JP2000145566A - Driving method and driving device for injector for internal combustion engine - Google Patents

Driving method and driving device for injector for internal combustion engine

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JP2000145566A
JP2000145566A JP10319518A JP31951898A JP2000145566A JP 2000145566 A JP2000145566 A JP 2000145566A JP 10319518 A JP10319518 A JP 10319518A JP 31951898 A JP31951898 A JP 31951898A JP 2000145566 A JP2000145566 A JP 2000145566A
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current
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate the opening action of injectors, and reduce their operating noise and prolong their life by relieving shocks at the end of opening action. SOLUTION: With a capacitor 14 kept off charging by a charging power source 13, an energized thyristor 16 causes the capacitor 14 to discharge via an injector solenoid coil 3a where an oscillating current flows whose first zero- cross point after the first peak is practically timed to the end of opening action of the injector valve. The thyristor 16 is electrically disconnected upon the polarity inversion of the oscillating current, and a transistor 23 is energized after the valve reaches the end-of-opening position so that the solenoid coil 3a receives a holding current from a holding current power source 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に燃料を
供給するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動方法
及び該駆動方法を実施するために用いるインジェクタ駆
動装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injector driving method for driving an injector for supplying fuel to an internal combustion engine, and to an injector driving apparatus used for implementing the driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関に燃料を供給する手段として、
インジェクタ(電磁式燃料噴射弁)が多く用いられるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art As means for supplying fuel to an internal combustion engine,
Injectors (electromagnetic fuel injection valves) have been widely used.

【0003】インジェクタは、噴口部を開閉するように
設けられて開動作完了位置がストッパにより規制された
バルブと該バルブを駆動するソレノイドコイルとを有し
ていて、該ソレノイドコイルに所定の駆動電流が与えら
れたときにバルブが開いて内燃機関の燃料噴射空間(吸
気管内や燃焼室内の空間)に燃料を噴射する。
[0003] The injector has a valve provided to open and close the injection port, the opening operation completion position of which is regulated by a stopper, and a solenoid coil for driving the valve. A predetermined driving current is supplied to the solenoid coil. Is applied, the valve is opened to inject fuel into the fuel injection space of the internal combustion engine (the space inside the intake pipe or the combustion chamber).

【0004】図10はインジェクタ1の一例を示したも
ので、このインジェクタは、先端に噴口部2aを有し、
後端部側に燃料コネクタ2bを有するインジェクタボデ
ィ2と、ソレノイドコイル3aと該ソレノイドコイル3
aに駆動電流が与えられた時に変位を生じる可動鉄心3
bとを有してインジェクタボディ2内に収納されたソレ
ノイド(電磁石)3と、ソレノイド3の可動鉄心3bに
結合されて、可動鉄心3bの変位に伴って噴口部2aを
閉じた状態になる閉位置と噴口部2aを開いた状態にな
る開位置との間を変位するニードルバルブ4と、可動鉄
心3bを介してニードルバルブ4を閉位置側に付勢する
復帰バネ5とを備えている。インジェクタボディ2の後
端部側には、ソレノイドコイル3aの一端及び他端にそ
れぞれ接続された端子a1 及びa2 を有する電気コネク
タ6が設けられている。
FIG. 10 shows an example of an injector 1. This injector has an injection port 2a at its tip.
An injector body 2 having a fuel connector 2b on the rear end side, a solenoid coil 3a, and the solenoid coil 3
The movable iron core 3 which generates a displacement when a drive current is applied to a
b, the solenoid (electromagnet) 3 housed in the injector body 2 and coupled to the movable iron core 3b of the solenoid 3 to close the injection port 2a with the displacement of the movable iron core 3b. The needle valve 4 is displaced between a position and an open position where the injection port 2a is opened, and a return spring 5 for urging the needle valve 4 toward the closed position via the movable iron core 3b. On the rear end side of the injector body 2, an electrical connector 6 having terminals a1 and a2 connected to one end and the other end of the solenoid coil 3a, respectively, is provided.

【0005】図10に示したインジェクタ1は、噴口部
2aを内燃機関の燃料噴射空間(吸気管内の空間や、燃
焼室内の空間)に臨ませた状態で機関に取り付けられ、
図示しない燃料ポンプから燃料コネクタ2bを通してイ
ンジェクタボディ2内に燃料が所定の圧力で供給され
る。インジェクタボディ2内に供給される燃料の圧力は
プレッシャレギュレータにより一定に保たれる。ソレノ
イドコイル3aはコネクタ6にプラグを介して接続され
る電気コードを通して図示しないインジェクタ駆動装置
に接続され、図示しない制御装置から噴射指令信号が与
えられたときに、インジェクタ駆動装置からソレノイド
コイル3aに駆動電流が供給される。
The injector 1 shown in FIG. 10 is attached to the engine with the injection port 2a facing a fuel injection space (a space in an intake pipe or a space in a combustion chamber) of the internal combustion engine.
Fuel is supplied into the injector body 2 from the fuel pump (not shown) through the fuel connector 2b at a predetermined pressure. The pressure of the fuel supplied into the injector body 2 is kept constant by the pressure regulator. The solenoid coil 3a is connected to an injector driving device (not shown) through an electric cord connected to the connector 6 via a plug, and is driven from the injector driving device to the solenoid coil 3a when an injection command signal is given from a control device (not shown). Current is supplied.

【0006】インジェクタ1を制御する制御装置は、マ
イクロコンピュータなどを用いて、スロットルバルブの
開度、大気圧、機関の温度、機関の回転速度などの各種
の制御条件に対して燃料噴射時間(燃料の噴射を行わせ
る時間)を演算して、演算した噴射時間に相応した時間
幅(演算した噴射時間の間燃料の噴射を行わせるために
必要な時間幅)を有する矩形波状の噴射指令信号を発生
する。
A control device for controlling the injector 1 uses a microcomputer or the like to control the fuel injection time (fuel injection time) with respect to various control conditions such as throttle valve opening, atmospheric pressure, engine temperature, and engine speed. Is calculated, and a rectangular wave injection command signal having a time width corresponding to the calculated injection time (a time width required for performing the fuel injection during the calculated injection time) is calculated. appear.

【0007】インジェクタ駆動装置は、バッテリなどを
電源とした電源部からソレノイドコイル3aに供給する
駆動電流をオンオフするスイッチ手段を備えていて、制
御装置から噴射指令信号が与えられている間スイッチ手
段をオン状態にして電源部からソレノイドコイル3aに
駆動電圧を印加することにより、ソレノイドコイル3a
に所定の大きさの駆動電流を流す。
The injector driving device includes a switch for turning on and off a drive current supplied to the solenoid coil 3a from a power supply unit using a battery or the like as a power source. The switch is operated while an injection command signal is supplied from the control device. When the drive voltage is applied from the power supply to the solenoid coil 3a in the on state, the solenoid coil 3a is turned on.
Is supplied with a drive current of a predetermined magnitude.

【0008】ソレノイドコイル3aに駆動電流が与えら
れていない状態では、復帰バネ5によりバルブ4が閉位
置側に付勢された状態にあり、バルブ4により噴口部2
aが液密に閉じられている。この状態でソレノイドコイ
ル3aに所定の駆動電圧が印加されて、該ソレノイドコ
イルに所定の駆動電流が与えられると、可動鉄心3bが
ソレノイドコイル3a側に変位させられ、ニードルバル
ブ4が開位置側(図10において右側)に変位させられ
る。ニードルバルブ4が開位置側に変位すると、該バル
ブ4と噴口部2aとの間に隙間が形成され、この隙間を
通して燃料が噴射させられる。インジェクタの噴口部2
aとバルブ4との間に形成される隙間の断面積及び断面
形状は、可動鉄心3bの変位に伴って変化し、バルブ4
が設定された開動作完了位置に到達したときに、噴口部
とバルブとの間に所定の断面積と断面形状とを有する規
定の隙間が形成された状態になってインジェクタの開動
作が完了する。バルブの開動作完了位置には、該バルブ
を当接させるストッパが設けられていて、バルブが該ス
トッパに当接することにより開動作完了位置が定められ
るようになっている。
When no drive current is applied to the solenoid coil 3a, the valve 4 is urged toward the closed position by the return spring 5, and the valve port 2 is urged by the valve 4.
a is closed liquid-tight. In this state, when a predetermined drive voltage is applied to the solenoid coil 3a and a predetermined drive current is applied to the solenoid coil, the movable iron core 3b is displaced toward the solenoid coil 3a, and the needle valve 4 is moved to the open position ( (Right side in FIG. 10). When the needle valve 4 is displaced toward the open position, a gap is formed between the valve 4 and the injection port 2a, and fuel is injected through this gap. Injector nozzle 2
The cross-sectional area and cross-sectional shape of the gap formed between the valve core 4a and the valve 4 change with the displacement of the movable core 3b.
Reaches the set opening operation completion position, a predetermined gap having a predetermined cross-sectional area and a cross-sectional shape is formed between the injection port and the valve, and the opening operation of the injector is completed. . A stopper for bringing the valve into contact with the valve is provided at the position where the valve has completed the opening operation, and the valve is brought into contact with the stopper to determine the position at which the valve has opened.

【0009】インジェクタ駆動装置に与えられていた噴
射指令信号が消滅して駆動電流が減少させられると、復
帰バネの付勢力により可動鉄心が閉位置側に変位させら
れてバルブが閉位置に戻り、噴口部が閉じられる。
When the injection command signal given to the injector driving device is extinguished and the driving current is reduced, the movable iron core is displaced toward the closed position by the urging force of the return spring, and the valve returns to the closed position. The spout is closed.

【0010】上記のように復帰バネ5を備えたインジェ
クタ1においては、燃料噴射空間の雰囲気圧力(吸気管
内に噴射する場合には吸気管内の圧力、シリンダ内に直
に噴射する場合には、ピストンにより圧縮された状態に
ある燃焼室内の圧力)によりバルブ4が押し戻されて噴
口部2aが開くと燃料が逆流するため、復帰バネ4のイ
ニシャルロード(ソレノイドコイルが励磁されていない
状態での付勢力)を上記雰囲気圧力に打ち勝つことがで
きる大きさに設定しておく必要がある。インジェクタを
駆動する際には、この復帰バネの付勢力に抗して可動鉄
心を開位置側に動かす必要がある。
In the injector 1 provided with the return spring 5 as described above, the atmospheric pressure in the fuel injection space (the pressure in the intake pipe when injecting into the intake pipe, and the piston pressure when injecting directly into the cylinder) When the valve 4 is pushed back by the pressure in the combustion chamber in a compressed state and the injection port portion 2a is opened, the fuel flows backward. Therefore, the initial load of the return spring 4 (the urging force in a state where the solenoid coil is not excited). ) Must be set to a size that can overcome the atmospheric pressure. When driving the injector, it is necessary to move the movable iron core toward the open position against the urging force of the return spring.

【0011】この種のインジェクタでは、復帰バネの付
勢力に打ち勝って噴口部2aを開く際にその開弁動作を
速やかに行わせるために大きな駆動電流を必要とする
が、一旦開いた噴口部を開状態に保持する際には、それ
ほど大きな駆動電流は必要とせず、噴口部2aを開く過
程で必要とする駆動電流のピーク値よりも小さい保持電
流を流すだけで、噴口部2aを開状態に保持することが
できる。そのため、インジェクタ駆動回路は、噴口部2
aを開く際にソレノイドコイル3aに大きな駆動電流を
流し、噴口部2aが開いた後は駆動電流を保持電流値ま
で減少させるように構成される。
In this type of injector, a large drive current is required to quickly open the injection port 2a when opening the injection port 2a by overcoming the urging force of the return spring. To maintain the open state, a very large drive current is not required, and only the holding current smaller than the peak value of the drive current required in the process of opening the nozzle port 2a is supplied to open the nozzle port 2a. Can be held. For this reason, the injector drive circuit
A large driving current is supplied to the solenoid coil 3a when opening the opening a, and the driving current is reduced to a holding current value after the injection port 2a is opened.

【0012】インジェクタから噴射される燃料の量(機
関への燃料供給量)は、インジェクタのバルブが開いて
いる時間と、燃料ポンプからインジェクタボディ内に与
えられる燃料の圧力との積により決まる。インジェクタ
ボディ内に与えられる燃料の圧力はプレッシャレギュレ
ータにより一定に制御されているため、燃料噴射量は、
インジェクタの噴口部が開いている時間(開弁時間)を
制御することにより、即ち、噴射指令信号の時間幅を制
御することにより制御することができる。
The amount of fuel injected from the injector (the amount of fuel supplied to the engine) is determined by the product of the time during which the injector valve is open and the pressure of the fuel supplied from the fuel pump into the injector body. Since the pressure of the fuel supplied into the injector body is controlled to be constant by the pressure regulator, the fuel injection amount is
It can be controlled by controlling the time during which the injection port of the injector is open (valve opening time), that is, by controlling the time width of the injection command signal.

【0013】インジェクタにおいては、バルブと噴口部
との間の隙間の断面形状と断面積とが燃料の噴射量、噴
霧角度、噴霧粒径及び噴霧粒速を決める重要な要素であ
る。従って、燃料噴射量を適確に制御するためには、燃
料の噴射を行わせる際のバルブと噴口部との間の隙間の
断面形状と断面積とを一定に保つことが必要である。バ
ルブが閉位置から開位置に向けて変位するまでの過渡状
態は、噴口部から燃料が正常に噴射されず、燃料が漏れ
る状態であるため、燃料噴射量の制御に用いることがで
きない。
In the injector, the cross-sectional shape and the cross-sectional area of the gap between the valve and the injection port are important factors for determining the fuel injection amount, the spray angle, the spray particle size, and the spray particle speed. Therefore, in order to properly control the fuel injection amount, it is necessary to keep the cross-sectional shape and the cross-sectional area of the gap between the valve and the injection port at the time of performing the fuel injection constant. The transient state until the valve is displaced from the closed position to the open position is a state in which fuel is not normally injected from the injection port and fuel leaks, and thus cannot be used for controlling the fuel injection amount.

【0014】従って、燃料の噴射量を適確に制御するた
めには、燃料を噴射する際にインジェクタのバルブを開
動作完了位置に保持しておくことが必要である。また燃
料の噴射量を適確に制御するためには、インジェクタか
らの最小管理噴射量(正確に管理し得る噴射量の最小
値)をできるだけ低くし、最大管理噴射量(正確に管理
し得る噴射量の最大値)をできるだけ多くしてダイナミ
ックレンジを大きくすることが望ましく、そのために
は、噴射指令が与えられた時にできるだけ速やかにバル
ブ4を閉位置から設定された開位置へと変位させて、制
御に用いることができないインジェクタの開弁過渡時間
をできるだけ短くすることが必要である。
Therefore, in order to properly control the fuel injection amount, it is necessary to keep the valve of the injector at the opening operation completion position when injecting the fuel. In order to control the fuel injection amount accurately, the minimum management injection amount from the injector (the minimum value of the injection amount that can be accurately controlled) is made as low as possible, and the maximum management injection amount (the injection amount that can be accurately managed) is reduced. It is desirable to increase the dynamic range by increasing the maximum value of the amount as much as possible, and for this purpose, the valve 4 is displaced from the closed position to the set open position as soon as possible when the injection command is given, It is necessary to minimize the valve opening transition time of the injector that cannot be used for control.

【0015】インジェクタを駆動する方式としては、サ
チュレーテッド方式と、ピークホールド方式とが知られ
ている。
As a method for driving the injector, a saturated method and a peak hold method are known.

【0016】図6はサチュレーテッド方式を採用したイ
ンジェクタ駆動装置の構成を示したもので、同図におい
て3aはインダクタンス3a1と抵抗分3a2とを有するイ
ンジェクタのソレノイドコイルである。ソレノイドコイ
ル3aの一端はエミッタが接地されたNPNトランジス
タTR1 のコレクタに接続され、該トランジスタのベー
スは抵抗r1 を通してエミッタに接続されるとともに、
抵抗r2 を通して図示しない制御装置の出力端子に接続
されている。ソレノイドコイルの他端は負極端子が接地
されたバッテリBの正極端子に抵抗r3 を通して接続さ
れている。
FIG. 6 shows the structure of an injector driving apparatus employing the saturated method. In FIG. 6, reference numeral 3a denotes a solenoid coil of the injector having an inductance 3a1 and a resistance 3a2. One end of the solenoid coil 3a is connected to the collector of an NPN transistor TR1 whose emitter is grounded, and the base of the transistor is connected to the emitter through a resistor r1.
It is connected to an output terminal of a control device (not shown) through a resistor r2. The other end of the solenoid coil is connected through a resistor r3 to the positive terminal of the battery B whose negative terminal is grounded.

【0017】図7は図6に示したインジェクタ駆動装置
の動作を示した波形図で、図7(A)はソレノイドコイ
ル3aの両端に印加される電圧VLiを示し、同図(B)
はソレノイドコイルを通して流れる駆動電流Id を示し
ている。また図7(C)はバルブの位置Pを示し、P1
及びP2 はそれぞれバルブの閉位置及びバルブがストッ
パに当接した状態になる開動作完了位置を示している。
FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of the injector driving device shown in FIG. 6. FIG. 7A shows a voltage VLi applied to both ends of the solenoid coil 3a, and FIG.
Indicates a drive current Id flowing through the solenoid coil. FIG. 7C shows the position P of the valve.
And P2 respectively indicate the closed position of the valve and the open operation completed position where the valve comes into contact with the stopper.

【0018】図6に示したインジェクタ駆動装置におい
て、図7に示す時刻tO で図示しない制御装置が噴射指
令信号を発生すると、トランジスタTR1 が導通するた
め、バッテリBの両端の電圧がソレノイドコイルに印加
される。時刻to においては、ソレノイドコイルを通し
て流れる電流が零であるため、図7(A)に示すよう
に、印加電圧はすべてソレノイドコイル3aに加わる。
ソレノイドコイルに電圧が印加されると、図7(B)に
示すようにソレノイドコイルを通して流れる駆動電流I
d が指数関数的に増加していき、この駆動電流が所定の
レベルIo に達すると、バルブが開動作を開始する。駆
動電流がピークに達するとバルブが開動作完了位置P2
に到達し、バルブの開動作が完了する。駆動電流はピー
クに達した後飽和し、バルブは開動作完了位置に保持さ
れる。時刻t1 において、噴射指令信号が消滅すると、
トランジスタTR1 が遮断状態になるため、ソレノイド
コイルに流れる駆動電流が減衰し、バルブは閉位置に復
帰する。
In the injector driving device shown in FIG. 6, when a control device (not shown) generates an injection command signal at time t0 shown in FIG. 7, the transistor TR1 is turned on, so that the voltage across the battery B is applied to the solenoid coil. Is done. At time to, the current flowing through the solenoid coil is zero, so that all the applied voltage is applied to the solenoid coil 3a as shown in FIG.
When a voltage is applied to the solenoid coil, the drive current I flowing through the solenoid coil as shown in FIG.
d increases exponentially, and when this drive current reaches a predetermined level Io, the valve starts to open. When the drive current reaches the peak, the valve is opened to the completion position P2.
And the opening operation of the valve is completed. The drive current saturates after reaching the peak, and the valve is held at the open operation completion position. At time t1, when the injection command signal disappears,
Since the transistor TR1 is turned off, the drive current flowing through the solenoid coil is attenuated, and the valve returns to the closed position.

【0019】このサチュレーテッド方式では、バルブが
開動作完了位置に向けて変位していく過程で駆動電流の
増加に伴ってソレノイドコイルに印加される電圧が低下
するため、開弁動作に比較的時間がかかる。
In this saturated method, the voltage applied to the solenoid coil decreases as the drive current increases in the process of displacing the valve toward the opening-completion completion position. take time.

【0020】図8はピークホールド方式を採用したイン
ジェクタ駆動装置の構成を示したもので、この駆動装置
においては、図6に示した回路に、PNPトランジスタ
TR2 と抵抗r4 及びr5 とからなるピーク電流供給回
路を付加した構成を有している。図9は図8のインジェ
クタ駆動装置の動作波形を示したもので、図9(A)は
ソレノイドコイル3aの両端の電圧の波形を示し、
(B)はソレノイドコイル3aを流れる駆動電流Id の
波形を示している。また図9(C)はバルブの動作を示
したもので、P1 及びP2 はそれぞれバルブの閉位置及
び開動作完了位置を示している。
FIG. 8 shows a configuration of an injector driving device employing a peak hold method. In this driving device, a peak current comprising a PNP transistor TR2 and resistors r4 and r5 is added to the circuit shown in FIG. It has a configuration to which a supply circuit is added. FIG. 9 shows an operation waveform of the injector driving device of FIG. 8, and FIG. 9 (A) shows a waveform of a voltage between both ends of the solenoid coil 3a.
(B) shows the waveform of the drive current Id flowing through the solenoid coil 3a. FIG. 9C shows the operation of the valve, wherein P1 and P2 indicate the closed position and the open operation completed position of the valve, respectively.

【0021】図8に示したインジェクタ駆動装置におい
ては、時刻to で噴射指令信号が与えられた時に、先ず
トランジスタTR2 のベースに駆動信号が与えられて、
該トランジスタTR2 が導通状態にされる。これにより
バッテリBからトランジスタTR2 とソレノイドコイル
3aとを通して駆動電流Id が流れ、該駆動電流が所定
の電流値Io に達した時にバルブの開動作が開始され
る。その後駆動電流Idがピーク値に達するまでの間に
バルブが開動作完了位置P2 に到達し、バルブの開動作
が完了する。バルブが開動作完了位置に到達した後、時
刻t1 においてトランジスタTR2 に与えられていた駆
動信号が消滅させられて該トランジスタTR2 が遮断状
態にされるとともに、トランジスタTR1 に駆動信号が
与えられて該トランジスタTR1 が導通状態にされる。
これにより、ソレノイドコイル3aに印加される電圧が
低下させられ、駆動電流Id がバルブを開動作完了位置
に保持するために必要な保持電流値Ih まで低下させら
れる。時刻t2 で噴射指令信号が消滅するまでの間ソレ
ノイドコイル3aに保持電流Ih が供給される。
In the injector driving device shown in FIG. 8, when an injection command signal is given at time to, a driving signal is first given to the base of the transistor TR2.
The transistor TR2 is turned on. As a result, a drive current Id flows from the battery B through the transistor TR2 and the solenoid coil 3a, and when the drive current reaches a predetermined current value Io, the opening operation of the valve is started. Thereafter, before the drive current Id reaches the peak value, the valve reaches the opening operation completion position P2, and the opening operation of the valve is completed. After the valve reaches the opening operation completion position, at time t1, the drive signal given to the transistor TR2 is extinguished, the transistor TR2 is turned off, and the drive signal is given to the transistor TR1 to give the transistor TR2 a signal. TR1 is made conductive.
As a result, the voltage applied to the solenoid coil 3a is reduced, and the drive current Id is reduced to a holding current value Ih necessary to hold the valve at the open operation completion position. The holding current Ih is supplied to the solenoid coil 3a until the injection command signal disappears at time t2.

【0022】図8に示したピークホールド方式のインジ
ェクタ駆動装置では、噴射指令信号が与えられた時に、
ソレノイドコイルに大きな駆動電流を流すため、開弁動
作に要する時間を短縮することができる。また開弁動作
が完了した後は、バルブを開動作完了位置に保持するた
めに必要な保持電流Ih まで駆動電流を低下させるた
め、ソレノイドコイルからの発熱を少なくしてインジェ
クタの温度上昇を抑制することができる。
In the injector drive device of the peak hold type shown in FIG. 8, when an injection command signal is given,
Since a large drive current flows through the solenoid coil, the time required for the valve opening operation can be reduced. After the valve-opening operation is completed, the drive current is reduced to a holding current Ih necessary to hold the valve at the opening-operation completed position, so that heat generation from the solenoid coil is reduced to suppress a rise in the temperature of the injector. be able to.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図6に
示したサチュレーテッド方式のインジェクタ駆動装置を
用いた場合には、バルブの開動作が完了するまでに時間
がかかるため、インジェクタのダイナミックレンジが小
さくなるのを避けられなかった。
As described above, when the injector of the saturated type shown in FIG. 6 is used, it takes time until the opening operation of the valve is completed. The dynamic range was inevitably reduced.

【0024】図8に示したピークホールド方式のインジ
ェクタ駆動装置では、開弁動作の初期に流す駆動電流の
ピーク値を大きくすることにより、バルブの開動作に要
する時間を短縮することができる。しかしながら、この
方式では、駆動電流Id がピーク値に向けて上昇してい
く過程でバルブを開動作完了位置に到達させてストッパ
に当接させるため、開弁動作を行わせる際の駆動電流の
ピーク値を大きくすると、バルブがストッパに当接する
際の衝撃が大きくなり、バルブの作動音が大きくなると
いう問題があった。また開弁動作時に流す駆動電流のピ
ーク値を大きくすると、バルブがストッパに衝突した後
にバウンドして図9(C)に見られるように振動が生じ
るため、バルブの開動作が完了した直後の噴射量が不安
定になるおそれがあった。これらの現象を抑制するため
に、図8に示した駆動装置では、開弁動作の初期に流す
駆動電流のピーク値が制限され、その分開弁動作時間の
短縮効果が減殺されるという問題があった。
In the injector drive device of the peak hold type shown in FIG. 8, the time required for opening the valve can be reduced by increasing the peak value of the drive current flowing at the beginning of the valve opening operation. However, in this method, since the valve reaches the opening operation completion position and comes into contact with the stopper while the driving current Id rises toward the peak value, the peak of the driving current when the valve opening operation is performed is performed. When the value is increased, the impact when the valve comes into contact with the stopper increases, and there is a problem that the operating noise of the valve increases. When the peak value of the drive current flowing during the valve opening operation is increased, the valve bounces after colliding with the stopper and vibrates as shown in FIG. 9C, so that the injection immediately after the valve opening operation is completed. The amount could be unstable. In order to suppress these phenomena, the drive device shown in FIG. 8 has a problem that the peak value of the drive current flowing at the beginning of the valve opening operation is limited, and the effect of shortening the valve opening operation time is reduced accordingly. Was.

【0025】本発明の目的は、バルブがストッパに当接
する際の衝撃を少なくして、しかも開弁動作に要する時
間を短縮することができるようにした内燃機関用インジ
ェクタ駆動方法及び該駆動方法を実施するために用いる
内燃機関用インジェクタ駆動装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a method of driving an injector for an internal combustion engine and a method of driving the same, which can reduce the impact when the valve comes into contact with the stopper and shorten the time required for the valve opening operation. An object of the present invention is to provide an injector drive device for an internal combustion engine used for the implementation.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明のインジェクタ駆
動方法は、噴口部を開閉するように設けられて開動作完
了位置がストッパにより規制されたバルブと該バルブを
駆動するソレノイドコイルとを有して、該ソレノイドコ
イルに所定の大きさの電流が与えられたときにバルブが
前記開動作完了位置に移動して内燃機関の燃料噴射空間
に燃料を噴射するインジェクタを、噴射指令信号(燃料
の噴射を行わせることを指令する信号)に応答して駆動
する内燃機関用インジェクタ駆動方法に関わるものであ
る。
An injector driving method according to the present invention includes a valve provided to open and close an injection port, the opening completion position of which is regulated by a stopper, and a solenoid coil for driving the valve. When a predetermined amount of current is applied to the solenoid coil, the valve moves to the opening completion position, and the injector that injects fuel into the fuel injection space of the internal combustion engine receives an injection command signal (fuel injection). (A signal instructing to perform the above operation).

【0027】本発明においては、噴射指令信号が与えら
れる前にピーク電流供給用コンデンサを充電しておき、
噴射指令信号が与えられた時にピーク電流供給用コンデ
ンサの充電を阻止した状態でピーク電流供給用コンデン
サの電荷をソレノイドコイルを通して放電させることに
より、ソレノイドコイルに振動電流を流して、該振動電
流が最初のピークを過ぎた後に迎える最初の零クロス点
付近のタイミングでバルブを開動作完了位置に到達さ
せ、振動電流が最初の零クロス点を過ぎてその極性が反
転した後、バルブが開動作完了位置にある間に該バルブ
を開動作完了位置に保持するために必要な大きさの保持
電流をソレノイドコイルに流して燃料の噴射を終了する
までの間該保持電流を流した状態を保持する。
In the present invention, the peak current supply capacitor is charged before the injection command signal is given,
By discharging the electric charge of the peak current supply capacitor through the solenoid coil in a state where charging of the peak current supply capacitor is stopped when the injection command signal is given, an oscillating current flows through the solenoid coil, and the oscillating current is initially The valve reaches the opening operation completion position at the timing near the first zero crossing point after passing the peak of, and after the oscillating current passes the first zero crossing point and the polarity is reversed, the valve opens the opening operation completion position. During this period, a holding current of a magnitude necessary for holding the valve at the opening operation completion position is supplied to the solenoid coil, and the state where the holding current is supplied is maintained until fuel injection is completed.

【0028】上記のように、ピーク電流供給用コンデン
サの充電を阻止した状態で、該ピーク電流供給用コンデ
ンサの電荷をソレノイドコイルとスイッチ手段とを通し
て放電させると、LCRの閉回路で生じる振動電流が駆
動電流としてソレノイドコイルに流れる。ピーク電流供
給用コンデンサの充電電圧を十分に高くし、振動電流の
周波数を高くして振動電流の立上りを十分に速くしてお
くと、噴射指令信号が与えられた時に、立上りの速い電
流を開弁電流として流すことができ、バルブを開動作完
了位置に向けて速やかに移動させることができる。また
振動電流の立上りを十分に速くしておくことにより、振
動電流が最初のピークを過ぎた後に迎える最初の零クロ
ス点付近のタイミングでバルブが開動作完了位置に到達
するように設定することができる。
As described above, when the charge of the peak current supply capacitor is discharged through the solenoid coil and the switch means while the charging of the peak current supply capacitor is prevented, the oscillating current generated in the closed circuit of the LCR is generated. It flows through the solenoid coil as drive current. If the charging voltage of the peak current supply capacitor is set high enough and the frequency of the oscillating current is raised to make the rising of the oscillating current fast enough, the fast-rising current is opened when the injection command signal is given. The current can flow as a valve current, and the valve can be quickly moved to the open operation completion position. Also, by setting the rising of the oscillating current sufficiently fast, it is possible to set the valve to reach the opening operation completion position at a timing near the first zero crossing point where the oscillating current passes after the first peak. it can.

【0029】このように、振動電流が最初のピークを過
ぎた後に迎える零クロス点付近でバルブが開動作完了位
置に到達するようにしておくと、ソレノイドの出力トル
クが小さくなっている状態でバルブを開動作完了位置に
到達させて、ストッパに当接させることができる。その
ため、バルブがストッパに当接する際に生じる衝撃を少
なくすることができ、開弁動作を速やかに行わせて、し
かもバルブの作動音を小さくすることができる。またバ
ルブがストッパに当接する際の衝撃を緩和できるため、
開動作完了時に生じるバルブの振動を少なくして、開動
作完了直後の噴射量を安定にすることができる。更に、
バルブの開動作完了時に生じる衝撃を緩和できるため、
インジェクタの寿命を長くすることができる。
As described above, if the valve reaches the opening operation completion position near the zero crossing point where the oscillating current passes after the first peak, the valve can be operated in a state where the output torque of the solenoid is small. Can reach the opening operation completion position and abut against the stopper. Therefore, it is possible to reduce the impact generated when the valve comes into contact with the stopper, to promptly perform the valve opening operation, and to reduce the operation sound of the valve. Also, since the impact when the valve abuts the stopper can be reduced,
Vibration of the valve generated when the opening operation is completed can be reduced, and the injection amount immediately after the completion of the opening operation can be stabilized. Furthermore,
Because the shock generated when the valve opening operation is completed can be reduced,
The life of the injector can be extended.

【0030】特に、機関の燃焼室内に直接燃料を噴射す
る筒内噴射を行わせるために用いるインジェクタでは、
バルブを閉位置に保持するためのバネの付勢力を強くし
ておく必要があるため、バルブを迅速に開くためにソレ
ノイドから大きな駆動力を発生させる必要があるが、上
記の方法によりインジェクタを駆動すれば、ピーク電流
供給用コンデンサの充電電圧を十分に高くしておくこと
により、開弁電流のピーク値を十分に大きくすることが
できるため、筒内噴射用のインジェクタであってもその
駆動を容易に行わせることができる。また上記の方法に
よると、開弁電流の立上りを十分に速くして、ソレノイ
ドコイルに大きな開弁電流が流れる時間を短くすること
ができるため、ソレノイドコイルからの発熱を過大にす
ることなく、開弁時間を短くすることができる。
Particularly, in an injector used for in-cylinder injection for directly injecting fuel into a combustion chamber of an engine,
Since it is necessary to increase the urging force of the spring for holding the valve in the closed position, it is necessary to generate a large driving force from the solenoid in order to quickly open the valve. If the charging voltage of the capacitor for supplying the peak current is sufficiently high, the peak value of the valve opening current can be sufficiently increased, so that even the in-cylinder injector can be driven. It can be done easily. Further, according to the above method, the rise of the valve-opening current can be made sufficiently fast, and the time during which a large valve-opening current flows through the solenoid coil can be shortened. Valve time can be shortened.

【0031】本発明に係わる内燃機関用インジェクタ駆
動装置は、噴口部を開閉するように設けられて開動作完
了位置がストッパにより規制されたバルブと該バルブを
駆動するソレノイドコイルとを有して、該ソレノイドコ
イルに所定の大きさの電流が与えられたときにバルブを
開いて内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射するインジ
ェクタを、噴射指令信号に応答して駆動するものであっ
て、本発明においては、一定の直流電圧を出力する充電
用電源と、ソレノイドコイルに対して直列に接続されて
充電用電源の出力電圧により充電されるピーク電流供給
用コンデンサと、開動作完了位置に変位したバルブを開
動作完了位置に保持するためにソレノイドコイルに流す
必要がある保持電流を出力する保持電流供給用電源と、
ピーク電流供給用コンデンサとソレノイドコイルとの直
列回路に対して並列に接続されるとともに、充電用電源
の出力端子間に対して並列に接続されて噴射指令信号が
与えられた時に導通するピーク電流供給用スイッチ手段
を有して該ピーク電流供給用スイッチ手段が導通したと
きに充電用電源の出力を短絡してピーク電流供給用コン
デンサの充電を阻止するとともに該コンデンサに蓄積さ
れた電荷をソレノイドコイルを通して放電させるための
閉回路を構成するスイッチ回路と、保持電流供給用電源
とソレノイドコイルとの間に設けられて導通した際に保
持電流供給用電源からソレノイドコイルに保持電流を供
給するように設けられた保持電流供給用スイッチ手段
と、噴射指令信号が与えられた時にピーク電流供給用ス
イッチ手段を導通させて上記閉回路を流れる振動電流が
最初のピークを過ぎた後その極性が反転したときにピー
ク電流供給用スイッチ手段を遮断状態にし、噴射指令信
号が与えられてから所定の初期駆動期間が経過した時に
保持電流供給用スイッチ手段を導通させて燃料の噴射を
終了するまでの間該保持電流供給用スイッチ手段を導通
状態に保持するようにピーク電流供給用スイッチ手段及
び保持電流供給用スイッチ手段を制御するスイッチ制御
装置とを設ける。
An injector driving device for an internal combustion engine according to the present invention includes a valve provided to open and close an injection port and having an opening operation completion position regulated by a stopper, and a solenoid coil for driving the valve. The present invention drives an injector that opens a valve to inject fuel into a fuel injection space of an internal combustion engine in response to an injection command signal when a predetermined amount of current is applied to the solenoid coil. , A charging power supply that outputs a constant DC voltage, a peak current supply capacitor that is connected in series to the solenoid coil and is charged by the output voltage of the charging power supply, and a valve that is displaced to the open operation completion position A holding current supply power supply that outputs a holding current that needs to flow through the solenoid coil to hold the
A peak current supply that is connected in parallel to the series circuit of the peak current supply capacitor and solenoid coil, and is connected in parallel between the output terminals of the charging power supply and conducts when an injection command signal is given. When the peak current supply switch is turned on, the output of the charging power supply is short-circuited to prevent charging of the peak current supply capacitor, and the electric charge accumulated in the capacitor is passed through the solenoid coil. A switch circuit that constitutes a closed circuit for discharging, and a switch circuit that is provided between the holding current supply power supply and the solenoid coil and is provided so as to supply a holding current from the holding current supply power supply to the solenoid coil when the power supply is turned on. The holding current supply switch means and the peak current supply switch means are turned on when the injection command signal is given. When the polarity of the oscillating current flowing through the closed circuit has passed the first peak and the polarity has been reversed, the peak current supply switch means is turned off, and a predetermined initial drive period has elapsed since the injection command signal was given. The peak current supply switch means and the hold current supply switch means are controlled so that the hold current supply switch means is sometimes turned on to keep the hold current supply switch means conductive until the fuel injection is completed. And a switch control device.

【0032】そして、ピーク電流供給用スイッチ手段が
導通したときに上記閉回路を流れる振動電流が最初のピ
ークを過ぎた後に迎える最初の零クロス点付近のタイミ
ングでバルブが開動作完了位置に到達するように、上記
ピーク電流供給用コンデンサの充電電圧と閉回路の回路
定数とを設定し、初期駆動期間内に前記振動電流が最初
の零クロス点を迎えてその極性が反転するように初期駆
動期間の長さを設定する。
Then, when the oscillating current flowing through the closed circuit has passed the first peak when the peak current supply switch means is turned on, the valve reaches the opening operation completion position near the first zero crossing point. As described above, the charging voltage of the peak current supply capacitor and the circuit constant of the closed circuit are set, and the initial driving period is set so that the oscillation current reaches the first zero crossing point and the polarity is inverted during the initial driving period. Set the length of

【0033】上記のインジェクタ駆動装置においては、
噴射指令信号が与えれる前に充電用電源の出力によりピ
ーク電流供給用コンデンサが充電される。噴射指令信号
が与えられると、ピーク電流供給用スイッチ手段が導通
してピーク電流供給用コンデンサの電荷をソレノイドコ
イルを通して放電させる閉回路を形成するため、該閉回
路を通して振動電流が流れる。本発明においては、この
振動電流が最初のピークを過ぎた後に迎える最初の零ク
ロス点付近のタイミングでインジェクタのバルブが開動
作完了位置に到達するようにしてあるため、バルブが開
動作完了位置に到達してストッパに当接する際には、ソ
レノイドのトルクが小さくなっている。そのため、バル
ブがストッパに当接する際に生じる衝撃を少なくするこ
とができ、バルブの作動音を小さくすることができる上
に、インジェクタの寿命を長くすることができる。また
バルブがストッパに当接する際の衝撃を緩和することが
できるため、開動作完了時に生じるバルブの振動を少な
くして、開動作完了直後の噴射量を安定にすることがで
きる。
In the above injector driving device,
Before the injection command signal is given, the peak current supply capacitor is charged by the output of the charging power supply. When the injection command signal is given, the peak current supply switch means is turned on to form a closed circuit for discharging the electric charge of the peak current supply capacitor through the solenoid coil, so that the oscillating current flows through the closed circuit. In the present invention, since the valve of the injector reaches the opening operation completion position at the timing near the first zero crossing point where the oscillating current reaches after the first peak, the valve is moved to the opening operation completion position. When it reaches and comes into contact with the stopper, the torque of the solenoid is reduced. Therefore, it is possible to reduce the impact generated when the valve comes into contact with the stopper, to reduce the operating noise of the valve, and to prolong the life of the injector. In addition, since the impact when the valve comes into contact with the stopper can be reduced, the vibration of the valve generated when the opening operation is completed can be reduced, and the injection amount immediately after the completion of the opening operation can be stabilized.

【0034】また上記のように、ピーク電流供給用スイ
ッチ手段を充電用電源の出力端子間に対して並列に接続
しておくと、噴射指令信号に応答して該スイッチ手段が
導通したときに充電用電源の出力を短絡してピーク電流
供給用コンデンサの充電を阻止するため、ピーク電流供
給用コンデンサの充電を阻止した状態で該コンデンサの
放電を行わせることができる。
As described above, if the switch means for peak current supply is connected in parallel between the output terminals of the power supply for charging, charging is performed when the switch means becomes conductive in response to the injection command signal. Since the output of the power supply is short-circuited to prevent charging of the peak current supply capacitor, the capacitor can be discharged while the charging of the peak current supply capacitor is prevented.

【0035】上記スイッチ回路は、充電用電源の出力電
圧により充電されたピーク電流供給用コンデンサの両端
の電圧及び充電用電源の出力電圧がアノードカソード間
に順方向に印加される向きにしてソレノイドコイルとピ
ーク電流供給用コンデンサとの直列回路に対して並列に
接続されるとともに、充電用電源の出力端子間に並列に
接続されたピーク電流供給用サイリスタと、ピーク電流
供給用サイリスタのアノードカソード間に逆並列接続さ
れたダイオードとにより構成することができる。
The switch circuit is arranged so that the voltage at both ends of the peak current supply capacitor charged by the output voltage of the charging power supply and the output voltage of the charging power supply are applied in the forward direction between the anode and the cathode. And a peak current supply thyristor connected in parallel with the series circuit of the peak current supply capacitor and the output terminal of the charging power supply, and an anode and a cathode of the peak current supply thyristor. It can be constituted by diodes connected in anti-parallel.

【0036】また保持電流供給用スイッチ手段は、保持
電流供給用電源とソレノイドコイルとの間にコレクタエ
ミッタ間回路が挿入されて、導通した際に保持電流供給
用電源からソレノイドコイルに保持電流を供給するよう
に設けられた保持電流供給用トランジスタにより構成す
ることができる。
The holding current supply switch means supplies a holding current from the holding current supply power supply to the solenoid coil when a circuit between the collector and the emitter is inserted between the holding current supply power supply and the solenoid coil and the circuit is turned on. And a holding current supply transistor provided to perform the operation.

【0037】この場合、スイッチ制御装置は、噴射指令
信号が与えられた時にピーク電流供給用サイリスタを導
通させ、噴射指令信号が与えられてから所定の初期駆動
期間が経過した時に保持電流供給用トランジスタを導通
させて、噴射指令信号が消滅するまでの間該保持電流供
給用トランジスタを導通状態に保持するように構成す
る。
In this case, the switch control device turns on the peak current supply thyristor when the injection command signal is given, and holds the holding current supply transistor when a predetermined initial drive period has elapsed after the injection command signal was given. And the holding current supply transistor is held in a conductive state until the injection command signal disappears.

【0038】また、ピーク電流供給用サイリスタが導通
したときにピーク電流供給用コンデンサとソレノイドコ
イルとピーク電流供給用サイリスタ及びダイオードとに
より構成された閉回路を流れる振動電流が最初のピーク
を過ぎた後に迎える最初の零クロス点付近のタイミング
でバルブが開動作完了位置に到達するようにピーク電流
供給用コンデンサの充電電圧と閉回路の回路定数とを設
定し、初期駆動期間内に上記振動電流が最初の零クロス
点を過ぎてその極性が反転するように初期駆動期間の長
さを設定する。
When the oscillating current flowing through the closed circuit constituted by the peak current supply capacitor, the solenoid coil, the peak current supply thyristor, and the diode has passed the first peak when the peak current supply thyristor is turned on, The charging voltage of the capacitor for supplying the peak current and the circuit constant of the closed circuit are set so that the valve reaches the opening operation completion position at the timing near the first zero crossing point to be reached. The initial drive period is set so that its polarity is reversed after passing through the zero cross point.

【0039】本発明においては、インジェクタに開弁電
流を流す際に、ピーク電流供給用コンデンサの充電を阻
止した状態で、該コンデンサとソレノイドコイルとスイ
ッチ回路とにより構成される閉回路を通してピーク電流
供給用コンデンサを放電させることが重要である。その
ため、開弁電流を流す際には充電用電源の出力がピーク
電流供給用コンデンサに印加されないようにしておくこ
とが必要である。
In the present invention, when the valve opening current is supplied to the injector, the charging of the peak current supply capacitor is prevented, and the peak current supply is performed through the closed circuit constituted by the capacitor, the solenoid coil, and the switch circuit. It is important to discharge the capacitor for use. Therefore, it is necessary to prevent the output of the charging power supply from being applied to the peak current supply capacitor when flowing the valve opening current.

【0040】本発明においては、ピーク電流供給用スイ
ッチ手段が導通したときにピーク電流供給用コンデンサ
と該スイッチ手段を含むスイッチ回路とソレノイドコイ
ルとからなる閉回路を通して放電させることによりソレ
ノイドコイルに振動電流を流して、該振動電流が最初の
ピークを過ぎた後に迎える零クロス点付近のタイミング
でインジェクタのバルブを開動作完了位置に到達させ
る。そのためには、振動電流の立上りを十分に速くする
とともに、その最初のピーク値を従来のピークホールド
方式のインジェクタ駆動方法で流していたピーク電流の
ピーク値よりも十分に大きくすることにより、噴射指令
信号が与えられると同時にバルブを開動作完了位置に向
けて高速度で変位させ、振動電流が最初のピークを過ぎ
てソレノイドのトルクが低下した後は、バルブを慣性に
より開動作完了位置に向けて変位させて、振動電流が最
初のピークを過ぎて最初に迎える零クロス点付近で、該
バルブを開動作完了位置に到達させるようにする。
According to the present invention, when the peak current supply switch is turned on, the current is discharged through a closed circuit including the peak current supply capacitor, the switch circuit including the switch, and the solenoid coil, so that the oscillating current is supplied to the solenoid coil. To cause the valve of the injector to reach the opening operation completion position at a timing near the zero crossing point where the oscillating current passes after the first peak. For this purpose, the injection command is increased by making the rising of the oscillating current sufficiently fast and making its initial peak value sufficiently larger than the peak value of the peak current flowing by the conventional peak hold type injector driving method. At the same time as the signal is given, the valve is displaced at a high speed toward the opening operation completion position, and after the oscillating current passes the first peak and the torque of the solenoid decreases, the valve is moved to the opening operation completion position by inertia. The valve is displaced so that the valve reaches the opening operation completion position near the zero crossing point where the oscillating current first reaches after the first peak.

【0041】上記のような波形の開弁電流を得るために
は、ピーク電流供給用コンデンサを放電させる閉回路を
流れる電流の振動が減衰振動となるように、閉回路の回
路定数が設定されていることが必要である。閉回路に存
在するインダクタンスをL、静電容量をC、抵抗分をR
とすると、周知のように、該閉回路を通してピーク電流
供給用コンデンサの電荷を放電させた際に流れる電流の
振動を減衰振動とするための条件は、R2 <4L/Cで
ある。
In order to obtain the valve opening current having the above-described waveform, the circuit constant of the closed circuit is set so that the oscillation of the current flowing through the closed circuit for discharging the peak current supply capacitor becomes a damped oscillation. It is necessary to be. L is inductance, C is capacitance, and R is resistance in a closed circuit.
Then, as is well known, the condition for making the oscillation of the current flowing when the electric charge of the peak current supply capacitor is discharged through the closed circuit into the damped oscillation is R 2 <4 L / C.

【0042】本発明において、保持電流供給用スイッチ
手段を導通状態にするタイミング(所期駆動期間の終
期)は、次の条件を満たすように設定する。
In the present invention, the timing at which the holding current supply switch is turned on (the end of the intended driving period) is set so as to satisfy the following condition.

【0043】イ.閉回路を流れる振動電流が最初のピー
クを過ぎた後、最初に迎える零クロス点付近の時刻とす
ること。
A. After the oscillating current flowing through the closed circuit has passed the first peak, it should be near the zero crossing point where it first arrives.

【0044】ロ.バルブが開動作完了位置に到達した後
の時刻であること。
B. The time must be after the valve has reached the opening operation completion position.

【0045】ハ.ソレノイドのトルクが低下してバルブ
が復帰バネの付勢力により開動作完了位置から離れる時
刻よりは前の時刻であること。
C. The time before the time when the torque of the solenoid decreases and the valve leaves the opening operation completion position by the urging force of the return spring.

【0046】ニ.インジェクタのバルブを開動作完了位
置に到達させる開弁動作から、該バルブを開動作完了位
置に保持する保持動作への移行を安定に行わせることが
できる時刻であること。
D. It is a time when the shift from the valve opening operation of bringing the valve of the injector to the opening operation completion position to the holding operation of holding the valve at the opening operation completion position can be performed stably.

【0047】本発明において、開弁電流は、常に、定数
が決まったLCRの閉回路を流れる振動電流であるた
め、ピーク電流供給用コンデンサの充電電圧を一定にし
ておけば、上記保持電流供給用スイッチ手段を導通させ
るタイミングは常に一定にすることができる。従って、
保持電流供給用スイッチ手段を導通状態にするタイミン
グ(所期駆動期間の終期)は、計算及び実験などにより
予め決めておけばよく、機関の回転数などに応じて制御
する必要はない。
In the present invention, since the valve-opening current is always an oscillating current flowing through the closed circuit of the LCR having a fixed constant, if the charging voltage of the peak current supply capacitor is kept constant, the above-mentioned holding current supply The timing for turning on the switch means can be always constant. Therefore,
The timing at which the holding current supply switch unit is turned on (the end of the intended driving period) may be determined in advance by calculation, experiment, or the like, and need not be controlled according to the engine speed or the like.

【0048】上記ピーク電流供給用コンデンサを充電す
る充電用電源は、該コンデンサを十分に高い電圧まで充
電することができるように、出力電圧が高いものである
ことが必要である。この充電用電源部としては、内燃機
関により駆動される磁石式交流発電機内の発電コイルの
出力電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力電圧
を一定値に保つように制御する定電圧制御回路とにより
構成することができる。またバッテリと該バッテリの出
力電圧を昇圧して一定の高電圧を出力するDC−DCコ
ンバータとにより充電用電源部を構成することもでき
る。
The charging power supply for charging the peak current supply capacitor needs to have a high output voltage so that the capacitor can be charged to a sufficiently high voltage. The charging power supply unit includes a rectifier circuit for rectifying an output voltage of a power generation coil in a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, and a constant voltage control for controlling the output voltage of the rectifier circuit to maintain a constant value. And a circuit. Also, a charging power supply unit can be configured by a battery and a DC-DC converter that boosts the output voltage of the battery and outputs a constant high voltage.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係わる内燃機関用
インジェクタ駆動方法を実施するために用いるインジェ
クタ駆動装置の構成を示したものである。図1におい
て、3aは一端が接地されたインジェクタのソレノイド
コイルで、ソレノイドコイル3aは、インダクタンス3
a1と抵抗分3a2とを有している。10は内燃機関により
駆動される磁石式交流発電機内に設けられたインジェク
タ駆動用発電コイルで、この発電コイルは、機関の回転
に同期して交流電圧を発生する。発電コイル10の出力
は整流回路11により整流された後定電圧電源回路12
に入力されている。定電圧電源回路12は、例えば整流
回路11の出力により充電される電源コンデンサと、該
電源コンデンサの充電電圧を一定値に保つように制御す
る制御回路とからなっていて、一定の直流電圧をコンデ
ンサ充電用電圧として出力する。この例では、発電コイ
ル10と整流回路11と定電圧電源回路12とにより、
充電用電源13が構成されている。
FIG. 1 shows the configuration of an injector driving device used to carry out an injector driving method for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 3a denotes a solenoid coil of an injector whose one end is grounded.
a1 and a resistor 3a2. Reference numeral 10 denotes an injector driving power generation coil provided in a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine. The power generation coil generates an AC voltage in synchronization with rotation of the engine. The output of the power generation coil 10 is rectified by a rectifier
Has been entered. The constant voltage power supply circuit 12 includes, for example, a power supply capacitor charged by the output of the rectifier circuit 11 and a control circuit that controls the charging voltage of the power supply capacitor to maintain a constant value. Output as charging voltage. In this example, the power generation coil 10, the rectifier circuit 11, and the constant voltage power supply circuit 12
A charging power supply 13 is configured.

【0050】ソレノイドコイル3aの他端にはピーク電
流供給用コンデンサ14の一端が接続されて、該コンデ
ンサとソレノイドコイル3aとが直列に接続され、ピー
ク電流供給用コンデンサ14とソレノイドコイル3aと
の直列回路の両端には、カソードをコンデンサ14の他
端に接続したダイオード15を通して充電用電源13の
出力電圧が印加されている。従って、ピーク電流供給用
コンデンサ14は充電用電源13の出力電圧によりダイ
オード15とソレノイドコイル3aを通して図示の極性
に充電される。
One end of a peak current supply capacitor 14 is connected to the other end of the solenoid coil 3a. The capacitor and the solenoid coil 3a are connected in series, and the peak current supply capacitor 14 and the solenoid coil 3a are connected in series. The output voltage of the charging power supply 13 is applied to both ends of the circuit through the diode 15 having the cathode connected to the other end of the capacitor 14. Therefore, the peak current supply capacitor 14 is charged to the polarity shown in the figure through the diode 15 and the solenoid coil 3a by the output voltage of the charging power supply 13.

【0051】ピーク電流供給用コンデンサ14とソレノ
イドコイル3aとの直列回路の両端にはまた、ピーク電
流供給用サイリスタ16がそのカソードを接地側に向け
た状態で接続され、サイリスタ16の両端にはダイオー
ド17が逆並列接続されている。サイリスタ16のゲー
トカソード間には抵抗18が接続され、スイッチ制御装
置19のトリガ信号出力端子19aが抵抗20を通して
サイリスタ16のゲートに接続されている。
A thyristor 16 for supplying peak current is connected to both ends of a series circuit of the capacitor 14 for supplying peak current and the solenoid coil 3a with its cathode facing the ground, and a diode is connected to both ends of the thyristor 16. 17 are connected in anti-parallel. A resistor 18 is connected between the gate and cathode of the thyristor 16, and a trigger signal output terminal 19 a of the switch control device 19 is connected to the gate of the thyristor 16 through the resistor 20.

【0052】図示の例では、サイリスタ16と抵抗18
及び20とにより、ピーク電流供給用スイッチ手段が構
成されている。またこのピーク電流供給用スイッチ手段
とダイオード17とにより双方向に電流を流し得るスイ
ッチ回路21が構成され、サイリスタ16が導通したと
きに、コンデンサ14−スイッチ回路21−ソレノイド
コイル3a−コンデンサ14の閉回路が構成されて、こ
の閉回路を通して振動電流が流れるようになっている。
In the illustrated example, the thyristor 16 and the resistor 18
And 20 constitute a peak current supply switch means. A switch circuit 21 capable of flowing current in both directions is constituted by the peak current supply switch means and the diode 17, and when the thyristor 16 is turned on, the capacitor 14-the switch circuit 21-the solenoid coil 3a-the capacitor 14 is closed. A circuit is configured so that an oscillating current flows through the closed circuit.

【0053】また22は保持電流供給用電源で、図示の
例では、保持電流供給用電源22がバッテリからなって
おり、その負極端子が接地されている。保持電流供給用
電源22の正極端子はPNPトランジスタからなる保持
電流供給用トランジスタ23のエミッタに接続され、該
トランジスタ23のコレクタは抵抗24とダイオード2
5とを通してソレノイドコイル3aとピーク電流供給用
コンデンサ14との接続点に接続されている。トランジ
スタ23のエミッタベース間には抵抗26が接続され、
トランジスタ23のベースは抵抗27を通してスイッチ
制御装置19の駆動信号出力端子19bに接続されてい
る。トランジスタ23と抵抗24,26及び27とによ
り、保持電流供給用スイッチ手段28が構成されてい
る。
Reference numeral 22 denotes a holding current supply power supply. In the illustrated example, the holding current supply power supply 22 is formed of a battery, and its negative terminal is grounded. The positive terminal of the holding current supply power supply 22 is connected to the emitter of a holding current supply transistor 23 composed of a PNP transistor, and the collector of the transistor 23 is connected to the resistor 24 and the diode 2.
5 is connected to a connection point between the solenoid coil 3a and the peak current supply capacitor 14. A resistor 26 is connected between the emitter and the base of the transistor 23,
The base of the transistor 23 is connected to the drive signal output terminal 19b of the switch control device 19 through the resistor 27. The transistor 23 and the resistors 24, 26 and 27 constitute a holding current supply switch means 28.

【0054】図1に示した内燃機関用インジェクタ駆動
装置においては、内燃機関の回転に伴って磁石発電機内
の発電コイル10が発生する電圧により整流回路11と
定電圧電源回路12とを通して充電用電源13が一定の
直流電圧を出力する。サイリスタ16が遮断状態にある
ときに、充電用電源13が出力する一定の直流電圧によ
り、ダイオード15とソレノイドコイル3aとを通し
て、ピーク電流供給用コンデンサ14が図示の極性に充
電される。
In the injector driving device for an internal combustion engine shown in FIG. 1, a power supply for charging is supplied through a rectifier circuit 11 and a constant voltage power supply circuit 12 by a voltage generated by a power generation coil 10 in a magnet generator as the internal combustion engine rotates. 13 outputs a constant DC voltage. When the thyristor 16 is in the cut-off state, the peak current supply capacitor 14 is charged to the illustrated polarity by the constant DC voltage output from the charging power supply 13 through the diode 15 and the solenoid coil 3a.

【0055】図2は、図1の各部の信号波形とバルブの
動作とを示したもので、図2において、(A)は噴射指
令信号Vj の波形を示し、(B)及び(C)はそれぞれ
スイッチ制御装置19の出力端子19a及び19bから
出力される信号の波形を示している。また図2(D)は
ソレノイドコイル3aを流れる駆動電流Id の波形を示
し、(E)はインジェクタのバルブの位置Pの変化を示
している。図2(E)において、P1 はインジェクタの
バルブの閉位置を示し、P2 は開動作完了位置を示して
いる。
FIG. 2 shows signal waveforms at various points in FIG. 1 and the operation of the valve. In FIG. 2, (A) shows the waveform of the injection command signal Vj, and (B) and (C) show the waveforms. The waveforms of the signals output from the output terminals 19a and 19b of the switch control device 19 are shown. FIG. 2D shows a waveform of the drive current Id flowing through the solenoid coil 3a, and FIG. 2E shows a change in the position P of the injector valve. In FIG. 2E, P1 indicates the closed position of the injector valve, and P2 indicates the open operation completion position.

【0056】スイッチ制御装置19には、燃料の噴射開
始時期に図示しないインジェクタ制御装置から噴射指令
信号Vj が与えられる。インジェクタ制御装置は例えば
マイクロコンピュータを備えていて、内燃機関の回転数
やスロットルバルブ開度、あるいは大気圧などの各種の
制御条件に対して燃料の噴射開始時期と噴射時間とを演
算して、演算した噴射時間に相応した信号幅を有する矩
形波状の噴射指令信号Vj を発生する。
The switch control device 19 is supplied with an injection command signal Vj from an injector control device (not shown) at the fuel injection start timing. The injector control device includes, for example, a microcomputer, and calculates a fuel injection start timing and an injection time with respect to various control conditions such as the rotation speed of the internal combustion engine, the throttle valve opening, or the atmospheric pressure. The injection command signal Vj of a rectangular waveform having a signal width corresponding to the determined injection time is generated.

【0057】図2(A)に示すように、噴射指令信号V
j は燃料の噴射を開始する時期に立上る矩形波状の信号
で、その信号幅は燃料を噴射する時間(燃料噴射時間)
に相応している。
As shown in FIG. 2A, the injection command signal V
j is a square wave signal that rises at the time of starting fuel injection, and its signal width is the fuel injection time (fuel injection time)
It corresponds to.

【0058】スイッチ制御装置19は、噴射指令信号V
j が与えられたときに、図2(B)に示すようなパルス
波形のトリガ信号Vg を出力端子19aからサイリスタ
16に与える。スイッチ制御装置19はまた、噴射指令
信号Vj が与えられた時刻から一定の初期駆動期間To
が経過した時に出力端子19bの電位Vb を高レベルの
状態から低レベル(接地電位)の状態に変化させ、噴射
指令信号Vj が消滅した時に出力端子19bの電位Vb
を高レベルの状態に復帰させる。
The switch controller 19 controls the injection command signal V
When j is given, a trigger signal Vg having a pulse waveform as shown in FIG. 2B is given from the output terminal 19a to the thyristor 16. The switch control device 19 also sets a fixed initial drive period To from the time when the injection command signal Vj is given.
The potential Vb of the output terminal 19b is changed from a high level to a low level (ground potential) when the injection command signal Vj disappears.
To a high level.

【0059】スイッチ制御装置19は、例えば、噴射指
令信号Vj の立上りを微分してパルス信号(トリガ信号
Vg )を発生する微分回路と、噴射指令信号Vj が発生
したときに初期駆動期間To の計測を開始する時限動作
を開始して、初期駆動期間の計測が完了した時に出力端
子の電位を高レベルの状態から低レベルの状態に変化さ
せるタイマ回路とにより構成できる。
The switch controller 19 differentiates the rise of the injection command signal Vj to generate a pulse signal (trigger signal Vg), for example, and measures the initial drive period To when the injection command signal Vj is generated. And a timer circuit that changes the potential of the output terminal from a high-level state to a low-level state when the measurement of the initial drive period is completed.

【0060】時刻t1 で噴射指令信号Vj が与えられ
て、サイリスタ16にトリガ信号Vgが与えられると、
ピーク電流供給用コンデンサ14の両端の電圧が順方向
に印加されているサイリスタ16が導通する。サイリス
タ16が導通すると、充電用電源13の出力端子間が短
絡されるため、充電用電源13によるピーク電流供給用
コンデンサ14の充電が阻止される。またサイリスタ1
6が導通すると、ピーク電流供給用コンデンサ14の電
荷がサイリスタ16とソレノイドコイル3aとを通して
放電する。この放電によりピーク電流供給用コンデンサ
14が図示の極性と反対の極性に充電されると、サイリ
スタ16のアノードカソード間が逆バイアスされるた
め,サイリスタ16を流れていたアノード電流が保持電
流値以下になった時に該サイリスタ16が遮断状態にな
る。ピーク電流供給用コンデンサ14の最初の放電によ
り、該コンデンサが図示の極性と反対の極性に充電され
るとコンデンサ14の電荷がソレノイドコイル3aとダ
イオード17とを放電する。このようにして、コンデン
サ14とスイッチ回路21とソレノイドコイル3aとか
らなる閉回路を通して図2(D)に示すような振動電流
Id1が流れ、この振動電流が開弁電流となる。上記閉回
路を通して振動電流Id1が流れると、インジェクタのバ
ルブが閉位置P1 から開動作完了位置P2 に向けて変位
する。本発明においては、バルブが開動作完了位置P2
に到達する前に振動電流Id1がピークを過ぎて最初の零
クロス点tz に向けて減衰していくように、振動電流の
周波数を十分に高くして、その立上りを速くしておく。
また振動電流Id1がピークに達するまでの間にバルブを
十分に加速して、振動電流がピークを過ぎて減衰してい
く過程でもバルブが開動作完了位置側への変位を続ける
ように、振動電流のピーク値を十分に大きくしておき、
振動電流Id1が最初のピークを過ぎた後に最初に迎える
零クロス点tZ 付近のタイミングta でバルブが開動作
完了位置P2 に到達するように、閉回路の回路定数(ソ
レノイドコイル3aのインダクタンスL及び抵抗分R、
コンデンサ14の静電容量Cなど)とピーク電流供給用
コンデンサ14の充電電圧とを設定しておく。
When the injection command signal Vj is given at time t 1 and the trigger signal Vg is given to the thyristor 16,
The thyristor 16 to which the voltage across the peak current supply capacitor 14 is applied in the forward direction conducts. When the thyristor 16 is turned on, the output terminals of the charging power supply 13 are short-circuited, so that charging of the peak current supply capacitor 14 by the charging power supply 13 is prevented. Thyristor 1
When 6 conducts, the electric charge of the peak current supply capacitor 14 is discharged through the thyristor 16 and the solenoid coil 3a. When the discharge causes the peak current supply capacitor 14 to be charged to the polarity opposite to the illustrated polarity, the anode-cathode of the thyristor 16 is reverse-biased, so that the anode current flowing through the thyristor 16 becomes less than the holding current value. When this happens, the thyristor 16 is turned off. When the capacitor is charged to the polarity opposite to the illustrated polarity by the first discharge of the peak current supply capacitor 14, the charge of the capacitor 14 discharges the solenoid coil 3a and the diode 17. Thus, the oscillating current Id1 as shown in FIG. 2D flows through the closed circuit including the capacitor 14, the switch circuit 21, and the solenoid coil 3a, and this oscillating current becomes the valve opening current. When the oscillating current Id1 flows through the closed circuit, the valve of the injector is displaced from the closed position P1 to the open operation completion position P2. In the present invention, the valve is in the open operation completion position P2.
Before reaching, the frequency of the oscillating current is set sufficiently high so that the oscillating current Id1 passes through the peak and attenuates toward the first zero crossing point tz, so that its rise is made faster.
In addition, the valve is sufficiently accelerated until the oscillation current Id1 reaches a peak, and the oscillation current is adjusted so that the valve continues to be displaced to the opening operation completion position side even in a process where the oscillation current decays past the peak. Make the peak value of
The circuit constant of the closed circuit (the inductance L and the resistance Minute R,
The capacitance C of the capacitor 14 and the charging voltage of the peak current supply capacitor 14 are set in advance.

【0061】そして、バルブが開動作完了位置に到達し
た後、該バルブが開動作完了位置に保持されている間
に、スイッチ制御装置19の出力端子の電位を低下させ
て(保持電流供給用スイッチ手段を構成するトランジス
タ23に駆動信号を与えて)、トランジスタ23を導通
状態にし、保持電流供給用電源22からトランジスタ2
3のエミッタコレクタ間−抵抗24−ダイオード25−
ソレノイドコイル3a−保持電流供給用電源22の経路
でソレノイドコイル3aに保持電流Id2を流して、バル
ブを開動作完了位置に保持する。噴射指令信号Vj が消
滅した時にスイッチ制御装置19の出力端子19bの電
位を高レベルにしてトランジスタ23を遮断状態にして
ソレノイドコイルへの保持電流の供給を停止させ、イン
ジェクタのバルブを閉位置に復帰させる。
Then, after the valve reaches the opening operation completion position, while the valve is held at the opening operation completion position, the potential of the output terminal of the switch control device 19 is lowered (the holding current supply switch). (A drive signal is given to the transistor 23 constituting the means), and the transistor 23 is turned on.
3 between emitter-collector-resistor 24-diode 25-
The holding current Id2 is passed through the solenoid coil 3a through the path between the solenoid coil 3a and the holding current supply power supply 22 to hold the valve at the opening operation completion position. When the injection command signal Vj disappears, the potential of the output terminal 19b of the switch control device 19 is set to a high level to turn off the transistor 23 to stop the supply of the holding current to the solenoid coil and return the valve of the injector to the closed position. Let it.

【0062】なお図5(A),(B)は、LCRの閉回
路に流れる減衰振動の振動電流のみをソレノイドコイル
3aに流したときのバルブの位置の変化を示している。
図5に示したように、ソレノイドコイルに振動電流のみ
を流した場合には、振動電流の最初の零クロス点ではバ
ルブが開動作完了位置に保持されるが、2回目以降の零
クロス点付近ではバルブが開動作完了位置P2 から離れ
る現象が生じる。従って、保持電流への切替は、最初の
零クロス点の直後に行うのが好ましい。
FIGS. 5A and 5B show the change in the valve position when only the oscillating current of the damped oscillation flowing in the closed circuit of the LCR flows through the solenoid coil 3a.
As shown in FIG. 5, when only an oscillating current is supplied to the solenoid coil, the valve is held at the opening operation completion position at the first zero crossing point of the oscillating current. Then, a phenomenon occurs in which the valve moves away from the opening operation completion position P2. Therefore, the switching to the holding current is preferably performed immediately after the first zero cross point.

【0063】上記のように、振動電流が最初のピークを
過ぎた後に迎える零クロス点付近でバルブが開動作完了
位置に到達するようにしておくと、ソレノイドの出力ト
ルクが小さくなっている状態でバルブを開動作完了位置
に到達させて、ストッパに当接させることができる。そ
のため、バルブがストッパに当接する際に生じる衝撃を
少なくすることができ、バルブの開弁動作を速やかに行
わせて、しかもバルブの作動音を小さくすることができ
る。またバルブがストッパに当接する際の衝撃を緩和で
きるため、開動作完了時に生じるバルブの振動を少なく
して、開動作完了直後の噴射量を安定にすることができ
る。更に、バルブの開動作完了時に生じる衝撃を緩和で
きるため、インジェクタの寿命を長くすることができ
る。
As described above, if the valve reaches the opening operation completion position near the zero cross point where the oscillating current passes after the first peak, the output torque of the solenoid is reduced. The valve can be brought to the opening operation completion position and brought into contact with the stopper. Therefore, it is possible to reduce an impact generated when the valve comes into contact with the stopper, to promptly open the valve, and to reduce the operation noise of the valve. Further, since the impact when the valve abuts on the stopper can be reduced, the vibration of the valve generated at the time of the completion of the opening operation can be reduced, and the injection amount immediately after the completion of the opening operation can be stabilized. Further, since the impact generated when the opening operation of the valve is completed can be reduced, the life of the injector can be prolonged.

【0064】本発明のインジェクタ駆動方法により、開
弁動作を迅速に行わせるためには、ピーク電流供給用コ
ンデンサ14の充電電圧を充分に高くして開弁動作時に
ソレノイドコイルに流れる振動電流の最初のピーク値を
大きくする必要があるが、バルブが開動作完了位置に到
達する際にソレノイドコイルに流れている電流は小さい
方がよいので、ピーク電流供給用コンデンサ14として
は静電容量が小さいものを用いればよい。
In order to promptly perform the valve opening operation by the injector driving method of the present invention, the charging voltage of the peak current supply capacitor 14 is made sufficiently high so that the initial value of the oscillating current flowing through the solenoid coil during the valve opening operation is increased. It is necessary to increase the peak value of the current. However, it is better that the current flowing through the solenoid coil when the valve reaches the opening operation completion position is small. May be used.

【0065】本明細書では、噴射指令信号が発生する時
期を噴射開始時期としているが、噴射指令信号が与えら
れてから実際にインジェクタのバルブが開くまでには遅
れがあるため、噴射指令信号の発生時期と実際の噴射開
始時期とは厳密には一致しない。インジェクタからの燃
料噴射量は、インジェクタのバルブが実際に開状態を保
持する時間と該インジェクタに与えられる燃料の圧力と
により決まるので、噴射指令信号の時間幅は、インジェ
クタのバルブの開動作の遅れ時間を考慮して演算する。
In this specification, the timing at which the injection command signal is generated is defined as the injection start timing. However, there is a delay from when the injection command signal is given to when the valve of the injector is actually opened. The occurrence time does not exactly coincide with the actual injection start time. Since the amount of fuel injected from the injector is determined by the time during which the injector valve is actually kept open and the pressure of the fuel applied to the injector, the time width of the injection command signal depends on the delay in the opening operation of the injector valve. Calculate considering time.

【0066】開弁電流Id1の波形を上記のような波形に
するためには、ピーク電流供給用コンデンサを閉回路を
通して放電させた際に生じる振動を減衰振動するように
閉回路の回路定数を設定することが必要がある。ソレノ
イドコイル3aのインダクタンスをL、抵抗分をR及び
ピーク電流供給用コンデンサ14の静電容量をCとする
と、ピーク電流供給用コンデンサ14とスイッチ回路2
1とソレノイドコイル3aとにより構成される閉回路を
流れる電流に生じる振動を減衰振動とするために必要な
条件は、周知のように、R2 <4L/Cである。すなわ
ち、ピーク電流供給用コンデンサ15の放電を行わせる
LCRの閉回路は、少なくともR2 <4L/Cの条件を
満たす回路であることが必要である。
In order to make the waveform of the valve-opening current Id1 as described above, the circuit constant of the closed circuit is set so as to attenuate the vibration generated when the peak current supply capacitor is discharged through the closed circuit. Need to do that. Assuming that the inductance of the solenoid coil 3a is L, the resistance is R, and the capacitance of the peak current supply capacitor 14 is C, the peak current supply capacitor 14 and the switch circuit 2
As is well known, R 2 <4 L / C is a condition necessary to make the vibration generated in the current flowing through the closed circuit formed by the solenoid 1 and the solenoid coil 3a into damped vibration. That is, the closed circuit of the LCR for discharging the peak current supply capacitor 15 needs to be a circuit satisfying at least the condition of R 2 <4 L / C.

【0067】上記閉回路の回路定数は一定であるため、
保持電流供給用トランジスタ23を遮断状態にする時刻
(初期駆動期間To )は、実験または計算により予め求
めた適当な時刻に固定することができ、制御する必要は
ない。
Since the circuit constant of the closed circuit is constant,
The time at which the holding current supply transistor 23 is turned off (initial drive period To) can be fixed to an appropriate time obtained in advance by experiment or calculation and need not be controlled.

【0068】本発明においては、開弁動作の開始時にソ
レノイドコイルにピーク値が大きな開弁電流を流すの
で、インジェクタとしては、線径が大きいコイル導体を
用いてソレノイドコイルを巻回して、その内部抵抗を1
〜2Ω程度に小さくしたものを用いるのが好ましい。機
関の燃焼室内に直接燃料を噴射するために一般に用いら
用れている筒内噴射用インジェクタはこのような条件を
満たしているので、本発明は、筒内噴射用インジェクタ
を駆動する場合に特に有用である。
In the present invention, a valve opening current having a large peak value is applied to the solenoid coil at the start of the valve opening operation. Therefore, as the injector, the solenoid coil is wound using a coil conductor having a large wire diameter and the inside thereof is wound. One resistance
It is preferable to use one reduced to about 2Ω. Since the in-cylinder injector generally used for directly injecting fuel into the combustion chamber of the engine satisfies such a condition, the present invention is particularly suitable for driving the in-cylinder injector. Useful.

【0069】上記の例では、ピーク電流供給用コンデン
サ14を充電する充電用電源13を、磁石式交流発電機
内の発電コイルと、該発電コイルの出力電圧を整流して
定電圧化する回路とにより構成したが、バッテリと該バ
ッテリの電圧を昇圧するDC−DCコンバータ(チョッ
パ回路)とにより充電用電源13を構成することもでき
る。
In the above example, the charging power supply 13 for charging the peak current supply capacitor 14 is provided by the power generating coil in the magnet type AC generator and a circuit for rectifying the output voltage of the power generating coil to make it a constant voltage. Although the configuration has been described, the charging power supply 13 may be configured by a battery and a DC-DC converter (chopper circuit) that boosts the voltage of the battery.

【0070】また保持電流供給用電源22も上記の例に
限定されるものではなく、磁石発電機の出力を整流して
一定の直流電圧を出力する回路により保持電流供給用電
源18を構成することもできる。
Further, the holding current supply power supply 22 is not limited to the above-described example. The holding current supply power supply 18 may be constituted by a circuit that rectifies the output of the magnet generator and outputs a constant DC voltage. Can also.

【0071】図3は、図1に示したインジェクタ駆動装
置のスイッチ制御装置19の具体的な構成例を示したも
のである。図3に示した例では、マイクロコンピュータ
30によりインジェクタ制御装置が構成されていて、マ
イクロコンピュータ30の出力ポートから噴射指令信号
Vj が出力される。マイクロコンピュータ30の出力ポ
ートにはエミッタが接地されたPNPトランジスタ31
のベースが抵抗32を通して接続され、トランジスタ3
1のベースエミッタ間には抵抗33が接続されている。
トランジスタ31のコレクタは抵抗34を通して図示し
ない直流電源の正極端子に接続されるとともに、抵抗3
5を通してPNPトランジスタ36のベースに接続され
ている。トランジスタ36のエミッタは図示しない直流
電源の正極端子に接続され、エミッタベース間には抵抗
37が接続されている。トランジスタ36のコレクタは
抵抗38を通して接地電位部に接続されるとともに、微
分コンデンサ39を通して、サイリスタ16のゲートに
接続されている。この例では、微分コンデンサ39とサ
イリスタ16のゲートカソード間に接続された抵抗18
とにより微分回路が構成されている。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the switch control device 19 of the injector driving device shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the injector control device is constituted by the microcomputer 30, and the injection command signal Vj is output from the output port of the microcomputer 30. An output port of the microcomputer 30 has a PNP transistor 31 whose emitter is grounded.
Are connected through a resistor 32, and the transistor 3
A resistor 33 is connected between one base emitter.
The collector of the transistor 31 is connected to the positive terminal of a DC power supply (not shown) through a resistor 34 and the resistor 3
5 is connected to the base of the PNP transistor 36. The emitter of the transistor 36 is connected to the positive terminal of a DC power supply (not shown), and a resistor 37 is connected between the emitter and the base. The collector of the transistor 36 is connected to the ground potential through a resistor 38 and to the gate of the thyristor 16 through a differential capacitor 39. In this example, a resistor 18 connected between the differential capacitor 39 and the gate cathode of the thyristor 16 is used.
Constitute a differentiating circuit.

【0072】トランジスタ31のコレクタはまた、エミ
ッタが接地されたNPNトランジスタ40のベースに抵
抗41を通して接続されている。トランジスタ40のベ
ースエミッタ間にはタイマコンデンサ42が接続され、
抵抗41の両端にはカソードをトランジスタ40のベー
ス側に向けたダイオード43が接続されている。トラン
ジスタ40のコレクタは抵抗44を通して直流電源回路
の正極端子に接続されるとともに、抵抗45を通してN
PNトランジスタ46のベースに接続されている。トラ
ンジスタ46のベースエミッタ間には抵抗47が接続さ
れ、トランジスタ46のコレクタとトランジスタ23の
ベースとの間が抵抗27を通して接続されている。その
他の点は図1に示したインジェクタ駆動装置と同様に構
成されている。
The collector of the transistor 31 is also connected through a resistor 41 to the base of an NPN transistor 40 whose emitter is grounded. A timer capacitor 42 is connected between the base and the emitter of the transistor 40,
A diode 43 whose cathode is directed to the base side of the transistor 40 is connected to both ends of the resistor 41. The collector of the transistor 40 is connected to the positive terminal of the DC power supply circuit through a resistor
It is connected to the base of PN transistor 46. The resistor 47 is connected between the base and the emitter of the transistor 46, and the collector of the transistor 46 and the base of the transistor 23 are connected through the resistor 27. Other points are the same as those of the injector driving device shown in FIG.

【0073】図3のインジェクタ駆動装置の各部の信号
波形を図4に示した。図4(A)はマイクロコンピュー
タ30が出力する噴射指令信号Vj を示し、(B)はサ
イリスタ16に与えられるトリガ信号Vg を示してい
る。また(C)はコンデンサ42の両端の電圧Vc を示
し、(D)はトランジスタ40のコレクタと接地電位部
との間に得られる矩形波電圧Vq を示している。図4
(E)はピーク電流供給用コンデンサ14とスイッチ回
路21とソレノイド3aとにより構成される閉回路を通
して流れる駆動電流Id を示している。
FIG. 4 shows signal waveforms at various parts of the injector driving device of FIG. FIG. 4A shows an injection command signal Vj output from the microcomputer 30, and FIG. 4B shows a trigger signal Vg supplied to the thyristor 16. (C) shows the voltage Vc across the capacitor 42, and (D) shows the rectangular wave voltage Vq obtained between the collector of the transistor 40 and the ground potential. FIG.
(E) shows the drive current Id flowing through a closed circuit constituted by the peak current supply capacitor 14, the switch circuit 21, and the solenoid 3a.

【0074】図3に示したインジェクタ駆動装置におい
て、マイクロコンピュータ30が噴射指令信号Vj を発
生していない状態では、図示しない直流電源の出力によ
り抵抗34とダイオード43とを通してタイマコンデン
サ42が図示の極性に充電されている。マイクロコンピ
ュータ30が時刻t1 において噴射指令信号Vj (図4
A)を発生すると、トランジスタ31が導通するため、
トランジスタ36が導通し、図示しない直流電源からト
ランジスタ36のエミッタコレクタ間を通して微分コン
デンサ39に電流が供給される。これによりサイリスタ
16のゲートに図4(B)に示すようなパルス波形のト
リガ信号Vg が与えられる。これによりサイリスタ16
が導通するためピーク電流供給用コンデンサ14の充電
が阻止され、該コンデンサ14の電荷はサイリスタ16
とソレノイドコイル3aとを通して放電する。これによ
り、ピーク電流供給用コンデンサ14とスイッチ回路2
1とソレノイドコイル3aとにより構成される閉回路を
通して振動電流(開弁電流)Id1が流れ、バルブが閉位
置から開動作完了位置に向けて変位を開始する。
In the injector driving device shown in FIG. 3, when the microcomputer 30 does not generate the injection command signal Vj, the timer capacitor 42 is connected with the polarity shown in FIG. Has been charged. At time t1, the microcomputer 30 executes the injection command signal Vj (FIG. 4).
When A) occurs, the transistor 31 conducts,
The transistor 36 is turned on, and a current is supplied to the differentiating capacitor 39 from a DC power supply (not shown) through the emitter-collector of the transistor 36. As a result, a trigger signal Vg having a pulse waveform as shown in FIG. 4B is applied to the gate of the thyristor 16. This allows the thyristor 16
, The charging of the peak current supply capacitor 14 is prevented, and the charge of the capacitor 14 is transferred to the thyristor 16.
And discharge through the solenoid coil 3a. Thereby, the peak current supply capacitor 14 and the switch circuit 2
An oscillating current (valve opening current) Id1 flows through a closed circuit constituted by the solenoid valve 1 and the solenoid coil 3a, and the valve starts to be displaced from the closed position to the open operation completed position.

【0075】また噴射指令信号Vj を発生してトランジ
スタ31が導通すると、タイマコンデンサ42の電荷が
抵抗41とトランジスタ31とを通して放電する。従っ
てタイマコンデンサ42の両端の電圧Vc は図4(C)
に示すように低下していく。タイマコンデンサ42の両
端の電圧Vc がしきい値Vr 以上あるときには、トラン
ジスタ40が導通しているため、該トランジスタ40の
コレクタと接地間の電圧Vq はほぼ接地電位のレベル
(零レベル)にある。時刻t2 においてタイマコンデン
サ42の両端の電圧Vc がしきい値Vr 未満になると、
トランジスタ40が遮断状態になるため、図4(D)に
示すように、トランジスタ40のコレクタと接地間の電
圧Vq が高レベルの状態に立ち上がる。トランジスタ4
0が遮断状態になると、それまで遮断状態にあったトラ
ンジスタ46が導通するため、トランジスタ23にベー
ス電流が流れて該トランジスタ23が導通し、保持電流
供給用電源22からトランジスタ23と抵抗24とダイ
オード25とを通してソレノイドコイル3aに保持電流
Id2が供給される。
When the injection command signal Vj is generated and the transistor 31 is turned on, the electric charge of the timer capacitor 42 is discharged through the resistor 41 and the transistor 31. Therefore, the voltage Vc across the both ends of the timer capacitor 42 is as shown in FIG.
As shown. When the voltage Vc across the timer capacitor 42 is equal to or higher than the threshold value Vr, the transistor 40 is conducting, and the voltage Vq between the collector of the transistor 40 and the ground is almost at the level of the ground potential (zero level). At time t2, when the voltage Vc across the timer capacitor 42 falls below the threshold value Vr,
Since the transistor 40 is turned off, the voltage Vq between the collector of the transistor 40 and the ground rises to a high level as shown in FIG. Transistor 4
When 0 is turned off, the transistor 46 that has been turned off is turned on, so that a base current flows through the transistor 23 and the transistor 23 is turned on, and the holding current supply power supply 22 supplies the transistor 23, the resistor 24, and the diode. 25, the holding current Id2 is supplied to the solenoid coil 3a.

【0076】時刻t3 において噴射指令信号Vj が消滅
すると、トランジスタ31が遮断状態になるため、トラ
ンジスタ36が遮断状態になり、ピーク電流供給用コン
デンサ14が充電される。またトランジスタ31が遮断
状態になることによりタイマコンデンサ42が充電され
る。タイマコンデンサ42の両端の電圧がしきい値Vr
以上になると、トランジスタ40が導通してトランジス
タ46及び23が遮断状態になり、保持電流が遮断され
る。しきい値Vr は十分に低く設定されているため、保
持電流の遮断は噴射指令信号Vj が消滅するとほぼ同時
に行われる。
When the injection command signal Vj disappears at time t3, the transistor 31 is turned off, so that the transistor 36 is turned off and the peak current supply capacitor 14 is charged. When the transistor 31 is turned off, the timer capacitor 42 is charged. The voltage across the timer capacitor 42 is equal to the threshold Vr
As a result, the transistor 40 is turned on, the transistors 46 and 23 are turned off, and the holding current is cut off. Since the threshold value Vr is set sufficiently low, the holding current is cut off almost at the same time when the injection command signal Vj disappears.

【0077】図1及び図3に示した例のように、ピーク
電流供給用スイッチ手段としてサイリスタ16を用い
て、該サイリスタ16を充電用電源13の出力端子間及
びピーク電流供給用コンデンサ14とソレノイドコイル
3aとの直列回路に対して並列に接続すると、サイリス
タ16が導通した時に、自動的にコンデンサ14の充電
を阻止してコンデンサ14の放電を開始させることがで
きるため、回路構成を簡単にすることができる。しかし
ながら、本発明は、インジェクタのバルブを開く際に、
ピーク電流供給用コンデンサ14の充電を阻止した状態
で、該コンデンサの電荷をソレノイドコイルを通して放
電させる閉回路を構成すればよいため、図1または図3
に示した構成に限定されるものではなく、例えば、充電
用電源13とコンデンサ14との間に別のスイッチ手段
を挿入して、噴射指令信号が消滅している期間該スイッ
チ手段をオン状態にし、噴射指令信号が発生した時に該
スイッチ手段をオフ状態にして充電用電源をコンデンサ
14から切り離すとともに、ピーク電流供給用スイッチ
手段をオン状態にしてコンデンサ14の放電を行わせる
ようにしてもよい。
As shown in the examples shown in FIGS. 1 and 3, a thyristor 16 is used as a peak current supply switch means, and the thyristor 16 is connected between the output terminals of the charging power supply 13 and between the peak current supply capacitor 14 and the solenoid. When connected in parallel with the series circuit with the coil 3a, when the thyristor 16 is turned on, the charging of the capacitor 14 can be automatically stopped and the discharging of the capacitor 14 can be started, thereby simplifying the circuit configuration. be able to. However, the present invention provides that when opening the injector valve,
In a state where charging of the peak current supply capacitor 14 is prevented, a closed circuit for discharging the electric charge of the capacitor through the solenoid coil may be formed.
However, for example, another switch is inserted between the charging power supply 13 and the capacitor 14, and the switch is turned on while the injection command signal is extinguished. When the injection command signal is generated, the switch may be turned off to disconnect the charging power supply from the capacitor 14, and the peak current supply switch may be turned on to discharge the capacitor 14.

【0078】上記の例では、ピーク電流供給用スイッチ
手段としてサイリスタ16を用いているが、該スイッチ
手段としてはトランジスタなどの他のスイッチ手段を用
いることもできる。またこのピーク電流供給用スイッチ
手段としてFETのような双方向性を有するスイッチ手
段を用いる場合には、逆方向電流を流すためのダイオー
ド17を用いることなく、ピーク電流供給用スイッチ手
段のみでスイッチ回路21を構成することができる。た
だし、ピーク電流供給用スイッチ手段としてトランジス
タやFETを用いる場合には、閉回路を流れる振動電流
の極性が反転したときに該スイッチ手段を自動的に遮断
することができないため、ピーク電流供給用スイッチ手
段の制御は、その導通時期の制御と遮断時期の制御との
双方を行うことが必要になる。
In the above example, the thyristor 16 is used as the peak current supply switch. However, other switch such as a transistor can be used as the switch. When a switch means having bidirectionality such as an FET is used as the peak current supply switch means, a switch circuit is provided only by the peak current supply switch means without using a diode 17 for flowing a reverse current. 21 can be configured. However, when a transistor or FET is used as the peak current supply switch means, the switch means cannot be automatically cut off when the polarity of the oscillating current flowing through the closed circuit is reversed. It is necessary to control both the conduction timing and the cutoff timing of the means.

【0079】上記の例では、ピーク電流供給用スイッチ
手段としてサイリスタ16を用いて、ソレノイドコイル
を流れる振動電流の極性が反転した時に該サイリスタを
遮断状態にした後、保持電流供給用スイッチ手段(上記
の例ではトランジスタ23)を導通状態にするようにし
たが、ピーク電流供給用スイッチ手段としてトランジス
タやFETのように導通時期と遮断時期との双方を外部
から与える信号により制御するスイッチ素子を用いる場
合には、ピーク電流供給用スイッチ手段を遮断状態にす
ると同時に、保持電流供給用スイッチ手段を導通状態に
するように制御してもよい。
In the above example, the thyristor 16 is used as the switch for supplying the peak current, the thyristor is turned off when the polarity of the oscillating current flowing through the solenoid coil is reversed, and then the switch for holding the current is supplied. In the above example, the transistor 23) is set to the conductive state. However, when a switch element for controlling both the conductive time and the cut-off time by a signal from the outside, such as a transistor or an FET, is used as the peak current supply switch means. Alternatively, control may be performed so that the switch means for supplying peak current is turned off while the switch means for holding current supply is turned off.

【0080】上記の例では、噴射指令信号Vj として、
噴射時間に相当する時間幅を有する矩形波状の信号を用
いたが、噴射開始時にピーク電流供給用スイッチ手段に
与えるトリガ信号(図2Bに示すパルス波形の信号)と
保持電流供給用スイッチ手段を導通させるための駆動信
号(図2Cの信号)との2つの信号を噴射指令信号とし
て用いるようにしてもよい。
In the above example, the injection command signal Vj is
Although a rectangular wave signal having a time width corresponding to the injection time was used, a trigger signal (a signal having a pulse waveform shown in FIG. 2B) to be supplied to the peak current supply switch means at the start of injection and the holding current supply switch means were conducted. A drive signal (the signal in FIG. 2C) for causing this to occur may be used as the injection command signal.

【0081】上記の例では、保持電流供給用電源22と
してバッテリを用いたが、この保持電流供給用電源とし
て、上記の例で用いた充電用電源13と同様に、内燃機
関に取り付けられた磁石発電機の出力を整流して一定の
直流電圧を得る回路により構成することができる。充電
用電源13と保持電流供給用電源22との双方を磁石発
電機を電源とするように構成すると、バッテリを搭載し
ない内燃機関にも本発明に係わるインジェクタ駆動方法
を適用することができる。
In the above example, a battery was used as the holding current supply power supply 22. However, as with the charging power supply 13 used in the above example, a magnet attached to the internal combustion engine was used as the holding current supply power supply. It can be constituted by a circuit that rectifies the output of the generator to obtain a constant DC voltage. When both the charging power supply 13 and the holding current supply power supply 22 are configured to use a magnet generator as a power supply, the injector driving method according to the present invention can be applied to an internal combustion engine having no battery.

【0082】なおバッテリが設けられている場合には、
該バッテリとその出力電圧を昇圧して高い直流電圧を得
るDC−DCコンバータとにより充電用電源13を構成
することもできる。
When a battery is provided,
The charging power supply 13 may be constituted by the battery and a DC-DC converter that obtains a high DC voltage by boosting an output voltage of the battery.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、燃料の
噴射を開始する前に充電されるピーク電流供給用コンデ
ンサを設けて、噴射指令信号が与えられた時に、該コン
デンサの充電を阻止した状態で、該コンデンサの電荷を
ソレノイドコイルとスイッチ手段とを通して放電させる
ことによりソレノイドコイルに振動電流を流し、該振動
電流が最初のピークを過ぎた後に迎える最初の零クロス
点付近のタイミングでバルブを開動作完了位置に到達さ
せるようにしたため、ソレノイドの出力トルクが小さく
なっている状態でバルブを開動作完了位置に到達させる
ことができる。したがって、バルブが開動作完了位置に
到達してストッパに当接する際に生じる衝撃を少なくす
ることができ、バルブの作動音を小さくすることができ
る。
As described above, according to the present invention, a peak current supply capacitor that is charged before fuel injection is started is provided, and when an injection command signal is given, the capacitor is charged. In the stopped state, the electric charge of the capacitor is discharged through the solenoid coil and the switch means to cause an oscillating current to flow through the solenoid coil, and at a timing near the first zero crossing point where the oscillating current reaches after the first peak. Since the valve is made to reach the opening operation completion position, the valve can be made to reach the opening operation completion position in a state where the output torque of the solenoid is small. Therefore, it is possible to reduce an impact generated when the valve reaches the opening operation completion position and abuts on the stopper, so that the operation sound of the valve can be reduced.

【0084】また本発明によれば、バルブがストッパに
当接する際の衝撃を緩和できるため、開動作完了時に生
じるバルブの振動を少なくして、開動作完了直後の噴射
量を安定にすることができる上に、インジェクタの寿命
を長くすることができる。
Further, according to the present invention, since the impact when the valve comes into contact with the stopper can be reduced, the vibration of the valve generated at the completion of the opening operation can be reduced, and the injection amount immediately after the completion of the opening operation can be stabilized. In addition, the life of the injector can be extended.

【0085】また本発明によれば、ソレノイドコイルに
流す振動電流の最初のピーク値を大きくしておくことに
より、インジェクタの開弁動作を迅速に行わせることが
できる。
According to the present invention, the valve opening operation of the injector can be quickly performed by increasing the first peak value of the oscillating current flowing through the solenoid coil.

【0086】このように、本発明によれば、インジェク
タの開弁動作を迅速に行わせることができる上に、バル
ブがストッパに当接する際の衝撃を緩和することができ
るため、最小噴射管理量の低減を図ってインジェクタの
ダイナミックレンジを大きくすることができる上に、バ
ルブの作動音の低減と、インジェクタの寿命の延長とを
図ることができる利点がある。
As described above, according to the present invention, the valve opening operation of the injector can be quickly performed, and the impact when the valve comes into contact with the stopper can be reduced. This has the advantage that the dynamic range of the injector can be increased by reducing the pressure, and the operating noise of the valve can be reduced and the life of the injector can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる内燃機関用インジェクタ駆動装
置の構成例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of an injector drive device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】図1の各部の信号波形及び電流波形とバルブの
動作とを示した波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing signal waveforms and current waveforms of respective parts in FIG. 1 and operation of a valve.

【図3】図1のインジェクタ駆動装置で用いるスイッチ
制御装置の具体的構成例を、駆動装置の全体的な構成と
共に示した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a switch control device used in the injector driving device of FIG. 1 together with the overall configuration of the driving device.

【図4】図3の各部の信号波形と電流波形とを示した波
形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a signal waveform and a current waveform of each section in FIG.

【図5】インジェクタのソレノイドコイルにLCR閉回
路の振動電流のみを流した場合の電流波形とバルブの動
作とを示した線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a current waveform and an operation of a valve when only an oscillating current of an LCR closed circuit is applied to a solenoid coil of an injector.

【図6】従来のサチュレーテッド方式のインジェクタ駆
動装置の構成例を示した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional saturated injector drive device.

【図7】図6の駆動装置の動作を説明するための波形図
である。
FIG. 7 is a waveform chart for explaining the operation of the driving device of FIG. 6;

【図8】従来のピークホールド方式のインジェクタ駆動
装置の構成例を示した回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional peak hold type injector driving device.

【図9】図8の駆動装置の動作を説明するための波形図
である。
FIG. 9 is a waveform chart for explaining the operation of the driving device of FIG. 8;

【図10】インジェクタの一例を示した断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing an example of an injector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インジェクタ、3a…インジェクタのソレノイドコ
イル、10…インジェクタ駆動用発電コイル、13…充
電用電源、14…ピーク電流供給用コンデンサ、16…
ピーク電流供給用サイリスタ(ピーク電流供給用スイッ
チ手段)、17…ダイオード、19…スイッチ制御装
置、21…スイッチ回路、22…保持電流供給用電源、
23…保持電流供給用トランジスタ(保持電流供給用ス
イッチ手段)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injector, 3a ... Injector solenoid coil, 10 ... Injector drive generating coil, 13 ... Charging power supply, 14 ... Peak current supply capacitor, 16 ...
Thyristor for peak current supply (switch means for peak current supply), 17: diode, 19: switch control device, 21: switch circuit, 22: power supply for holding current supply,
23: Holding current supply transistor (holding current supply switch means).

フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA06 BA19 BA22 BA40 CC06U CC14 CC56 CD26 CE22 CE25 CE29 DC04 DC09 DC17 3G301 HA04 JA14 JA37 LB04 LC10 MA11 MA18 NA05 NB06 NE16 PA09Z PA11Z PG02A PG02Z 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC06 DC17 DD03 EE05 EE19 EE20 EE48 FA02 FB18 FB21 FB31 FB33 KK18Continued on front page F term (reference) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA06 BA19 BA22 BA40 CC06U CC14 CC56 CD26 CE22 CE25 CE29 DC04 DC09 DC17 3G301 HA04 JA14 JA37 LB04 LC10 MA11 MA18 NA05 NB06 NE16 PA09Z PA11Z PG02A PG02Z 3H106 DB02 DB23 DA23 DC06 DC17 DD03 EE05 EE19 EE20 EE48 FA02 FB18 FB21 FB31 FB33 KK18

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 噴口部を開閉するように設けられて開動
作完了位置がストッパにより規制されたバルブと該バル
ブを駆動するソレノイドコイルとを有して、該ソレノイ
ドコイルに所定の大きさの電流が与えられたときに前記
バルブが前記開動作完了位置に移動して内燃機関の燃料
噴射空間に燃料を噴射するインジェクタを、噴射指令信
号に応答して駆動する内燃機関用インジェクタ駆動方法
において、 前記噴射指令信号が与えられる前にピーク電流供給用コ
ンデンサを充電しておき、 前記噴射指令信号が与えられた時に前記ピーク電流供給
用コンデンサの充電を阻止した状態で前記ピーク電流供
給用コンデンサの電荷を前記ソレノイドコイルを通して
放電させることにより、前記ソレノイドコイルに振動電
流を流して、該振動電流が最初のピークを過ぎた後に迎
える最初の零クロス点付近のタイミングで前記バルブを
前記開動作完了位置に到達させ、 前記振動電流が前記最初の零クロス点を過ぎてその極性
が反転した後、前記バルブが開動作完了位置にある間に
該バルブを開動作完了位置に保持するために必要な大き
さの保持電流を前記ソレノイドコイルに流して前記燃料
の噴射を終了するまでの間該保持電流を流した状態を保
持することを特徴とする内燃機関用インジェクタ駆動方
法。
A valve provided to open and close the injection port and having an opening operation completion position regulated by a stopper; and a solenoid coil for driving the valve, and a current of a predetermined magnitude is supplied to the solenoid coil. Is provided, the valve moves to the opening operation completion position, and the injector for injecting fuel into the fuel injection space of the internal combustion engine is driven in response to an injection command signal. Charge the peak current supply capacitor before the injection command signal is given, and charge the peak current supply capacitor in a state where the charging of the peak current supply capacitor is blocked when the injection command signal is given. By discharging through the solenoid coil, an oscillating current flows through the solenoid coil, and the oscillating current is After the valve has reached the opening operation completion position at a timing near the first zero crossing point, which is reached after passing through the opening, after the oscillating current has passed the first zero crossing point and its polarity has been reversed, the valve is closed. A holding current having a magnitude necessary to hold the valve at the opening operation completion position was passed through the solenoid coil while the valve was at the opening operation completion position, and the holding current was flowed until the fuel injection was completed. A method for driving an injector for an internal combustion engine, characterized by maintaining a state.
【請求項2】 噴口部を開閉するように設けられて開動
作完了位置がストッパにより規制されたバルブと該バル
ブを駆動するソレノイドコイルとを有して、該ソレノイ
ドコイルに所定の大きさの電流が与えられたときに前記
バルブを開いて内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射す
るインジェクタを、噴射指令信号に応答して駆動するイ
ンジェクタ駆動装置において、 一定の直流電圧を出力する充電用電源と、 前記ソレノイドコイルに対して直列に接続されて前記充
電用電源の出力電圧により充電されるピーク電流供給用
コンデンサと、 前記開動作完了位置に変位した前記バルブを前記開動作
完了位置に保持するために前記ソレノイドコイルに流す
必要がある保持電流を出力する保持電流供給用電源と、 前記ピーク電流供給用コンデンサとソレノイドコイルと
の直列回路に対して並列に接続されるとともに、前記充
電用電源の出力端子間に対して並列に接続されて前記噴
射指令信号が与えられた時に導通するピーク電流供給用
スイッチ手段を有して該ピーク電流供給用スイッチ手段
が導通したときに前記充電用電源の出力端子間を短絡す
るとともに前記ピーク電流供給用コンデンサに蓄積され
た電荷を前記ソレノイドコイルを通して放電させるため
の閉回路を構成するスイッチ回路と、 前記保持電流供給用電源と前記ソレノイドコイルとの間
に設けられて、導通した際に前記保持電流供給用電源か
ら前記ソレノイドコイルに前記保持電流を供給するよう
に設けられた保持電流供給用スイッチ手段と、 前記噴射指令信号が与えられた時に前記ピーク電流供給
用スイッチ手段を導通させて前記閉回路を流れる振動電
流が最初のピークを過ぎた後に迎える最初の零クロス点
付近のタイミングで前記ピーク電流供給用スイッチ手段
を遮断状態にし、前記噴射指令信号が与えられてから所
定の初期駆動期間が経過した時に前記保持電流供給用ス
イッチ手段を導通させて前記燃料の噴射を終了するまで
の間該保持電流供給用スイッチ手段を導通状態に保持す
るように前記ピーク電流供給用スイッチ手段及び保持電
流供給用スイッチ手段を制御するスイッチ制御装置とを
具備し、 前記ピーク電流供給用スイッチ手段が導通したときに前
記閉回路を流れる振動電流が前記最初の零クロス点付近
のタイミングで前記バルブが前記開動作完了位置に到達
するように、前記ピーク電流供給用コンデンサの充電電
圧と前記閉回路の回路定数とが設定され、 前記初期駆動期間内に前記振動電流が前記最初の零クロ
ス点を迎えてその極性が反転するように前記初期駆動期
間の長さが設定されていることを特徴とする内燃機関用
インジェクタ駆動装置。
2. A valve provided to open and close an injection port, the opening operation completion position of which is regulated by a stopper, and a solenoid coil for driving the valve, and a current of a predetermined magnitude is applied to the solenoid coil. In the injector drive device that drives the injector in response to an injection command signal by opening the valve to inject fuel into the fuel injection space of the internal combustion engine when the valve is opened, a charging power supply that outputs a constant DC voltage A capacitor for peak current supply connected in series with the solenoid coil and charged by an output voltage of the charging power supply; and for holding the valve displaced to the open operation completion position at the open operation completion position. A holding current supply power supply for outputting a holding current required to flow through the solenoid coil; A switch circuit for peak current supply, which is connected in parallel to the series circuit with the inductor coil and is connected in parallel between the output terminals of the charging power supply and conducts when the injection command signal is given. A closed circuit for short-circuiting the output terminals of the charging power supply when the peak current supply switch means is turned on, and discharging the electric charge accumulated in the peak current supply capacitor through the solenoid coil. A holding circuit provided between the holding current supply power supply and the solenoid coil to supply the holding current from the holding current supply power supply to the solenoid coil when conducting. Switch means for supplying current, and the switch means for supplying peak current when the injection command signal is given. At a timing near the first zero crossing point where the oscillating current flowing through the closed circuit passes after the first peak, the peak current supply switch means is turned off, and a predetermined initial drive is performed after the injection command signal is given. The peak current supply switch means and the holding means are arranged to keep the hold current supply switch means conductive until the fuel injection is completed by turning on the hold current supply switch means when a period has elapsed. A switch control device for controlling a current supply switch means, wherein when the peak current supply switch means is turned on, the oscillating current flowing through the closed circuit is set at a timing near the first zero crossing point. The charging voltage of the peak current supply capacitor and the circuit constant of the closed circuit are set so as to reach the open operation completion position. Wherein the length of the initial drive period is set such that the oscillating current reaches the first zero crossing point and reverses its polarity within the initial drive period. apparatus.
【請求項3】 噴口部を開閉するように設けられて開動
作完了位置がストッパにより規制されたバルブと該バル
ブを駆動するソレノイドコイルとを有して、該ソレノイ
ドコイルに所定の大きさの電流が与えられたときに前記
バルブを開いて内燃機関の燃料噴射空間に燃料を噴射す
るインジェクタを、燃料の噴射時間に相応した時間幅を
有する噴射指令信号に応答して駆動するインジェクタ駆
動装置において、 一定の直流電圧を出力する充電用電源と、 前記ソレノイドコイルに対して直列に接続されて前記充
電用電源の出力電圧により充電されるピーク電流供給用
コンデンサと、 前記開動作完了位置に変位した前記バルブを前記開動作
完了位置に保持するために必要な保持電流を出力する保
持電流供給用電源と、 前記充電用電源の出力電圧により充電された前記ピーク
電流供給用コンデンサの両端の電圧及び前記充電用電源
の出力電圧がアノードカソード間に順方向に印加される
向きにして前記ソレノイドコイルとピーク電流供給用コ
ンデンサとの直列回路に対して並列に接続されるととも
に、前記充電用電源の出力端子間に並列に接続されたピ
ーク電流供給用サイリスタと、 前記ピーク電流供給用サイリスタのアノードカソード間
に逆並列接続されたダイオードと、 前記保持電流供給用電源と前記ソレノイドコイルとの間
にコレクタエミッタ間回路が挿入されて導通した際に前
記保持電流供給用電源から前記ソレノイドコイルに前記
保持電流を供給するように設けられた保持電流供給用ト
ランジスタと、 前記噴射指令信号が与えられた時に前記ピーク電流供給
用サイリスタを導通させ、前記噴射指令信号が与えられ
てから所定の初期駆動期間が経過した時に前記保持電流
供給用トランジスタを導通させて、前記噴射指令信号が
消滅するまでの間該保持電流供給用トランジスタを導通
状態に保持するように前記サイリスタと前記保持電流供
給用トランジスタとを制御するスイッチ制御装置とを具
備し、 前記ピーク電流供給用サイリスタが導通したときに前記
ピーク電流供給用コンデンサとソレノイドコイルと前記
ピーク電流供給用サイリスタ及びダイオードとにより構
成された閉回路を流れる振動電流が最初のピークを過ぎ
た後に迎える最初の零クロス点付近のタイミングで前記
バルブが前記開動作完了位置に到達するように前記ピー
ク電流供給用コンデンサの充電電圧と前記閉回路の回路
定数とが設定され、 前記初期駆動期間内に前記振動電流が最初の零クロス点
を迎えてその極性が反転するように前記初期駆動期間の
長さが設定されていることを特徴とする内燃機関用イン
ジェクタ駆動装置。
3. A valve provided to open and close the injection port, the opening operation completion position of which is regulated by a stopper, and a solenoid coil for driving the valve, and a current of a predetermined magnitude is supplied to the solenoid coil. An injector drive device that drives an injector that opens the valve to inject fuel into the fuel injection space of the internal combustion engine when given, in response to an injection command signal having a time width corresponding to the fuel injection time, A charging power supply that outputs a constant DC voltage; a peak current supply capacitor connected in series with the solenoid coil and charged by an output voltage of the charging power supply; A holding current supply power source that outputs a holding current necessary to hold the valve at the opening operation completion position, and an output voltage of the charging power source. The voltage between both ends of the charged peak current supply capacitor and the output voltage of the charging power supply are applied in a forward direction between the anode and the cathode to form a series circuit of the solenoid coil and the peak current supply capacitor. A thyristor for peak current supply connected in parallel to the output terminals of the charging power supply, and a diode connected in anti-parallel between the anode and cathode of the thyristor for peak current supply, A holding current supply provided to supply the holding current from the holding current supply power supply to the solenoid coil when a collector-emitter circuit is inserted between the holding current supply power supply and the solenoid coil to conduct electricity. Transistor for conducting the peak current supply thyristor when the injection command signal is given. When a predetermined initial drive period has elapsed since the injection command signal was given, the holding current supply transistor is turned on, and the holding current supply transistor is turned on until the injection command signal disappears. A switch control device that controls the thyristor and the holding current supply transistor so as to hold the peak current supply capacitor, a solenoid coil, and the peak current when the peak current supply thyristor is turned on. The peak current such that the valve reaches the opening operation completion position at a timing near the first zero crossing point where the oscillating current flowing through the closed circuit formed by the supply thyristor and the diode passes after the first peak. The charging voltage of the supply capacitor and the circuit constant of the closed circuit are set, and The oscillating current the first internal combustion engine injector driving apparatus according to claim zero that the length of the initial driving period, as its polarity is reversed reached a cross point is set within a dynamic period.
【請求項4】 前記充電用電源は、内燃機関により駆動
される磁石式交流発電機に設けられた発電コイルと、該
発電コイルの出力を整流する整流回路と、該整流回路の
出力電圧を一定値に保ように制御する定電圧電源回路と
により構成されている請求項2または3に記載の内燃機
関用インジェクタ駆動装置。
4. The power supply for charging includes a power generating coil provided in a magnet type AC generator driven by an internal combustion engine, a rectifying circuit for rectifying an output of the power generating coil, and a constant output voltage of the rectifying circuit. The injector drive device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, comprising a constant voltage power supply circuit that controls the voltage to be kept at a value.
【請求項5】 前記充電用電源は、バッテリと、該バッ
テリの出力電圧を昇圧して一定の直流電圧を出力するD
C−DCコンバータとにより構成されている請求項2ま
たは3に記載の内燃機関用インジェクタ駆動装置。
5. The charging power source includes: a battery; and a D / D converter that boosts an output voltage of the battery and outputs a constant DC voltage.
4. The injector driving device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the injector driving device comprises a C-DC converter.
【請求項6】 前記閉回路に存在するインダクタンスを
L、キャパシタンスをC、抵抗分をRとしたときに、R
2 <4L/Cの条件が成立するように前記閉回路が構成
されている請求項2,3,4または5のいずれかに記載
の内燃機関用インジェクタ駆動装置。
6. When the inductance existing in the closed circuit is L, the capacitance is C, and the resistance is R,
The injector drive device for an internal combustion engine according to any one of claims 2, 3, 4, and 5, wherein the closed circuit is configured to satisfy a condition of 2 <4L / C.
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