专利名称：电磁线圈驱动装置的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种注油用电磁线圈，用于把燃油供应给引擎或类似物的电子控制注油装置，更具体地涉及一种电磁驱动装置，它采用的方式为当电磁线圈驱动停止时，积累在电磁线圈中的电能暂时储存在电容器中，而当电磁线圈重新被驱动时，储存在电容器中的电能供给电磁线圈。
2.相关领域描述图8是表示常用电磁驱动装置的结构框图。这种电磁驱动装置由电磁线圈11、用来驱动电磁线圈11的电磁驱动元件12、电磁驱动元件控制电路13，以在从外界输入的控制信号的基础上来控制电磁驱动元件12的开/关的转换、以及在电磁线圈11的驱动停止时，用来消耗积累在电磁线圈11中电能的缓冲电路14构成。在图8中，15表示施加电源电压(电池电压)VB的电源接线端，16表示控制信号输入接线端。
在如图8所示结构的电磁驱动装置的场合，当电磁驱动元件12处在“接通”状态时，电流流经电磁线圈11，并在一固定时间周期后注油。在此状态下固定时间周期过去后，电磁驱动元件12转换成“断开”状态，以便停止注油。此时，已流入电磁线圈11的电流流入缓冲电路14，且电能被此缓冲电路14消耗。结果，流入电磁线圈11的电流逐渐降低，且最终为零，使注油停止。
图9是表示图8所示电磁驱动装置的具体结构的电路图。电磁驱动元件12由N沟道场效应晶体管(下称此为“FET”)121构成。电磁驱动元件控制电路13由一npn晶体管131和四个电阻132、133、134和135构成。缓冲电路14由齐纳二极管141构成。
电磁线圈11的一端与电源接线端15相连，而另一端与FET121的漏极和齐纳二极管141的阴极相连。FET121的源极和齐纳二极管141的阳极接地。npn晶体管131的集电极和与FET121的栅极相连。第一电阻132连接在集电极和电源接线端15之间。npn晶体管131的基极经由第二电阻133与控制信号输入接线端16相连。控制信号输入接线端16由第三电阻134提升至电源电压VCC。npn晶体管131的发射极经由第四电阻135与基极相连且接地。
图10是表示图8所示电磁驱动装置的另一例具体结构的电路图。在图10所示的电磁驱动装置中，图9所示装置中的齐纳二极管141的阳极经由第五电阻136与npn晶体管131的集电极相连，替代接地，二极管142连接在齐纳二极管141的阴极和电磁线圈11之间，使此二极管取向于电流从电磁线圈11流入齐纳二极管的方向。
但是，在如图8至图10所示结构的电磁驱动装置的场合，当电磁线圈11的容量增加时，由缓冲电路14消耗的电能可观地增加，使热的产生成了问题。于是，为了降低这种热的产生和获得电能的有效利用和增大的驱动速度的目的，具有下述结构的电磁装置是众所周知的，该结构为当流入电磁线圈的线圈电流停止时，积累的能量暂时储存在电容器中，而当线圈电流重新流入电磁线圈时，通过利用储存在电容器中的能量，线圈电流突然增大。
图11是表示储存在电容器中电能在电磁线圈的再驱动中被利用的常用电磁驱动装置的结构的框图。这种电磁驱动装置由电磁线圈11、电磁驱动元件12、电磁驱动元件控制电路13、在电磁驱动停止时暂时储存积累的能量的电容器、控制电容器21放电的放电控制元件22、控制放电控制元件22的开/关转换的放电控制电路23、提升电源电压VB并向放电控制电路23提供高电压的DC-DC转换电路24、在储存在电容器中的高电压施加至电磁线圈11时防止电压进入电源侧的电流倒流防止电路25、和防止因储存在电容器21中的高电压而使直流电从电容器21流入电磁驱动元件12的整流元件26构成。而且，与图8所示设备结构相同的结构，用相同符号进行标记，并省略描述。
下面将描述图11所示构成的电磁驱动装置的运行。首先，当电磁驱动元件12通过控制电磁驱动元件控制电路13从“关”状态转换成“开”状态，电流开始从电源接线端15经由电流倒流防止电路25流入电磁线圈11。然后，在固定时间周期过去后，启动注油。在另一固定时间周期过去后，电磁驱动元件12转换成“关”状态，以便停止注油。此时，已流入电磁线圈的电流经由整流元件26流入电容器21。在电流流入同时，电容器的电压VC升高，使已积累在电磁线圈11中的电能被电容器21吸收。在流入电容器21的电流为零时，电容器的电压VC的升高同时停止。
当按照这种状态重新执行注油时，电磁驱动元件12转换成“开”状态，而放电控制元件同时转换成“开”状态。结果是电磁线圈11的高电位侧的电压VSH变得与电容器21的放电产生的电压VC相同，且变得高于电源电压VB。于是，电流突然开始流入电磁线圈11。由于此电流从电容器21流出，电容器21的电压VC，即电磁线圈11的高电位侧的电压VSH下降。然后，在电磁线圈11的高电位侧的电压VSH变得低于电源电压VB时的这个点，从电容器21流出的电流变为零，且电流开始从电源电压VB流入电磁线圈11。在这种场合，流入电磁线圈11的电流继续增大至由电磁线圈11的绕组阻力所限定的电压。
这样，除去起始的注油，流入电磁线圈11的电流因电容器21在第二和随后的注油过程中充电而产生的电压突然增大。在这种突然增大的过程中，从电源接线端15流出的电流为零。因此，从电源接线端15流出的电流全面下降，使得电能消耗下降。而且，流经电磁线圈11的电流突然上升至接近所需电流的值，使得响应得到改善。
然而，上述如图8所示的这种常用电磁驱动装置，在该装置中，储存在电容器中的能量用来重新驱动电磁线圈，用来向放电控制电流23供给高电压的DC-DC转换电路24是必不可少的，从而造成电路增加复杂性和电路增大尺寸的问题。而且，由于电流倒流防止电路25提出由二极管构成，会产生下列问题即，当电源大电流流过此电路，所产生热量增加，因为二极管的电压下降至约0.7伏。而且，由于在电磁驱动元件12和电容器21之间的整流元件26也是由二极管构成，因此流过此二极管的电流所产生的热量也是一个问题。
发明的概述本发明是鉴于上述问题进行设计的。本发明的一个目的是提供一种电磁驱动装置，在该装置中，储存在电容器中的能量用来重新驱动电磁线圈，其中，DC-DC转换电路不是必要的，而防止电流倒流至电源接线端的电流倒流防止电路中产生的热量可加以抑制，流向电容器的电流在流过整流元件中产生的热量可被抑制。
为了达到上述目的，本发明的电磁驱动装置设计成使得在电磁线圈的驱动停止时，积累在电磁线圈中的电量暂时储存在电容器中，利用电容器的峰值电压通过放电而产生的高电压被用来作为放电控制电路的电源，此放电控制电路用来控制该电容器的放电。在本发明中，放电控制电路由电容器中产生的高电压来驱动。
此外，在本发明的电磁驱动装置中，电流倒流防止电路由开关元件诸如FET或类似物来构成。在本发明中，当电流从电源接线端流向电磁线圈时，在电流倒流防止电路中出现的电压下降减少，使得此电路中产生的热量被抑制。
此外，在本发明的电磁驱动装置中，流向电容器的电流在流过整流元件由开关元件诸如FET或类似物来构成。在本发明中，当电流从电磁线圈流向电容器时，在整流元件中出现的电压下降减少，使得此电路中产生的热量被抑制。
附图的简单描述图1是表示构成本发明实施例1的电磁驱动装置的结构框图。
图2是表示构成本发明实施例1的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。
图3是表示构成本发明实施例1的电磁驱动装置的各种部件的波形例子的波形图。
图4是表示构成本发明实施例2的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。
图5是表示构成本发明实施例3的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。
图6是表示构成本发明实施例4的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。
图7是表示构成本发明实施例4的电磁驱动装置的各种部件的波形例子的波形图。
图8是表示普通常规的电磁驱动装置的结构的框图。
图9是表示图8中所示的电磁驱动装置的具体结构的电路图。
图10是表示图8中所示的电磁驱动装置的具体结构的另一个例子的电路图。
图11是表示常规的电磁驱动装置的结构的框图，在该装置中，利用电容器中储存的能量来进行电磁线圈的重新驱动。
较佳实施例的描述下面将结合所附的附图详细描述构成本发明实施例的电磁驱动装置。
图1是表示构成本发明实施例1的电磁驱动装置的结构框图。此电磁驱动装置由电磁线圈31、电磁驱动元件32、电磁驱动元件控制电路33、电容器34、电源接线端35、控制信号输入端36、放电控制元件37、放电处在电路38、峰值电压保持电路39、电流倒流防止电路40和整流元件41构成。
峰值电压保持电路39保持由电容器34的充电而产生的峰值电压，并把此电压提供给放电控制电路38。除了峰值电压保持电路39，本发明的电磁驱动装置的结构与图11中所示的常规电磁驱动装置的结构相同。而且，在电磁线圈31的驱动过程中和在此驱动停止的期间的过程中此电磁驱动装置的运行，与图11中所示的常规电磁驱动装置的运行相同。
图2是表示构成本发明实施例1的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。此电磁驱动装置由电磁线圈31、二个电容器34和51、二个N沟道FET52和53、npn晶体管54、五个二极管55、56、57、58和59、齐纳二极管60、八个电阻61、62、63、64、65、66、67和68、电源接线端35和控制信号输入端36构成。第一N沟道FET52构成电磁驱动元件32。第二N沟道FET53构成放电控制元件37。第一二极管55构成整流元件41。第二二极管56构成电流倒流防止电路40。
第二二极管56的阳极与电源接线端35相连。第二二极管56的阴极与电磁线圈31的一端相连。电磁线圈31的另一端与第一N沟道FET52的漏极和第一二极管55的阳极相连。第一N沟道FET52的源极接地。第一二极管55的阴极与第一电容器34的正极相连。第一电容器34的负极接地。而且，第一电容器34的正极与第二N沟道FET53的漏极相连。第二N沟道FET53的源极在与电源接线端35相连的一侧经由第二二极管56与电磁线圈31的一端相连。
此外，第三二极管58的阳极经由第一电阻61与电源接线端35相连。第三二极管58的阴极与npn晶体管54的集电极相连。npn晶体管54的发射极接地。npn晶体管54的基极经由第二电阻62与控制信号输入端36相连。控制信号输入端36通过第三电阻63提升至电源电压VCC。第四电阻64连接在npn晶体管54的基极和发射极之间。第一N沟道FET52的基极经由第五电阻65与第一电阻61和第三二极管58的连接点相连。npn晶体管54、第一至第五晶体管61、62、63、64和65以及第三二极管58构成电磁驱动元件的控制电路33。
此外，齐纳二极管60的阳极于电源接线端35相连。齐纳二极管60的阴极经由第六电阻66与第一电容器34的正极相连，且也与第四二极管59的阳极相连。第二电容器51连接在第四二极管59和第二二极管56的阴极之间。齐纳二极管60、第六电阻66、第四二极管59和第二电容器构成峰值电压保持电路39。
第七电阻67和第八电阻68串联在第二N沟道FET53的栅极和第四二极管59与第二电容器51的连接点之间。第七电阻67和第八电阻68的连接点与npn晶体管54的集电极相连。第五二极管的阳极与第二N沟道FET53的源极相连，第五二极管的阴极与第二N沟道FET53的栅极相连。npn晶体管54、第二至第四晶体管62、63和64、第七和第八电阻67和68以及第五二极管57构成放电控制电路38。
相应元件的特征值将作为例子给出。例如，第一电容器34和第二电容器51的各自电容值是100μF和0.1μF。齐纳二极管60的输出电压为例如9V。第一电阻61的电阻值为例如3.3kΩ。第二电阻62的电阻值是例如4.7kΩ。第三电阻63、第六电阻66和第七电阻的电阻值为例如10kΩ。第四电阻64的电阻值为例如47kΩ。第五电阻65的电阻值为例如1kΩ。第八电阻68的电阻值为例如2kΩ。
如图2所示结构的电磁驱动装置的运行将结合图3加以描述。图3是表示在电磁线圈31的低电位侧上电压VSL、第一电容器34的电压VC、电磁线圈31的高电位侧上电压VSH和流过电磁线圈31的电流I的相应的波形示图。
首先，当npn晶体管54基于来自控制信号输入端36的控制信号输入从“开”状态转换成“关”状态时，第一N沟道FET52从“关”状态转换成“开”状态，使得电流开始从电源接线端35经由第二二极管56流向电磁线圈31。然后，在固定时间周期过去以后，注油被启动。在这种场合，由于第二电容器51没有被充电，因此，第二N沟道FET53保持在“关”状态。
在固定时间周期过去以后，npn晶体管54从“关”状态转换成“开”状态，且第一N沟道FET52保持在“关”状态。在这种场合，已流向电磁线圈31的电流通过第一二极管55流向第一电容器34。结果是，第一电容器34的电压VC升高，积累在电磁线圈31中电流被第一电容器34吸收。当流入第一电容器34的电流为零时，第一电容器34的电压VC的上升同时停止。第二电容器35也随着第一电容器34的充电被充电。此时，由于没有电流流向电磁线圈31，注油停止。
当注油按照这种方式再次执行时，npn晶体管54从“开”状态转换成“关”状态，且第一N沟道FET52保持在“开”状态(图3中时间t0)。在这种场合，由于第二电容器51被充电，因此，第二N沟道FET53的栅极处在高电位。于是，第二N沟道FET53也同时转换成“开”状态。结果是，电磁线圈31的高电位侧上的电压VSH变得与第一电容器34的电压VC相同，从而超过电源电压VB。因此，电流突然开始从第一电容器34流向电磁线圈31。由于此电流的流动，第一电容器34的电压VC即电磁线圈31的高电位侧上的电压VSH下降。
然后，当处在电磁线圈31的高电位侧上的电压VSH下降低于电源电压VB(图3中时间t1)时，从第一电容器34流出的电流变为零，电流相反开始从电源接线端35经由第二二极管56流向电磁线圈31。在这种场合流向电磁线圈31的电流继续增大至由电磁线圈31的绕组电阻所限定的电压。注油继续执行的同时电流流向电磁线圈31。
在这种状态的固定时间过去以后，npn晶体管54从“关”状态转换成“开”状态。结果是，第一N沟道FET52转换成“关”状态(图3中时间t2)，已流向电磁线圈31的电流如上所述流向第一电容器34，使得积累在电磁线圈31中的电量储存在第一电容器34中。在这种场合，第二电容器35也被充电。然后，当流入第一电容器34中电流为零时(图3中时间t3)，注油停止。当再次执行注油时，储存在第一电容器34中的电量如上所述供给电磁线圈31，且这是重复进行的。
在上述实施例1中，当电磁线圈31的驱动停止，由已流向电磁线圈31的电流对第一电容器34充电。结果是，峰值电压保持电路39的第二电容器51被充电，且放电控制元件37的第二N沟道FET53由因第二电容器51的这种充电而产生的电压所驱动。因此，不需要DC-DC转换电路，使得电路能简化，电路的尺寸可减小。此外，比P沟道FET便宜的高性能N沟道FET(第二N沟道FET53)可用来作为放电控制元件37。
实施例2
图4是表示构成本发明实施例2的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。实施例2的电磁驱动装置不同于图2中所示的实施例1，其中，转换元件设置成电流倒流防止电路，替代构成实施例1的电流倒流防止电路40中的第二二极管56。对此转换元件没有特别的限制。然而，例如，此转换元件可由N沟道FET构成(下面称为“第三N沟道FET69)。
而且，在第二实施例中，npn晶体管(下面称为”第二npn晶体管“)70、第三电容器71、第五二极管72和第九至第十二电阻73、74、75和76设置成用来控制第三N沟道FET69的开/关转换的转换元件控制电路。实施例2的其余结构与实施例1的结构相同。因此，标示相同的符号，并省略描述。
第三N沟道FET69的源极与电源接线端35相连。第三N沟道FET69的漏极与电磁线圈31和第二N沟道FET53的连接点相连。第五二极管72的阳极与齐纳二极管60的阴极和第六电阻66的连接点相连。第五二极管72的阴极经由第三电容器71与齐纳二极管60的阳极(电源接线端35)相连。第五二极管72、第三电容器71、齐纳二极管60和第六电阻66保持由第一电容器34的充电而产生的峰值电压，以便驱动转换元件控制电路。
第五二极管72和第三电容器71的连接点与第九电阻73相连，且此第九电阻73经由第十电阻74与第三N沟道FET69的基极相连。第二npn晶体管70的集电极与第九电阻73和第十电阻74的连接点相连。第二npn晶体管70的发射极与电源接线端35相连。第二npn晶体管70的基极经由第十一电阻75与第一电容器34的正极相连。第十二电阻76连接在第二npn晶体管70的基极和发射极之间。
相应元件的特征值将作为例子给出。例如，第三电容器71的电容值是0.1μF。第九电阻73的电阻值为例如10kΩ。第十电阻74的电阻值是例如100Ω。第十一电阻75的电阻值为例如20kΩ。第十二电阻76的电阻值为例如10kΩ。
在如图4所示结构的电磁驱动装置中，当第一电容器34的电压VC高于施加在电源接线端35处的电源电压VB，第二npn晶体管70转换成“开”状态。结果是，第三N沟道FET69转换成“关”状态。因此，第一N沟道FET52和第二N沟道FET53二者都转换成“开”状态，使得当电流突然从第一电容器34流向电磁线圈31时，防止此电流反向流向电源接线端35。
当第一电容器34的电压VC下降低于电源电压VB，第二npn晶体管70转换成“关”状态，第三N沟道FET69转换成“开”状态。结果是，电流从电源接线端35流向电磁线圈31。当电磁驱动元件控制电路33的npn晶体管54转换成“开”状态以停止注油，第二npn晶体管70转换成“开”状态，而第三N沟道FET69转换成“关”状态。在这种场合，从电源接线端35通过电磁线圈31和第一二极管55流向第一电容器34的电流，经过第三N沟道FET69所包含的二极管。
在上述实施例2中，由于不需要DC-DC转换电路，有可能获得简化电路和减小电路尺寸的效果，以及把N沟道FET(第二N沟道FET53)作为放电控制元件37使用的效果。此外，由于电流倒流防止电路由转换元件构成，因此有可能获得抑制因流过电路的电流而引起的热量产生的效果。而且，能把比P沟道FET便宜的高性能的N沟道FET(第三N沟道FET69)作为转换元件使用。
第三实施例图5是表示构成本发明实施例3的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。实施例3的电磁驱动装置设计成图4所示的实施例2中的第三N沟道FET69的开/关控制是在从外界输入的控制信号(下面称为“倒流防止控制信号”)的基础上进行的。而且，与实施例2中相同的构成组件标示为与实施例2相同的符号，并省略这些构成组件的描述。下面只对不同的构成组件加以描述。
在实施例2中，第二npn晶体管70的基极经由第十一电阻75与第一电容器34的正极相连。但是，在实施例3中，此基极经由电阻75与输入倒流防止控制信号的接线端(倒流防止控制信号输入端)相连。此倒流防止控制信号输入端77由第十三电阻78提升至电源电压VB。此外，在实施例3中，第二npn晶体管70的发射极接地。
而且，第十四电阻79和第十五电阻80在电源接线端35和接地之间串联相连。用来输出电源电压至外部控制装置或类似物的接线端(电源电压输入端)81与分压点相连。此外，第十六电阻82和第十七电阻83串联连接在第一电容器34的正极和接地之间，且用于输出第一电容器34电压VC至外部控制装置或类似物的接线端(电容电压输入端)84与分压点相连。此外，第六二极管85的阳极与第三N沟道FET69的源极相连，且此第六二极管85的阴极与第三N沟道FET69的栅极相连。
相应元件的特征值将作为例子给出。第十电阻74的电阻值为例如2kΩ。第十一电阻75的电阻值是例如4.7kΩ。第十二电阻76的电阻值为例如47kΩ。第十三电阻78的电阻值为例如10kΩ。第十四电阻79和第十六电阻82的电阻值为例如19kΩ。第十五电阻80的和第十七电阻83的电阻值为例如1kΩ。
在如图5所示结构的电磁驱动装置中，第二npn晶体管70转换成“开”状态，而第三N沟道FET69，当第一电容器34的电压VC高于电源电压VB时通过外部控制装置或类似物转换成“关”状态。结果是，可防止从第一电容器34突然流向电磁线圈31的电流反向流向电源接线端35。当第一电容器34的电压VC下降低于电源电压VB，第二npn晶体管70转换成“关”状态，第三N沟道FET69转换成“开”状态，使得电流从电源接线端35流向电磁线圈31。当电磁线圈31的驱动停止以停止注油时，第二npn晶体管70同样转换成“关”状态，第三N沟道FET69转换成“开”状态，使得电流从电源接线端35流向电磁线圈31。
在上述实施例3中，除了因不需要DC-DC转换电路有可能简化电路和减小电路尺寸的效果，以及有可能使用N沟道FET53和69的效果外，在第三N沟道FET69处在“开”状态的同时对第一电容器34进行充电。因此，有可能获得比在实施例2中更好的抑制电流倒流防止电路中热量产生的效果。
实施例4图6是表示构成本发明实施例4的电磁驱动装置的结构的一个例子的电路图。实施例4的电磁驱动装置不同于图5中所示的实施例3，其中，设置转换元件，替代构成实施例3的整流元件中的第一二极管55。对此转换元件没有特别的限制。然而，例如，此转换元件可由N沟道FET(下面称为“第三N沟道FET)86构成，此转换元件的开/关由从外界输入的控制信号(下面称为“电容充电控制信号”)来控制。而且，在第四实施例中，npn晶体管(下面称为”第三npn晶体管“)87、第四电容器88、第七和第八二极管89和90、第二齐纳二极管91和第十八至第二十三电阻92、93、94、95、96和97设置成用来控制第四N沟道FET86的开/关转换的转换元件控制电路。实施例4的其余结构与实施例的结构相同。因此，指定如用于实施例3的相同的符号，故描述省略。
第四N沟道FET86的源极与电磁线圈31和第一N沟道FET52的连接点相连。第四N沟道FET86的漏极与第一电容器34的正极相连。第二齐纳二极管91的阳极与和第四N沟道FET86的源极相连，此二极管的阴极经由第十八电阻92与第四N沟道FET86的漏极相连。第九二极管89的阳极与第二齐纳二极管91的阴极和第十八电阻92的连接点相连。第七二极管89的阴极经由第四电容器88与第二齐纳二极管91的阳极相连。第七二极管89、第四电容器88、第二齐纳二极管91和第十八电阻92保持由第一电容器34的充电而产生的峰值电压，以便驱动转换元件控制电路。
第七二极管89和第四电容器88的连接点与第十九电阻93相连，且此第十九电阻93经由第二十电阻94与第四N沟道FET86的基极相连。第三npn晶体管87的集电极与第十九电阻93和第二十电阻94的连接点相连。第三npn晶体管87的发射极接地。第三npn晶体管87的基极经由第二十一电阻与输入电容器充电控制信号的接线端(电容充电控制信号输入端)98相连。电容充电控制信号输入端97由第二十二电阻96提升至电源电压VCC。第二十三电阻97连接在第三npn晶体管87的基极和发射极之间。此外，第八二极管90的阳极与第四N沟道FET86源极相连，第八二极管90的阴极与第四N沟道FET86栅极相连。
相应元件的特征值将作为例子给出。例如，第四电容器88的电容值是0.1μF。第二齐纳二极管91的输出电压为例如9V.第十八、第十九和第二十二电阻92、93和96的电阻值为例如10kΩ。第二十电阻94的电阻值是例如2kΩ。第二十一电阻95的电阻值为例如4.7kΩ。第二十三电阻97的电阻值为例如47kΩ。
图7是表示在电磁线圈31的低电位侧上电压VSL、第一电容器34的电压VC、电磁线圈31的高电位侧上电压VSH、流过电磁线圈31的电流I以及经由控制信号输入端36输入的注油器驱动脉冲、倒流防止控制信号和电容器充电控制信号的相应波形图。在如图6所示结构的电磁驱动装置中，倒流防止控制信号设置为高电位，而在第一电容器34的电压VC高于电源电压VB时，第二npn晶体管70通过外部控制装置或类似物转换成“关”状态。结果是，第三N沟道FET69转换成“关”状态，从而防止从第一电容器34突然流向电磁线圈34的电流反向流向电源接线端35。
当第一电容器34的电压VC低于电源电压VB时，倒流防止控制信号设置为低电位，使得第二npn晶体管70转换成“关”状态。结果是，第三N沟道FET69转换成“开”状态，使得电流从电源接线端35流向电磁线圈31。在注油器驱动脉冲从低电位转换成高电位以停止注油时，电容器充电控制信号从高电位转换成低电位，使得处于“开”状态的第三npn晶体管87转换成“关”状态。结果是，第四N沟道FET86从“关”状态转换成“开”状态，使得电流流向第一电容器34。在第一电容器34充电期间，电流防止控制信号保持低电位，第三N沟道FET69转换成“开”状态，使得电流从电源接线端35流向电磁线圈31。在第一电容器34充电基本结束时，电流防止控制信号和电容器充电控制信号都返回至高电位，第三和第时N沟道FET69和86都转换成“关”状态。
在上述第4实施例中，因不需要DC-DC转换电路获得了有可能简化电路和减小电路尺寸的效果。此外，也获得了有可能使用N沟道FET53和69的效果，以及有可能抑制在电流倒流防止电路中产生热量的效果。而且，由于整流元件由构成第四N沟道FET86的转换元件构成，也获得了有可能抑制在此电路中产生热量的效果。而且，能使用比PN沟道FET便宜的高性能N沟道FET(第四N沟道FET86)作为转换元件。
此外，在上述实施例1至实施例4中，利用储存在第一电容器中的能量使电磁线圈31的线圈电流突然增加。因此，能获得允许高速驱动从而导致减少电流损耗的效果。由于电流消耗减少，由电磁线圈31产生的热量能被抑制。当线圈电流的上升加速时，作为燃料实际注入的时间与注油器驱动脉冲宽度的比例的动态范围变宽，使得便于注油控制。而且，由于电流倒流防止电路由一FET构成，故电流倒流防止电路中压降为约0.1V，比使用二极管场合时的压降(0.7至1.0V)更小。因此，电磁线圈的驱动电压显著增加，从而获得改善注油性能的效果。
本发明不局限于上述实施例，可进行各种变化。例如，构成电流倒流防止电路的转换元件和整流元件不局限于N沟道FET，也可使用P沟道FET。此外，也可使用npn或pnp双极晶体管。而且，电磁驱动元件和放电控制元件同样也不局限于N沟道FET，也可使用P沟道FET，可使用npn或pnp双极晶体管。此外，本发明当然可适用于将由燃料泵或调节器加压和馈送的燃料注入于常规形式的注油器，也可适用于注油器起着燃料泵的作用且在对燃料加压的同时注入燃料的新型的注油装置。在注油器也起着燃料泵作用的系统中，上述动态范围比常规形式的注油器往往会更小。因此，本发明在这种系统中特别有效。
在本发明中，放电控制电路由电容器中产生的高电压驱动。因此，不需要DC-DC转换电路，从而能简化电路和减小尺寸。此外，在本发明中，当电流从电源接线端流向电磁线圈时，出现在电流倒流防止电路中的压降减少，从而抑制在此电路中产生的热量。而且，在本发明中，当电流从电磁线圈流向电容器时，出现在整流元件中的压降减少，从而抑制在此元件中产生的热量。
权利要求
1.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述装置包括注油用电磁线圈；电容器，它在所述电磁线圈的驱动停止时，暂时储存积累在所述电磁线圈中的电能，而在所述电磁线圈重新驱动时放电，从而把储存的电能供给所述电磁线圈；控制所述电磁线圈的放电的放电控制元件；以及放电控制电路，它把利用所述电容器的峰值进行充电而产生的电压作为电源，并控制所述放电控制元件。
2.如权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述放电控制元件是场效应管。
3.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述装置包括注油用电磁线圈；施加电源电压的电源接线端；电容器，它在所述电磁线圈的驱动停止时，暂时储存积累在所述电磁线圈中的电能，而在所述电磁线圈重新驱动时放电，从而把储存的电能供给所述电磁线圈；以及转换元件，它在所述电容器的峰值进行充电而产生的电压高于电源电压时，从所述电磁线圈切断所述电源接线端。
4.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述装置包括注油用电磁线圈；施加电源电压的电源接线端；电容器，它在所述电磁线圈的驱动停止时，暂时储存积累在所述电磁线圈中的电能，而在所述电磁线圈重新驱动时放电，从而把储存的电能供给所述电磁线圈；控制所述电容器的放电的放电控制元件；放电控制电路，它把利用所述电容器的峰值进行充电而产生的电压作为电源，并控制所述放电控制元件；以及转换元件，它在所述电容器的峰值进行充电而产生的电压高于电源电压时，从所述电磁线圈切断所述电源接线端。
5.如权利要求3或4所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述装置还包括转换元件控制电路，它把利用所述电容器的峰值进行充电而产生的电压作为电源，并控制所述转换控制元件的开/关转换。
6.如权利要求3至5所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述放电控制元件是场效应管。
7.如权利要求3或4所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述转换元件是在从外界输入的控制信号基础上被控制的。
8.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述装置包括注油用电磁线圈；电容器，它在所述电磁线圈的驱动停止时，暂时储存积累在所述电磁线圈中的电能，而在所述电磁线圈重新驱动时放电，从而把储存的电能供给所述电磁线圈；以及转换元件，它在所述电磁线圈的驱动停止时把积累在所述电磁线圈中的电能储存在所述电容器中时，连接所述电磁线圈和所述电容器之间的电流通路，并在储存在所述电容器中的电能供给所述电磁线圈时，从所述电容器切断所述电磁线圈。
9.如权利要求8所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述放电控制元件是场效应管。
10.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述装置包括注油用电磁线圈；施加电源电压的电源接线端；电容器，它在所述电磁线圈的驱动停止时，暂时储存积累在所述电磁线圈中的电能，而在所述电磁线圈重新驱动时放电，从而把储存的电能供给所述电磁线圈；控制所述电容器的放电的放电控制元件；放电控制电路，它把利用所述电容器的峰值进行充电而产生的电压作为电源，并控制所述放电控制元件；第一转换元件，它在所述电容器的峰值进行充电而产生的电压高于电源电压时，从所述电磁线圈切断所述电源接线端；以及第二转换元件，它在所述电磁线圈的驱动停止时把积累在所述电磁线圈中的电能储存在所述电容器中时，连接所述电磁线圈和所述电容器之间的电流通路，并在把储存在所述电容器中的电能供给所述电磁线圈时，从所述电容器切断所述电磁线圈。
11.如权利要求10所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述放电控制元件是场效应管。
全文摘要
在使用储存在电容器中的能量进行电磁线圈的再驱动的这种电磁驱动装置中，防止电流反向流向电源接线端的电流倒流防止电路中的热量的产生可加以抑制，流向该电容器的电流流过整流元件中的热量的产生也可加以抑制。当电磁线圈的驱动停止时，积累在电磁线圈中的电能暂时储存在电容器中，利用该电容器的峰值电压进行充电而产生的高电压用作为控制此电容器放电的放电控制电路的电源。电流倒流防止电路由转换元件诸如FET或类似物构成，从而抑制在此电路中的热量的产生。此外，流向该电容器的电流流过的整流元件由转换元件诸如FET或类似物构成，从而抑制在此元件中的热量的产生。
文档编号H03K17/0814GK1535355SQ0281495
公开日2004年10月6日 申请日期2002年8月1日 优先权日2001年8月2日
发明者丹泽孝直, 山崎茂, 三浦磨, 早川邦彦, 广泽宏和, 和, 彦 申请人:株式会社三国