JP2963407B2 - 燃料噴射弁制御装置 - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体燃料用内燃機
関に用いられる燃料噴射弁制御装置に関し、特に、低温
時の始動性を向上させるのに好適な燃料噴射弁制御装置
に関する。
関に用いられる燃料噴射弁制御装置に関し、特に、低温
時の始動性を向上させるのに好適な燃料噴射弁制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の電磁式燃料噴射弁（以
下、単に「噴射弁」という）の一例を示す縦断面図であ
る。磁性材料によって筒状に形成されたハウジング１の
内部には、同じく磁性材料からなる中空スリーブ２が嵌
挿されている。中空スリーブ２は、固定鉄心２ａ、フラ
ンジ部２ｂ、および燃料導入部２ｃを備えている。前記
ハウジング１と固定鉄心２ａとの間の空間には、ボビン
３および該ボビン３に巻回された電磁コイル（以下、単
に「コイル」という）４が前記固定鉄心２ａを包囲する
ように収納されている。固定鉄心２ａ内には、中空スリ
ーブ２の端面と対向して配置されている可動鉄心６を該
噴射弁の閉弁方向に付勢するための圧縮コイルばね５が
収容されている。
下、単に「噴射弁」という）の一例を示す縦断面図であ
る。磁性材料によって筒状に形成されたハウジング１の
内部には、同じく磁性材料からなる中空スリーブ２が嵌
挿されている。中空スリーブ２は、固定鉄心２ａ、フラ
ンジ部２ｂ、および燃料導入部２ｃを備えている。前記
ハウジング１と固定鉄心２ａとの間の空間には、ボビン
３および該ボビン３に巻回された電磁コイル（以下、単
に「コイル」という）４が前記固定鉄心２ａを包囲する
ように収納されている。固定鉄心２ａ内には、中空スリ
ーブ２の端面と対向して配置されている可動鉄心６を該
噴射弁の閉弁方向に付勢するための圧縮コイルばね５が
収容されている。
【０００３】ハウジング１の先端部には前記可動鉄心６
に結合されたニードルバルブ７を摺動自在に収容するバ
ルブシート８が設けられている。該バルブシート８には
ノズル９が被せられ、バルブシート８は該ノズル９とと
もにハウジング１の開口端部にかしめられて固定されて
いる。前記中空スリーブ２のフランジ部２ｂはハウジン
グ１の後端の開口端部でかしめられている。前記フラン
ジ部２ｂの上部には、樹脂等の絶縁材料からなるコネク
タ１０が固定され、その内部には前記コイル４と電気的
に接続された端子１０ａが埋設されている。中空スリー
ブ２の前記燃料導入部２ｃにはろ過網１１を含むストレ
ーナ１２が挿着され、燃料は矢印Ａの方向から導入され
る。中空スリーブ２を通って導入された燃料はバルブシ
ート８とニードルバルブ７との間の空間に流入する。
に結合されたニードルバルブ７を摺動自在に収容するバ
ルブシート８が設けられている。該バルブシート８には
ノズル９が被せられ、バルブシート８は該ノズル９とと
もにハウジング１の開口端部にかしめられて固定されて
いる。前記中空スリーブ２のフランジ部２ｂはハウジン
グ１の後端の開口端部でかしめられている。前記フラン
ジ部２ｂの上部には、樹脂等の絶縁材料からなるコネク
タ１０が固定され、その内部には前記コイル４と電気的
に接続された端子１０ａが埋設されている。中空スリー
ブ２の前記燃料導入部２ｃにはろ過網１１を含むストレ
ーナ１２が挿着され、燃料は矢印Ａの方向から導入され
る。中空スリーブ２を通って導入された燃料はバルブシ
ート８とニードルバルブ７との間の空間に流入する。
【０００４】動作時は、前記端子１０ａを通じてコイル
４に通電されると、圧縮コイルばね５の反発力に抗して
可動鉄心６は中空スリーブ２に吸引され、ニードルバル
ブ７はバルブシート８から離れる。その結果、燃料はバ
ルブシート８先端の噴射口１３から噴射される。前記コ
イル４への通電時間つまり燃料噴射量はエンジンの状態
によって制御される。
４に通電されると、圧縮コイルばね５の反発力に抗して
可動鉄心６は中空スリーブ２に吸引され、ニードルバル
ブ７はバルブシート８から離れる。その結果、燃料はバ
ルブシート８先端の噴射口１３から噴射される。前記コ
イル４への通電時間つまり燃料噴射量はエンジンの状態
によって制御される。
【０００５】エンジンの動作特性に対する噴射弁の応答
性を高めるため、または高圧、大流量の燃料、例えば直
噴エンジンや気体燃料用内燃エンジンに用いられる噴射
弁に対応するため、前記コイル４へ大電流を供給して開
弁時に固定鉄心部２ａの吸引力を高めるのがよい。しか
し、通電時間のすべてにわたって大電流を供給するとな
ると、コイル４の加熱や、コイル４へ通電するための駆
動回路のスイッチング素子（ドライバ）の放熱設計の面
で困難を伴う。
性を高めるため、または高圧、大流量の燃料、例えば直
噴エンジンや気体燃料用内燃エンジンに用いられる噴射
弁に対応するため、前記コイル４へ大電流を供給して開
弁時に固定鉄心部２ａの吸引力を高めるのがよい。しか
し、通電時間のすべてにわたって大電流を供給するとな
ると、コイル４の加熱や、コイル４へ通電するための駆
動回路のスイッチング素子（ドライバ）の放熱設計の面
で困難を伴う。
【０００６】そこで、開弁開始時は大電流を供給すると
ともに、開弁完了（リフト終了）後は電流を低減させて
開弁状態を保持するようにすることが考えられている。
例えば、特開昭５８−２１１５３８号公報に記載された
制御装置では、リフト終了点に対応するコイル電流の落
ち込みに基づいて開弁を検出し、その後はコイルに流れ
る電流（コイル電流）を低減するように制御している。
噴射装置のコイル電流は、可動鉄心の変位に伴うインダ
クタンスの影響によって変化し、リフト終了点では落ち
込みを示すことはすでに知られている（例えば、特公昭
６２−４５４３号公報）。
ともに、開弁完了（リフト終了）後は電流を低減させて
開弁状態を保持するようにすることが考えられている。
例えば、特開昭５８−２１１５３８号公報に記載された
制御装置では、リフト終了点に対応するコイル電流の落
ち込みに基づいて開弁を検出し、その後はコイルに流れ
る電流（コイル電流）を低減するように制御している。
噴射装置のコイル電流は、可動鉄心の変位に伴うインダ
クタンスの影響によって変化し、リフト終了点では落ち
込みを示すことはすでに知られている（例えば、特公昭
６２−４５４３号公報）。
【０００７】ところで、自動車用燃料は一般にガソリン
であるが、近年、ガソリンの代替として天然ガス等の気
体燃料を燃料として使用する自動車も現われている。天
然ガスはボンベに加圧充填して使用される。この圧縮天
然ガス（ＣＮＧ）をエンジンに供給する場合に、ガソリ
ンと同様、上記燃料噴射弁を用いることがある。
であるが、近年、ガソリンの代替として天然ガス等の気
体燃料を燃料として使用する自動車も現われている。天
然ガスはボンベに加圧充填して使用される。この圧縮天
然ガス（ＣＮＧ）をエンジンに供給する場合に、ガソリ
ンと同様、上記燃料噴射弁を用いることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】圧縮天然ガスを燃料噴
射弁を使用してエンジンに供給する場合に、次の問題点
がある。天然ガス圧縮に用いられるコンプレッサのピス
トンとシリンダとの摩擦部分に潤滑のためのオイルが使
用され、このオイルや空気中の水分が天然ガスに混入す
る。水分等の混入量はわずかであるため、通常の動作時
は問題は起きない。しかし、冬季の極低温時や寒冷地等
では混入している水分等が凍結して、ニードルバルブを
バルブシートに固着させてしまう現象（以下、「貼り付
き」という）が発生することがある。
射弁を使用してエンジンに供給する場合に、次の問題点
がある。天然ガス圧縮に用いられるコンプレッサのピス
トンとシリンダとの摩擦部分に潤滑のためのオイルが使
用され、このオイルや空気中の水分が天然ガスに混入す
る。水分等の混入量はわずかであるため、通常の動作時
は問題は起きない。しかし、冬季の極低温時や寒冷地等
では混入している水分等が凍結して、ニードルバルブを
バルブシートに固着させてしまう現象（以下、「貼り付
き」という）が発生することがある。
【０００９】図８は、噴射弁の全開時間の比較をした図
であり、同図（ａ）は貼り付きなしのとき、同図（ｂ）
は貼り付きありのときにおける全開時間を示す。同図に
おいて、波形ａは前記コイル４へ電流を供給するための
パルス信号、波形ｂはコイル４に流れる電流を示し、線
図ｃは前記ニードルバルブ７のリフト量を示す。タイミ
ングｔ０でニードルバルブ７はリフトを開始し、タイミ
ングｔ１でリフトを完了し、噴射弁は全開となる。全開
後は低電流に切換えられて全開状態が維持される。タイ
ミングｔ２ではパルス信号ａが立ち下がって、閉弁動作
に移る。同図から理解できるように、貼り付きが発生し
たときは、パルス信号ａの立上がりに応答せず、電流が
大きくなるまで開弁を開始しない。したがって、その後
の全開時間ＡＡが通常時よりも極めて短い時間になる。
その結果、貼り付き発生時には燃料噴射量が少なくな
り、始動性が悪化するという問題点がある。
であり、同図（ａ）は貼り付きなしのとき、同図（ｂ）
は貼り付きありのときにおける全開時間を示す。同図に
おいて、波形ａは前記コイル４へ電流を供給するための
パルス信号、波形ｂはコイル４に流れる電流を示し、線
図ｃは前記ニードルバルブ７のリフト量を示す。タイミ
ングｔ０でニードルバルブ７はリフトを開始し、タイミ
ングｔ１でリフトを完了し、噴射弁は全開となる。全開
後は低電流に切換えられて全開状態が維持される。タイ
ミングｔ２ではパルス信号ａが立ち下がって、閉弁動作
に移る。同図から理解できるように、貼り付きが発生し
たときは、パルス信号ａの立上がりに応答せず、電流が
大きくなるまで開弁を開始しない。したがって、その後
の全開時間ＡＡが通常時よりも極めて短い時間になる。
その結果、貼り付き発生時には燃料噴射量が少なくな
り、始動性が悪化するという問題点がある。
【００１０】本発明は、上記問題点を解消し、貼り付き
の有無にかかわらず、一定した始動を可能にすることが
できる燃料噴射弁制御装置を提供することを目的とす
る。
の有無にかかわらず、一定した始動を可能にすることが
できる燃料噴射弁制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、電磁コイルに電流を供給
することにより開弁する気体燃料用内燃機関の燃料噴射
弁を駆動する燃料噴射弁制御装置において、燃料噴射弁
の全開後、全開を保持するため、前記電磁コイルに供給
する電流を小さくするホールド期間を有する第１の動作
モード、および前記ホールド期間を有しない第２の動作
モードで動作可能なドライバ制御手段と、機関温度を代
表する温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手
段で検出された温度が予定温度以下のときに、始動時の
最初の動作では前記ドライバ制御手段を第２の動作モー
ドに切換える切換え手段とを具備した点に第１の特徴が
ある。
的を達成するための本発明は、電磁コイルに電流を供給
することにより開弁する気体燃料用内燃機関の燃料噴射
弁を駆動する燃料噴射弁制御装置において、燃料噴射弁
の全開後、全開を保持するため、前記電磁コイルに供給
する電流を小さくするホールド期間を有する第１の動作
モード、および前記ホールド期間を有しない第２の動作
モードで動作可能なドライバ制御手段と、機関温度を代
表する温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手
段で検出された温度が予定温度以下のときに、始動時の
最初の動作では前記ドライバ制御手段を第２の動作モー
ドに切換える切換え手段とを具備した点に第１の特徴が
ある。
【００１２】また、本発明は、前記電磁コイルに流れる
電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出
力に基づいて前記燃料噴射弁の開弁に伴う前記電流の減
少を検知することにより前記燃料噴射弁の全開を検出す
る電流変化検出手段とを具備した点に第２の特徴があ
る。
電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出
力に基づいて前記燃料噴射弁の開弁に伴う前記電流の減
少を検知することにより前記燃料噴射弁の全開を検出す
る電流変化検出手段とを具備した点に第２の特徴があ
る。
【００１３】また、本発明は、前記第２の動作モードで
の通電時間を設定する通電時間設定手段を具備し、前記
通電時間設定手段は、前記温度検出手段で検出された温
度が低いときに通電時間を長くするように構成した点に
第３の特徴がある。
の通電時間を設定する通電時間設定手段を具備し、前記
通電時間設定手段は、前記温度検出手段で検出された温
度が低いときに通電時間を長くするように構成した点に
第３の特徴がある。
【００１４】第１の特徴によれば、低温時には、ホール
ド期間を有しない動作モードで始動し、開弁完了まで電
磁コイルに電流が供給されるため、貼り付きが確実に解
消される。また、第２の特徴によれば、電磁コイルに供
給される電流の減少によって燃料噴射弁の全開が検出さ
れる。さらに、第３の特徴によれば、短時間で貼り付き
が解消されないような低温であるほど通電時間を長くと
るようにしたので、短時間で通電が終了して貼り付きが
解消しないということをなくすことができる。
ド期間を有しない動作モードで始動し、開弁完了まで電
磁コイルに電流が供給されるため、貼り付きが確実に解
消される。また、第２の特徴によれば、電磁コイルに供
給される電流の減少によって燃料噴射弁の全開が検出さ
れる。さらに、第３の特徴によれば、短時間で貼り付き
が解消されないような低温であるほど通電時間を長くと
るようにしたので、短時間で通電が終了して貼り付きが
解消しないということをなくすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図７は本発明の一実施形態に係る燃料
噴射弁制御装置を含むエンジン制御システムの要部構成
を示すブロック図である。この制御システムでは、図１
０に関して説明した燃料噴射弁を含む場合を想定するの
で、以下の説明でも図１０を参照する。図７において、
燃料噴射弁１００は、例えばエンジン２００のインテー
クマニホールド（図示せず）に取り付けられる。エンジ
ン２００の前記インテークマニホールドには吸気温度セ
ンサＴＳ１が設けられ、エンジン冷却用のウォータジャ
ケット（図示せず）には冷却水温度センサＴＳ２が設け
られる。マイクロコンピュータを含むＥＣＵ３００は、
前記吸気温度センサＴＳ１および冷却水温度センサＴＳ
２、その他のセンサによる検出信号に基づいて判断され
たエンジンの状態に応じて燃料噴射弁のドライバ制御部
４００に制御信号を出力する。制御信号ｓ１はエンジン
２００の状態に応じた最適空燃比を得るための開弁時間
に相当するパルス幅の信号であり、信号ｓ１０は通常動
作時と低温始動時に応じてドライバの動作を切換えるた
めの制御信号である。ここでは、通常動作時は信号ｓ１
０が「ハイ」、低温始動時は１回目の動作時のみ、信号
ｓ１０が「ロー」になるように構成している。燃料噴射
弁１００は前記信号ｓ１０によって切換えられたモード
に従い、信号ｓ１で与えられた時間、開弁動作を行う。
詳細に説明する。図７は本発明の一実施形態に係る燃料
噴射弁制御装置を含むエンジン制御システムの要部構成
を示すブロック図である。この制御システムでは、図１
０に関して説明した燃料噴射弁を含む場合を想定するの
で、以下の説明でも図１０を参照する。図７において、
燃料噴射弁１００は、例えばエンジン２００のインテー
クマニホールド（図示せず）に取り付けられる。エンジ
ン２００の前記インテークマニホールドには吸気温度セ
ンサＴＳ１が設けられ、エンジン冷却用のウォータジャ
ケット（図示せず）には冷却水温度センサＴＳ２が設け
られる。マイクロコンピュータを含むＥＣＵ３００は、
前記吸気温度センサＴＳ１および冷却水温度センサＴＳ
２、その他のセンサによる検出信号に基づいて判断され
たエンジンの状態に応じて燃料噴射弁のドライバ制御部
４００に制御信号を出力する。制御信号ｓ１はエンジン
２００の状態に応じた最適空燃比を得るための開弁時間
に相当するパルス幅の信号であり、信号ｓ１０は通常動
作時と低温始動時に応じてドライバの動作を切換えるた
めの制御信号である。ここでは、通常動作時は信号ｓ１
０が「ハイ」、低温始動時は１回目の動作時のみ、信号
ｓ１０が「ロー」になるように構成している。燃料噴射
弁１００は前記信号ｓ１０によって切換えられたモード
に従い、信号ｓ１で与えられた時間、開弁動作を行う。
【００１６】続いて、前記ドライバ制御部４００につい
て詳述する。図１は、ドライバ制御部４００の回路図の
一例である。同図において、燃料噴射弁を開弁させるた
めのコイル４の高電位側には抵抗Ｒ１が接続され、抵抗
Ｒ１の正電位側にはイグニッションスイッチ１４を介し
て電源（バッテリ）１５が接続される。さらに、トラン
ジスタＴｒ１が前記抵抗Ｒ１と並列に設けられ、トラン
ジスタＴｒ１のエミッタには抵抗Ｒ２が接続される。ト
ランジスタＴｒ１のベースには抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４が接
続され、抵抗Ｒ３はさらに前記抵抗Ｒ２に、抵抗Ｒ４は
さらにエミッタ接地されたトランジスタＴｒ２のコレク
タに接続される。
て詳述する。図１は、ドライバ制御部４００の回路図の
一例である。同図において、燃料噴射弁を開弁させるた
めのコイル４の高電位側には抵抗Ｒ１が接続され、抵抗
Ｒ１の正電位側にはイグニッションスイッチ１４を介し
て電源（バッテリ）１５が接続される。さらに、トラン
ジスタＴｒ１が前記抵抗Ｒ１と並列に設けられ、トラン
ジスタＴｒ１のエミッタには抵抗Ｒ２が接続される。ト
ランジスタＴｒ１のベースには抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４が接
続され、抵抗Ｒ３はさらに前記抵抗Ｒ２に、抵抗Ｒ４は
さらにエミッタ接地されたトランジスタＴｒ２のコレク
タに接続される。
【００１７】コイル４の低電位側にはトランジスタＴｒ
３が接続され、該トランジスタＴｒ３に並列にコンデン
サＣ１と抵抗Ｒ５とが設けられる。トランジスタＴｒ３
のエミッタには電流検出手段としての抵抗Ｒ６が接続さ
れ、コイル電流を代表する抵抗Ｒ６の電位Ｖ１は増幅回
路１６に接続される。
３が接続され、該トランジスタＴｒ３に並列にコンデン
サＣ１と抵抗Ｒ５とが設けられる。トランジスタＴｒ３
のエミッタには電流検出手段としての抵抗Ｒ６が接続さ
れ、コイル電流を代表する抵抗Ｒ６の電位Ｖ１は増幅回
路１６に接続される。
【００１８】前記ＥＣＵ３００に含まれる演算回路１７
は、開弁時間に相当するパルス幅を有する信号ｓ１を出
力する。演算回路１７の出力信号ｓ１は、コンデンサＣ
２、抵抗Ｒ７、バッファ回路Ｂ１からなるトリガ回路１
８に入力される。トリガ回路１８の出力はフリップフロ
ップ回路１９のセット端子に接続され、フリップフロッ
プ回路１９の出力ｓ２はバッファ回路Ｂ２と抵抗Ｒ８を
介してトランジスタＴｒ２のベースに接続される。前記
演算回路１７の出力信号ｓ１はトリガ回路１８に入力さ
れるとともに、第１のアンドゲート２０、および第２の
アンドゲート２６に入力される。アンドゲート２０には
前記フリップフロップ回路１９の出力ｓ２も入力され
る。
は、開弁時間に相当するパルス幅を有する信号ｓ１を出
力する。演算回路１７の出力信号ｓ１は、コンデンサＣ
２、抵抗Ｒ７、バッファ回路Ｂ１からなるトリガ回路１
８に入力される。トリガ回路１８の出力はフリップフロ
ップ回路１９のセット端子に接続され、フリップフロッ
プ回路１９の出力ｓ２はバッファ回路Ｂ２と抵抗Ｒ８を
介してトランジスタＴｒ２のベースに接続される。前記
演算回路１７の出力信号ｓ１はトリガ回路１８に入力さ
れるとともに、第１のアンドゲート２０、および第２の
アンドゲート２６に入力される。アンドゲート２０には
前記フリップフロップ回路１９の出力ｓ２も入力され
る。
【００１９】フリップフロップ回路１９の出力ｓ２はオ
アゲート２７にも入力され、該オアゲート２７の出力は
第２のアンドゲート２６の、もう１つの入力端子に接続
される。さらに、オアゲート２７のもう１つの入力端子
には、前記制御信号ｓ１０が接続される。第２のアンド
ゲート２６の出力は、抵抗Ｒ１７を介して前記トランジ
スタＴｒ３のベースに接続される。
アゲート２７にも入力され、該オアゲート２７の出力は
第２のアンドゲート２６の、もう１つの入力端子に接続
される。さらに、オアゲート２７のもう１つの入力端子
には、前記制御信号ｓ１０が接続される。第２のアンド
ゲート２６の出力は、抵抗Ｒ１７を介して前記トランジ
スタＴｒ３のベースに接続される。
【００２０】前記増幅回路１６で増幅された電圧Ｖ１は
電流変化強調手段としての電流変化強調回路２１に供給
され、電流変化強調回路２１の出力信号Ｖ２は電流変化
検出回路２２に入力される。電流変化強調回路２１と電
流変化検出回路２２の詳細は、図２に関して後述する。
電流変化検出回路２２の出力Ｖ３は抵抗Ｒ９を介して判
別手段としての比較回路２３のオペアンプＯＰ１のマイ
ナス端子に入力される。オペアンプＯＰ１のプラス端子
には予定値である基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
こうして、電流変化強調回路２１および比較回路２３は
電流変化検出回路２２とともに電流検出手段を構成して
いる。
電流変化強調手段としての電流変化強調回路２１に供給
され、電流変化強調回路２１の出力信号Ｖ２は電流変化
検出回路２２に入力される。電流変化強調回路２１と電
流変化検出回路２２の詳細は、図２に関して後述する。
電流変化検出回路２２の出力Ｖ３は抵抗Ｒ９を介して判
別手段としての比較回路２３のオペアンプＯＰ１のマイ
ナス端子に入力される。オペアンプＯＰ１のプラス端子
には予定値である基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
こうして、電流変化強調回路２１および比較回路２３は
電流変化検出回路２２とともに電流検出手段を構成して
いる。
【００２１】オペアンプＯＰ１の出力信号ｓ３はコンデ
ンサＣ３、抵抗Ｒ１０、およびワンショットマルチバイ
ブレータ２４ａからなるワンショット回路２４に入力さ
れ、ワンショット回路２４の出力信号ｓ４は前記第１の
アンドゲート２０にその入力の１つとして接続される。
ワンショットマルチバイブレータ２４ａとしては、例え
ば、型式μＰＤ７４ＨＣ１２３Ａのノンリトリガブル型
のものを使用するのがよい。第１のアンドゲート２０の
出力信号ｓ５は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ１１、インバ
ータ回路ＩＮＴからなるトリガ回路２５に入力される。
トリガ回路２５の出力信号ｓ６は前記フリップフロップ
回路１９のリセット端子に入力される。
ンサＣ３、抵抗Ｒ１０、およびワンショットマルチバイ
ブレータ２４ａからなるワンショット回路２４に入力さ
れ、ワンショット回路２４の出力信号ｓ４は前記第１の
アンドゲート２０にその入力の１つとして接続される。
ワンショットマルチバイブレータ２４ａとしては、例え
ば、型式μＰＤ７４ＨＣ１２３Ａのノンリトリガブル型
のものを使用するのがよい。第１のアンドゲート２０の
出力信号ｓ５は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ１１、インバ
ータ回路ＩＮＴからなるトリガ回路２５に入力される。
トリガ回路２５の出力信号ｓ６は前記フリップフロップ
回路１９のリセット端子に入力される。
【００２２】次に、図２を参照して、電流変化強調回路
２１と電流変化検出回路２２の構成を説明する。図２に
おいて、電流変化強調回路２１の初段に設けられたオペ
アンプＯＰ２のプラス端子には前記増幅回路１６の出力
Ｖ１が接続される。オペアンプＯＰ２は負帰還路が構成
されていて、そのマイナス端子には、抵抗Ｒ１２とコン
デンサＣ５からなる遅延手段としての負帰還遅延回路２
１ａからの帰還遅延信号Ｖｆｂ２が入力される。オペア
ンプＯＰ２の出力は抵抗Ｒ１３（２．２ＫΩ），Ｒ１４
（４７ｋΩ）、コンデンサＣ６（０．１μＦ），Ｃ７
（４７００ｐＦ）からなるフィルタ手段としての２段の
フィルタ２１ｂに入力される。
２１と電流変化検出回路２２の構成を説明する。図２に
おいて、電流変化強調回路２１の初段に設けられたオペ
アンプＯＰ２のプラス端子には前記増幅回路１６の出力
Ｖ１が接続される。オペアンプＯＰ２は負帰還路が構成
されていて、そのマイナス端子には、抵抗Ｒ１２とコン
デンサＣ５からなる遅延手段としての負帰還遅延回路２
１ａからの帰還遅延信号Ｖｆｂ２が入力される。オペア
ンプＯＰ２の出力は抵抗Ｒ１３（２．２ＫΩ），Ｒ１４
（４７ｋΩ）、コンデンサＣ６（０．１μＦ），Ｃ７
（４７００ｐＦ）からなるフィルタ手段としての２段の
フィルタ２１ｂに入力される。
【００２３】フィルタ２１ｂの出力Ｖ２は電流変化検出
回路２２の初段に設けられているオペアンプＯＰ３のプ
ラス端子に入力される。オペアンプＯＰ３は負帰還路が
構成されていて、そのマイナス端子には、ダイオードＤ
１、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６、コンデンサＣ８からなる遅延
手段としての負帰還遅延回路２２ａからの帰還遅延信号
Ｖｆｂ１が入力される。オペアンプＯＰ３の出力は電位
差発生手段としてのツェナーダイオードＺＤ１を介して
前記ダイオードＤ１のアノードに接続される。ツェナー
ダイオードＺＤ１は、オペアンプＯＰ３の出力によって
負帰還遅延回路２２ａが安定して動作するようにするた
めのものである。したがって、予定値として少なくとも
オペアンプＯＰ３のオフセット電圧より高い値の降伏電
圧を有するものがよく、例えば、バッテリ１５の電圧１
２ボルトに対して降伏電圧は１〜４ボルト程度のものが
好ましい。但し、ダイオードＤ１による順方向電圧降下
によって生じる電位差でも負帰還遅延回路２２ａ動作は
ある程度安定するので、ツェナーダイオートＺＤ１は省
略することもできる。
回路２２の初段に設けられているオペアンプＯＰ３のプ
ラス端子に入力される。オペアンプＯＰ３は負帰還路が
構成されていて、そのマイナス端子には、ダイオードＤ
１、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６、コンデンサＣ８からなる遅延
手段としての負帰還遅延回路２２ａからの帰還遅延信号
Ｖｆｂ１が入力される。オペアンプＯＰ３の出力は電位
差発生手段としてのツェナーダイオードＺＤ１を介して
前記ダイオードＤ１のアノードに接続される。ツェナー
ダイオードＺＤ１は、オペアンプＯＰ３の出力によって
負帰還遅延回路２２ａが安定して動作するようにするた
めのものである。したがって、予定値として少なくとも
オペアンプＯＰ３のオフセット電圧より高い値の降伏電
圧を有するものがよく、例えば、バッテリ１５の電圧１
２ボルトに対して降伏電圧は１〜４ボルト程度のものが
好ましい。但し、ダイオードＤ１による順方向電圧降下
によって生じる電位差でも負帰還遅延回路２２ａ動作は
ある程度安定するので、ツェナーダイオートＺＤ１は省
略することもできる。
【００２４】抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ８とで決定され
る充電時定数は、電位Ｖ１の増加方向の変化に追随でき
るように選択する。一方、抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ８
とで決定される放電時定数は、電位Ｖ１の減少方向の変
化より大きくなるように選択する。例えば、充電時定数
を０．０２２ｍｓ、放電時定数２．２ｍｓにするために
は、抵抗Ｒ１５は１ｋΩ、抵抗Ｒ１６は１００ｋΩ、コ
ンデンサＣ８は０．０２２μＦに選択する。
る充電時定数は、電位Ｖ１の増加方向の変化に追随でき
るように選択する。一方、抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ８
とで決定される放電時定数は、電位Ｖ１の減少方向の変
化より大きくなるように選択する。例えば、充電時定数
を０．０２２ｍｓ、放電時定数２．２ｍｓにするために
は、抵抗Ｒ１５は１ｋΩ、抵抗Ｒ１６は１００ｋΩ、コ
ンデンサＣ８は０．０２２μＦに選択する。
【００２５】オペアンプＯＰ３の出力は比較回路２３に
入力される。なお、コンデンサＣ８の電荷の放電を促進
するため、前記負帰還遅延回路２２ａからの遅延出力を
前記演算回路１７の出力信号線に接続するためのダイオ
ードＤ２を設けてもよい。
入力される。なお、コンデンサＣ８の電荷の放電を促進
するため、前記負帰還遅延回路２２ａからの遅延出力を
前記演算回路１７の出力信号線に接続するためのダイオ
ードＤ２を設けてもよい。
【００２６】続いて、図１および図２の回路に基づく動
作を、図３の波形図をともに参照しつつ説明する。ここ
では、通常動作時つまり制御信号ｓ１０が「ハイ」のと
きの動作を説明する。イグニッションスイッチ１４をオ
ンにすると、例えば１２ボルトの電圧がバッテリ１５か
ら当該回路に印加される。タイミングｔ０で演算回路１
７からパルス信号ｓ１を入力すると、オアゲート２７は
制御信号ｓ１０によって開かれているので、第２のアン
ドゲート２６も開き、トランジスタＴｒ３がオンにな
る。パルス信号ｓ１は演算回路１７によって設定された
開弁時間Ｔ１の間、高レベルに保持される。これと同時
に、信号ｓ１に応答してトリガ回路１８が動作し、フリ
ップフロップ回路１９がセットされる。該フリップフロ
ップ回路１９の出力ｓ２の立上がりでトランジスタＴｒ
２，Ｔｒ３がオンになり、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる並列
回路を通じてコイル４に大電流が流れる。
作を、図３の波形図をともに参照しつつ説明する。ここ
では、通常動作時つまり制御信号ｓ１０が「ハイ」のと
きの動作を説明する。イグニッションスイッチ１４をオ
ンにすると、例えば１２ボルトの電圧がバッテリ１５か
ら当該回路に印加される。タイミングｔ０で演算回路１
７からパルス信号ｓ１を入力すると、オアゲート２７は
制御信号ｓ１０によって開かれているので、第２のアン
ドゲート２６も開き、トランジスタＴｒ３がオンにな
る。パルス信号ｓ１は演算回路１７によって設定された
開弁時間Ｔ１の間、高レベルに保持される。これと同時
に、信号ｓ１に応答してトリガ回路１８が動作し、フリ
ップフロップ回路１９がセットされる。該フリップフロ
ップ回路１９の出力ｓ２の立上がりでトランジスタＴｒ
２，Ｔｒ３がオンになり、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる並列
回路を通じてコイル４に大電流が流れる。
【００２７】コイル４に流れる電流は抵抗Ｒ６の電位Ｖ
１として検出される。図３に示すように、タイミングｔ
０でコイル４に給電開始されると、電流が増加して電位
Ｖ１は上昇する。可動鉄心６が固定鉄心２ａに吸引され
ると、インダクタンスの増大によって電位Ｖ１は低下傾
向を示し、ニードルバルブ７がそのストローク端まで後
退するとタイミングｔ１で電位Ｖ１は再び上昇傾向とな
る。電位Ｖ１の低下傾向は、ニードルバルブ７がストロ
ーク端に近接したことを示すので、この低下傾向が見え
たときから、ニードルバルブ７の安定した停止を確保す
るための予定時間Ｔ２の経過後（タイミングｔ１´）、
全開状態を保持するのに必要なだけの小電流をコイル４
へ供給するホールド期間へ切替わる。小電流（ホールド
電流）への切換えは次のように行われる。
１として検出される。図３に示すように、タイミングｔ
０でコイル４に給電開始されると、電流が増加して電位
Ｖ１は上昇する。可動鉄心６が固定鉄心２ａに吸引され
ると、インダクタンスの増大によって電位Ｖ１は低下傾
向を示し、ニードルバルブ７がそのストローク端まで後
退するとタイミングｔ１で電位Ｖ１は再び上昇傾向とな
る。電位Ｖ１の低下傾向は、ニードルバルブ７がストロ
ーク端に近接したことを示すので、この低下傾向が見え
たときから、ニードルバルブ７の安定した停止を確保す
るための予定時間Ｔ２の経過後（タイミングｔ１´）、
全開状態を保持するのに必要なだけの小電流をコイル４
へ供給するホールド期間へ切替わる。小電流（ホールド
電流）への切換えは次のように行われる。
【００２８】まず、電流変化強調回路２１は、後で詳述
する動作に従って電位Ｖ１の波形を変化させ、強調され
た電位Ｖ２を出力する。この電位Ｖ２は電流変化検出回
路２２のオペアンプＯＰ３のプラス入力端子に入力され
る。電位Ｖ１つまりその強調された電位Ｖ２が上昇して
いる状態では、前記抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ８による
時定数は小さいため、オペアンプＯＰ３の帰還遅延信号
Ｖｆｂ１とプラス入力端子の電位Ｖ２は同レベルにな
る。オペアンプＯＰ３は、２つの入力レベルが同一の間
は、出力Ｖ３として、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏
電圧およびダイオードＤ１の順方向電圧低下以上（４ボ
ルト以上）の値を出力し続ける。比較回路２３のオペア
ンプＯＰ１の基準電圧Ｖｒｅｆを、例えば、ツェナーダ
イオードＺＤ１の降伏電圧（本実施形態では４ボルト）
の半分つまり２ボルトに設定しておけば、電位Ｖ１が上
昇している間は出力Ｖ３が基準電圧Ｖｒｅｆを超えてい
るので、オペアンプＯＰ１の出力信号ｓ３は低レベルの
ままである。その結果、信号ｓ４，ｓ５も低レベルに維
持され、トリガ回路２５からリセット信号ｓ６は出力さ
れないため、大電流モードが維持される。
する動作に従って電位Ｖ１の波形を変化させ、強調され
た電位Ｖ２を出力する。この電位Ｖ２は電流変化検出回
路２２のオペアンプＯＰ３のプラス入力端子に入力され
る。電位Ｖ１つまりその強調された電位Ｖ２が上昇して
いる状態では、前記抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ８による
時定数は小さいため、オペアンプＯＰ３の帰還遅延信号
Ｖｆｂ１とプラス入力端子の電位Ｖ２は同レベルにな
る。オペアンプＯＰ３は、２つの入力レベルが同一の間
は、出力Ｖ３として、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏
電圧およびダイオードＤ１の順方向電圧低下以上（４ボ
ルト以上）の値を出力し続ける。比較回路２３のオペア
ンプＯＰ１の基準電圧Ｖｒｅｆを、例えば、ツェナーダ
イオードＺＤ１の降伏電圧（本実施形態では４ボルト）
の半分つまり２ボルトに設定しておけば、電位Ｖ１が上
昇している間は出力Ｖ３が基準電圧Ｖｒｅｆを超えてい
るので、オペアンプＯＰ１の出力信号ｓ３は低レベルの
ままである。その結果、信号ｓ４，ｓ５も低レベルに維
持され、トリガ回路２５からリセット信号ｓ６は出力さ
れないため、大電流モードが維持される。
【００２９】一方、インダクタンスの増大によって電位
Ｖ２が低下に転ずると、前記抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ
８による時定数は大きいため、電位Ｖ２の低下に追随で
きず、オペアンプＯＰ３の入力電位Ｖ２よりもマイナス
端子に入力される帰還遅延信号Ｖｆｂ１が高くなる。オ
ペアンプＯＰ３は、マイナス入力電位が高くなると、そ
の出力Ｖ３がほとんど０ボルトまで変化する。比較回路
２３の基準電圧Ｖｒｅｆよりも出力Ｖ３が低くなったと
きに、オペアンプＯＰ１の出力ｓ３は高レベルに変化す
る。次段のワンショット回路２４は出力ｓ３の変化に応
答して立上がる。ワンショット回路２４の出力ｓ４は、
抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ３の値で決定される時間Ｔ２
（例えば０．４〜０．５ｍｓ）の間、オンに保持され
る。この時間Ｔ２はリフト完了後の状態が落ち着くまで
の時間、つまり電流変化検出信号を遅延させる時間であ
る。信号ｓ４によって第１のアンドゲート２０は開き、
トリガ回路２５は、該第１のアンドゲート２０の出力ｓ
５の立下がりに応答してフリップフロップ回路１９のリ
セット端子に信号ｓ６を出力する。フリップフロップ回
路１９が信号ｓ６でリセットされると、大電流期間Ｔ３
が終り（ｔ１´）、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はオフ
となって、コイル４に流れる電流が抵抗Ｒ１で制限さ
れ、ホールド期間用の小電流に切り換えられる。
Ｖ２が低下に転ずると、前記抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ
８による時定数は大きいため、電位Ｖ２の低下に追随で
きず、オペアンプＯＰ３の入力電位Ｖ２よりもマイナス
端子に入力される帰還遅延信号Ｖｆｂ１が高くなる。オ
ペアンプＯＰ３は、マイナス入力電位が高くなると、そ
の出力Ｖ３がほとんど０ボルトまで変化する。比較回路
２３の基準電圧Ｖｒｅｆよりも出力Ｖ３が低くなったと
きに、オペアンプＯＰ１の出力ｓ３は高レベルに変化す
る。次段のワンショット回路２４は出力ｓ３の変化に応
答して立上がる。ワンショット回路２４の出力ｓ４は、
抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ３の値で決定される時間Ｔ２
（例えば０．４〜０．５ｍｓ）の間、オンに保持され
る。この時間Ｔ２はリフト完了後の状態が落ち着くまで
の時間、つまり電流変化検出信号を遅延させる時間であ
る。信号ｓ４によって第１のアンドゲート２０は開き、
トリガ回路２５は、該第１のアンドゲート２０の出力ｓ
５の立下がりに応答してフリップフロップ回路１９のリ
セット端子に信号ｓ６を出力する。フリップフロップ回
路１９が信号ｓ６でリセットされると、大電流期間Ｔ３
が終り（ｔ１´）、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はオフ
となって、コイル４に流れる電流が抵抗Ｒ１で制限さ
れ、ホールド期間用の小電流に切り換えられる。
【００３０】なお、小電流への切換えによって電位Ｖ１
が減少する過渡期においても信号ｓ３が立ち上がるが、
ワンショット回路２４は、出力が「ハイ」のときに発生
した入力信号は無視するノンリトリガブル型のワンショ
ットマルチバイブレータを使用しているので、この信号
ｓ３の立上がりによって影響を受けることはない。
が減少する過渡期においても信号ｓ３が立ち上がるが、
ワンショット回路２４は、出力が「ハイ」のときに発生
した入力信号は無視するノンリトリガブル型のワンショ
ットマルチバイブレータを使用しているので、この信号
ｓ３の立上がりによって影響を受けることはない。
【００３１】電流検出回路２０では、オペアンプＯＰ３
の負帰還のバランスの変動によって、０ボルトと４ボル
ト以上の大きい電圧変化としてコイル４に流れる電流の
減少を検出できる。したがって、オペアンプＯＰ３の電
源電圧の変化や温度ドリフトによるオフセット電圧の変
化などは吸収されてしまう。また、点火ノイズのような
ごく短いパルスに対しても、オペアンプはそのパルスに
追随できないので影響を受けにくい。このように、電流
変化検出回路２２では、確実にコイル４に流れる電流の
減少傾向を検出できる。
の負帰還のバランスの変動によって、０ボルトと４ボル
ト以上の大きい電圧変化としてコイル４に流れる電流の
減少を検出できる。したがって、オペアンプＯＰ３の電
源電圧の変化や温度ドリフトによるオフセット電圧の変
化などは吸収されてしまう。また、点火ノイズのような
ごく短いパルスに対しても、オペアンプはそのパルスに
追随できないので影響を受けにくい。このように、電流
変化検出回路２２では、確実にコイル４に流れる電流の
減少傾向を検出できる。
【００３２】次に、前記電流変化強調回路２１の動作
を、図２および図４の波形を参照しつつ説明する。オペ
アンプＯＰ２は増幅回路１６から入力された電位Ｖ１と
帰還遅延信号Ｖｆｂ２とが同一となるように該オペアン
プＯＰ２の出力を制御する。すなわち、電位Ｖ１が帰還
遅延信号Ｖｆｂ２より大きい場合は、オペアンプＯＰ２
の出力Ａを電位Ｖ１より大きくし、電位Ｖ１が帰還遅延
信号Ｖｆｂ２より小さい場合は、オペアンプＯＰ２の出
力Ａを電位Ｖ１より小さくする。帰還遅延信号Ｖｆｂ２
は抵抗１２とコンデンサＣ５とで遅延されているので、
オペアンプＯＰ２は最大振幅の信号を発振ぎみに出力す
る。
を、図２および図４の波形を参照しつつ説明する。オペ
アンプＯＰ２は増幅回路１６から入力された電位Ｖ１と
帰還遅延信号Ｖｆｂ２とが同一となるように該オペアン
プＯＰ２の出力を制御する。すなわち、電位Ｖ１が帰還
遅延信号Ｖｆｂ２より大きい場合は、オペアンプＯＰ２
の出力Ａを電位Ｖ１より大きくし、電位Ｖ１が帰還遅延
信号Ｖｆｂ２より小さい場合は、オペアンプＯＰ２の出
力Ａを電位Ｖ１より小さくする。帰還遅延信号Ｖｆｂ２
は抵抗１２とコンデンサＣ５とで遅延されているので、
オペアンプＯＰ２は最大振幅の信号を発振ぎみに出力す
る。
【００３３】次に、電位Ｖ１は、噴射弁の開弁間近にな
ると増加から減少に転じ始めるため、電位Ｖ１は該電位
Ｖ１に対して一定時間遅延されていた帰還遅延信号Ｖｆ
ｂ２と同電位になる。電位Ｖ１と帰還遅延信号Ｖｆｂ２
とは同電位になるとオペアンプＯＰ２は出力を停止する
ため、図４のオペアンプＯＰ２の出力Ａは電流減少検知
波形となり、電流変化を明確に検知することができる。
ると増加から減少に転じ始めるため、電位Ｖ１は該電位
Ｖ１に対して一定時間遅延されていた帰還遅延信号Ｖｆ
ｂ２と同電位になる。電位Ｖ１と帰還遅延信号Ｖｆｂ２
とは同電位になるとオペアンプＯＰ２は出力を停止する
ため、図４のオペアンプＯＰ２の出力Ａは電流減少検知
波形となり、電流変化を明確に検知することができる。
【００３４】オペアンプＯＰ２の出力Ａは、抵抗Ｒ１３
およびコンデンサＣ６からなる第１段目のフィルタと、
抵抗Ｒ１４およびコンデンサＣ７からなる第２段目のフ
ィルタとを通過させることによってそれぞれ電流変化が
強調された信号Ｂ，Ｃ（Ｖ２）が得られている。
およびコンデンサＣ６からなる第１段目のフィルタと、
抵抗Ｒ１４およびコンデンサＣ７からなる第２段目のフ
ィルタとを通過させることによってそれぞれ電流変化が
強調された信号Ｂ，Ｃ（Ｖ２）が得られている。
【００３５】抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ５とで遅延され
た帰還遅延信号Ｖｆｂ２を入力信号Ｖ１に追随させるた
め、オペアンプＯＰ２は次のように動作する。まず、入
力信号Ｖ１が増加中は、出力Ａの平均値を、帰還遅延信
号Ｖｆｂ２より大きい値とすることによって該帰還遅延
信号Ｖｆｂ２を信号Ｖ１に追随させる。一方、出力信号
Ｖ１が減少中は、出力Ａの平均値を小さい値とすること
によって該帰還遅延信号Ｖｆｂ２を信号Ｖ１に追随させ
る。
た帰還遅延信号Ｖｆｂ２を入力信号Ｖ１に追随させるた
め、オペアンプＯＰ２は次のように動作する。まず、入
力信号Ｖ１が増加中は、出力Ａの平均値を、帰還遅延信
号Ｖｆｂ２より大きい値とすることによって該帰還遅延
信号Ｖｆｂ２を信号Ｖ１に追随させる。一方、出力信号
Ｖ１が減少中は、出力Ａの平均値を小さい値とすること
によって該帰還遅延信号Ｖｆｂ２を信号Ｖ１に追随させ
る。
【００３６】すなわち、コイル電流の増加中は、第２段
目のフィルタの出力Ｖ２は入力Ｖ１より大きい値をと
り、コイル電流信号の減少中は、出力Ｖ２は入力Ｖ１よ
り小さい値をとる。また、入力信号Ｖ１が安定している
ときは、出力Ｖ２は入力Ｖ１と同一となるように収束す
る。こうして、電位Ｖ１の低下傾向は強調された電位Ｖ
２に変化し、前記電流変化検出回路２２での検出が容易
になる。
目のフィルタの出力Ｖ２は入力Ｖ１より大きい値をと
り、コイル電流信号の減少中は、出力Ｖ２は入力Ｖ１よ
り小さい値をとる。また、入力信号Ｖ１が安定している
ときは、出力Ｖ２は入力Ｖ１と同一となるように収束す
る。こうして、電位Ｖ１の低下傾向は強調された電位Ｖ
２に変化し、前記電流変化検出回路２２での検出が容易
になる。
【００３７】以上は、通常動作時のコイル４に対する第
１の動作モードでの給電制御であるが、低温始動時の１
回目の動作（第２の動作モード）では、制御信号ｓ１０
は「ロー」に切換えられるので、フリップフロップ１９
がリセットされると、すなわち図３のタイミングｔ１´
では、オアゲート２７の入力はいずれも「ロー」になっ
て該ゲート２７は閉じ、その結果、アンドゲート２６も
閉じてトランジスタＴｒ３はオフとなり、コイル４への
通電は停止される。すなわち、低温動作時には、全開動
作（Ｔ２時間の動作も含む）が終了すると、ただちにコ
イル電流を「０」にして閉弁動作に移行する。
１の動作モードでの給電制御であるが、低温始動時の１
回目の動作（第２の動作モード）では、制御信号ｓ１０
は「ロー」に切換えられるので、フリップフロップ１９
がリセットされると、すなわち図３のタイミングｔ１´
では、オアゲート２７の入力はいずれも「ロー」になっ
て該ゲート２７は閉じ、その結果、アンドゲート２６も
閉じてトランジスタＴｒ３はオフとなり、コイル４への
通電は停止される。すなわち、低温動作時には、全開動
作（Ｔ２時間の動作も含む）が終了すると、ただちにコ
イル電流を「０」にして閉弁動作に移行する。
【００３８】図５は、低温始動時の噴射弁の全開時間の
比較をした図であり、同図（ａ）は貼り付きなしの時、
同図（ｂ）は貼り付きありのときにおける全開時間を示
す。同図において、波形ａは前記コイル４へ電流を供給
するためのパルス信号、波形ｂはコイル４に流れる電流
を示し、線図ｃは前記ニードルバルブ７のリフト量を示
す。タイミングｔ０でニードルバルブ７はリフトを開始
し、タイミングｔ１でリフトを完了し、噴射弁は全開と
なる。全開検出後は前記時間Ｔ２の後、タイミングｔ１
´でドライバの付勢が停止され、コイル電流は流れなく
なる。すなわち、閉弁動作に移る。同図から理解できる
ように、結果的に前記時間Ｔ２は全開時間ＡＡと同じで
ある。本実施形態では、貼り付きの有無にかかわらず、
安定した全開状態になったならば、ホールド時間を設け
ず、直ちに閉弁動作に移行するので、いずれの場合もほ
ぼ同じ時間のごく短時間の全開時間ＡＡになる。
比較をした図であり、同図（ａ）は貼り付きなしの時、
同図（ｂ）は貼り付きありのときにおける全開時間を示
す。同図において、波形ａは前記コイル４へ電流を供給
するためのパルス信号、波形ｂはコイル４に流れる電流
を示し、線図ｃは前記ニードルバルブ７のリフト量を示
す。タイミングｔ０でニードルバルブ７はリフトを開始
し、タイミングｔ１でリフトを完了し、噴射弁は全開と
なる。全開検出後は前記時間Ｔ２の後、タイミングｔ１
´でドライバの付勢が停止され、コイル電流は流れなく
なる。すなわち、閉弁動作に移る。同図から理解できる
ように、結果的に前記時間Ｔ２は全開時間ＡＡと同じで
ある。本実施形態では、貼り付きの有無にかかわらず、
安定した全開状態になったならば、ホールド時間を設け
ず、直ちに閉弁動作に移行するので、いずれの場合もほ
ぼ同じ時間のごく短時間の全開時間ＡＡになる。
【００３９】次に、始動時の動作の切換えをフローチャ
ートを参照して説明する。図６において、ステップＳ１
でイグニッションスイッチ１４がオンにされると、ステ
ップＳ２では、エンジン温度を代表する吸気温度センサ
ＴＳ１または冷却水温度センサＴＳ２の出力（温度）を
読み込む。ステップＳ３では読み込んだ温度が、水分の
凍結が予想される予定の基準温度（例えば０°Ｃ）以下
か否かを判断する。この判断が肯定ならば、ステップＳ
４に進み、通電時間設定手段により前記温度に応じた通
電時間Ｔ１（信号ｓ１のパルス幅）を計算する。これ
は、通電時間Ｔ１があまり短時間では、貼り付きが解除
する前に電流が遮断されることがあるし、長すぎると、
噴射弁またはスイッチング素子の熱負荷が大きくなるた
め、温度に応じて通電時間Ｔ１を設定しようとするもの
である。この計算は、あらかじめ設定した温度と時間と
の関数式に基づいて実際に計算を行うのでもよいし、図
９に一例を示す関係に基づいて作成されたテーブルを参
照して求めるのでもよい。ステップＳ５では、前記制御
信号ｓ１０を「ハイ」にする。すなわち、リフト完了
後、予定の安定時間Ｔ２の経過後、ホールド期間を設け
ずに直ちに閉弁動作に移行する第２の動作モードを選択
する。
ートを参照して説明する。図６において、ステップＳ１
でイグニッションスイッチ１４がオンにされると、ステ
ップＳ２では、エンジン温度を代表する吸気温度センサ
ＴＳ１または冷却水温度センサＴＳ２の出力（温度）を
読み込む。ステップＳ３では読み込んだ温度が、水分の
凍結が予想される予定の基準温度（例えば０°Ｃ）以下
か否かを判断する。この判断が肯定ならば、ステップＳ
４に進み、通電時間設定手段により前記温度に応じた通
電時間Ｔ１（信号ｓ１のパルス幅）を計算する。これ
は、通電時間Ｔ１があまり短時間では、貼り付きが解除
する前に電流が遮断されることがあるし、長すぎると、
噴射弁またはスイッチング素子の熱負荷が大きくなるた
め、温度に応じて通電時間Ｔ１を設定しようとするもの
である。この計算は、あらかじめ設定した温度と時間と
の関数式に基づいて実際に計算を行うのでもよいし、図
９に一例を示す関係に基づいて作成されたテーブルを参
照して求めるのでもよい。ステップＳ５では、前記制御
信号ｓ１０を「ハイ」にする。すなわち、リフト完了
後、予定の安定時間Ｔ２の経過後、ホールド期間を設け
ずに直ちに閉弁動作に移行する第２の動作モードを選択
する。
【００４０】ステップＳ６では、前記ステップＳ３で計
算された通電時間Ｔ１に相当するパルス幅の信号ｓ１を
出力する。これにより、貼り付き解消のための開弁動作
が実行される。噴射弁の開弁完了が検出されず、時間Ｔ
１が経過した場合には、該時間Ｔ１経過時点で通電を終
了させる。、ステップＳ７では、前記制御信号ｓ１０を
「ロー」にする。すなわち、リフト完了後、予定の安定
時間Ｔ２の経過後、さらにホールド期間を有する第１の
動作モードに切換える。ステップＳ８では、ステップＳ
６で切換えられた第１の動作モードに従って通常の制御
動作を実行する。ステップＳ３の判断が否定の場合は、
ステップＳ４〜Ｓ６はスキップしてステップＳ７に進
む。
算された通電時間Ｔ１に相当するパルス幅の信号ｓ１を
出力する。これにより、貼り付き解消のための開弁動作
が実行される。噴射弁の開弁完了が検出されず、時間Ｔ
１が経過した場合には、該時間Ｔ１経過時点で通電を終
了させる。、ステップＳ７では、前記制御信号ｓ１０を
「ロー」にする。すなわち、リフト完了後、予定の安定
時間Ｔ２の経過後、さらにホールド期間を有する第１の
動作モードに切換える。ステップＳ８では、ステップＳ
６で切換えられた第１の動作モードに従って通常の制御
動作を実行する。ステップＳ３の判断が否定の場合は、
ステップＳ４〜Ｓ６はスキップしてステップＳ７に進
む。
【００４１】図９は、通電時間とエンジン温度との関係
を示す。同図に示すように、通電時間Ｔ１は、エンジン
温度ＴＥが低くなるに従って比例的に長くなるように設
定しておくのが好ましい。但し、本実施形態において
は、ある程度の温度（一例としてマイナス３０度）以下
では、通電時間Ｔ１は一定である。
を示す。同図に示すように、通電時間Ｔ１は、エンジン
温度ＴＥが低くなるに従って比例的に長くなるように設
定しておくのが好ましい。但し、本実施形態において
は、ある程度の温度（一例としてマイナス３０度）以下
では、通電時間Ｔ１は一定である。
【００４２】なお、本実施形態では、燃料噴射弁の全開
をコイル電流の減少傾向によって検出するようにした
が、これは、電源電圧の変動等に影響されることがない
ようにするためである。したがって、本発明は、必ずし
もこの検出方法によることなく、他の全開検出方法、例
えば、上記特開昭５８−２１１５３８号公報に記載され
たストローク端検出方法によることもできる。
をコイル電流の減少傾向によって検出するようにした
が、これは、電源電圧の変動等に影響されることがない
ようにするためである。したがって、本発明は、必ずし
もこの検出方法によることなく、他の全開検出方法、例
えば、上記特開昭５８−２１１５３８号公報に記載され
たストローク端検出方法によることもできる。
【００４３】なお、本実施形態では、エンジンの冷却水
温度または吸気温度に基づいて低温時の動作モードを選
択するようにしたり、通電時間Ｔ１を決定したりするよ
うにしたが、エンジンの温度を推定できる他の温度検出
信号、例えば、外気温度センサ等の検出温度によって上
記動作の選択等を行うようにしてもよい。
温度または吸気温度に基づいて低温時の動作モードを選
択するようにしたり、通電時間Ｔ１を決定したりするよ
うにしたが、エンジンの温度を推定できる他の温度検出
信号、例えば、外気温度センサ等の検出温度によって上
記動作の選択等を行うようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、気体燃料を噴射する燃料噴射弁にお
いて、低温時に貼り付きが予想される場合にも、始動時
の最初の燃料噴射サイクルでこの貼り付きを解消するこ
とができるため、機関の始動性を向上させることができ
る。特に、保持するホールド期間を有しないので、最低
限度の燃料噴射によって貼り付きを解消することができ
る。
１の発明によれば、気体燃料を噴射する燃料噴射弁にお
いて、低温時に貼り付きが予想される場合にも、始動時
の最初の燃料噴射サイクルでこの貼り付きを解消するこ
とができるため、機関の始動性を向上させることができ
る。特に、保持するホールド期間を有しないので、最低
限度の燃料噴射によって貼り付きを解消することができ
る。
【００４５】また、請求項２の発明によれば、コイル電
流の減少を検知することにより全開状態つまり貼り付き
解消を検出できる。さらに、請求項３の発明によれば、
低温時であるほど通電時間を長くとるようにしたので、
確実に貼り付きを解消することができる。
流の減少を検知することにより全開状態つまり貼り付き
解消を検出できる。さらに、請求項３の発明によれば、
低温時であるほど通電時間を長くとるようにしたので、
確実に貼り付きを解消することができる。
【図１】 本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る制御装置の要部回路
図である。
図である。
【図３】 制御装置の動作を示す波形図である。
【図４】 電流変化強調回路の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図５】 本発明の実施形態に係る全開時間を示す波形
図である。
図である。
【図６】 エンジン始動時の動作を示すフローチャート
である。
である。
【図７】 本発明の実施形態に係る燃料噴射弁制御装置
を含むエンジン制御システムの要部構成を示すブロック
図である。
を含むエンジン制御システムの要部構成を示すブロック
図である。
【図８】 従来技術に係る全開時間を示す波形図であ
る。
る。
【図９】 通電時間とエンジン温度との関係を示す図で
ある。
ある。
【図１０】 燃料噴射弁の一例を示す断面図である。
４…コイル、 ６…可動鉄心、 ７…ニードルバルブ、
１４…イグニッションスイッチ、 １５…バッテリ、
１７…演算回路、 １８…トリガ回路、 １９…フリ
ップフロップ回路、 ２０…アンドゲート、 ２１…電
流変化強調回路、２２…電流変化検出回路、 ２３…比
較回路、 ２４…ワンショット回路、２５…トリガ回路
１４…イグニッションスイッチ、 １５…バッテリ、
１７…演算回路、 １８…トリガ回路、 １９…フリ
ップフロップ回路、 ２０…アンドゲート、 ２１…電
流変化強調回路、２２…電流変化検出回路、 ２３…比
較回路、 ２４…ワンショット回路、２５…トリガ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｍ (56)参考文献 特開 平８−4576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−164638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212646（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−200799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−258949（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−280658（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−47139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−211538（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−46644（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/20 325 F02D 41/06 325
Claims (3)
- 【請求項１】 電磁コイルに電流を供給することにより
開弁する気体燃料用内燃機関の燃料噴射弁を駆動する燃
料噴射弁制御装置において、 燃料噴射弁の全開後、全開を保持するため、前記電磁コ
イルに供給する電流を小さくするホールド期間を有する
第１の動作モード、および前記ホールド期間を有しない
第２の動作モードで動作可能なドライバ制御手段と、 機関温度を代表する温度を検出する温度検出手段と、 前記温度検出手段で検出された温度が予定温度以下のと
きに、始動時の最初の動作では前記ドライバ制御手段を
第２の動作モードに切換える切換え手段とを具備したこ
とを特徴とする燃料噴射弁制御装置。 - 【請求項２】 前記電磁コイルに流れる電流を検出する
電流検出手段と、 前記電流検出手段の出力に基づいて前記燃料噴射弁の開
弁に伴う前記電流の減少を検知することにより前記燃料
噴射弁の全開を検出する電流変化検出手段とを具備した
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁制御装置。 - 【請求項３】 前記第２の動作モードでの通電時間を設
定する通電時間設定手段を具備し、 前記通電時間設定手段は、前記温度検出手段で検出され
た温度が低いときに通電時間を長くするように構成した
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料噴
射弁制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047158A JP2963407B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 燃料噴射弁制御装置 |
| US09/003,144 US5947090A (en) | 1997-02-14 | 1998-01-06 | Fuel injection valve controller apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047158A JP2963407B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 燃料噴射弁制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227248A JPH10227248A (ja) | 1998-08-25 |
| JP2963407B2 true JP2963407B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=12767288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9047158A Expired - Fee Related JP2963407B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 燃料噴射弁制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5947090A (ja) |
| JP (1) | JP2963407B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19719602A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-12 | Fahrzeugklimaregelung Gmbh | Elektronische Steuerschaltung |
| US6367719B1 (en) * | 1998-10-22 | 2002-04-09 | Siemens Automotive Corporation | Electromechanical valve driver circuit and method |
| JP3905247B2 (ja) * | 1999-05-13 | 2007-04-18 | 三菱電機株式会社 | 筒内噴射式インジェクタの制御装置 |
| EP1063426B1 (en) * | 1999-06-25 | 2008-07-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ignition unit for internal combustion engine |
| JP4172107B2 (ja) * | 1999-08-06 | 2008-10-29 | 株式会社デンソー | 電磁弁駆動装置 |
| DE10005212A1 (de) * | 2000-02-05 | 2001-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Einrichtung zum Ansteuern eines elektromagnetischen Mengensteuerventils |
| IT1320679B1 (it) * | 2000-09-29 | 2003-12-10 | Fiat Ricerche | Dispositivo di controllo di un elettromagnete di comando di unavalvola di dosaggio di un iniettore di combustibile per un motore a |
| DE10134346B4 (de) * | 2001-07-14 | 2010-07-15 | K.A. Schmersal Gmbh & Co | Vorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromagneten |
| DE102004006297B4 (de) * | 2004-02-09 | 2007-05-16 | Siemens Ag | Verfahren zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine |
| JP4501804B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2010-07-14 | マツダ株式会社 | 水素エンジンの燃料制御装置 |
| JP2007205278A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Nikki Co Ltd | 燃料供給方法及び燃料供給装置 |
| JP4618187B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2011-01-26 | マツダ株式会社 | エンジンの燃料噴射装置 |
| DE102007017458A1 (de) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Daimler Ag | Verfahren zum Heizen eines Reduktionsmitteldosierventils bei einem SCR-System zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors |
| DE102007017459B4 (de) * | 2007-04-03 | 2018-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Dosierung von Reduktionsmittel zum Abgas eines Verbrennungsmotors und Steuergerät |
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| JP4587133B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2010-11-24 | 株式会社デンソー | 燃料供給装置 |
| AT510600B1 (de) * | 2011-06-07 | 2012-05-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Endlageüberwachung eines gaseinblaseventils |
| DE102012218370B4 (de) * | 2012-10-09 | 2015-04-02 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils |
| DE102013214412B4 (de) * | 2013-07-24 | 2016-03-31 | Continental Automotive Gmbh | Ermittlung des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines Kraftstoffinjektors |
| JP6318575B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2018-05-09 | 株式会社デンソー | 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム |
| EP2915985B1 (en) * | 2014-03-07 | 2024-05-08 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Electrical monitoring of gaseous fuel admission valves |
| JP6280410B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2018-02-14 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 制御装置 |
| US9714615B2 (en) * | 2015-01-08 | 2017-07-25 | R.J. Scheu | Ignition filter for compressed air engine |
| US9970380B2 (en) * | 2015-12-14 | 2018-05-15 | Delphi Technologies Ip Limited | Fuel injector driver for cold start of high resistance injector |
| DE102016224682A1 (de) * | 2016-12-12 | 2018-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erwärmung eines Gasventils, insbesondere eines Kraftstoffinjektors |
| US10041461B2 (en) | 2016-12-15 | 2018-08-07 | Caterpillar Inc. | System and method for valve seating detection |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2242758B1 (ja) * | 1973-09-05 | 1976-06-18 | Peugeot & Renault | |
| JPS58211538A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Aisan Ind Co Ltd | 電磁式燃料噴射装置の駆動方法 |
| US4511945A (en) * | 1983-12-27 | 1985-04-16 | Ford Motor Company | Solenoid switching driver with fast current decay from initial peak current |
| JPS624543A (ja) * | 1985-03-07 | 1987-01-10 | Toshiba Mach Co Ltd | 小径ドリルの自動交換装置 |
| US5053911A (en) * | 1989-06-02 | 1991-10-01 | Motorola, Inc. | Solenoid closure detection |
| JP3577339B2 (ja) * | 1994-05-19 | 2004-10-13 | 富士重工業株式会社 | エンジンの燃料噴射弁駆動回路 |
| US5632250A (en) * | 1994-09-20 | 1997-05-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Gas fuel supply system for vehicle |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9047158A patent/JP2963407B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-06 US US09/003,144 patent/US5947090A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10227248A (ja) | 1998-08-25 |
| US5947090A (en) | 1999-09-07 |
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