专利名称：喷射器驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车用燃料喷射装置等中所使用的喷射器驱动装置。
背景技术：
目前正在进行将燃料直接喷射到使用喷射器驱动装置的汽车用发动机的汽缸内的缸内燃料喷射式发动机的实用化。在该缸内燃料喷射式发动机中，特别地，由稀薄燃烧引起的废气的降低以及燃料消耗量的降低是课题。根据这样的背景，在喷射器的驱动中，获得了使喷射器对喷射信号的响应时间加快，根据喷射信号的时间幅度小的范围来成比例地进行控制的效果。作为其所用的方法，一般的方法是在喷射信号的上升时通过将高电压施加在喷射器上，从而流过大电流，缩短开阀门时间，之后，控制用于保持开阀门的保持电流。在高电压的生成中，例如，需要专利文献1所记载那样的升压电路。如果示出该升压电路之性能的一个例子，则是将电池电压(14[V])升压到65[V]左右，并且供给10[A]左右的峰值电流。而且，该高电压在将6汽缸发动机中最高旋转数为6600 [rpm]作为例子时， 由于变成在时间为每3[ms]就驱动喷射器的情况，因此就变成在每次驱动了喷射器之后， 在3[ms]的期间，需要将高电压恢复到规定值，并且能够将电池电压保证到10[V]的方法。在缸内燃料喷射发动机中，为了降低燃料费和降低废气的放出，还关注被称为多级喷射的技术。所谓多级喷射，就是通过对现有技术的活塞的一次动作，将一次喷射的燃料分成数次来进行喷射，从而能够提高汽油的燃烧效率，降低NOx等。专利文献1 日本特开2002-615 号公报。上述的多级喷射化由于伴随电磁阀的动作次数增加而使升压电路的负担增加。因此，需要升压电路的大输出化。但是，在现有技术中，为了进行升压电路的大输出化，就要伴随升压电路的大型化和成本提高。
发明内容
本发明的目的是实现一种喷射器驱动装置，其能够抑制大型化和成本提高，同时又能够使升压电路高输出化。为了解决上述课题，本发明按如下构成。本发明的喷射器驱动装置，包括输入侧电容器，其被施加了电池的电压；升压线圈，其一端被连接到输入侧电容器的正极；第1开关元件，其被连接到升压线圈的另一端； 输出侧电容器，其被连接到升压线圈的另一端；第2开关元件，其被连接到输出侧电容器的正极；喷射器，其被连接到第2开关元件；第3开关元件，其被连接在输出侧电容器的负极和上述输入侧电容器的正极之间；第4开关元件，其被连接在输出侧电容器的负极和输入侧电容器的负极之间；第1接通断开指令信号发生部，其向第1开关元件、第3开关元件和第4开关元件供给接通断开指令信号 ’第2接通断开指令信号发生部，其向第2开关元件供
4给接通断开指令信号。发明效果根据本发明，能够实现一种喷射器驱动装置，其能够一边抑制大型化和成本提高， 一边使升压电路高输出化。
图1是作为实施例1的喷射器驱动装置的电路图。图2是实施例1的电流·电压波形和元件信号波形图。图3是实施例1的驱动电路中的主要部分说明图。图4是实施例1的主要部分信号波形说明图。图5是采用了与实施例不同的方式的驱动装置的电路说明图。图6是图5所示例子的信号波形说明图。图7是实施例2的喷射器驱动装置的电流·电压波形和元件信号波形图。图8是作为实施例3的喷射器驱动装置的电路图。图9是实施例3的电流·电压波形和元件信号波形图。图10是升压信号处理电路的主要部分电路图。图11是升压电压控制信号的信号波形说明图。附图符号说明1电池、Ia 电池电压、2高电压施加用FET(第2开关元件)ja，4a，6a栅极信号、 3阻流二极管(blocking diode)、4电池电压施加用FET、5阻流二极管、6中继用FET、6B通电电流、7电流检测电阻、8再生二极管、9环流二极管、20喷射器、20B喷射器电流、IOOa高电压(输出侧电容器的正极电压)、100升压电路、101升压信号处理电路、IOla升压信号、 102升压栅极驱动电路(第1接通断开指令信号发生部)、103输入侧电容器、104升压线圈、105升压FET(第1开关元件)、105a，106a，108a，109a栅极信号、105B通电电流、106 二极管、106F FET, 107输出侧电容器、108偏置用FET (第3开关元件)、109接地用FET (第4 开关元件)、110电流检测电阻、200喷射器通电电路、201输出信号处理电路、201a输出信号、202栅极控制电路(第2接通断开指令信号发生部)、Tl Vb偏置解除期间、T2 Vb偏置期间、T1’，T2’电池短路防止期间、Τ3 Vb偏置解除期间的升压期间、Τ21 Vb偏置期间的升压期间、Τ30过电压调整期间。
具体实施例方式下面，参考
本发明的实施方式。[实施例1]详细说明第1实施例。图1是实施例1的喷射器驱动装置的电路构成图，其在汽车用燃料喷射装置的多汽缸发动机的喷射器当中示出了1个汽缸部分的电路。 在图1中，喷射器驱动电路包括与电池1连接并且从电池电压Ia产生高电压 IOOa的升压电路100 ；将喷射器驱动电流20Β通电到喷射器20的喷射器通电电路200。
升压电路100包括用电池电压Ia被充电的输入侧电容器103 ；升压线圈104 ；升压FET 105(第1开关元件)；在升压FET 105中流动的电流105B的检测电阻110 ；用于对高电压IOOa进行充电的输出侧电容器107 ；在输出侧电容器107中进行通电的二极管106(整流元件)；用于以电池电压Ia对输出电容器107的负极进行偏置的FET 108(第3开关元件)；用于对输出侧电容器107的负极进行接地的FET 109(第4开关元件)；用于基于所检测的电池电压la、高电压100a、在电阻110的两端产生的电压IlOa来产生升压信号IOla 的升压信号处理电路101 ；用于基于所供给的升压信号IOla即基于输入侧电容器103的两端电压和输出侧电容器107的两端电压来产生栅极信号10fe、108a、109a的升压用栅极驱动电路102 (第1接通断开指令信号发生部)。此外，喷射器通电电路200包括将高电压IOOa施加到喷射器20的FET 2(第2 开关元件)；向FET 2之电流逆流阻止用的二极管3;将电池电压Ia施加到喷射器20的FET 4 ；向FET 4之电流逆流阻止用的二极管5 ；喷射器电流20B的中继用FET 6 ；用于对在FET 6上流过的电流6B进行检测的电阻7 ；用于使喷射器电流20B环流的二极管9 ；在FET 6遮断时将喷射器电流20B再生到输出侧电容器107的二极管8 ；用于产生对喷射器20进行驱动的喷射信号201a的输出信号处理电路201 ；基于所供给的信号201a来产生栅极信号2a， 4a, 6a的栅极控制电路202 (第2接通断开指令信号发生部)。下面，说明如上述那样构成的喷射器驱动电路的动作。图2是实施例1的栅极信号2aJa，6a，105a, 108a, 109a、升压线圈电流104B、喷射器电流20B、输出侧电容器电压IOOa的波形。下面，将电压表示为Vn，通过对下标的字符N 添加的数字的不同，来表示电压的种类的不同。在Vb偏置解除期间T1的时刻、，栅极信号108a为断开(OFF)，栅极信号109a为导通(ON)，输出侧电容器电压IOOa保持在从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia 后的电压V3。在电池短路防止期间T/，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池1的短路。此时，升压信号处理电路101基于检测的两个电容器 103,107的两端电压，为了对开关元件105，108，109进行接通断开，将作为指令信号的升压信号IOla供给到升压用栅极驱动电路102。在Vb偏置期间T2的时刻、，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开，输出侧电容器107的负极由于栅极信号108a为导通而由电池电压Ia被偏置。因此，输出侧电容器电压IOOa达到喷射器20的开阀目标电压Vp栅极信号加，6a变成导通，从而高电压 Vl被施加在喷射器20上。在Vb偏置期间T2的时刻t2，喷射器电流20B达到开阀电流I2，栅极信号加为断开。输出侧电容器电压IOOa通过向喷射器20的通电而下降到V2。喷射器电流20B通过二极管9被环流，在定时(timing) t10,喷射器电流20B变成开阀保持电流13。在从定时t1(l到t2(l的期间，在栅极信号如上施加PWM信号，在喷射器20 上施加电池电压Ia的PWM电压，并且保持开阀保持电流13。在定时t2(1，栅极信号^、6a为断开，喷射器电流I3介由二极管8被充电到输出侧电容器107。在电池短路防止期间T2’，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池1的短路。接着，在Vb偏置解除期间之升压期间T3的时刻t3，栅极信号108a为断开，栅极信
6号109a为导通，输出侧电容器107的负极被接地，输出侧电容器电压IOOa下降到从V2减去电池电压Ia后的电压V4。在Vb偏置解除期间之升压期间T3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t4，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，输出侧电容器电压IOOa达到从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3，栅极信号10 为断开。升压用栅极驱动电路102具有防止 Τ 108和FET 109同时变为导通(on)的功能。图3是实施例1的喷射器驱动电路的主要部分电路图，图4是图3所示的主要部分电路图中的信号波形图。图5是通过与实施例不同的其他方式实现的喷射器驱动电路的主要部分电路图， 图6是图5所示的主要部分电路图中的信号波形图。图5中，输入侧电容器103被并联连接到电池1，升压线圈104的一端被连接到电池1的阳极侧和输入侧电容器103的一端。升压线圈104的另一端经由升压MOSFET 105 被连接到电池1的负极侧和输入侧电容器103的另一端。此外，升压线圈104的另一端经由二极管106被连接到输出侧电容器107的一端。 而且，输出侧电容器107的另一端被连接到电池1的负极侧。输出侧电容器107的一端经由喷射器通电电路200的FET2被连接到二极管3。喷射器通电电路200的其他部分省略了图示和说明。在图6的定时t1;输出侧电容器107的升压电压Vboost从65 [V]减少，在定时t2， 变成60 [V]。然后，升压电压Vboost从时刻t2开始升压，从电压60 [V]上升到65 [V]。与此相对，在图3所示的实施例1中，输出侧电容器107的另一端经由偏置MOSFET 109而被连接到电池1的负极侧。而且，电池1的正极侧经由偏置MOSFET 108而被连接到输出侧电容器107和偏置MOSFET 109的连接点。其他的构成变成与图5所示的例子相同。如图3、图4所示那样，通过偏置MOSFET 108,109的开关动作，输出侧电容器107 的升压电压Vboost在定时、到t2，从65 [V]减少到48 [V]。然后，升压电压Vboost在定时 t2到t4，从48 [V]上升到53 [V]，并且维持在53 [V]。这里，如果假设目标电压V1 = 65[V]、电池电压la = 12[V]、通过向喷射器20的通电引起的电压下降为5 [V]时，则变成V1 = 65 [V], V2 = 60 [V], V3 = 53 [V], V4 = 48 [V] 0以图5所示的例子对由向喷射器20的通电引起的电压下降部分进行充电的情况变成将输出侧电容器107 (300 [ μ F])从V2 = 60 [V]升压到V1 = 65 [V]，充电能量(1/2 · (C) (652-602))变成大约 0. 094 [J]。与此相对，根据实施例1，如果变成将输出侧电容器(300[yF]) JAYi = 48[V]升压到 V3 = 53 [V]，则充电能量(1/2 · (C) (532-482))变成大约 0. 076 [J]。当将上述充电能量进行比较时，则本实施例1与图5方式相比变成能够将充电能量降低大约19%，从而降低了升压电路的负担。
而且，升压时间的缩短也是可能的。对于本发明的实施例1，追加了两个偏置MOSFET 108，109，但是在这些偏置 MOSFET 108，109上，由于没有施加升压电压Vboost，因此能够使用廉价的低耐压用的 M0SFET，能够降低包含喷射器驱动电路的控制单元的散热部件等的成本。对于低耐压MOSFET 108，109，其导通电阻低。而且，如图2所示那样，由于开关次数也少，因此稳态损失、开关损失也小。从而变成能够向喷射器供给稳定的高电压。因此，根据实施例1，能够实现一边抑制大型化和成本提高、一边能够使升压电路高输出化的喷射器驱动装置。[实施例2]下面，说明第2实施例。第2实施例的电路构成与图1所示的电路相同，信号波形相互不同。图7是实施例2的信号电压电流波形图。图7中，在Vb偏置解除期间T1的定时、，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通，输出侧电容器电压IOOa保持在从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3。在电池短路防止期间T/，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。在Vb偏置期间T2的定时、，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开，输出侧电容器107的负极以电池电压Ia被偏置，因此，输出侧电容器电压IOOa到达喷射器的开阀目标电压V1。此外，栅极信号h，6a变成导通，从而高电压V1被施加在喷射器上。在Vb偏置期间T2的定时t2，喷射器电流20B达到开阀电流I2，栅极信号加为断开。输出侧电容器电压IOOa通过向喷射器的通电而下降到V2。喷射器电流20B通过二极管9被环流，在时刻t1(l，喷射器电流20B变成开阀保持电流13。在从t1(l到t2(l的期间，在栅极信号如上施加PWM信号，在喷射器上施加电池电压 Ia的PWM电压，并且保持开阀保持电流13。在时刻t2(l，栅极信号^、6a为断开，喷射器电流 I3经由二极管8被充电到输出侧电容器107。在Vb偏置期间T2之升压期间T21，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。因此，在升压期间T21，输出侧电容器电压IOOa的电压下降变得缓和。在电池短路防止期间T2’，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，输出侧电容器107的负极被接地，输出侧电容器电压IOOa下降到从V2减去电池电压Ia后的电压V4。在Vb偏置解除期间之升压期间T3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t4，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通，输出侧电容器电压IOOa到达从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3，栅极信号10 为断开。这里，假设目标电压V1 = 65[V]、电池电压la = 12 [V]，如果将本实施例2中的由升压期间T21的充电引起的喷射器通电期间的输出侧电容器IOOa的电压下降假设为4[V] (比实施例1的电压下降小1 [V]的值)时，则变成V1 = 65 [V], V2 = 61 [V],V3 = 53 [V]、V4 =48 [V]。如果不根据本实施例2而以图5所示的例子对喷射器通电期间的电压下降部分进行充电的情况变成将输出侧电容器(300[μ F]) /AV2 = 61 [V]升压到V1 = 65[V]，则充电能量变成大约0. 0756 [J]。与此相对，根据本实施例2，如果变成将输出侧电容器(300[yF])从V3 = 49 [V] 升压到V4 = 53 [V]，则充电能量变成大约0. 0612 [J]。假设升压期间T21的充电能量是从60 [V]充电到61 [V]时的充电能量大约 0. 0182 [J]，在对0.0182 [J]用本实施例2进行充电的情况和不用本实施方式进行充电的情况之两者上进行相同加法的情况下，本实施例与其他方式相比，变成能够将充电能量降低大约15%。实施例2的充电能量的降低率与实施例1相比变小了，但是，通过从喷射器通电期间开始进行充电，与实施例1相比，能够缩短Vb偏置解除期间的升压时间τ3。即使在实施例2中也能够获得其他与实施例1同样的效果。[实施例3]下面，说明实施例3。图8是实施例3的喷射器驱动电路的电路构成图，其在多汽缸发动机的喷射器当中示出了一个汽缸部分的电路。图8中，除了图1所示的二极管106之外还连接了 FET 106F,从升压用栅极驱动电路102，栅极信号106a被供给到FET 106F的栅极。FET 106F在内部具有体二极管。其他的电路构成变成与图1所示的例子和图8所示的例子相同。下面，说明实施例3的喷射器驱动电路的动作。图9是实施例3的栅极信号2a， 4a，6a，105a, 106a, 108a, 109a、升压线圈电流104B、喷射器电流20B、以及输出侧电容器电压IOOa的波形图。在Vb偏置解除期间T1的时刻、，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通，输出侧电容器电压IOOa保持在从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3。在电池短路防止期间T/，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。在Vb偏置期间T2的定时、，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开，输出侧电容器107的负极以电池电压Ia被偏置，因此，输出侧电容器电压IOOa到达喷射器的开阀目标电压V1。此外，栅极信号h，6a变成导通，从而高电压V1被施加在喷射器上。在Vb偏置期间T2的定时t2，喷射器电流20B达到开阀电流I2，栅极信号加为断开。输出侧电容器电压IOOa通过向喷射器的通电而下降到V2。喷射器电流20B通过二极管9被环流，在定时t1(1，喷射器电流20B变成开阀保持电流13。在从t1(l到t2(l的期间，在栅极信号如上施加PWM信号，在喷射器上施加电池电压Ia的PWM电压，并且保持开阀保持电流I3。在Vb偏置期间T2之升压期间T21，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。因此，在升压期间T21，输出侧电容器电压IOOa的电压下降变得缓和。在电池短路防止期间T2’，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，输出侧电容器107的负极被接地，输出侧电容器电压IOOa下降到从V2减去电池电压Ia后的电压V4。在Vb偏置解除期间之升压期间T3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t4，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，输出侧电容器电压IOOa到达从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3，栅极信号10 为断开。在喷射器电流20B的输出信号长并且输出电容器电压IOOa到达％之后，当成为定时t2Q时，栅极信号4a，6a为断开，喷射器电流I3经由二极管8被充电到输出侧电容器107， 输出侧电容器电压IOOa超过V3，变成过电压V3’升压信号处理电路101在检测到过电压V/时，向升压用栅极驱动电路102输出过电压调整的指令，升压用栅极驱动电路102在过电压调整期间T3tl，将栅极信号106a供给到FET106F的栅极。由此，输出侧电容器电压IOOa被调整到V3。即使在本实施例3中，与实施例2同样，充电能量也变成大约0.0612[J]。此外， 升压期间T21的充电能量设为是从60[V]充电到61[V]时的充电能量大约0.0182[J]，在对 0. 0182[J]用本实施例3进行充电的情况和不用本实施方式进行充电的情况之两者上进行相同加法的情况下，本实施例3与其他方式相比，变成能够将充电能量降低大约15%。与实施例2同样，充电能量的降低率与实施例1相比变小了，但是，通过从喷射器通电期间开始进行充电，与实施例1相比，能够缩短Vb偏置解除期间的升压时间τ3。即使在实施例3中也能够获得其他与实施例1同样的效果。下面，说明实施例3的升压电压控制方式。图10是实施例3的升压信号处理电路的主要部分电路图，图11是用于说明升压电压控制信号的信号波形图。图10中，分压器300通过对电池电压Ia进行分压而设为分压电池电压la’，将该分压电池电压la’输入到加法器302。此外，与分压器300相同分压比的分压器301通过对输出侧电容器电压IOOa进行分压而设为分压输出侧电容器电压100a’，将该分压输出侧电容器电压100a’输入到加法器302。加法器302将输入的电压la’和100a’进行相加而设为加法信号30 ，将该加法信号30 分别输入到基准信号不同的连接了电源306和电源307并且具有滞后的比较器303和比较器304两者上。比较器303使用在升压动作的控制中，比较器304使用在降压动作的控制中。FET 305的栅极与FET 108栅极信号108a共
10有。下面，说明实施例3的升压电压控制的动作。图11是分压电池电压la’、分压输出侧电容器电压100a，、加法信号30 、升压控制信号303a、降压控制信号30 、栅极信号 10 ，106a，108a，109a、升压线圈电流104B、喷射器电流20B和输出侧电容器电压IOOa的波形图。首先，将以与分压器300，301相同比率对喷射器开阀时目标电压V1进行分压后的电压设为Vltl，设为电源306的电压。将从Vltl减去了滞后部分的电压设为V2(l。接着，将以与分压器300，301相同比率对过电压V3 ’进行分压后的电压设为V3tl，设为电源307的电压。 使将从V3tl减去了滞后部分的电压成为V1(l。在Vb偏置解除期间T1的时刻、，由于加法信号30 处于Vltl和V2tl之间而不进行升压动作，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通，输出侧电容器电压IOOa保持在从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia后的电压V3。在电池短路防止期间T/，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。在Vb偏置期间T2的定时ti，栅极信号108a为导通，栅极信号109a为断开，输出侧电容器107的负极以电池电压Ia被偏置，因此，输出侧电容器电压IOOa到达喷射器的开阀目标电压V115此时，共有栅极信号108a的FET 305也同时导通，通过使分压电池电压la’ 为0V，即使Vb偏置，加法信号30 也不变化，处于Vltl和V2tl之间而不进行升压动作。在Vb偏置期间T2的定时t/，当流过喷射器电流20B、输出侧电容器电压IOOa降低、加法信号30 变得比V2tl更小时，升压控制信号303a变成升压动作，从而开始升压动作，在超过Vltl之前，继续升压动作。在Vb偏置期间T2的定时t2，当喷射器电流20B达到开阀电流I2时，向保持电流I3 转移。输出侧电容器电压IOOa通过向喷射器的通电而下降到V2。在电池短路防止期间T2’，对于升压用栅极驱动电路102，栅极信号108a、栅极信号 109a为断开，从而防止电池的短路。此时，共有栅极信号108a的FET 305也同时断开，分压电池电压la’从OV返回到原来的电压。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的时刻t3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，输出侧电容器107的负极被接地，输出侧电容器电压IOOa下降到减去了电池电压 Ia后的电压V4。在Vb偏置解除期间之升压期间T3，栅极信号108a为断开，栅极信号109a为导通， FET 105如栅极信号10 那样被施加了 PWM动作信号，为了在升压线圈104上不超过上限电流I1，升压电流104B被通电，并且被充电到输出侧电容器107。在Vb偏置解除期间之升压期间T3的定时t4，栅极信号108a为断开，栅极信号109a 为导通，加法信号30 达到Vltl，升压控制信号303a变成升压动作停止，栅极信号10 进行断开。此时，输出侧电容器电压IOOa达到从喷射器开阀时目标电压V1减去了电池电压Ia 后的电压V3。在喷射器电流20B的输出信号长并且输出侧电容器电压IOOa达到V3之后，当成为定时t2Q时，栅极信号^，6a为断开，喷射器电流I3经由二极管8被充电到输出侧电容器 107，由此，加法信号30 超过V3Q。此时，输出侧电容器电压IOOa超过V3,变成过电压V3’。
降压控制信号30 变成降压动作，升压用栅极驱动电路102在过电压调整期间 T3tl，将栅极信号106a供给到FET106F的栅极。由此，加法信号30 在变成Vltl之前继续降压动作。此时，输出侧电容器电压IOOa变成V3。在本实施例3的升压电压控制方式中，通过使用加法器，即使电池电压、输出侧电容器电压相互变动，也能够获得在Vb偏置时作为目标的升压电压。以上，说明了本发明的实施例，但是，本发明不局限于上述的实施例，在基于权利要求书记载的范围内，能够进行各种变更。例如，在上述的例子中，作为开关元件，使用了 M0SFET，但是，也能够使用其他的开关元件(其他的晶体管)。在这种情况下，升压用栅极驱动电路能够设为升压用基极驱动电路(接通断开指令信号发生电路)。
权利要求
1.一种喷射器驱动装置，包括输入侧电容器，其被施加了电池的电压； 升压线圈，其一端被连接到上述输入侧电容器的正极； 第1开关元件，其被连接到上述升压线圈的另一端； 整流元件，其被连接到上述升压线圈的另一端； 输出侧电容器，其被连接到上述整流元件； 第2开关元件，其被连接到上述输出侧电容器的正极； 喷射器，其被连接到上述第2开关元件；第3开关元件，其被连接在上述输出侧电容器的负极和上述输入侧电容器的正极之间；第4开关元件，其被连接在上述输出侧电容器的负极和输入侧电容器的负极之间； 第1接通断开指令信号发生部，其向上述第1开关元件、上述第3开关元件和上述第4 开关元件供给接通断开指令信号；和第2接通断开指令信号发生部，其向上述第2开关元件供给接通断开指令信号。
2.根据权利要求1所述的喷射器驱动装置，其中，上述第1接通断开指令信号发生部，在将上述第2开关元件设为接通状态的期间，将上述第3开关元件设为接通状态，将上述第4开关元件设为断开状态，在上述输出侧电容器的升压期间当中的至少一部分的期间，将上述第3开关元件设为断开状态，将上述第4开关元件设为接通状态。
3.根据权利要求1所述的喷射器驱动装置，其中，包括升压信号处理电路，其检测上述输入侧电容器的两端的电压和上述输出侧电容器的两端的电压，该升压信号处理电路根据上述输入侧电容器的两端的电压和上述输出侧电容器的两端的电压，将升压信号供给到上述第1接通断开指令信号发生部，上述第1接通断开指令信号发生部根据所供给的升压信号，将接通断开指令信号供给到上述第1开关元件、上述第3 开关元件和上述第4开关元件。
4.根据权利要求1所述的喷射器驱动装置，其中，上述第1接通断开指令信号发生部具有防止上述第3开关元件和上述第4开关元件同时处于接通状态的防止功能。
5.根据权利要求1所述的喷射器驱动装置，其中， 上述整流元件是具有体二极管的MOS-FET。
6.根据权利要求5所述的喷射器驱动装置，其中，上述第1接通断开指令信号发生部，在上述输出侧电容器的正极电压变成规定的电压以上时，将栅极信号供给到上述整流元件，使上述输出侧电容器的正极电压降低到规定的电压。
7.根据权利要求1所述的喷射器驱动装置，其中， 还包括第1分压器，其被连接到上述电池的正极的一端； 第2分压器，其被连接到上述输出侧电容器的正极的一端；加法器，其一端被连接到上述第1分压器的另一端以及上述第2分压器的另一端； 第1比较器，其一端被连接到上述加法器的另一端，并且进行上述加法信号的升压；以及第2比较器，其一端被连接到上述加法器的另一端，并且进行上述加法信号的降压， 上述加法器，输出对上述第1分压器输出的第1分压和上述第2分压器输出的第2分压进行相加后的加法信号，上述第1比较器，基于第1基准值和上述加法信号来进行升压， 上述第2比较器，基于第2基准值和上述加法信号来进行降压。
全文摘要
本发明实现一种喷射驱动装置，其能够一边抑制大型化和成本提高，一边使升压电路高输出化。喷射器通电电路(200)包括将由升压电路(100)发生的高电压(100a)施加到喷射器20的FET(2)，升压电路(100)包括输入侧电容器(103)、升压用FET(105)、升压线圈(104)、升压二极管(106)、在输出侧电容器(107)的负极上FET(108)和FET(109)。在将高电压(100a)施加到喷射器(20)的期间，导通FET(108)的栅极信号(108a)，断开FET(109)的栅极信号(109a)，在FET(105)进行开关动作，向输出侧电容器(107)进行充电的期间，使FET(108)的栅极信号(108a)断开，使FET(109)的栅极信号(109a)导通。由此，能够降低升压时必需的能量，能够提高输出。
文档编号F02D41/20GK102192024SQ20111004716
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月24日 优先权日2010年3月15日
发明者三岛彰, 渡部光彦, 畑中步, 那须文明, 黛拓也 申请人:日立汽车系统株式会社