電磁線圈驅動裝置的製作方法
2023-08-08 04:26:36
專利名稱：電磁線圈驅動裝置的製作方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及一種注油用電磁線圈，用於把燃油供應給引擎或類似物的電子控制注油裝置，更具體地涉及一種電磁驅動裝置，它採用的方式為當電磁線圈驅動停止時，積累在電磁線圈中的電能暫時儲存在電容器中，而當電磁線圈重新被驅動時，儲存在電容器中的電能供給電磁線圈。
2.相關領域描述圖8是表示常用電磁驅動裝置的結構框圖。這種電磁驅動裝置由電磁線圈11、用來驅動電磁線圈11的電磁驅動元件12、電磁驅動元件控制電路13，以在從外界輸入的控制信號的基礎上來控制電磁驅動元件12的開/關的轉換、以及在電磁線圈11的驅動停止時，用來消耗積累在電磁線圈11中電能的緩衝電路14構成。在圖8中，15表示施加電源電壓(電池電壓)VB的電源接線端，16表示控制信號輸入接線端。
在如圖8所示結構的電磁驅動裝置的場合，當電磁驅動元件12處在「接通」狀態時，電流流經電磁線圈11，並在一固定時間周期後注油。在此狀態下固定時間周期過去後，電磁驅動元件12轉換成「斷開」狀態，以便停止注油。此時，已流入電磁線圈11的電流流入緩衝電路14，且電能被此緩衝電路14消耗。結果，流入電磁線圈11的電流逐漸降低，且最終為零，使注油停止。
圖9是表示圖8所示電磁驅動裝置的具體結構的電路圖。電磁驅動元件12由N溝道場效應電晶體(下稱此為「FET」)121構成。電磁驅動元件控制電路13由一npn電晶體131和四個電阻132、133、134和135構成。緩衝電路14由齊納二極體141構成。
電磁線圈11的一端與電源接線端15相連，而另一端與FET121的漏極和齊納二極體141的陰極相連。FET121的源極和齊納二極體141的陽極接地。npn電晶體131的集電極和與FET121的柵極相連。第一電阻132連接在集電極和電源接線端15之間。npn電晶體131的基極經由第二電阻133與控制信號輸入接線端16相連。控制信號輸入接線端16由第三電阻134提升至電源電壓VCC。npn電晶體131的發射極經由第四電阻135與基極相連且接地。
圖10是表示圖8所示電磁驅動裝置的另一例具體結構的電路圖。在圖10所示的電磁驅動裝置中，圖9所示裝置中的齊納二極體141的陽極經由第五電阻136與npn電晶體131的集電極相連，替代接地，二極體142連接在齊納二極體141的陰極和電磁線圈11之間，使此二極體取向於電流從電磁線圈11流入齊納二極體的方向。
但是，在如圖8至圖10所示結構的電磁驅動裝置的場合，當電磁線圈11的容量增加時，由緩衝電路14消耗的電能可觀地增加，使熱的產生成了問題。於是，為了降低這種熱的產生和獲得電能的有效利用和增大的驅動速度的目的，具有下述結構的電磁裝置是眾所周知的，該結構為當流入電磁線圈的線圈電流停止時，積累的能量暫時儲存在電容器中，而當線圈電流重新流入電磁線圈時，通過利用儲存在電容器中的能量，線圈電流突然增大。
圖11是表示儲存在電容器中電能在電磁線圈的再驅動中被利用的常用電磁驅動裝置的結構的框圖。這種電磁驅動裝置由電磁線圈11、電磁驅動元件12、電磁驅動元件控制電路13、在電磁驅動停止時暫時儲存積累的能量的電容器、控制電容器21放電的放電控制元件22、控制放電控制元件22的開/關轉換的放電控制電路23、提升電源電壓VB並向放電控制電路23提供高電壓的DC-DC轉換電路24、在儲存在電容器中的高電壓施加至電磁線圈11時防止電壓進入電源側的電流倒流防止電路25、和防止因儲存在電容器21中的高電壓而使直流電從電容器21流入電磁驅動元件12的整流元件26構成。而且，與圖8所示設備結構相同的結構，用相同符號進行標記，並省略描述。
下面將描述圖11所示構成的電磁驅動裝置的運行。首先，當電磁驅動元件12通過控制電磁驅動元件控制電路13從「關」狀態轉換成「開」狀態，電流開始從電源接線端15經由電流倒流防止電路25流入電磁線圈11。然後，在固定時間周期過去後，啟動注油。在另一固定時間周期過去後，電磁驅動元件12轉換成「關」狀態，以便停止注油。此時，已流入電磁線圈的電流經由整流元件26流入電容器21。在電流流入同時，電容器的電壓VC升高，使已積累在電磁線圈11中的電能被電容器21吸收。在流入電容器21的電流為零時，電容器的電壓VC的升高同時停止。
當按照這種狀態重新執行注油時，電磁驅動元件12轉換成「開」狀態，而放電控制元件同時轉換成「開」狀態。結果是電磁線圈11的高電位側的電壓VSH變得與電容器21的放電產生的電壓VC相同，且變得高於電源電壓VB。於是，電流突然開始流入電磁線圈11。由於此電流從電容器21流出，電容器21的電壓VC，即電磁線圈11的高電位側的電壓VSH下降。然後，在電磁線圈11的高電位側的電壓VSH變得低於電源電壓VB時的這個點，從電容器21流出的電流變為零，且電流開始從電源電壓VB流入電磁線圈11。在這種場合，流入電磁線圈11的電流繼續增大至由電磁線圈11的繞組阻力所限定的電壓。
這樣，除去起始的注油，流入電磁線圈11的電流因電容器21在第二和隨後的注油過程中充電而產生的電壓突然增大。在這種突然增大的過程中，從電源接線端15流出的電流為零。因此，從電源接線端15流出的電流全面下降，使得電能消耗下降。而且，流經電磁線圈11的電流突然上升至接近所需電流的值，使得響應得到改善。
然而，上述如圖8所示的這種常用電磁驅動裝置，在該裝置中，儲存在電容器中的能量用來重新驅動電磁線圈，用來向放電控制電流23供給高電壓的DC-DC轉換電路24是必不可少的，從而造成電路增加複雜性和電路增大尺寸的問題。而且，由於電流倒流防止電路25提出由二極體構成，會產生下列問題即，當電源大電流流過此電路，所產生熱量增加，因為二極體的電壓下降至約0.7伏。而且，由於在電磁驅動元件12和電容器21之間的整流元件26也是由二極體構成，因此流過此二極體的電流所產生的熱量也是一個問題。
發明的概述本發明是鑑於上述問題進行設計的。本發明的一個目的是提供一種電磁驅動裝置，在該裝置中，儲存在電容器中的能量用來重新驅動電磁線圈，其中，DC-DC轉換電路不是必要的，而防止電流倒流至電源接線端的電流倒流防止電路中產生的熱量可加以抑制，流向電容器的電流在流過整流元件中產生的熱量可被抑制。
為了達到上述目的，本發明的電磁驅動裝置設計成使得在電磁線圈的驅動停止時，積累在電磁線圈中的電量暫時儲存在電容器中，利用電容器的峰值電壓通過放電而產生的高電壓被用來作為放電控制電路的電源，此放電控制電路用來控制該電容器的放電。在本發明中，放電控制電路由電容器中產生的高電壓來驅動。
此外，在本發明的電磁驅動裝置中，電流倒流防止電路由開關元件諸如FET或類似物來構成。在本發明中，當電流從電源接線端流向電磁線圈時，在電流倒流防止電路中出現的電壓下降減少，使得此電路中產生的熱量被抑制。
此外，在本發明的電磁驅動裝置中，流向電容器的電流在流過整流元件由開關元件諸如FET或類似物來構成。在本發明中，當電流從電磁線圈流向電容器時，在整流元件中出現的電壓下降減少，使得此電路中產生的熱量被抑制。
附圖的簡單描述圖1是表示構成本發明實施例1的電磁驅動裝置的結構框圖。
圖2是表示構成本發明實施例1的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。
圖3是表示構成本發明實施例1的電磁驅動裝置的各種部件的波形例子的波形圖。
圖4是表示構成本發明實施例2的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。
圖5是表示構成本發明實施例3的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。
圖6是表示構成本發明實施例4的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。
圖7是表示構成本發明實施例4的電磁驅動裝置的各種部件的波形例子的波形圖。
圖8是表示普通常規的電磁驅動裝置的結構的框圖。
圖9是表示圖8中所示的電磁驅動裝置的具體結構的電路圖。
圖10是表示圖8中所示的電磁驅動裝置的具體結構的另一個例子的電路圖。
圖11是表示常規的電磁驅動裝置的結構的框圖，在該裝置中，利用電容器中儲存的能量來進行電磁線圈的重新驅動。
較佳實施例的描述下面將結合所附的附圖詳細描述構成本發明實施例的電磁驅動裝置。
圖1是表示構成本發明實施例1的電磁驅動裝置的結構框圖。此電磁驅動裝置由電磁線圈31、電磁驅動元件32、電磁驅動元件控制電路33、電容器34、電源接線端35、控制信號輸入端36、放電控制元件37、放電處在電路38、峰值電壓保持電路39、電流倒流防止電路40和整流元件41構成。
峰值電壓保持電路39保持由電容器34的充電而產生的峰值電壓，並把此電壓提供給放電控制電路38。除了峰值電壓保持電路39，本發明的電磁驅動裝置的結構與圖11中所示的常規電磁驅動裝置的結構相同。而且，在電磁線圈31的驅動過程中和在此驅動停止的期間的過程中此電磁驅動裝置的運行，與圖11中所示的常規電磁驅動裝置的運行相同。
圖2是表示構成本發明實施例1的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。此電磁驅動裝置由電磁線圈31、二個電容器34和51、二個N溝道FET52和53、npn電晶體54、五個二極體55、56、57、58和59、齊納二極體60、八個電阻61、62、63、64、65、66、67和68、電源接線端35和控制信號輸入端36構成。第一N溝道FET52構成電磁驅動元件32。第二N溝道FET53構成放電控制元件37。第一二極體55構成整流元件41。第二二極體56構成電流倒流防止電路40。
第二二極體56的陽極與電源接線端35相連。第二二極體56的陰極與電磁線圈31的一端相連。電磁線圈31的另一端與第一N溝道FET52的漏極和第一二極體55的陽極相連。第一N溝道FET52的源極接地。第一二極體55的陰極與第一電容器34的正極相連。第一電容器34的負極接地。而且，第一電容器34的正極與第二N溝道FET53的漏極相連。第二N溝道FET53的源極在與電源接線端35相連的一側經由第二二極體56與電磁線圈31的一端相連。
此外，第三二極體58的陽極經由第一電阻61與電源接線端35相連。第三二極體58的陰極與npn電晶體54的集電極相連。npn電晶體54的發射極接地。npn電晶體54的基極經由第二電阻62與控制信號輸入端36相連。控制信號輸入端36通過第三電阻63提升至電源電壓VCC。第四電阻64連接在npn電晶體54的基極和發射極之間。第一N溝道FET52的基極經由第五電阻65與第一電阻61和第三二極體58的連接點相連。npn電晶體54、第一至第五電晶體61、62、63、64和65以及第三二極體58構成電磁驅動元件的控制電路33。
此外，齊納二極體60的陽極於電源接線端35相連。齊納二極體60的陰極經由第六電阻66與第一電容器34的正極相連，且也與第四二極體59的陽極相連。第二電容器51連接在第四二極體59和第二二極體56的陰極之間。齊納二極體60、第六電阻66、第四二極體59和第二電容器構成峰值電壓保持電路39。
第七電阻67和第八電阻68串聯在第二N溝道FET53的柵極和第四二極體59與第二電容器51的連接點之間。第七電阻67和第八電阻68的連接點與npn電晶體54的集電極相連。第五二極體的陽極與第二N溝道FET53的源極相連，第五二極體的陰極與第二N溝道FET53的柵極相連。npn電晶體54、第二至第四電晶體62、63和64、第七和第八電阻67和68以及第五二極體57構成放電控制電路38。
相應元件的特徵值將作為例子給出。例如，第一電容器34和第二電容器51的各自電容值是100μF和0.1μF。齊納二極體60的輸出電壓為例如9V。第一電阻61的電阻值為例如3.3kΩ。第二電阻62的電阻值是例如4.7kΩ。第三電阻63、第六電阻66和第七電阻的電阻值為例如10kΩ。第四電阻64的電阻值為例如47kΩ。第五電阻65的電阻值為例如1kΩ。第八電阻68的電阻值為例如2kΩ。
如圖2所示結構的電磁驅動裝置的運行將結合圖3加以描述。圖3是表示在電磁線圈31的低電位側上電壓VSL、第一電容器34的電壓VC、電磁線圈31的高電位側上電壓VSH和流過電磁線圈31的電流I的相應的波形示圖。
首先，當npn電晶體54基於來自控制信號輸入端36的控制信號輸入從「開」狀態轉換成「關」狀態時，第一N溝道FET52從「關」狀態轉換成「開」狀態，使得電流開始從電源接線端35經由第二二極體56流向電磁線圈31。然後，在固定時間周期過去以後，注油被啟動。在這種場合，由於第二電容器51沒有被充電，因此，第二N溝道FET53保持在「關」狀態。
在固定時間周期過去以後，npn電晶體54從「關」狀態轉換成「開」狀態，且第一N溝道FET52保持在「關」狀態。在這種場合，已流向電磁線圈31的電流通過第一二極體55流向第一電容器34。結果是，第一電容器34的電壓VC升高，積累在電磁線圈31中電流被第一電容器34吸收。當流入第一電容器34的電流為零時，第一電容器34的電壓VC的上升同時停止。第二電容器35也隨著第一電容器34的充電被充電。此時，由於沒有電流流向電磁線圈31，注油停止。
當注油按照這種方式再次執行時，npn電晶體54從「開」狀態轉換成「關」狀態，且第一N溝道FET52保持在「開」狀態(圖3中時間t0)。在這種場合，由於第二電容器51被充電，因此，第二N溝道FET53的柵極處在高電位。於是，第二N溝道FET53也同時轉換成「開」狀態。結果是，電磁線圈31的高電位側上的電壓VSH變得與第一電容器34的電壓VC相同，從而超過電源電壓VB。因此，電流突然開始從第一電容器34流向電磁線圈31。由於此電流的流動，第一電容器34的電壓VC即電磁線圈31的高電位側上的電壓VSH下降。
然後，當處在電磁線圈31的高電位側上的電壓VSH下降低於電源電壓VB(圖3中時間t1)時，從第一電容器34流出的電流變為零，電流相反開始從電源接線端35經由第二二極體56流向電磁線圈31。在這種場合流向電磁線圈31的電流繼續增大至由電磁線圈31的繞組電阻所限定的電壓。注油繼續執行的同時電流流向電磁線圈31。
在這種狀態的固定時間過去以後，npn電晶體54從「關」狀態轉換成「開」狀態。結果是，第一N溝道FET52轉換成「關」狀態(圖3中時間t2)，已流向電磁線圈31的電流如上所述流向第一電容器34，使得積累在電磁線圈31中的電量儲存在第一電容器34中。在這種場合，第二電容器35也被充電。然後，當流入第一電容器34中電流為零時(圖3中時間t3)，注油停止。當再次執行注油時，儲存在第一電容器34中的電量如上所述供給電磁線圈31，且這是重複進行的。
在上述實施例1中，當電磁線圈31的驅動停止，由已流向電磁線圈31的電流對第一電容器34充電。結果是，峰值電壓保持電路39的第二電容器51被充電，且放電控制元件37的第二N溝道FET53由因第二電容器51的這種充電而產生的電壓所驅動。因此，不需要DC-DC轉換電路，使得電路能簡化，電路的尺寸可減小。此外，比P溝道FET便宜的高性能N溝道FET(第二N溝道FET53)可用來作為放電控制元件37。
實施例2
圖4是表示構成本發明實施例2的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。實施例2的電磁驅動裝置不同於圖2中所示的實施例1，其中，轉換元件設置成電流倒流防止電路，替代構成實施例1的電流倒流防止電路40中的第二二極體56。對此轉換元件沒有特別的限制。然而，例如，此轉換元件可由N溝道FET構成(下面稱為「第三N溝道FET69)。
而且，在第二實施例中，npn電晶體(下面稱為」第二npn電晶體「)70、第三電容器71、第五二極體72和第九至第十二電阻73、74、75和76設置成用來控制第三N溝道FET69的開/關轉換的轉換元件控制電路。實施例2的其餘結構與實施例1的結構相同。因此，標示相同的符號，並省略描述。
第三N溝道FET69的源極與電源接線端35相連。第三N溝道FET69的漏極與電磁線圈31和第二N溝道FET53的連接點相連。第五二極體72的陽極與齊納二極體60的陰極和第六電阻66的連接點相連。第五二極體72的陰極經由第三電容器71與齊納二極體60的陽極(電源接線端35)相連。第五二極體72、第三電容器71、齊納二極體60和第六電阻66保持由第一電容器34的充電而產生的峰值電壓，以便驅動轉換元件控制電路。
第五二極體72和第三電容器71的連接點與第九電阻73相連，且此第九電阻73經由第十電阻74與第三N溝道FET69的基極相連。第二npn電晶體70的集電極與第九電阻73和第十電阻74的連接點相連。第二npn電晶體70的發射極與電源接線端35相連。第二npn電晶體70的基極經由第十一電阻75與第一電容器34的正極相連。第十二電阻76連接在第二npn電晶體70的基極和發射極之間。
相應元件的特徵值將作為例子給出。例如，第三電容器71的電容值是0.1μF。第九電阻73的電阻值為例如10kΩ。第十電阻74的電阻值是例如100Ω。第十一電阻75的電阻值為例如20kΩ。第十二電阻76的電阻值為例如10kΩ。
在如圖4所示結構的電磁驅動裝置中，當第一電容器34的電壓VC高於施加在電源接線端35處的電源電壓VB，第二npn電晶體70轉換成「開」狀態。結果是，第三N溝道FET69轉換成「關」狀態。因此，第一N溝道FET52和第二N溝道FET53二者都轉換成「開」狀態，使得當電流突然從第一電容器34流向電磁線圈31時，防止此電流反向流向電源接線端35。
當第一電容器34的電壓VC下降低於電源電壓VB，第二npn電晶體70轉換成「關」狀態，第三N溝道FET69轉換成「開」狀態。結果是，電流從電源接線端35流向電磁線圈31。當電磁驅動元件控制電路33的npn電晶體54轉換成「開」狀態以停止注油，第二npn電晶體70轉換成「開」狀態，而第三N溝道FET69轉換成「關」狀態。在這種場合，從電源接線端35通過電磁線圈31和第一二極體55流向第一電容器34的電流，經過第三N溝道FET69所包含的二極體。
在上述實施例2中，由於不需要DC-DC轉換電路，有可能獲得簡化電路和減小電路尺寸的效果，以及把N溝道FET(第二N溝道FET53)作為放電控制元件37使用的效果。此外，由於電流倒流防止電路由轉換元件構成，因此有可能獲得抑制因流過電路的電流而引起的熱量產生的效果。而且，能把比P溝道FET便宜的高性能的N溝道FET(第三N溝道FET69)作為轉換元件使用。
第三實施例圖5是表示構成本發明實施例3的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。實施例3的電磁驅動裝置設計成圖4所示的實施例2中的第三N溝道FET69的開/關控制是在從外界輸入的控制信號(下面稱為「倒流防止控制信號」)的基礎上進行的。而且，與實施例2中相同的構成組件標示為與實施例2相同的符號，並省略這些構成組件的描述。下面只對不同的構成組件加以描述。
在實施例2中，第二npn電晶體70的基極經由第十一電阻75與第一電容器34的正極相連。但是，在實施例3中，此基極經由電阻75與輸入倒流防止控制信號的接線端(倒流防止控制信號輸入端)相連。此倒流防止控制信號輸入端77由第十三電阻78提升至電源電壓VB。此外，在實施例3中，第二npn電晶體70的發射極接地。
而且，第十四電阻79和第十五電阻80在電源接線端35和接地之間串聯相連。用來輸出電源電壓至外部控制裝置或類似物的接線端(電源電壓輸入端)81與分壓點相連。此外，第十六電阻82和第十七電阻83串聯連接在第一電容器34的正極和接地之間，且用於輸出第一電容器34電壓VC至外部控制裝置或類似物的接線端(電容電壓輸入端)84與分壓點相連。此外，第六二極體85的陽極與第三N溝道FET69的源極相連，且此第六二極體85的陰極與第三N溝道FET69的柵極相連。
相應元件的特徵值將作為例子給出。第十電阻74的電阻值為例如2kΩ。第十一電阻75的電阻值是例如4.7kΩ。第十二電阻76的電阻值為例如47kΩ。第十三電阻78的電阻值為例如10kΩ。第十四電阻79和第十六電阻82的電阻值為例如19kΩ。第十五電阻80的和第十七電阻83的電阻值為例如1kΩ。
在如圖5所示結構的電磁驅動裝置中，第二npn電晶體70轉換成「開」狀態，而第三N溝道FET69，當第一電容器34的電壓VC高於電源電壓VB時通過外部控制裝置或類似物轉換成「關」狀態。結果是，可防止從第一電容器34突然流向電磁線圈31的電流反向流向電源接線端35。當第一電容器34的電壓VC下降低於電源電壓VB，第二npn電晶體70轉換成「關」狀態，第三N溝道FET69轉換成「開」狀態，使得電流從電源接線端35流向電磁線圈31。當電磁線圈31的驅動停止以停止注油時，第二npn電晶體70同樣轉換成「關」狀態，第三N溝道FET69轉換成「開」狀態，使得電流從電源接線端35流向電磁線圈31。
在上述實施例3中，除了因不需要DC-DC轉換電路有可能簡化電路和減小電路尺寸的效果，以及有可能使用N溝道FET53和69的效果外，在第三N溝道FET69處在「開」狀態的同時對第一電容器34進行充電。因此，有可能獲得比在實施例2中更好的抑制電流倒流防止電路中熱量產生的效果。
實施例4圖6是表示構成本發明實施例4的電磁驅動裝置的結構的一個例子的電路圖。實施例4的電磁驅動裝置不同於圖5中所示的實施例3，其中，設置轉換元件，替代構成實施例3的整流元件中的第一二極體55。對此轉換元件沒有特別的限制。然而，例如，此轉換元件可由N溝道FET(下面稱為「第三N溝道FET)86構成，此轉換元件的開/關由從外界輸入的控制信號(下面稱為「電容充電控制信號」)來控制。而且，在第四實施例中，npn電晶體(下面稱為」第三npn電晶體「)87、第四電容器88、第七和第八二極體89和90、第二齊納二極體91和第十八至第二十三電阻92、93、94、95、96和97設置成用來控制第四N溝道FET86的開/關轉換的轉換元件控制電路。實施例4的其餘結構與實施例的結構相同。因此，指定如用於實施例3的相同的符號，故描述省略。
第四N溝道FET86的源極與電磁線圈31和第一N溝道FET52的連接點相連。第四N溝道FET86的漏極與第一電容器34的正極相連。第二齊納二極體91的陽極與和第四N溝道FET86的源極相連，此二極體的陰極經由第十八電阻92與第四N溝道FET86的漏極相連。第九二極體89的陽極與第二齊納二極體91的陰極和第十八電阻92的連接點相連。第七二極體89的陰極經由第四電容器88與第二齊納二極體91的陽極相連。第七二極體89、第四電容器88、第二齊納二極體91和第十八電阻92保持由第一電容器34的充電而產生的峰值電壓，以便驅動轉換元件控制電路。
第七二極體89和第四電容器88的連接點與第十九電阻93相連，且此第十九電阻93經由第二十電阻94與第四N溝道FET86的基極相連。第三npn電晶體87的集電極與第十九電阻93和第二十電阻94的連接點相連。第三npn電晶體87的發射極接地。第三npn電晶體87的基極經由第二十一電阻與輸入電容器充電控制信號的接線端(電容充電控制信號輸入端)98相連。電容充電控制信號輸入端97由第二十二電阻96提升至電源電壓VCC。第二十三電阻97連接在第三npn電晶體87的基極和發射極之間。此外，第八二極體90的陽極與第四N溝道FET86源極相連，第八二極體90的陰極與第四N溝道FET86柵極相連。
相應元件的特徵值將作為例子給出。例如，第四電容器88的電容值是0.1μF。第二齊納二極體91的輸出電壓為例如9V.第十八、第十九和第二十二電阻92、93和96的電阻值為例如10kΩ。第二十電阻94的電阻值是例如2kΩ。第二十一電阻95的電阻值為例如4.7kΩ。第二十三電阻97的電阻值為例如47kΩ。
圖7是表示在電磁線圈31的低電位側上電壓VSL、第一電容器34的電壓VC、電磁線圈31的高電位側上電壓VSH、流過電磁線圈31的電流I以及經由控制信號輸入端36輸入的注油器驅動脈衝、倒流防止控制信號和電容器充電控制信號的相應波形圖。在如圖6所示結構的電磁驅動裝置中，倒流防止控制信號設置為高電位，而在第一電容器34的電壓VC高於電源電壓VB時，第二npn電晶體70通過外部控制裝置或類似物轉換成「關」狀態。結果是，第三N溝道FET69轉換成「關」狀態，從而防止從第一電容器34突然流向電磁線圈34的電流反向流向電源接線端35。
當第一電容器34的電壓VC低於電源電壓VB時，倒流防止控制信號設置為低電位，使得第二npn電晶體70轉換成「關」狀態。結果是，第三N溝道FET69轉換成「開」狀態，使得電流從電源接線端35流向電磁線圈31。在注油器驅動脈衝從低電位轉換成高電位以停止注油時，電容器充電控制信號從高電位轉換成低電位，使得處於「開」狀態的第三npn電晶體87轉換成「關」狀態。結果是，第四N溝道FET86從「關」狀態轉換成「開」狀態，使得電流流向第一電容器34。在第一電容器34充電期間，電流防止控制信號保持低電位，第三N溝道FET69轉換成「開」狀態，使得電流從電源接線端35流向電磁線圈31。在第一電容器34充電基本結束時，電流防止控制信號和電容器充電控制信號都返回至高電位，第三和第時N溝道FET69和86都轉換成「關」狀態。
在上述第4實施例中，因不需要DC-DC轉換電路獲得了有可能簡化電路和減小電路尺寸的效果。此外，也獲得了有可能使用N溝道FET53和69的效果，以及有可能抑制在電流倒流防止電路中產生熱量的效果。而且，由於整流元件由構成第四N溝道FET86的轉換元件構成，也獲得了有可能抑制在此電路中產生熱量的效果。而且，能使用比PN溝道FET便宜的高性能N溝道FET(第四N溝道FET86)作為轉換元件。
此外，在上述實施例1至實施例4中，利用儲存在第一電容器中的能量使電磁線圈31的線圈電流突然增加。因此，能獲得允許高速驅動從而導致減少電流損耗的效果。由於電流消耗減少，由電磁線圈31產生的熱量能被抑制。當線圈電流的上升加速時，作為燃料實際注入的時間與注油器驅動脈衝寬度的比例的動態範圍變寬，使得便於注油控制。而且，由於電流倒流防止電路由一FET構成，故電流倒流防止電路中壓降為約0.1V，比使用二極體場合時的壓降(0.7至1.0V)更小。因此，電磁線圈的驅動電壓顯著增加，從而獲得改善注油性能的效果。
本發明不局限於上述實施例，可進行各種變化。例如，構成電流倒流防止電路的轉換元件和整流元件不局限於N溝道FET，也可使用P溝道FET。此外，也可使用npn或pnp雙極電晶體。而且，電磁驅動元件和放電控制元件同樣也不局限於N溝道FET，也可使用P溝道FET，可使用npn或pnp雙極電晶體。此外，本發明當然可適用於將由燃料泵或調節器加壓和饋送的燃料注入於常規形式的注油器，也可適用於注油器起著燃料泵的作用且在對燃料加壓的同時注入燃料的新型的注油裝置。在注油器也起著燃料泵作用的系統中，上述動態範圍比常規形式的注油器往往會更小。因此，本發明在這種系統中特別有效。
在本發明中，放電控制電路由電容器中產生的高電壓驅動。因此，不需要DC-DC轉換電路，從而能簡化電路和減小尺寸。此外，在本發明中，當電流從電源接線端流向電磁線圈時，出現在電流倒流防止電路中的壓降減少，從而抑制在此電路中產生的熱量。而且，在本發明中，當電流從電磁線圈流向電容器時，出現在整流元件中的壓降減少，從而抑制在此元件中產生的熱量。
權利要求
1.一種電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置包括注油用電磁線圈；電容器，它在所述電磁線圈的驅動停止時，暫時儲存積累在所述電磁線圈中的電能，而在所述電磁線圈重新驅動時放電，從而把儲存的電能供給所述電磁線圈；控制所述電磁線圈的放電的放電控制元件；以及放電控制電路，它把利用所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓作為電源，並控制所述放電控制元件。
2.如權利要求1所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述放電控制元件是場效應管。
3.一種電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置包括注油用電磁線圈；施加電源電壓的電源接線端；電容器，它在所述電磁線圈的驅動停止時，暫時儲存積累在所述電磁線圈中的電能，而在所述電磁線圈重新驅動時放電，從而把儲存的電能供給所述電磁線圈；以及轉換元件，它在所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓高於電源電壓時，從所述電磁線圈切斷所述電源接線端。
4.一種電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置包括注油用電磁線圈；施加電源電壓的電源接線端；電容器，它在所述電磁線圈的驅動停止時，暫時儲存積累在所述電磁線圈中的電能，而在所述電磁線圈重新驅動時放電，從而把儲存的電能供給所述電磁線圈；控制所述電容器的放電的放電控制元件；放電控制電路，它把利用所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓作為電源，並控制所述放電控制元件；以及轉換元件，它在所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓高於電源電壓時，從所述電磁線圈切斷所述電源接線端。
5.如權利要求3或4所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置還包括轉換元件控制電路，它把利用所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓作為電源，並控制所述轉換控制元件的開/關轉換。
6.如權利要求3至5所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述放電控制元件是場效應管。
7.如權利要求3或4所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述轉換元件是在從外界輸入的控制信號基礎上被控制的。
8.一種電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置包括注油用電磁線圈；電容器，它在所述電磁線圈的驅動停止時，暫時儲存積累在所述電磁線圈中的電能，而在所述電磁線圈重新驅動時放電，從而把儲存的電能供給所述電磁線圈；以及轉換元件，它在所述電磁線圈的驅動停止時把積累在所述電磁線圈中的電能儲存在所述電容器中時，連接所述電磁線圈和所述電容器之間的電流通路，並在儲存在所述電容器中的電能供給所述電磁線圈時，從所述電容器切斷所述電磁線圈。
9.如權利要求8所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述放電控制元件是場效應管。
10.一種電磁驅動裝置，其特徵在於，所述裝置包括注油用電磁線圈；施加電源電壓的電源接線端；電容器，它在所述電磁線圈的驅動停止時，暫時儲存積累在所述電磁線圈中的電能，而在所述電磁線圈重新驅動時放電，從而把儲存的電能供給所述電磁線圈；控制所述電容器的放電的放電控制元件；放電控制電路，它把利用所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓作為電源，並控制所述放電控制元件；第一轉換元件，它在所述電容器的峰值進行充電而產生的電壓高於電源電壓時，從所述電磁線圈切斷所述電源接線端；以及第二轉換元件，它在所述電磁線圈的驅動停止時把積累在所述電磁線圈中的電能儲存在所述電容器中時，連接所述電磁線圈和所述電容器之間的電流通路，並在把儲存在所述電容器中的電能供給所述電磁線圈時，從所述電容器切斷所述電磁線圈。
11.如權利要求10所述的電磁驅動裝置，其特徵在於，所述放電控制元件是場效應管。
全文摘要
在使用儲存在電容器中的能量進行電磁線圈的再驅動的這種電磁驅動裝置中，防止電流反向流向電源接線端的電流倒流防止電路中的熱量的產生可加以抑制，流向該電容器的電流流過整流元件中的熱量的產生也可加以抑制。當電磁線圈的驅動停止時，積累在電磁線圈中的電能暫時儲存在電容器中，利用該電容器的峰值電壓進行充電而產生的高電壓用作為控制此電容器放電的放電控制電路的電源。電流倒流防止電路由轉換元件諸如FET或類似物構成，從而抑制在此電路中的熱量的產生。此外，流向該電容器的電流流過的整流元件由轉換元件諸如FET或類似物構成，從而抑制在此元件中的熱量的產生。
文檔編號H03K17/0814GK1535355SQ0281495
公開日2004年10月6日 申請日期2002年8月1日 優先權日2001年8月2日
發明者丹澤孝直, 山崎茂, 三浦磨, 早川邦彥, 廣澤宏和, 和, 彥 申請人:株式會社三國