JP3048286B2 - 内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置Info
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- JP3048286B2 JP3048286B2 JP5054217A JP5421793A JP3048286B2 JP 3048286 B2 JP3048286 B2 JP 3048286B2 JP 5054217 A JP5054217 A JP 5054217A JP 5421793 A JP5421793 A JP 5421793A JP 3048286 B2 JP3048286 B2 JP 3048286B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射弁
駆動制御装置、特に圧電素子アクチュエータを利用した
内燃機関用燃料噴射弁の駆動制御装置に関する。
駆動制御装置、特に圧電素子アクチュエータを利用した
内燃機関用燃料噴射弁の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子アクチュエータを利用した内燃
機関の燃料噴射弁装置は、高速動作が期待できることか
ら、最近特に注目されてきている。図９は、そのような
圧電素子を用いた内燃機関用燃料噴射弁装置の一例の構
成を示す概念構成図であり、そこには燃料噴射弁１００
内に駆動用アクチュエータとして圧電素子１０１が利用
されている。すなわち、圧電素子１０１の収縮に応じ
て、ピストン１０２が上昇して作動油１０３の圧力が受
圧面１０６の受圧以下となると、プッシュロッド１０４
が上昇して、圧力室１０５内の燃料が噴射孔１０８から
加圧噴射され、また、圧電素子１０１の伸張時には作動
油１０３の圧力が増して圧縮時と逆の作用により噴射孔
１０８が閉じて噴射が停止する。上記動作による開弁お
よび閉弁を確実なものとするため、例えば作動油室内に
皿バネ１０７が配設されている。
機関の燃料噴射弁装置は、高速動作が期待できることか
ら、最近特に注目されてきている。図９は、そのような
圧電素子を用いた内燃機関用燃料噴射弁装置の一例の構
成を示す概念構成図であり、そこには燃料噴射弁１００
内に駆動用アクチュエータとして圧電素子１０１が利用
されている。すなわち、圧電素子１０１の収縮に応じ
て、ピストン１０２が上昇して作動油１０３の圧力が受
圧面１０６の受圧以下となると、プッシュロッド１０４
が上昇して、圧力室１０５内の燃料が噴射孔１０８から
加圧噴射され、また、圧電素子１０１の伸張時には作動
油１０３の圧力が増して圧縮時と逆の作用により噴射孔
１０８が閉じて噴射が停止する。上記動作による開弁お
よび閉弁を確実なものとするため、例えば作動油室内に
皿バネ１０７が配設されている。
【０００３】なお、圧電素子アクチュエータによる燃料
噴射弁としては、図示のものとは逆に、圧電素子の伸張
時に燃料を噴射し、収縮時に吸入するタイプのものもあ
り、これらは燃料噴射状態である圧電素子の収縮あるい
は伸張状態の継続時間により燃料噴射量が決定される。
また、圧電素子の伸縮に応じて上下するピストンにより
燃料をポンプ駆動して燃料を噴射する構造の燃料噴射弁
もあるが、このタイプのものは圧電素子の伸縮の回数に
より燃料噴射量を決定することとなる。
噴射弁としては、図示のものとは逆に、圧電素子の伸張
時に燃料を噴射し、収縮時に吸入するタイプのものもあ
り、これらは燃料噴射状態である圧電素子の収縮あるい
は伸張状態の継続時間により燃料噴射量が決定される。
また、圧電素子の伸縮に応じて上下するピストンにより
燃料をポンプ駆動して燃料を噴射する構造の燃料噴射弁
もあるが、このタイプのものは圧電素子の伸縮の回数に
より燃料噴射量を決定することとなる。
【０００４】図１０は、図９に示したような燃料噴射弁
における圧電素子駆動回路として好適なフライバック式
駆動回路の原理的構成を示す回路図であり、図中、２０
１は図９における駆動用アクチュエータとしての圧電素
子１０１に相当する圧電素子（ＰＺＴ）、２０２はフラ
イバックトランス、２０３は駆動トランジスタ、２０４
は充電スイッチ、２０５は充電用逆流防止ダイオード、
２０６は放電スイッチ、２０７は放電用逆流防止ダイオ
ード、２０８は放電コイル、２１０は電子制御ユニット
ＥＣＵである。そして、図１１は、その駆動回路におけ
る通常動作時の動作波形を示している。
における圧電素子駆動回路として好適なフライバック式
駆動回路の原理的構成を示す回路図であり、図中、２０
１は図９における駆動用アクチュエータとしての圧電素
子１０１に相当する圧電素子（ＰＺＴ）、２０２はフラ
イバックトランス、２０３は駆動トランジスタ、２０４
は充電スイッチ、２０５は充電用逆流防止ダイオード、
２０６は放電スイッチ、２０７は放電用逆流防止ダイオ
ード、２０８は放電コイル、２１０は電子制御ユニット
ＥＣＵである。そして、図１１は、その駆動回路におけ
る通常動作時の動作波形を示している。
【０００５】このフライバック式駆動回路の動作原理
は、フライバックトランス２０２の１次側コイルに流れ
る電流を遮断した時にトランスの２次側に発生するフラ
イバックエネルギーによって、２次側に接続された圧電
素子（ＰＺＴ）２０１を充電し、圧電素子２０１を伸張
させて噴射を停止し、そして、放電コイル２０８を経て
圧電素子２０１の充電電荷を放電し、圧電素子２０１を
収縮させて燃料を噴射するものであり、圧電素子２０１
は放電から次の充電までの期間中収縮状態にあり、その
時間幅により燃料噴射量が決定されることとなる。
は、フライバックトランス２０２の１次側コイルに流れ
る電流を遮断した時にトランスの２次側に発生するフラ
イバックエネルギーによって、２次側に接続された圧電
素子（ＰＺＴ）２０１を充電し、圧電素子２０１を伸張
させて噴射を停止し、そして、放電コイル２０８を経て
圧電素子２０１の充電電荷を放電し、圧電素子２０１を
収縮させて燃料を噴射するものであり、圧電素子２０１
は放電から次の充電までの期間中収縮状態にあり、その
時間幅により燃料噴射量が決定されることとなる。
【０００６】図１１に示す動作波形中、信号２１１、２
１２、２１３および２１４はそれぞれ噴射信号、コイル
通電信号（後述するドエル信号に相当する）、ＰＺＴ放
電信号およびＰＺＴ充電信号であり、電子制御ユニット
ＥＣＵ２１０において、機関の運転状態に応じて演算さ
れた燃料噴射時間を示す燃料噴射信号２１１から、圧電
素子２０１に必要な量のエネルギーを供給するためのコ
イル通電信号すなわちドエル信号２１２、噴射信号２１
１の立上りおよび立下りにそれぞれ同期したＰＺＴ放電
信号２１３およびＰＺＴ充電信号２１４が形成される。
１２、２１３および２１４はそれぞれ噴射信号、コイル
通電信号（後述するドエル信号に相当する）、ＰＺＴ放
電信号およびＰＺＴ充電信号であり、電子制御ユニット
ＥＣＵ２１０において、機関の運転状態に応じて演算さ
れた燃料噴射時間を示す燃料噴射信号２１１から、圧電
素子２０１に必要な量のエネルギーを供給するためのコ
イル通電信号すなわちドエル信号２１２、噴射信号２１
１の立上りおよび立下りにそれぞれ同期したＰＺＴ放電
信号２１３およびＰＺＴ充電信号２１４が形成される。
【０００７】コイル通電信号すなわちドエル信号２１２
は、その立下りが噴射信号２１１の立下りに一致されて
おり、その立上りは、立上りと立下りとの間の通電時間
すなわちドエル時間が圧電素子２０１に一定の充電エネ
ルギーを供給することができる一定時間幅、例えば４乃
至５ミリ秒、となるように設定される。これにより、圧
電素子２０１の伸張量が一定となり、作動油圧の変化度
合いを一定にして、結果として、時間当り燃料噴射量す
なわち燃料噴射率を一定化し、均一化された燃料噴射制
御を可能とするものである。また、ＰＺＴ放電信号２１
３およびＰＺＴ充電信号２１４は、それぞれ、圧電素子
２０１の放電および充電を瞬時に達成するための放電ス
イッチ２０６および充電スイッチ２０４のオン／オフ制
御信号であり、ともに、そのオン期間は例えば２００マ
イクロ秒程度の時間幅を有している。
は、その立下りが噴射信号２１１の立下りに一致されて
おり、その立上りは、立上りと立下りとの間の通電時間
すなわちドエル時間が圧電素子２０１に一定の充電エネ
ルギーを供給することができる一定時間幅、例えば４乃
至５ミリ秒、となるように設定される。これにより、圧
電素子２０１の伸張量が一定となり、作動油圧の変化度
合いを一定にして、結果として、時間当り燃料噴射量す
なわち燃料噴射率を一定化し、均一化された燃料噴射制
御を可能とするものである。また、ＰＺＴ放電信号２１
３およびＰＺＴ充電信号２１４は、それぞれ、圧電素子
２０１の放電および充電を瞬時に達成するための放電ス
イッチ２０６および充電スイッチ２０４のオン／オフ制
御信号であり、ともに、そのオン期間は例えば２００マ
イクロ秒程度の時間幅を有している。
【０００８】まず、電子制御ユニットＥＣＵ２１０から
供給されるコイル通電信号２１２により、ｔ1 時点にお
いて駆動用トランジスタ２０３が導通され、フライバッ
クトランス２０２の１次コイルに１次電流Ｉ1 ２１５が
流れる。この時、１次電流Ｉ 1 は、トランスの１次イン
ダクタンスをＬ1 とすれば、ｄＩ1 ／ｄｔ＝ＶB ／Ｌ 1
（ＶB ：電源電圧）の傾きをもって立ち上がる。そし
て、コイル通電期間の終了時点すなわちコイル通電信号
２１２の立下りｔ3 時点における１次電流をＩDとする
と、フライバックトランス２０２には１／２（Ｌ1 ・Ｉ
D 2 ）なる電磁エネルギーが蓄えられることとなる。こ
の間ｔ1 〜ｔ3 の初期においては、充電スイッチ２０４
および放電スイッチ２０６はともにオフ状態にあり、ま
た、圧電素子２０１は前の充電サイクルにおいて充電さ
れた状態にあって伸張されている。この時の圧電素子２
０１の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧２１６は、ＥC ＝Ｉ
D ・√（Ｌ1 ／Ｃ）（Ｃ：圧電素子２０１の静電容量）
なる値に上昇しており、例えば＋６００Ｖ程度の値に達
する。
供給されるコイル通電信号２１２により、ｔ1 時点にお
いて駆動用トランジスタ２０３が導通され、フライバッ
クトランス２０２の１次コイルに１次電流Ｉ1 ２１５が
流れる。この時、１次電流Ｉ 1 は、トランスの１次イン
ダクタンスをＬ1 とすれば、ｄＩ1 ／ｄｔ＝ＶB ／Ｌ 1
（ＶB ：電源電圧）の傾きをもって立ち上がる。そし
て、コイル通電期間の終了時点すなわちコイル通電信号
２１２の立下りｔ3 時点における１次電流をＩDとする
と、フライバックトランス２０２には１／２（Ｌ1 ・Ｉ
D 2 ）なる電磁エネルギーが蓄えられることとなる。こ
の間ｔ1 〜ｔ3 の初期においては、充電スイッチ２０４
および放電スイッチ２０６はともにオフ状態にあり、ま
た、圧電素子２０１は前の充電サイクルにおいて充電さ
れた状態にあって伸張されている。この時の圧電素子２
０１の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧２１６は、ＥC ＝Ｉ
D ・√（Ｌ1 ／Ｃ）（Ｃ：圧電素子２０１の静電容量）
なる値に上昇しており、例えば＋６００Ｖ程度の値に達
する。
【０００９】フライバックコイルの通電後、噴射信号２
１１の立上りすなわちｔ2 時点に達すると、電子制御ユ
ニットＥＣＵ２１０からＰＺＴ放電信号２１３が放電ス
イッチ２０６に印加されると、放電スイッチ２０６がオ
ン状態となって放電コイル２０８を介して圧電素子２０
１の電荷が放電される。その結果、圧電素子２０１は収
縮し、図９における燃料噴射弁１００の噴射孔１０８を
開き、燃料の噴射を開始する。この過渡時においては、
圧電素子２０１の静電容量Ｃと放電コイル２０８とによ
り共振回路が構成され、共振電流が流れて圧電素子２０
１の電荷は瞬時に放電し、その端子電圧であるＰＺＴ電
圧２１６は急激に降下する。そこで、逆流防止ダイオー
ド２０７により共振電流が遮断されて放電は終了する。
この過渡変化は約１００マイクロ秒であり、ＰＺＴ放電
信号幅以内で終了することとなる。このため、ＰＺＴ電
圧２１６は、点線図示のようにプラス方向への振れがカ
ットされ、ある程度のマイナス電圧、例えば−２００
Ｖ、に落ち着き、圧電素子２０１はこの状態に対応する
収縮状態に留まることとなる。この時、この圧電素子の
収縮状態により決まるか、あるいは、機構上定まる弁開
度に応じて、図１１の燃料噴射率２１７に示されている
ように、一定率での燃料噴射が継続されることとなる。
１１の立上りすなわちｔ2 時点に達すると、電子制御ユ
ニットＥＣＵ２１０からＰＺＴ放電信号２１３が放電ス
イッチ２０６に印加されると、放電スイッチ２０６がオ
ン状態となって放電コイル２０８を介して圧電素子２０
１の電荷が放電される。その結果、圧電素子２０１は収
縮し、図９における燃料噴射弁１００の噴射孔１０８を
開き、燃料の噴射を開始する。この過渡時においては、
圧電素子２０１の静電容量Ｃと放電コイル２０８とによ
り共振回路が構成され、共振電流が流れて圧電素子２０
１の電荷は瞬時に放電し、その端子電圧であるＰＺＴ電
圧２１６は急激に降下する。そこで、逆流防止ダイオー
ド２０７により共振電流が遮断されて放電は終了する。
この過渡変化は約１００マイクロ秒であり、ＰＺＴ放電
信号幅以内で終了することとなる。このため、ＰＺＴ電
圧２１６は、点線図示のようにプラス方向への振れがカ
ットされ、ある程度のマイナス電圧、例えば−２００
Ｖ、に落ち着き、圧電素子２０１はこの状態に対応する
収縮状態に留まることとなる。この時、この圧電素子の
収縮状態により決まるか、あるいは、機構上定まる弁開
度に応じて、図１１の燃料噴射率２１７に示されている
ように、一定率での燃料噴射が継続されることとなる。
【００１０】次いで、噴射信号２１１の立下りすなわち
ｔ3 時点に達すると、コイル通電信号２１２が立下り、
駆動トランジスタ２０３をオフにするとともに、電子制
御ユニットＥＣＵ２１０からＰＺＴ充電信号２１４が充
電スイッチ２０４に印加されてオンとなる。駆動トラン
ジスタ２０３のオフにより１次電流Ｉ1 が遮断され、フ
ライバックトランス２０２の２次側にフライバックパル
スを発生して、上記の通電期間中すなわちドエル時間中
に蓄積されたエネルギーを放出する。この時、充電スイ
ッチ２０４がオンにされているので、このフライバック
エネルギーにより圧電素子２０１が充電される。過渡時
において、フライバックトランス２０２の２次側インダ
クタンスと圧電素子２０１の静電容量Ｃとが共振回路を
構成し、共振電流が流れて圧電素子２０１は瞬時にフラ
イバックエネルギーにより充電されて伸張する。放電時
と同様に、逆方向の共振電流は逆流防止ダイオード２０
５により遮断され、圧電素子２０１はフライバックエネ
ルギーによる充電状態、すなわちそのエネルギー量に対
応した伸張状態、に維持されることとなる。その結果、
圧電素子２０１の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧２１６
は、図１１に示すように、急激にプラス方向に上昇して
上述したＥC すなわち例えば＋６００Ｖに達し、その電
圧に保たれることとなる。フライバックトランス２０２
の２次側インダクタンスは放電コイル２０８のものと同
程度とされており、したがって、この過渡変化も約１０
０マイクロ秒であり、ＰＺＴ充電信号幅以内で終了する
こととなる。かくして、燃料噴射率２１７も、図示され
ているように、急速に噴射が停止され、噴射弁は閉じら
れた状態となる。
ｔ3 時点に達すると、コイル通電信号２１２が立下り、
駆動トランジスタ２０３をオフにするとともに、電子制
御ユニットＥＣＵ２１０からＰＺＴ充電信号２１４が充
電スイッチ２０４に印加されてオンとなる。駆動トラン
ジスタ２０３のオフにより１次電流Ｉ1 が遮断され、フ
ライバックトランス２０２の２次側にフライバックパル
スを発生して、上記の通電期間中すなわちドエル時間中
に蓄積されたエネルギーを放出する。この時、充電スイ
ッチ２０４がオンにされているので、このフライバック
エネルギーにより圧電素子２０１が充電される。過渡時
において、フライバックトランス２０２の２次側インダ
クタンスと圧電素子２０１の静電容量Ｃとが共振回路を
構成し、共振電流が流れて圧電素子２０１は瞬時にフラ
イバックエネルギーにより充電されて伸張する。放電時
と同様に、逆方向の共振電流は逆流防止ダイオード２０
５により遮断され、圧電素子２０１はフライバックエネ
ルギーによる充電状態、すなわちそのエネルギー量に対
応した伸張状態、に維持されることとなる。その結果、
圧電素子２０１の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧２１６
は、図１１に示すように、急激にプラス方向に上昇して
上述したＥC すなわち例えば＋６００Ｖに達し、その電
圧に保たれることとなる。フライバックトランス２０２
の２次側インダクタンスは放電コイル２０８のものと同
程度とされており、したがって、この過渡変化も約１０
０マイクロ秒であり、ＰＺＴ充電信号幅以内で終了する
こととなる。かくして、燃料噴射率２１７も、図示され
ているように、急速に噴射が停止され、噴射弁は閉じら
れた状態となる。
【００１１】図１０のフライバック式駆動回路は以上の
ように動作して、機関の運転状態に応じた噴射時間を有
する噴射信号に従って、燃料噴射弁の燃料噴射を駆動制
御し、目的とする空燃比制御等の燃料噴射制御を実現す
ることができる。図１２は、上記したフライバック式駆
動回路により駆動される圧電素子を用いた燃料噴射弁が
適用された４サイクル４気筒エンジンの燃料噴射弁駆動
制御システムの原理的構成を示す回路ブロック図であ
る。ここでは、１個のフライバックトランス部２２０が
共通に用いられ、４気筒分の燃料噴射弁操作用の圧電素
子が所定順序で選択的にフライバック式駆動回路を形成
されて駆動される。フライバック式駆動回路の残余の部
分である圧電素子回路部２２１乃至２２４は、図示した
ように、４気筒に対して同様に構成されて設けられてい
る。フライバックトランス部２２０および圧電素子回路
部２２１乃至２２４の構成要素は、図１０のものと同一
のものが用いられており、一例として、フライバックト
ランス２０２、駆動スイッチ（トランジスタ）２０３お
よび充電用逆流防止ダイオード２０５が共通のフライバ
ックトランス部２２０に設けられたものが示されてい
る。
ように動作して、機関の運転状態に応じた噴射時間を有
する噴射信号に従って、燃料噴射弁の燃料噴射を駆動制
御し、目的とする空燃比制御等の燃料噴射制御を実現す
ることができる。図１２は、上記したフライバック式駆
動回路により駆動される圧電素子を用いた燃料噴射弁が
適用された４サイクル４気筒エンジンの燃料噴射弁駆動
制御システムの原理的構成を示す回路ブロック図であ
る。ここでは、１個のフライバックトランス部２２０が
共通に用いられ、４気筒分の燃料噴射弁操作用の圧電素
子が所定順序で選択的にフライバック式駆動回路を形成
されて駆動される。フライバック式駆動回路の残余の部
分である圧電素子回路部２２１乃至２２４は、図示した
ように、４気筒に対して同様に構成されて設けられてい
る。フライバックトランス部２２０および圧電素子回路
部２２１乃至２２４の構成要素は、図１０のものと同一
のものが用いられており、一例として、フライバックト
ランス２０２、駆動スイッチ（トランジスタ）２０３お
よび充電用逆流防止ダイオード２０５が共通のフライバ
ックトランス部２２０に設けられたものが示されてい
る。
【００１２】図１３は、この４気筒エンジンの燃料噴射
弁駆動制御システムにおける各気筒＃１〜＃４に対する
動作信号波形を概略的に示すタイムチャートである。図
中、信号２３１は駆動回路中のフライバックトランスの
コイルにエネルギーを蓄積、すなわち、エネルギーチャ
ージするためのコイル通電信号すなわちドエル信号であ
り、信号２３２は噴射信号、信号２３３はドエル信号２
３１および噴射信号２３２に基づいて駆動される圧電素
子の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧ＶPZT である。各気筒
に対するこれらの信号にはそれぞれ気筒番号が付されて
おり、また、各気筒の動作順序は通常の４気筒内燃機関
の点火順序に従っている。
弁駆動制御システムにおける各気筒＃１〜＃４に対する
動作信号波形を概略的に示すタイムチャートである。図
中、信号２３１は駆動回路中のフライバックトランスの
コイルにエネルギーを蓄積、すなわち、エネルギーチャ
ージするためのコイル通電信号すなわちドエル信号であ
り、信号２３２は噴射信号、信号２３３はドエル信号２
３１および噴射信号２３２に基づいて駆動される圧電素
子の端子電圧すなわちＰＺＴ電圧ＶPZT である。各気筒
に対するこれらの信号にはそれぞれ気筒番号が付されて
おり、また、各気筒の動作順序は通常の４気筒内燃機関
の点火順序に従っている。
【００１３】図１４（１）は、実際の４気筒用圧電素子
駆動回路の一例の概略構成を示しており、そこでは、一
つのフライバックトランスＡあるいはＢにより４気筒＃
１〜＃４に対する燃料噴射弁駆動用圧電素子＃１ＰＺＴ
〜＃４ＰＺＴが共通的に駆動され、かつ、各気筒につい
て良好な混合気を生成するためおよび点火時にプラグ周
囲に濃い混合気を形成するための吸気工程および圧縮工
程における２回の燃料噴射を行うために、吸気工程用の
フライバックトランスＡと圧縮工程用のフライバックト
ランスＢとが設けられている。図１４（２）は、その場
合の各フライバックトランスの駆動波形をクランク回転
角度（CA）との関係において示すタイムチャートであ
る。
駆動回路の一例の概略構成を示しており、そこでは、一
つのフライバックトランスＡあるいはＢにより４気筒＃
１〜＃４に対する燃料噴射弁駆動用圧電素子＃１ＰＺＴ
〜＃４ＰＺＴが共通的に駆動され、かつ、各気筒につい
て良好な混合気を生成するためおよび点火時にプラグ周
囲に濃い混合気を形成するための吸気工程および圧縮工
程における２回の燃料噴射を行うために、吸気工程用の
フライバックトランスＡと圧縮工程用のフライバックト
ランスＢとが設けられている。図１４（２）は、その場
合の各フライバックトランスの駆動波形をクランク回転
角度（CA）との関係において示すタイムチャートであ
る。
【００１４】図１５は、より詳細に４気筒＃１〜＃４に
対する吸気及び圧縮工程噴射のタイミングを示すタイム
チャートであり、図中、電子制御ユニットＥＣＵ（図１
０の２１０）の出力信号としての吸気噴射用および圧縮
噴射用のＰＺＴ噴射信号(2)とフライバックトランスＡ
およびＢの１次コイルへの通電信号であるフライバック
通電信号すなわちドエル信号(3) 、その結果としてのＰ
ＺＴ電圧波形(1) が時間関係を明らかにして示されてい
る。なお、ここでは、各気筒について吸気噴射と圧縮噴
射とがともに実行され、かつ、やや吸気噴射時間が長い
場合が示されているが、この場合は機関負荷が中程度の
負荷すなわち中負荷における制御状態に相当するもので
あり、その他の機関負荷については、必要とされる燃料
噴射量と混合気の生成状態から、軽負荷においては圧縮
工程のみ燃料噴射が実行され、また、高負荷においては
吸気工程のみ燃料噴射が実行されることとなる。
対する吸気及び圧縮工程噴射のタイミングを示すタイム
チャートであり、図中、電子制御ユニットＥＣＵ（図１
０の２１０）の出力信号としての吸気噴射用および圧縮
噴射用のＰＺＴ噴射信号(2)とフライバックトランスＡ
およびＢの１次コイルへの通電信号であるフライバック
通電信号すなわちドエル信号(3) 、その結果としてのＰ
ＺＴ電圧波形(1) が時間関係を明らかにして示されてい
る。なお、ここでは、各気筒について吸気噴射と圧縮噴
射とがともに実行され、かつ、やや吸気噴射時間が長い
場合が示されているが、この場合は機関負荷が中程度の
負荷すなわち中負荷における制御状態に相当するもので
あり、その他の機関負荷については、必要とされる燃料
噴射量と混合気の生成状態から、軽負荷においては圧縮
工程のみ燃料噴射が実行され、また、高負荷においては
吸気工程のみ燃料噴射が実行されることとなる。
【００１５】以上のような自動車の内燃機関用燃料噴射
弁駆動装置においては、機関の運転状態に応じて、常時
かつ広範囲に、その燃料噴射量が制御されており、機関
の運転状態を示すパラメータ、例えばアクセル開度ACCP
やエンジン回転数NE、により決定される燃料噴射量Ｑ
INJ に応じて噴射信号を形成し、それに基づいてドエル
信号ならびにＰＺＴ放電および充電信号を調整すること
により、燃料噴射の時期および時間を制御して、機関各
気筒に対する実際の燃料噴射量が制御されることとな
る。
弁駆動装置においては、機関の運転状態に応じて、常時
かつ広範囲に、その燃料噴射量が制御されており、機関
の運転状態を示すパラメータ、例えばアクセル開度ACCP
やエンジン回転数NE、により決定される燃料噴射量Ｑ
INJ に応じて噴射信号を形成し、それに基づいてドエル
信号ならびにＰＺＴ放電および充電信号を調整すること
により、燃料噴射の時期および時間を制御して、機関各
気筒に対する実際の燃料噴射量が制御されることとな
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記したような１個の
フライバックコイル（トランス）を用いて、例えば機関
４気筒に対する、４本の燃料噴射弁の駆動用圧電素子に
順次エネルギーを供給する場合、通常は、フライバック
コイルにエネルギーチャージするドエル信号の立上りす
なわちドエルオンのタイミングが等間隔で制御されてお
り、ドエルオン状態が重複することはないが、図１６に
示されているように、高回転の過渡時にはドエルタイミ
ングが急変し、瞬間的には、ドエル等間隔配分が崩れて
ドエル信号の時間幅すなわちドエルオン時間が重複する
場合が生じる。この重複が発生すると、後続の燃料噴射
弁駆動用圧電素子が、重複した分のエネルギーを受けら
れず、供給されるエネルギーが減少することとなり、結
果として、圧電素子の圧縮および伸張の規模が縮小され
て燃料噴射率が低下し、燃料噴射量が減少することに基
づいて、エンジン失火等が発生する。
フライバックコイル（トランス）を用いて、例えば機関
４気筒に対する、４本の燃料噴射弁の駆動用圧電素子に
順次エネルギーを供給する場合、通常は、フライバック
コイルにエネルギーチャージするドエル信号の立上りす
なわちドエルオンのタイミングが等間隔で制御されてお
り、ドエルオン状態が重複することはないが、図１６に
示されているように、高回転の過渡時にはドエルタイミ
ングが急変し、瞬間的には、ドエル等間隔配分が崩れて
ドエル信号の時間幅すなわちドエルオン時間が重複する
場合が生じる。この重複が発生すると、後続の燃料噴射
弁駆動用圧電素子が、重複した分のエネルギーを受けら
れず、供給されるエネルギーが減少することとなり、結
果として、圧電素子の圧縮および伸張の規模が縮小され
て燃料噴射率が低下し、燃料噴射量が減少することに基
づいて、エンジン失火等が発生する。
【００１７】本発明は、上記した問題点を解消し、連続
的に駆動される複数の燃料噴射弁駆動用圧電素子に常に
一定のエネルギーを供給することのできる燃料噴射弁駆
動制御装置を提供することを目的とする。
的に駆動される複数の燃料噴射弁駆動用圧電素子に常に
一定のエネルギーを供給することのできる燃料噴射弁駆
動制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、図１
（１）に全体構成を概念的に示すように、トランスの２
次コイルに圧電素子を接続し、所定のタイミングで１次
コイルに流れる電流を遮断することにより、２次側コイ
ルにフライバックエネルギーを発生させて圧電素子を充
電させるとともに、該圧電素子を所定のタイミングで放
電させて、該圧電素子により操作される燃料噴射弁を開
閉制御するものであって、複数の気筒に燃料を噴射する
ための複数の燃料噴射弁をそれぞれ操作する複数の圧電
素子を所定順序で順次駆動させるように制御する内燃機
関の燃料噴射弁駆動制御装置において、１次側コイルへ
の前回の通電時間と今回の通電時間との重複を検出する
重複検出手段と、上記重複検出手段が上記通電時間の重
複を検出したときに、今回の通電開始時期および上記圧
電素子の放電時期を上記通電時間の重複を回避しうる一
定量遅角させる遅角制御手段とから構成される。
（１）に全体構成を概念的に示すように、トランスの２
次コイルに圧電素子を接続し、所定のタイミングで１次
コイルに流れる電流を遮断することにより、２次側コイ
ルにフライバックエネルギーを発生させて圧電素子を充
電させるとともに、該圧電素子を所定のタイミングで放
電させて、該圧電素子により操作される燃料噴射弁を開
閉制御するものであって、複数の気筒に燃料を噴射する
ための複数の燃料噴射弁をそれぞれ操作する複数の圧電
素子を所定順序で順次駆動させるように制御する内燃機
関の燃料噴射弁駆動制御装置において、１次側コイルへ
の前回の通電時間と今回の通電時間との重複を検出する
重複検出手段と、上記重複検出手段が上記通電時間の重
複を検出したときに、今回の通電開始時期および上記圧
電素子の放電時期を上記通電時間の重複を回避しうる一
定量遅角させる遅角制御手段とから構成される。
【００１９】また、図１（２）に局部的に示すように、
同様の複数の燃料噴射弁をそれぞれ操作する複数の圧電
素子を所定順序で順次駆動させるように制御する内燃機
関の燃料噴射弁駆動制御装置において、前回の噴射時期
に対する今回の噴射時期の進角幅が所定の許容進角幅以
上であることを検出する噴射時期進角幅検出手段と、上
記噴射時期進角幅検出手段の出力に基づいて、進角幅が
上記許容進角幅に関連する所定の進角ガード値となるよ
うに今回の噴射時期を設定する進角ガード手段とから構
成される。
同様の複数の燃料噴射弁をそれぞれ操作する複数の圧電
素子を所定順序で順次駆動させるように制御する内燃機
関の燃料噴射弁駆動制御装置において、前回の噴射時期
に対する今回の噴射時期の進角幅が所定の許容進角幅以
上であることを検出する噴射時期進角幅検出手段と、上
記噴射時期進角幅検出手段の出力に基づいて、進角幅が
上記許容進角幅に関連する所定の進角ガード値となるよ
うに今回の噴射時期を設定する進角ガード手段とから構
成される。
【００２０】なお、この場合、所定の進角ガード値が機
関回転数が高くなるに従って減少するようにされてい
る。
関回転数が高くなるに従って減少するようにされてい
る。
【００２１】
【作用】この構成によれば、１個のフライバックトラン
スにより複数の燃料噴射用圧電素子を駆動する場合にお
いても、それらのドエル角が重複することを回避するこ
とができ、連続する燃料噴射を可能とすることができ
る。
スにより複数の燃料噴射用圧電素子を駆動する場合にお
いても、それらのドエル角が重複することを回避するこ
とができ、連続する燃料噴射を可能とすることができ
る。
【００２２】
【実施例】図２は、本願第１の発明による内燃機関の燃
料噴射弁駆動制御装置の動作原理であるドエル重複時に
後続のドエル信号を遅らせる制御法を説明するためのタ
イミングチャートであり、図３および図４がそれを実現
するためのソフトウェアの一例を示すフローチャートで
ある。
料噴射弁駆動制御装置の動作原理であるドエル重複時に
後続のドエル信号を遅らせる制御法を説明するためのタ
イミングチャートであり、図３および図４がそれを実現
するためのソフトウェアの一例を示すフローチャートで
ある。
【００２３】まず、図３のベースルーチンにおいて、例
えば５ミリ秒毎の一定周期で、基本の噴射出力データお
よびドエル出力データを事前に計算する。すなわち、演
算ステップａにおいて、 噴射時期AINJ（＃３ＴＤＣからの時間幅）をアクセ
ル開度ACCPおよびエンジン回転数NEに基づいて計算す
る：AINJ=f(ACCP,NE) 、 基準となる３０（CA）角よりの噴射設定時間幅すな
わち噴射開始時期BTAINJを噴射時期AINJおよびエンジン
回転数NEに基づいて計算する：BTAINJ=f(AINJ,NE) 、 噴射時間幅TINJをアクセル開度ACCPおよびエンジン
回転数NEに基づいて計算する：TINJ=f(ACCP,NE)を実行
する。次に、演算ステップｂにおいて、 ドエルオン開始角ADWLONをアクセル開度ACCPおよび
エンジン回転数NEに基づいて計算する：ADWLON=f(ACCP,
NE) 、 噴射／ドエルの出力用基準３０（CA）位置データAD
WLONCAをドエルオン開始角ADWLONおよびエンジン回転数
NEに基づいて計算する：ADWLONCA=f(ADWLON,NE)、 基準３０（CA）角からのドエル設定時間幅すなわち
ドエルオン時期BTDWLONをアクセル開度ACCPおよびエン
ジン回転数NEに基づいて計算する：BTDWLON=f(ACCP,N
E)、 ドエルオン時間TDWLを例えば約４ミリ秒の定数に設
定する：TDWL=constant(ms) 、 基準３０（CA）角からのドエルオフ時間幅すなわち
ドエルオフ時期TDWLOFFを基準３０（CA）角からのドエ
ルオン時間幅すなわちドエルオン時期TDWLONにドエルオ
ン時間TDWLを加算して求める：TDWLOFF=TDWLON+TDWLを
実行する。
えば５ミリ秒毎の一定周期で、基本の噴射出力データお
よびドエル出力データを事前に計算する。すなわち、演
算ステップａにおいて、 噴射時期AINJ（＃３ＴＤＣからの時間幅）をアクセ
ル開度ACCPおよびエンジン回転数NEに基づいて計算す
る：AINJ=f(ACCP,NE) 、 基準となる３０（CA）角よりの噴射設定時間幅すな
わち噴射開始時期BTAINJを噴射時期AINJおよびエンジン
回転数NEに基づいて計算する：BTAINJ=f(AINJ,NE) 、 噴射時間幅TINJをアクセル開度ACCPおよびエンジン
回転数NEに基づいて計算する：TINJ=f(ACCP,NE)を実行
する。次に、演算ステップｂにおいて、 ドエルオン開始角ADWLONをアクセル開度ACCPおよび
エンジン回転数NEに基づいて計算する：ADWLON=f(ACCP,
NE) 、 噴射／ドエルの出力用基準３０（CA）位置データAD
WLONCAをドエルオン開始角ADWLONおよびエンジン回転数
NEに基づいて計算する：ADWLONCA=f(ADWLON,NE)、 基準３０（CA）角からのドエル設定時間幅すなわち
ドエルオン時期BTDWLONをアクセル開度ACCPおよびエン
ジン回転数NEに基づいて計算する：BTDWLON=f(ACCP,N
E)、 ドエルオン時間TDWLを例えば約４ミリ秒の定数に設
定する：TDWL=constant(ms) 、 基準３０（CA）角からのドエルオフ時間幅すなわち
ドエルオフ時期TDWLOFFを基準３０（CA）角からのドエ
ルオン時間幅すなわちドエルオン時期TDWLONにドエルオ
ン時間TDWLを加算して求める：TDWLOFF=TDWLON+TDWLを
実行する。
【００２４】しかる後、図４の３０（CA）毎の基準角度
割込処理ルーチンにより、噴射出力データおよびドエル
出力データの修正を演算する。すなわち、まず、ステッ
プｃにおいて、次の、図２の例では＃３気筒に対する、
噴射およびドエルを出力するタイミングであるか否か(A
DWLONCA?) 、すなわち３０（CA）基準角であるか否か、
を判断する。Yes である場合に、ADWLONCA位置を基準に
ドエル重複可能性をチェックする。ステップｄにおい
て、前回のドエルオフ時期TDWLOFF(i-1)と今回のドエル
オン予定時期BTDWLON(i)との時間差ΔＴ=BTDWLON(i)-TD
WLOFF(i-1)を計算する。
割込処理ルーチンにより、噴射出力データおよびドエル
出力データの修正を演算する。すなわち、まず、ステッ
プｃにおいて、次の、図２の例では＃３気筒に対する、
噴射およびドエルを出力するタイミングであるか否か(A
DWLONCA?) 、すなわち３０（CA）基準角であるか否か、
を判断する。Yes である場合に、ADWLONCA位置を基準に
ドエル重複可能性をチェックする。ステップｄにおい
て、前回のドエルオフ時期TDWLOFF(i-1)と今回のドエル
オン予定時期BTDWLON(i)との時間差ΔＴ=BTDWLON(i)-TD
WLOFF(i-1)を計算する。
【００２５】ステップｅにおいて、ΔＴと余裕時間Ｔｃ
との大小関係を判断し、大(Yes) ならば、重複なしと判
断して、ステップｆおよびステップｇにおいて、今回の
ドエルオン時期TDWLON(i) に今回のドエルオン予定時期
BTDWLON(i)を、および、今回の噴射開始時期TAINJ(i)に
噴射開始予定時期BTAIINJ(i)を、それぞれ代入して、事
前計算通りの噴射出力データおよびドエル出力データを
出力する。
との大小関係を判断し、大(Yes) ならば、重複なしと判
断して、ステップｆおよびステップｇにおいて、今回の
ドエルオン時期TDWLON(i) に今回のドエルオン予定時期
BTDWLON(i)を、および、今回の噴射開始時期TAINJ(i)に
噴射開始予定時期BTAIINJ(i)を、それぞれ代入して、事
前計算通りの噴射出力データおよびドエル出力データを
出力する。
【００２６】ステップｅにおける答がNoならば、重複あ
りと判断し、ステップｈにおいて、今回のドエルオン時
期TDWLON(i) を、次式により、余裕時間Ｔｃを加えるこ
とにより遅角させる。 TDWLON(i)=TDWLOFF(i-1)+ Ｔｃ これに伴い、ステップｊにおいて、今回の噴射開始時期
TAINJ(i)を、次式により、同様に遅角させて、、ドエル
信号との同期を図る。
りと判断し、ステップｈにおいて、今回のドエルオン時
期TDWLON(i) を、次式により、余裕時間Ｔｃを加えるこ
とにより遅角させる。 TDWLON(i)=TDWLOFF(i-1)+ Ｔｃ これに伴い、ステップｊにおいて、今回の噴射開始時期
TAINJ(i)を、次式により、同様に遅角させて、、ドエル
信号との同期を図る。
【００２７】 TAINJ(i)=BTAIINJ(i)+TDWLOFF(i-1)-BTDWLON(i)+Ｔｃ なお、ここでは、遅角量としては、余裕時間Ｔｃそのも
のを用いているが、必ずしも一致する値に限られるもの
ではない。こうして得られたドエルオン時期TDWLON(i)
および噴射開始時期TAINJ(i)と、先に得られているドエ
ル時間TDWLおよび噴射時間幅TINJを用いて、ステップｋ
において、噴射データおよびドエルデータが出力され
る。
のを用いているが、必ずしも一致する値に限られるもの
ではない。こうして得られたドエルオン時期TDWLON(i)
および噴射開始時期TAINJ(i)と、先に得られているドエ
ル時間TDWLおよび噴射時間幅TINJを用いて、ステップｋ
において、噴射データおよびドエルデータが出力され
る。
【００２８】図５は、本願第２の発明による内燃機関の
燃料噴射弁駆動制御装置の動作原理である、ドエル重複
時に噴射開始時期A(i)の変化度合を制御してドエル重複
を回避する制御法を説明するためのタイミングチャート
であり、図６および図７がそれを実現するためのソフト
ウェアの一例を示すフローチャートである。まず、図６
のベースルーチンにおいて、例えば５ミリ秒毎に、基本
の噴射出力データおよびドエル出力データを事前に計算
する。すなわち、演算ステップｍにおいて、 噴射時期BA( バッファ値) をアクセル開度ACCPおよ
びエンジン回転数NEに基づいて計算する:BA=f(ACCP,N
E)、 噴射時間TINJをアクセル開度ACCPおよびエンジン回
転数NEに基づいて計算する:TINJ=f(ACCP,NE)、を実行す
る。次に、演算ステップｎにおいて、 ドエルオン開始角（該当気筒TDC 寄りのドエルオン
開始角）ADWLONを噴射時期BA、噴射時間TINJおよびエン
ジン回転数NEに基づいて計算する:ADWLON=f(BA,TINJ,N
E) 、 噴射／ドエルの出力用基準３０（CA）位置データAD
WLONCAをドエルオン開始角ADWLONおよびエンジン回転数
NEに基づいて計算する:ADWLONCA=f(ADWLON,NE)、 ドエルオン時間TDWLを例えば約４ミリ秒の定数に設
定する:TDWL=constant(ms)、を実行する。
燃料噴射弁駆動制御装置の動作原理である、ドエル重複
時に噴射開始時期A(i)の変化度合を制御してドエル重複
を回避する制御法を説明するためのタイミングチャート
であり、図６および図７がそれを実現するためのソフト
ウェアの一例を示すフローチャートである。まず、図６
のベースルーチンにおいて、例えば５ミリ秒毎に、基本
の噴射出力データおよびドエル出力データを事前に計算
する。すなわち、演算ステップｍにおいて、 噴射時期BA( バッファ値) をアクセル開度ACCPおよ
びエンジン回転数NEに基づいて計算する:BA=f(ACCP,N
E)、 噴射時間TINJをアクセル開度ACCPおよびエンジン回
転数NEに基づいて計算する:TINJ=f(ACCP,NE)、を実行す
る。次に、演算ステップｎにおいて、 ドエルオン開始角（該当気筒TDC 寄りのドエルオン
開始角）ADWLONを噴射時期BA、噴射時間TINJおよびエン
ジン回転数NEに基づいて計算する:ADWLON=f(BA,TINJ,N
E) 、 噴射／ドエルの出力用基準３０（CA）位置データAD
WLONCAをドエルオン開始角ADWLONおよびエンジン回転数
NEに基づいて計算する:ADWLONCA=f(ADWLON,NE)、 ドエルオン時間TDWLを例えば約４ミリ秒の定数に設
定する:TDWL=constant(ms)、を実行する。
【００２９】しかる後、図７の３０（CA）毎の基準角度
割込処理ルーチンにより、噴射出力データおよびドエル
出力データの修正を演算する。すなわち、まず、ステッ
プｐにおいて、次ぎの噴射およびドエルを出力するタイ
ミングであるか否か(ADWLONCA?) 、すなわち、３
０（CA）基準角であるか否か、を判断する。Yes である
場合に、ステップｑにおいて、今回の噴射時期BA(i) と
前回の噴射時期A(i-1)との角度差すなわち噴射開始時期
変化幅あるいは進角幅Δθを計算すると同時に、重複が
発生することのない許容される噴射開始時期変化幅すな
わち許容進角幅Δθmap を設定する。この許容進角幅Δ
θmap は、例えば図８に示されているように、エンジン
回転数に応じて変化し、エンジンが高回転であるほど減
少するものである。したがって、ここでは、図８のNEー
Δθmap マップに基づいて、許容進角幅Δθmap が求め
られる。
割込処理ルーチンにより、噴射出力データおよびドエル
出力データの修正を演算する。すなわち、まず、ステッ
プｐにおいて、次ぎの噴射およびドエルを出力するタイ
ミングであるか否か(ADWLONCA?) 、すなわち、３
０（CA）基準角であるか否か、を判断する。Yes である
場合に、ステップｑにおいて、今回の噴射時期BA(i) と
前回の噴射時期A(i-1)との角度差すなわち噴射開始時期
変化幅あるいは進角幅Δθを計算すると同時に、重複が
発生することのない許容される噴射開始時期変化幅すな
わち許容進角幅Δθmap を設定する。この許容進角幅Δ
θmap は、例えば図８に示されているように、エンジン
回転数に応じて変化し、エンジンが高回転であるほど減
少するものである。したがって、ここでは、図８のNEー
Δθmap マップに基づいて、許容進角幅Δθmap が求め
られる。
【００３０】次いで、ステップｒにおいて、それらのΔ
θとΔθmap とを比較し、噴射開始変化幅すなわち進角
幅Δθが小さければ、ステップｓにおいて、A(i)=BA(i)
およびTINJ(i)=TINJ(i) として、通常の噴射時期とす
る。もし、ステップr の答がYes 、すなわち、噴射開始
変化幅Δθが許容進角幅Δθmap より大きければ、重複
または重複の可能性ありとみて、ステップt において、
許容進角幅Δθmap を進角ガード値として用い、今回の
噴射時期A(i)をA(i)=A(i-1)+Δθmap として許容範囲内
に抑えるとともに、TINJ(i)=TINJ(i) とする。なお、こ
の進角ガード値としては、許容進角幅Δθmap そのもの
を用いることができるが、それと関連する、例えば所定
比率の値を用いることも可能である。
θとΔθmap とを比較し、噴射開始変化幅すなわち進角
幅Δθが小さければ、ステップｓにおいて、A(i)=BA(i)
およびTINJ(i)=TINJ(i) として、通常の噴射時期とす
る。もし、ステップr の答がYes 、すなわち、噴射開始
変化幅Δθが許容進角幅Δθmap より大きければ、重複
または重複の可能性ありとみて、ステップt において、
許容進角幅Δθmap を進角ガード値として用い、今回の
噴射時期A(i)をA(i)=A(i-1)+Δθmap として許容範囲内
に抑えるとともに、TINJ(i)=TINJ(i) とする。なお、こ
の進角ガード値としては、許容進角幅Δθmap そのもの
を用いることができるが、それと関連する、例えば所定
比率の値を用いることも可能である。
【００３１】このようにして得られた噴射時期A(i)、噴
射時間TINJ(i) およびエンジン回転数NEに基づいて、ス
テップｕにおいて、次のドエル開始角ADWLON(i) をADWL
ON(i)=f[A(i), TINJ(i), NE]により求める。ただし、ド
エル時間幅TDWLはエネルギー一定化のために常に一定、
すなわち、TDWL=constant とする。ここで、噴射および
ドエル要求角度データが明確となり、ステップｖにおい
て、基準角度位置ADWLONCAからの設定噴射開始時間幅TA
(i) 、設定ドエル開始時間幅TADWLON(i)を換算し直し、
最終的に、ステップｗにおいて、噴射開始時期TA(i) 、
噴射時間TINJ(i) 、ドエル開始時期TADWLON(i)およびド
エル時間TDWLを出力する。
射時間TINJ(i) およびエンジン回転数NEに基づいて、ス
テップｕにおいて、次のドエル開始角ADWLON(i) をADWL
ON(i)=f[A(i), TINJ(i), NE]により求める。ただし、ド
エル時間幅TDWLはエネルギー一定化のために常に一定、
すなわち、TDWL=constant とする。ここで、噴射および
ドエル要求角度データが明確となり、ステップｖにおい
て、基準角度位置ADWLONCAからの設定噴射開始時間幅TA
(i) 、設定ドエル開始時間幅TADWLON(i)を換算し直し、
最終的に、ステップｗにおいて、噴射開始時期TA(i) 、
噴射時間TINJ(i) 、ドエル開始時期TADWLON(i)およびド
エル時間TDWLを出力する。
【００３２】
【発明の効果】上記した本願第１および第２の発明によ
れば、１個のフライバックトランスにより複数の燃料噴
射用圧電素子を駆動する場合においても、それらのドエ
ル角が重複することを回避することができ、連続する燃
料噴射を可能とすることができる。
れば、１個のフライバックトランスにより複数の燃料噴
射用圧電素子を駆動する場合においても、それらのドエ
ル角が重複することを回避することができ、連続する燃
料噴射を可能とすることができる。
【図１】本発明による内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装
置の概念的構成を示すブロック図である。
置の概念的構成を示すブロック図である。
【図２】本願第１の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置の動作原理を説明するためのタイミングチャ
ートである。
動制御装置の動作原理を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図３】本願第１の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
【図４】本願第１の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
【図５】本願第２の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置の動作原理を説明するためのタイミングチャ
ートである。
動制御装置の動作原理を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図６】本願第２の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
【図７】本願第２の発明による内燃機関の燃料噴射弁駆
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
動制御装置を実現するためのソフトウェアの一例を示す
フローチャートである。
【図８】許容進角幅Δθmap の一例を示す特性図であ
る。
る。
【図９】圧電素子を用いた内燃機関用燃料噴射弁装置の
一例の構成を示す概念構成図である。
一例の構成を示す概念構成図である。
【図１０】フライバック式圧電素子駆動回路の原理的構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図１１】図１０のフライバック式圧電素子駆動回路の
動作信号波形を示すタイムチャートである。
動作信号波形を示すタイムチャートである。
【図１２】フライバック式駆動回路により駆動される圧
電素子を用いた燃料噴射弁が適用された４サイクル４気
筒エンジンの燃料噴射弁駆動制御システムの原理的構成
を示す回路ブロック図である。
電素子を用いた燃料噴射弁が適用された４サイクル４気
筒エンジンの燃料噴射弁駆動制御システムの原理的構成
を示す回路ブロック図である。
【図１３】図１２の４サイクル４気筒エンジンの燃料噴
射弁駆動制御システムの動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
射弁駆動制御システムの動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
【図１４】実際の４気筒用圧電素子駆動回路の一例の構
成を概念的に示す説明図である。
成を概念的に示す説明図である。
【図１５】図１４の４気筒用圧電素子駆動回路における
吸気及び圧縮工程噴射のタイミングを示すタイムチャー
トである。
吸気及び圧縮工程噴射のタイミングを示すタイムチャー
トである。
【図１６】４サイクル４気筒エンジンの燃料噴射弁駆動
制御システムにおいてドエルオン時間が重複する状態を
説明するためのタイムチャートである。
制御システムにおいてドエルオン時間が重複する状態を
説明するためのタイムチャートである。
１００…燃料噴射弁 １０１、２０１…圧電素子 １０３…作動油 １０４…プッシュロッド １０５…圧力室 １０８…噴射孔 ２０２…フライバックトランス ２０３…駆動トランジスタ ２０４…充電スイッチ ２０５、２０７…逆流防止ダイオード ２０６…放電スイッチ ２０８…放電コイル ２１０…電子制御ユニット ２１１…噴射信号 ２１２…コイル通電信号 ２１３…ＰＺＴ放電信号 ２１４…ＰＺＴ充電信号 ２１５…１次電流 ２１６…ＰＺＴ電圧 ２１７…燃料噴射率 ２２１、２２２、２２３、２２４…フライバック式駆動
回路 ２３１…ドエル信号 ２３２…噴射信号 ２３３…ＰＺＴ電圧
回路 ２３１…ドエル信号 ２３２…噴射信号 ２３３…ＰＺＴ電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森野 精二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼谷 仁宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−72381（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−75051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5142（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/34 F02D 41/20 330 F02D 41/40 F02M 51/06
Claims (3)
- 【請求項１】 トランスの２次コイルに圧電素子を接続
し、所定のタイミングで１次コイルに流れる電流を遮断
することにより、２次側コイルにフライバックエネルギ
ーを発生させて圧電素子を充電させるとともに、該圧電
素子を所定のタイミングで放電させて、該圧電素子によ
り操作される燃料噴射弁を開閉制御するものであって、
複数の気筒に燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁を
それぞれ操作する複数の圧電素子を所定順序で順次駆動
させるように制御する内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装
置において、 １次側コイルへの前回の通電時間と今回の通電時間との
重複を検出する重複検出手段と、 上記重複検出手段が上記通電時間の重複を検出したとき
に、今回の通電開始時期および上記圧電素子の放電時期
を上記通電時間の重複を回避しうる一定量遅角させる遅
角制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃料
噴射弁駆動制御装置。 - 【請求項２】 トランスの２次コイルに圧電素子を接続
し、所定のタイミングで１次コイルに流れる電流を遮断
することにより、２次側コイルにフライバックエネルギ
ーを発生させて圧電素子を充電させるとともに、該圧電
素子を所定のタイミングで放電させて、該圧電素子によ
り操作される燃料噴射弁を開閉制御するものであって、
複数の気筒に燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁を
それぞれ操作する複数の圧電素子を所定順序で順次駆動
させるように制御する内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装
置において、 前回の噴射時期に対する今回の噴射時期の進角幅が所定
の許容進角幅以上であることを検出する噴射時期進角幅
検出手段と、 上記噴射時期進角幅検出手段の出力に基づいて、進角幅
が上記許容進角幅に関連する所定の進角ガード値となる
ように今回の噴射時期を設定する進角ガード手段とを備
えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装
置。 - 【請求項３】 所定の進角ガード値が機関回転数が高く
なるに従って減少することを特徴とする請求項２に記載
の内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054217A JP3048286B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054217A JP3048286B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264806A JPH06264806A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3048286B2 true JP3048286B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=12964382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5054217A Expired - Fee Related JP3048286B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048286B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5054217A patent/JP3048286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06264806A (ja) | 1994-09-20 |
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