(57)【要約】  本発明は複数の誘導負荷を制御する装置に関する。この装置は、  複数の制御段から成る少なくとも１つの第１のグループと、  前記グループの制御段に共通した再導通化回路とを有しており、  前記制御段の各々は、  −  誘導負荷のためのボンディングパッドと、  −  導通化信号のための受信入力側と、  −  前記受信入力側に接続された制御電極と前記ボンディングパッドに接続された出力電極とを有するスイッチと、  −  前記ボンディングパッドに印加された電圧を測定し、該電圧がイネーブルレベルに達した場合にイネーブル信号を発生させるイネーブル回路を有しており、  前記再導通化回路は、前記グループの制御段のボンディングパッドにおける電圧を前記グループの各制御段のイネーブルレベルよりも高い共通のレベルに制限し、前記制御段のうちの１つのイネーブル回路がイネーブル信号を発生した場合に、導通化信号を該制御段のスイッチの制御電極に印加する。  本発明は、特に、ボンディングパッドに接続された負荷に対して同じ給電持続時間を保証するために使用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘導負荷（１１１，１１２）を制御する装置であって、
複数の制御段（３２１，３２２）から成る少なくとも１つの第１のグループと、
前記グループの制御段に共通した再導通化回路（２）とを有しており、
前記制御段の各々が、
−  誘導負荷（３２１，３２２）のためのボンディングパッド（３３１，３３２）と、
−  導通化信号のための受信入力側（３０１，３０２）と、
−  前記受信入力側に接続された制御電極と前記ボンディングパッドに接続された出力電極を有するスイッチ（１２１，１２２）と、
−  前記ボンディングパッド（３３１，３３２）に印加された電圧を測定し、該電圧がイネーブルレベルに達した場合にイネーブル信号を発生させるイネーブル回路（１８１，１８２）とを有しており、
前記再導通化回路（２）は、前記グループの制御段のボンディングパッドにおける電圧を前記グループの各制御段のイネーブルレベルよりも高い共通のレベルに制限し、前記制御段のうちの１つのイネーブル回路がイネーブル信号を発生した場合に、導通化信号を該制御段のスイッチの制御電極に印加する、ことを特徴とする複数の誘導負荷を制御する装置。
【請求項２】
前記グループの各制御段のスイッチ（１２１，１２２）はＭＯＳトランジスタであり、該ＭＯＳトランジスタのゲートは前記制御電極であり、ドレインは前記出力電極であり、ソースはアースに接続されている、請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記再導通化回路はツェナーダイオード（２１）を有しており、該ツェナーダイオード（２１）は、前記グループの各制御段のボンディングパッドにおける電圧をツェナーダイオード（２１）のツェナー電圧に実質的に制限するように接続されている、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記各制御段のイネーブル回路は前記出力電極と前記制御電極の間に接続されたツェナーダイオード（１８１，１８２）を有しており、該ツェナーダイオード（１８１，１８２）のツェナー電圧がイネーブル閾値を定める、請求項１から３のいずれか１項記載の制御装置。
【請求項５】
各制御段はさらに選択回路を有しており、該選択回路は、選択入力側（１９１，１９２）と、選択取消し信号が選択入力側に印加された場合に共通の再導通化回路から該制御段のスイッチ（１２１，１２２）の制御電極への再導通化信号の印加をディスエーブルするディスエーブル手段（１５１，１５２）と、対応する制御パッドにおける電圧が対応するイネーブル回路のイネーブル閾値に達したときに再導通化信号を該スイッチの制御電極に印加するための手段を有している、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記第１のグループに類似した制御段の少なくとも１つの第２のグループを有しており、該第２のグループの制御段のそれぞれの再導通化回路のツェナーダイオードは並列に接続されている、請求項３から５のいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
制御段の各グループは別個の基板の上に形成されている、請求項６記載の装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の制御装置を有するシステムであって、
ＤＣ電源（Ｖｂｒ）と複数の負荷を有しており、該負荷の各々は対応する制御段のボンディングパッドに接続された第１の端子と、前記ＤＣ電源に接続された第２の端子を有している、ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
ＤＣ電源（Ｖｂｒ）のレベルは各制御段のイネーブル閾値よりも低い、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の誘導負荷は噴射器のニードルを活動化させるためのソレノイドである、請求項８又は９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のアクチュエータの制御に、より詳細には、複数のアクチュエータを制御する電子装置に関する。
【０００２】
このような電子装置は、特に、複数の噴射器の噴射位置と閉鎖位置との間でのニードルの連続的な運動を制御するために使用される。ニードルがもはや閉鎖位置に位置していない間の時間が噴射の持続時間を決定する。内燃機関の最適動作を提供するためには、噴射持続時間がエンジンの各シリンダにおいて実質的に同じになることが望ましい。
【０００３】
現在、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ社によりＴＬＥ  ６２４４の型番で集積回路が市販されている。この集積回路は内燃機関のすべての噴射器を制御する。この回路は噴射器ごとに１つの制御段を有している。図１は、この回路の噴射器用の制御段を概略的に示したものである。噴射器により形成された負荷はインダクタンス１１によって示されている。車両のバッテリ電圧Ｖｂｒがこの回路の端子の１つに印加される。他の端子はＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタ１２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１２のソースはアースに接続されている。ツェナーダイオード１３とダイオード１４はトランジスタ１２のドレインとゲートの間に接続されている。ゲートは、図示されていないコントローラを制御する信号を受け取る。
【０００４】
図示された制御段は以下のように動作する：
ＭＯＳのゲートが制御信号のハイレベルにより活性化される。すると、ＭＯＳは導通状態となり、ドレイン電圧は実質的に電圧Ｖｂｒからゼロ電圧へと変化する。制御信号がローレベルに変わると、ＭＯＳは阻止状態となる。ＭＯＳの急速なカットオフのため、インダクタンスがＭＯＳドレイン電圧を急速に上昇させる。ドレイン電圧がダイオード１３のツェナー電圧に達すると、ＭＯＳは再び導通状態となり、ドレイン電圧は、インダクタンスの予め決められた放電持続時間の間、ツェナー電圧に維持される。ツェナー電圧の振幅がインダクタンスに対応したニードルの閉鎖の時点を決定する。
【０００５】
この制御装置は欠点を有している。具体的には、種々のシリンダに対してできるだけ同じ噴射持続時間を得るために、この制御装置は非常にきつい許容限界を電子素子に課している。したがって、使用される電子素子、特にツェナーダイオードのコストが非常に高い。
【０００６】
さらに、複数の制御段が同じ回路に集積されている場合、回路製造時に生じる公差はまだ許容可能であるかもしれない。しかし、さまざまな噴射器を制御するために少なくとも２つの独立した回路が使用される場合には、回路の製造により生じる公差は不適当となる。
【０００７】
それゆえ、これらの欠点のうちの１つ又は複数を解決する制御装置に対する需要が存在しており、本発明はこの需要を満たすことである。
【０００８】
したがって、本発明は複数の誘導負荷を制御する装置に関するものであり、この装置は、
複数の制御段から成る少なくとも１つの第１のグループと、
前記グループの制御段に共通した再導通化回路とを有しており、
前記制御段の各々は、
−  誘導負荷のためのボンディングパッドと、
−  導通化信号のための受信入力側と、
−  前記受信入力側に接続された制御電極と前記ボンディングパッドに接続された出力電極とを有するスイッチと、
−  前記ボンディングパッドに印加された電圧を測定し、該電圧がイネーブルレベルに達した場合にイネーブル信号を発生させるイネーブル回路を有しており、
前記再導通化回路は、前記グループの制御段のボンディングパッドにおける電圧を前記グループの各制御段のイネーブルレベルよりも高い共通のレベルに制限し、前記制御段のうちの１つのイネーブル回路がイネーブル信号を発生した場合に、導通化信号を該制御段のスイッチの制御電極に印加する。
【０００９】
変更形態によれば、前記グループの各制御段のスイッチはＭＯＳトランジスタであり、該ＭＯＳトランジスタのゲートは前記制御電極であり、ドレインは前記出力電極であり、ソースはアースに接続されている。
【００１０】
別の変更形態によれば、前記再導通化回路はツェナーダイオードを有しており、該ツェナーダイオードは、前記グループの各制御段のボンディングパッドにおける電圧をツェナーダイオードのツェナー電圧に実質的に制限するように接続されている。
【００１１】
別の変更形態によれば、各制御段のイネーブル回路は前記出力電極と前記制御電極の間に接続されたツェナーダイオードを有しており、該ツェナーダイオードのツェナー電圧がイネーブル閾値を定める。
【００１２】
さらに別の変更形態によれば、各制御段はさらに選択回路を有しており、該選択回路は、選択入力側と、選択取消し信号が選択入力側に印加された場合に共通の再導通化回路から該制御段のスイッチの制御電極への再導通化信号の印加をディスエーブルするディスエーブル手段と、対応する制御パッドにおける電圧が対応するイネーブル回路のイネーブル閾値に達したときに再導通化信号を該スイッチの制御電極に印加するための手段を有している。
【００１３】
また、装置が第１のグループに類似した制御段の少なくとも１つの第２のグループを有しており、該第２のグループの制御段のそれぞれの再導通化回路のツェナーダイオードが並列に接続されているようにしてもよい。
【００１４】
変更形態によれば、制御段の各グループは別個の基板の上に形成されている。
【００１５】
本発明はまた、上記のような装置とＤＣ電源と複数の負荷を有するシステムであって、該負荷の各々が対応する制御段のボンディングパッドに接続された第１の端子と、前記ＤＣ電源に接続された第２の端子を有しているようなシステムにも関している。
【００１６】
変更形態によれば、ＤＣ電源のレベルは各制御段のイネーブル閾値よりも低い。
【００１７】
別の変更形態によれば、前記複数の誘導負荷は噴射器のニードルを活動化させるためのソレノイドである。
【００１８】
本発明は例として添付した図面からより良く理解される。図面において、
図１は、従来技術による噴射器制御回路を示しており、
図２は、本発明の１つの実施形態による複数の誘導負荷を制御するための装置を概略的に示しており、
図３は、図２の回路の１つの実施例に関する詳細を示しており、
図４は、制御装置の動作フェーズを説明するタイミングダイアグラムを示している。
【００１９】
本発明は、複数の制御段を有する複数の誘導負荷を制御するための装置を提供する。各段は誘導負荷のためのボンディングパッドと負荷への給電のためのスイッチとを有している。スイッチを閉じるための信号がまず所定の長さの時間の間印加される。ボンディングパッドにおける電圧が測定され、この電圧が所定の閾値に達すると、イネーブル信号が発生させられる。この信号はスイッチが開いたことによる電圧ピークを表す。制御段に共通した安定化回路が、ボンディングパッドにおける電圧をそれぞれのイネーブルレベルよりも高い共通のレベルに制限する。ボンディングパッドにおける電圧がこの共通のレベルに達すると、安定化回路はスイッチを再び閉じ、負荷内にまだ蓄積されているエネルギーの排出を可能にする。
【００２０】
このスイッチが閉じている間の持続時間は制御段に共通の電圧レベルにより決められているため、対応する負荷は同一の持続時間で制御することができる。
【００２１】
図２には、このような制御装置１の実施形態が概略的に示されている。制御装置１は２つの制御段３２１及び３２２を有しており、制御段３２１，３２２はそれぞれ負荷１１１，１１２の第１の端子を接続するためのパッド３３１，３３２をそれぞれ有している。負荷１１１及び１１２の第２の端子には、この実施例では、電圧Ｖｂｒ（例えば、車両のバッテリ電圧）が供給される。ＭＯＳトランジスタ１２１及び１２２はスイッチとして使用される。それらのドレインはボンディングパッド３３１，３３２にそれぞれ接続されており、ソースはアースに接続されており、ゲートはＯＲゲート１６１，１６２を介してそれぞれ導通化信号を受け取る。ＯＲゲート１６１，１６２はそれぞれ、トランジスタ１２１，１２２に対する閉信号を受信するための入力側３０１，３０２を有している。これらの信号は、負荷１１１，１１２への給電を制御するために、所定の持続時間の間、付加的な制御ユニットによって印加することができる。用途によっては、さまざまな負荷への給電が特に逐次連続して行われてもよい。
【００２２】
各制御段は、対応するボンディンパッドに印加される電圧がイネーブルレベルを超えたときにイネーブル信号を発するイネーブル回路を有している。各制御段は、共通の回路から非活動状態に留まらなければならない別の制御段のトランジスタのゲートへ再導通化信号が印加されないようにするため、自らのイネーブル回路を有している。
【００２３】
１つの例では、制御段３２１，３２２はそれぞれツェナーダイオード１８１，１８２を有しており、ツェナーダイオード１８１，１８２はボンディンパッド３３１，３３２とＡＮＤゲート１３１，１３２及び１５１，１５２の入力側との間に接続されている。ダイオード１８１及び１８２のツェナー電圧は対応するイネーブル回路のイネーブル閾値を決めるために使用される。イネーブル回路においてツェナーダイオードを使用することにより、冒頭で述べたような制御装置への構造的な変更を最小にとどめつつ、本発明による制御装置を形成することが可能になる。これらのダイオードのツェナー電圧を選択する際には、次の規則が満たされるようにすることが好ましい：
【数１】
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ここで、Ｖｚｃｏｍは再導通化回路のツェナーダイオードのツェナー電圧であり、Ｖｚｅｎａｂｌｅはイネーブル回路のツェナーダイオードのツェナー電圧である。
【００２４】
再導通化回路２は制御段３２１及び３２２に共通している。回路２は、ボンディングパッド３３１及び３３２における電圧をそれらのイネーブル回路のイネーブルレベルよりも高い共通のレベルに制限するために設けられている。回路２は、対応するイネーブル信号が発生したときにトランジスタ１２１又は１２２の制御ゲートに導通化信号を印加するために設けられている。関連するＭＯＳトランジスタは再び導通状態となり、誘導負荷内に蓄積されたエネルギーを大放電電流で排出するパワーツェナーダイオードとして動作する。
【００２５】
したがって、新たにトランジスタを閉じさせるボンディングパッドにおける電圧は、段３１及び３２２に対する電圧と同じになる。したがって、トランジスタ１２１と１２２に対して同一の閉時間を定めることができる。
【００２６】
図２に示された回路２はツェナーダイオード２１を有しており、このツェナーダイオード２１は、そのツェナー電圧が段３２１及び３２２のボンディングパッドにおける限界電圧を定めるように接続されている。回路２はまた制御装置を保護するためのツェナーダイオード２２も有している。制御段３２１，３２２はそれぞれ、ダイオード２１のカソードとボンディングパッド３３１及び３３２との間に接続された保護ダイオード１７１，１７２を有している。
【００２７】
図２は、イネーブル回路と再導通化回路２との間の論理リンクを概略的に示したものである。制御段３２１では、イネーブル回路がＡＮＤゲート１５１の入力側にイネーブル信号を印加する。ツェナーダイオード２１のアノードはゲート１５１の別の入力側に接続されている。ボンディングパッドに印加される電圧がほぼダイオード２１のツェナー電圧に達すると、このダイオード２１は再導通化信号をゲート１５１の入力側に印加する。ゲート１５１の２つの入力側がイネーブルされるので、ゲート１５１の出力側はＯＲゲート１６１の入力側に再導通化信号を印加する。ゲート１６１の少なくとも１つの入力側がイネーブルされるので、再導通化信号はトランジスタ１２１のゲートに印加され、トランジスタ１２１は再び導通状態となる。
【００２８】
図２の例は、ツェナーダイオードを備えたイネーブル回路に関連した好適な変更形態を示したものである。各制御段は選択入力側を備えた選択回路を有している。選択入力側は、既に述べた共通モードと独立モードとの間で制御段を切り替えるためのものである。共通モードにおいては、共通のツェナーダイオード２１がボンディングパッドにおける電圧の限界を定め、対応するＭＯＳトランジスタのゲートに印加される再導通化信号を発生させるのに対して、独立モードでは、これらの機能はこの制御段に対するイネーブル回路のツェナーダイオードによって提供される。したがって、同じ構造をもつ異なる制御段を異なる用途に使用することが考えられる。特に、ある制御段を使用して、噴射器を共通モードにすることにより噴射器を制御し、異なる用途のために独立モードの別の制御段を使用することが可能である。
【００２９】
実施例では、制御段３２１，３２２はそれぞれ選択入力側１９１，１９２を有している。入力側１９１，１９２はそれぞれＡＮＤゲート１５１，１５２の別の入力側に接続されている。選択入力側１９１，１９２はまたＮＯＴゲート１４１，１４２を介してそれぞれＡＮＤゲート１３１，１３２の入力側にも接続されている。
【００３０】
選択取消し信号を、例えば、論理ローレベルを入力側１９１に印加することにより、ＡＮＤゲート１５１はディスエーブルされ、ＡＮＤゲート１３１がイネーブルされる。詳細には、ダイオード１８１のツェナー電圧に達すると、イネーブル信号が論理ハイレベルをゲート１３１の他方の入力側に印加する。すると、ゲート１３１の出力側はＯＲゲート１６１をイネーブルし、このＯＲゲート１６１が次に伝導性活性化信号をトランジスタ１２１のゲートに印加する。
【００３１】
図４は、２つの動作モードにおけるボンディングパッド３３１と入力側３０１とにおけるそれぞれの電圧を示したものである。両方のモードにおいて、ボンディングパッドは初期的にはレベルＶｂｒにある。時点ｔ１とｔ２との間は、論理ハイレベルが入力側３０１に印加される。すると、トランジスタ１２１が導通状態になるため、入力側３０１における電圧は両方のモードにおいて実質的にゼロになる。時点ｔ２において、入力側３０１における信号はロー状態に戻る。トランジスタ１２１は阻止され、パッド３３１における電圧は急激に上昇する。共通モードでは、この電圧はＶｚｃｏｍまで上昇し、イネーブル信号の送出を生じさせ、したがってまたトランジスタ１２１のゲートへの導電再活性化信号の印加を生じさせる。放電の間、電圧は初めレベルＶｚｃｏｍで安定していた後、レベルＶｂｒに低下する。独立モード（破線で示された放電）では、パッド３３１における電圧はレベルＶｚｅｎａｂｌｅまで上昇する。したがって、再導通化電圧がトランジスタ１２２のゲートに印加される。放電の間、電圧は初めレベルＶｚｅｎａｂｌｅで安定していた後、レベルＶｂｒに低下する。
【００３２】
図２には２つの制御段しか備えていない制御装置が示されているが、制御装置は所望の用途に応じてより多くの段を有していてよい。
【００３３】
制御段の複数のグループが、図２の制御段のように、並列して動作することも考えられる。各グループとその再導通化回路は、特に、例えば内燃機関のシリンダバンクの噴射器に対応して別個の基板の上に形成してもよい。制御装置の次の変更形態は、制御段の複数のグループに対して共通の再導通化電圧を定めることを目的としている。この目的のために、装置１は、互いに接続されるよう意図された、制御段の各グループのための端子２４及び２５を有している。端子２４，２５はそれぞれダイオード２１のカソードとアノードに接続されている。したがって、これらのツェナーダイオードは並列に接続されている。これらのダイオードのうちで最も低いツェナー電圧が、接続されたさまざまなグループの共通の限界電圧を定める。
【００３４】
図３は、既に述べた論理的機能を実現するための回路の詳細を示したものである。
【００３５】
入力側３０１はトランジスタ１２１のゲートに直接接続されている。選択入力側１９１はトランジスタ５１のゲートに接続されている。トランジスタ５１のソースはイネーブル回路のダイオード１８１のアノードに接続されており、ドレインはダイオード３１１を介してトランジスタ１２１のゲートに接続されている。トランジスタ６１のゲートはダイオード２１のアノードに接続されており、ソースはダイオード１８１のアノードに接続されており、ドレインはダイオード３１１を介してトランジスタ１２１のゲートに接続されている。
【００３６】
独立モードでは、トランジスタ５１は導通状態となり、ダイオード１８１は、ボンディンパッド３３１がそのツェナー電圧に達すると、再導通化信号をトランジスタ１２１のゲートに印加する。共通モードでは、トランジスタ５１は阻止される。ボンディングパッド３３１がダイオード２１のツェナー電圧に達すると、トランジスタ６１は導通状態になる。すると、ボンディングパッドにおける電圧はダイオード１８１のツェナー電圧よりも高くなる。したがって、再導通化信号がトランジスタ１２１のゲートに印加される。
【００３７】
保護ダイオード１７２及び１７３は詳しくは説明しない他の制御段に属している。
【００３８】
ダイオード３１１は、並列に配置された他の制御段が偶発的にトランジスタ１２１のゲートを制御してしまうのを防ぐためのものである。
【００３９】
この回路は選択回路を除去することにより簡素化することができる。そのためには、トランジスタ５１と選択入力側１９１を除去すれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来技術による噴射器制御回路を示す。
【図２】本発明の１つの実施形態による複数の誘導負荷を制御するための装置を概略的に示す。
【図３】図２の回路の１つの実施例に関する詳細を示す。
【図４】制御装置の動作フェーズを説明するタイミングダイアグラムを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2007534228.tif 000011
2007534228.tif 000012
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