（４）と並列に接続され、燃料噴射の実行時期に前記第２及び第３スイッチング素子（６，７）をオンさせる制御信号が供給されるように構成されており、前記直流電圧昇圧装置は、前記整流ダイオード（３）と並列に接続される素子として前記第１スイッチング素子（５）のオフ直後に前記整流ダイオード（３）を順バイアス状態にするコンデンサ（１１）のみを有し、前記第１スイッチング素子（５）をオフするときのラジオノイズを抑制するとともに、前記燃料噴射弁を駆動するときの開弁遅れを防止することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、整流ダイオードと並列に接続されたコンデンサによって、スパイク電圧の発生が防止されるとともに、第１スイッチング素子のオフ直後において整流ダイオードが極短時間だけ順バイアス状態となるため、整流ダイオードの応答遅れを解消することができる。その結果、ラジオノイズを抑制するとともに、燃料噴射弁の開弁遅れを防止して燃料噴射量の制御精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる直流電圧昇圧装置を含む電磁弁駆動回路の構成を示す回路図である。 図１に示す整流ダイオードの両端の電圧（ＶＤ）の推移を示すタイムチャートである。 従来の直流電圧昇圧装置の構成を示す回路図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる直流電圧昇圧装置を含む電磁弁駆動回路の構成を示す回路図である。より具体的には、内燃機関の燃料噴射弁を駆動するソレノイドに電力を供給するための回路構成が示されている。

直流電圧昇圧装置１０は、一端が直流電源（バッテリ）１に接続され、他端が整流ダイオード３に接続された昇圧コイル２と、前記整流ダイオード３とアースの間に接続された平滑コンデンサ４と、昇圧コイル２と整流ダイオード３の接続点とアースとの間に設けられたスイッチング素子５とを備え、さらに整流ダイオード３と並列に接続されたコンデンサ１１を備えている。すなわち、直流電圧昇圧装置１０は、周知の直流電圧昇圧装置にコンデンサ１１が付加された構成を有する。

直流電源１の出力端子にはコンデンサ９が設けられ、また直流電圧昇圧装置１０の出力側には、スイッチング素子６及び７と、燃料噴射弁のソレノイド８が接続されている。
スイッチング素子５，６，及び７としては、電界効果トランジスタが使用されている。スイッチング素子５の制御入力であるゲート端子２１には、所定の昇圧用パルス信号が供給され、スイッチング素子５のオンオフ制御が行われる。スイッチング素子５がオフしたときに、整流ダイオード３が導通し、平滑コンデンサ４の両端に昇圧された直流電圧が得られる。

スイッチング素子６及び７のゲート端子２２及び２３には、燃料噴射の実行時期にスイッチング素子６及び７をオンさせる燃料噴射制御信号が供給される。

図２は、スイッチング素子５が時刻ｔ０にオフした場合における、整流ダイオード３の両端電圧ＶＤの推移を示すタイムチャートである。実線が図１に示すようにコンデンサ１１が接続されている本実施形態の装置に対応し、破線がコンデンサ１１が接続されていない従来の装置に対応する。

コンデンサ１１が無い場合には短時間のスパイク電圧が発生し、これがＦＭラジオ電波帯域におけるラジオノイズの原因となっていることが確認されている。なお、この場合において、時刻ｔ０から電圧の変動が収束する時刻ｔ１までの時間は、４０ｎｓｅｃ程度である。

コンデンサ１１を設けることにより、電圧ＶＤが０．７Ｖに達するまでは、コンデンサ１１に電流が供給されるため、図２に実線で示すようにスパイク電圧の発生が防止され、ラジオノイズを抑制することができる。さらにコンデンサ１１の作用によって、整流ダイオード３が、時刻ｔ０直後の極短時間だけ順バイアス状態となり、整流ダイオード３内の空乏層を小さくすることができる。したがって、整流ダイオード３の応答遅れを解消する効果も得られ、燃料噴射弁の駆動電源として使用した場合に、燃料噴射弁の開弁遅れを防止し、燃料噴射量の制御精度を向上させることができる。
本実施形態では、昇圧コイル２のインダクタンスは３０μＨに設定され、コンデンサ１１の容量は４７ｐＦに設定されている。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は燃料噴射弁に電力を供給する昇圧装置に限らず、他の用途、例えば特許文献２に示されるようなランプに電力を供給する昇圧装置などにも適用可能である。

１ 直流電源
２ 昇圧コイル
３ 整流ダイオード
４ 平滑コンデンサ
５ スイッチング素子
１１ コンデンサ

Claims (1)

1. 一端が直流電源に接続され、他端が整流ダイオードに接続された昇圧コイルと、前記整流ダイオードとアースの間に接続された平滑コンデンサと、前記昇圧コイルの他端とアースとの間に設けられた第１スイッチング素子とを備える直流電圧昇圧装置を有する燃料噴射弁駆動装置において、
   第２及び第３スイッチング素子と、該第２及び第３スイッチング素子の間に接続され、内燃機関の燃料噴射弁を駆動するソレノイドとからなる負荷回路が、前記平滑コンデンサと並列に接続され、
   燃料噴射の実行時期に前記第２及び第３スイッチング素子をオンさせる制御信号が供給されるように構成されており、
   前記直流電圧昇圧装置は、前記整流ダイオードと並列に接続される素子として前記第１スイッチング素子のオフ直後に前記整流ダイオードを順バイアス状態にするコンデンサのみを有し、前記第１スイッチング素子をオフするときのラジオノイズを抑制するとともに、前記燃料噴射弁を駆動するときの開弁遅れを防止することを特徴とする燃料噴射弁駆動装置。

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