JP3087311B2 - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に燃料を供給
する燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を最適な状態で動作させるため
には、空燃比を機関の各部の温度や回転速度等に応じて
適確に制御することが重要である。インジェクタにより
機関に燃料を供給する場合には、インジェクタから燃料
を噴射する時間（燃料噴射時間）と、インジェクタに与
える燃料の圧力とにより燃料の噴射量が決まる。また空
燃比は温度や大気圧の影響を受けるため、空燃比を適確
に制御するためには、大気圧や各部の温度等の制御条件
に応じて燃料噴射時間を正確に制御することが必要であ
る。

【０００３】そのためマイクロコンピュータを用いて、
大気圧、周囲温度、機関の各部の温度、機関の回転数、
スロットル開度等に応じてインジェクタへの駆動電流の
供給を制御して、燃料噴射時間を制御する燃料噴射装置
が用いられている。

【０００４】マイクロコンピュータは、センサから与え
られる大気圧や温度等の情報と、信号発生器の出力とを
入力として、燃料噴射位置（燃料の噴射を開始する回転
角度位置）と燃料噴射時間とを演算し、演算した燃料噴
射位置で、演算した燃料噴射時間の情報を含む噴射指令
信号を出力する。この噴射指令信号は例えば、燃料噴射
位置で立上り、燃料噴射時間に等しい信号幅を有する矩
形波状の信号からなり、インジェクタ駆動回路は該噴射
指令信号が与えられている間インジェクタに駆動電流を
与える。インジェクタは駆動電流が与えられている間そ
の弁を開いて燃料を噴射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の燃料噴射装置に
おいては、マイクロコンピュータの電源の電圧が低下し
てマイクロコンピュータが動作しない状態にあると燃料
の噴射が行われないため、機関の始動時にマイクロコン
ピュータの電源電圧が低いと機関を始動させることがで
きないという問題があった。

【０００６】またバッテリを搭載せずに、手動スタータ
により起動する内燃機関においてマイクロコンピュータ
による制御を可能にするためには、マイクロコンピュー
タを内燃機関により駆動される発電機を電源として動作
させる必要があるが、この場合機関の始動時に発電機の
出力電圧が確立するまでの間はマイクロコンピュータを
正常に動作させることができないため、機関の始動が困
難になるという問題があった。

【０００７】更にマイクロコンピュータの電源が確保さ
れている場合でも、ＣＰＵが誤動作した場合や、多気筒
内燃機関の気筒の判別ができなくなった場合等には、マ
イクロコンピュータによる制御を適確に行うことができ
なくなる。例えば、回転子側に設けたリラクタにより信
号発電子に磁束変化を与えて信号を発生させる誘導子形
の信号発電機を用いて機関の回転角度位置の情報を得る
場合には、気筒毎に幅が異なるリラクタを設けて各気筒
毎に発生間隔が異なる信号を発生させ、各気筒に対応す
る信号の発生間隔を計測することにより、気筒を判別す
ることが行われるが、この場合、機関の回転速度の変動
により信号の発生間隔が狂うと気筒の判別を行うことが
できなくなり、マイクロコンピュータは燃料噴射時間の
演算を正常に行うことができなくなる。特に機関の始動
時には、回転速度の変動が激しいため、このようなこと
が起り易い。

【０００８】本発明の目的は、マイクロコンピュータが
正常に動作できない状態にあるときでも、インジェクタ
を駆動することができるようにした内燃機関用燃料噴射
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】マイクロコンピュータの
電源電圧が低いときに機関の始動を可能にするために
は、内燃機関に取付けた信号発生器の出力を用いて噴射
指令信号を得るハード回路を設けて、マイクロコンピュ
ータの電源電圧が低いなどの理由でマイクロコンピュー
タが正常に動作しないときには、このハード回路から得
た噴射指令信号によりインジェクタを駆動するようにす
れば良い。

【００１０】この場合機関の始動を良好にするために
は、ハード制御用噴射指令信号の信号幅を機関の始動時
に適した噴射時間に相当する大きさにしておく必要があ
る。通常始動時には噴射時間を長くして燃料を濃い目に
設定する。

【００１１】尚本明細書では、マイクロコンピュータに
よりソフトウェアを用いて発生させる噴射指令信号と、
信号発生器の出力を用いてハード回路により発生させる
噴射指令信号とを区別するため、マイクロコンピュータ
により発生させる噴射指令信号をソフト制御用噴射指令
信号と呼び、信号発生器の出力を用いてハード回路によ
り発生させる噴射指令信号をハード制御用噴射指令信号
と呼ぶことにする。

【００１２】ところで、信号発生器の出力信号を用いて
発生させた噴射指令信号を必要とするのは機関の始動時
のみではなく、マイクロコンピュータが故障した場合、
或いはマイクロコンピュータの電源が故障したような場
合にも、ハード制御用噴射指令信号を用いてインジェク
タを駆動できるようにしておくことが望ましい。この場
合、機関の始動時に適した信号幅を有するハード制御用
噴射指令信号を用いると、燃料が濃くなり過ぎて機関の
動作が不安定になったり、機関の出力が十分に得られな
くなったりするという問題が生じる。

【００１３】そこで本発明においては、インジェクタ
と、検出された各種の制御条件に基いて燃料噴射時間を
演算して演算された燃料噴射時間の情報を含むソフト制
御用噴射指令信号を出力するマイクロコンピュータと、
マイクロコンピュータとは別個に設けられて、機関の始
動時には始動時に適した燃料噴射時間の情報を含む始動
時用のハード制御用噴射指令信号を出力し、機関の定常
運転時には定常運転時に適した燃料噴射時間の情報を含
む定常時用のハード制御用噴射指令信号を出力するハー
ド制御用噴射指令信号発生回路と、マイクロコンピュー
タが正常に動作する状態にあるときにはソフト制御用噴
射指令信号により与えられる燃料噴射時間の間前記イン
ジェクタに駆動電流を流し、マイクロコンピュータが正
常に動作しない状態にあるときにはハード制御用噴射指
令信号発生回路から出力されるハード制御用噴射指令信
号により与えられる燃料噴射時間の間インジェクタに駆
動電流を流すインジェクタ駆動電流供給制御回路とを設
けた。

【００１４】マイクロコンピュータが正常に動作するこ
とができない状態にあるときにもインジェクタを駆動す
ることができるようにするという本発明の目的を達成す
るためには、マイクロコンピュータの電源が低く、マイ
クロコンピュータが正常に動作できない状態にあるとき
にも、上記ハード制御用噴射指令信号発生回路及びイン
ジェクタ駆動電流供給制御回路が動作できるようにして
おくことが必要である。

【００１５】そのため、本発明においては、ハード制御
用噴射指令信号発生回路及びインジェクタ駆動電流供給
制御回路の電源とマイクロコンピュータの電源とを別個
に設けるようにした。

【００１６】上記の電源のうち、少くともインジェクタ
駆動電流供給制御回路の電源は、内燃機関により駆動さ
れる磁石発電機内に設けられた発電コイルの出力を整流
して直流定電圧を出力するように構成する。

【００１７】上記インジェクタ駆動電流供給制御回路
は、燃料噴射時間の情報を含む駆動信号が入力されたと
きに該駆動信号により与えられる燃料噴射時間の間イン
ジェクタに駆動電流を流すインジェクタ駆動回路と、マ
イクロコンピュータが正常に動作しているときに切替信
号を発生する切替信号発生手段と、切替信号が発生して
いないときにハード制御用噴射指令信号発生回路から得
られるハード制御用噴射指令信号を駆動信号としてイン
ジェクタ駆動回路に与え、切替信号が発生しているとき
にはソフト制御用噴射指令信号を駆動信号としてインジ
ェクタ駆動回路に与える切替回路とにより構成できる。

【００１８】また本発明においては、上記ハード制御用
噴射指令信号発生回路が始動時用のハード制御用噴射指
令信号を発生しているときに切替信号が切替回路に与え
られるのを許容し、ハード制御用噴射指令信号発生回路
が定常時用のハード制御用噴射指令信号を発生している
ときには切替信号が切替回路に与えられるのを禁止する
切替信号供給制御回路を更に設けることができる。

【００１９】本発明においては更に、燃料噴射時間を定
めるために必要な温度情報を検出する温度センサと、温
度センサから得られる情報に応じてハード制御用噴射指
令信号発生回路から得られるハード制御用噴射指令信号
に含まれる燃料噴射時間の情報を変化させる温度補正回
路を設けることができる。

【００２０】また内燃機関のスロットル開度を検出する
スロットルセンサと、スロットルセンサから得られるス
ロットル開度情報に応じてハード制御用噴射指令信号に
含まれる燃料噴射時間の情報を変化させる信号補正回路
を更に設けることもできる。 尚本発明において「定常運
転時」とは、機関が始動した後の運転状態（始動時以外
の運転状態）を意味し、暖気運転状態及びアイドリング
状態を包含する。

【００２１】

【作用】上記のように、ハード制御用噴射指令信号発生
回路及びインジェクタ駆動電流供給制御回路の電源とマ
イクロコンピュータの電源とを別個に設けると、機関の
始動時にマイクロコンピュータがその電源電圧の低下な
どにより正常に動作しないときには、始動時用のハード
制御用噴射指令信号により与えられる始動時に適した燃
料噴射時間の間インジェクタに駆動電流が与えられる。
従って、電源電圧の低下などによりマイクロコンピュー
タが正常に動作しない状態にあるときでもインジェクタ
を動作させて機関を始動させることができる。

【００２２】またマイクロコンピュータが正常に動作し
ない状態で機関の定常運転を行う場合には、定常時用の
ハード制御用噴射指令信号により与えられる定常運転時
に適した燃料噴射時間の間インジェクタに駆動電流が与
えられる。

【００２３】始動時用のハード制御用噴射指令信号が与
える燃料噴射時間を一定としておくと、機関の温度、或
いは周囲温度によっては、機関の始動に適した燃料噴射
時間を得られない場合があり、機関の始動が困難になる
ことがある。この場合、燃料噴射時間を定めるために必
要な温度情報を検出する温度センサと、温度センサから
得られる情報に応じて始動時用のハード制御用噴射指令
信号が与える燃料噴射時間の情報を変化させる温度補正
回路を設けると、温度に応じて燃料噴射時間を調整でき
るため、温度条件に応じて最適な噴射時間を得ることが
でき、寒冷地等などにおいても機関の始動を確実に行わ
せることができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の実施例を示したもので、同図
において、１は内燃機関により駆動されて機関の所定の
回転角度位置で信号を発生する信号発生器である。この
信号発生器１は、機関の回転軸に取付けられたロータ１
Ａと信号発電子１Ｂとからなる周知の誘導子形の発電機
で、ロータ１にはリラクタ１ａが設けられている。信号
発電子１Ｂは、ロータに対向する磁極部を有する鉄心に
巻回された信号コイル１ｂと、該信号コイルに鎖交させ
る磁束を発生する永久磁石とを有し、リラクタ１ａが鉄
心の磁極部に対向する際、及び該対向が終了する際にそ
れぞれ信号コイル１ｂに極性が異なるパルス状の信号が
誘起する。

【００２５】２はノズルを開閉するニードルバルブと該
バルブを開閉する電磁石とを有するインジェクタで、こ
のインジェクタには、燃料ポンプから所定の圧力で燃料
が供給されている。インジェクタ２は電磁石を励磁する
駆動コイル２ａを有し、該駆動コイルに駆動電流が与え
られている間バルブを開いて燃料を噴射する。

【００２６】３は駆動信号Ｖd が入力されている間イン
ジェクタの駆動コイル２ａに駆動電流を流すインジェク
タ駆動回路で、この駆動回路は駆動信号が与えられてい
る間だけ閉じるスイッチ回路からなっている。

【００２７】４はマイクロコンピュータで、このマイク
ロコンピュータは、所定のプログラムにしたがって、内
燃機関に取付けられた各種センサの出力から得た各種の
制御条件（スロットル角度、機関の温度等）と信号発生
器の出力信号から得た回転角度情報及び速度情報とに基
いて燃料噴射位置と噴射時間とを演算する。マイクロコ
ンピュータ４は出力ポートＡ1 を有し、信号幅が燃料噴
射時間に相当し、立上り位置が燃料噴射位置に相当して
いるソフト制御用噴射指令信号Ｖｓを出力ポートＡ1 か
ら出力する。

【００２８】５は信号発生器１の出力信号を矩形波信号
に変換する波形整形回路で、この波形整形回路から得ら
れる矩形波信号は回転角度情報を与える信号としてマイ
クロコンピュータ４の入力ポートＢ1 に与えられるとと
もに、ハード制御用噴射指令信号発生回路７に与えられ
ている。

【００２９】ハード制御用噴射指令信号発生回路７は、
信号発生器の出力信号に同期して機関の始動時の噴射位
置で立上り、始動時に適した噴射時間に相当する信号幅
を有する始動時用のハード制御用噴射指令信号Ｖhiと、
機関の定常運転の噴射位置で立上り、定常運転時に適し
た噴射時間に相当する信号幅を有する定常時用のハード
制御用噴射指令信号Ｖhnとを発生する。

【００３０】ハード制御用噴射指令信号Ｖhi及びＶhnは
信号選択回路８を通して切替回路９に与えられている。

【００３１】本実施例では、マイクロコンピュータ及び
インジェクタ駆動回路３を駆動するために機関に磁石発
電機１０が取付けられている。この磁石発電機は、機関
の回転軸に取付けられた磁石回転子１０ａと、発電コイ
ル１０ｂ及び１０ｃを備えた固定子とからなり、発電コ
イル１０ｂ及び１０ｃの出力がそれぞれ電源回路１１及
び１２に入力されている。

【００３２】電源回路１１及び１２はそれぞれ、発電コ
イル１０ｂ及び１０ｃの交流出力を整流して直流定電圧
を出力する直流定電圧回路で、電源回路１１から得られ
る直流電圧はマイクロコンピュータ４の電源端子に、ま
た電源回路１２から得られる直流電圧はインジェクタ駆
動回路３の電源端子にそれぞれ印加されている。

【００３３】信号選択回路８は、内燃機関の始動時に始
動時ハード制御用噴射指令信号Ｖhiを選択してハード制
御用噴射指令信号Ｖｈとして出力し、定常運転時には定
常時ハード制御用噴射指令信号Ｖhnを選択してハード制
御用噴射指令信号Ｖｈとして出力する。

【００３４】この信号選択回路８は、手動スイッチの操
作により信号を選択するようにしてもよく、マイクロコ
ンピュータの動作不良時に自動的に動作するスイッチに
より信号を選択するようにしてもよい。また機関の回転
数を検出して、回転数が設定値より低いときに始動時ハ
ード制御用噴射指令信号を自動的に選択し、回転数が設
定値を超えたときに定常時ハード制御用噴射指令信号を
自動的に選択するようにしてもよい。

【００３５】マイクロコンピュータ４はまた出力ポート
Ａ2 を有し、発電コイル１０ｂの誘起電圧が確立してい
てマイクロコンピュータ４が正常に動作しているときに
出力ポートＡ2 から切替信号Ｖｅを出力し、発電コイル
１０ｂの誘起電圧が低く、マイクロコンピュータ４の電
源電圧が不足して該マイクロコンピュータが動作できな
い状態にあるとき及びマイクロコンピュータの動作が異
常になったときに、切替信号Ｖｅの出力を停止するよう
になっている。マイクロコンピュータの動作が異常にな
ったことの検出は、マイクロコンピュータを動かすプロ
グラム中にチェック用のプログラムを組み込んでおく公
知の手法により行うことができる。この実施例では、マ
イクロコンピュータ４を動かすソフトウェアにより、切
替信号発生手段が実現される。

【００３６】上記切替信号Ｖｅは切替信号供給制御回路
１３を介して、切替回路９に与えられている。切替信号
供給制御回路１３は、信号選択回路８が始動時ハード制
御用噴射指令信号を選択しているときには切替信号Ｖｅ
が切替回路９に与えられるのを許容し、信号選択回路８
が定常時ハード制御用噴射指令信号Ｖhnを選択している
ときには切替信号Ｖｅが切替回路に与えられるのを禁止
する。この切替信号供給制御回路は１３は、信号選択回
路８が始動時ハード制御用噴射指令信号を選択したとき
に閉じ、定常時ハード制御用噴射指令信号を選択したと
きに開くように、信号選択回路８の選択動作と連動して
動作するスイッチにより構成することができる。

【００３７】切替回路９は、切替信号Ｖｅが与えられて
いないときに選択回路８から出力されるハード制御用噴
射指令信号Ｖｈと同じ波形の信号を駆動信号Ｖｄとして
インジェクタ駆動回路に与え、切替信号が与えられてい
るときにはマイクロコンピュータから出力されるソフト
制御用噴射指令信号と同じ波形の信号を駆動信号Ｖｄと
してインジェクタ駆動回路に与える。

【００３８】本実施例では、信号発生器１と、波形整形
回路６と、ハード制御用噴射指令信号発生回路７とによ
り、マイクロコンピュータ４とは別個に設けられて、機
関の始動時には始動時に適した燃料噴射時間の情報を含
む始動時用のハード制御用噴射指令信号Ｖhiを出力し、
機関の定常運転時には定常運転時に適した燃料噴射時間
の情報を含む定常時用のハード制御用噴射指令信号Ｖhn
を出力するハード制御用噴射指令信号発生回路１００が
構成されている。

【００３９】また前記切替信号発生手段と、信号選択回
路８と、切替回路９と、インジェクタ駆動回路３とによ
り、マイクロコンピュータが正常に動作する状態にある
ときにはソフト制御用噴射指令信号により与えられる燃
料噴射時間の間インジェクタに駆動電流を流し、マイク
ロコンピュータが正常に動作しない状態にあるときには
ハード制御用噴射指令信号発生回路から出力されるハー
ド制御用噴射指令信号により与えられる燃料噴射時間の
間インジェクタに駆動電流を流すインジェクタ駆動電流
供給制御回路１０１が構成されている。

【００４０】尚ハード制御用噴射指令信号及びソフト制
御用噴射指令信号は所定の燃料噴射時間の情報を含む信
号であればよく、必ずしも矩形波状の信号である必要は
ない。例えば燃料噴射開始位置で発生するパルス信号と
燃料噴射終了位置で発生するパルス信号とからなる対の
パルス信号を噴射指令信号としてもよい。各噴射指令信
号は、インジェクタ駆動回路の構成に応じて種々の形態
をとることができる。ソフト制御用噴射指令信号とハー
ド制御用噴射指令信号とは同じ波形でなくてもよく、異
なっていてもよい。例えば、ソフト制御用噴射指令信号
を燃料噴射位置で立上り、信号幅が燃料噴射時間に相応
している矩形波状の信号とし、ハード制御用噴射指令信
号としては、信号発生器１から得られる信号Ｖs1及びＶ
s2をそれぞれ波形整形して得たパルス信号を用いること
もできる。信号Ｖs1及びＶs2をそれぞれ波形整形して得
たパルス信号をインジェクタ駆動回路３に与えてインジ
ェクタ２に駆動電流を流すようにした場合には、インジ
ェクタが断続的に燃料を噴射することになるが、機関の
動作には支障がない。

【００４１】図１に示した例では、マイクロコンピュー
タに回転角度情報を与える信号発生器１をハード制御用
噴射指令信号を得るための信号発生器としても用いた
が、マイクロコンピュータに回転角度情報を与える信号
発生器１の他に、ハード制御用噴射指令信号を得るため
の信号発生器を別個に設けて、この信号発生器の出力信
号を波形整形し、ハード制御用噴射指令信号発生回路７
により信号を生成することにより、ハード制御用噴射指
令信号Ｖhi及びＶhnを得るようにしてもよい。

【００４２】説明を簡単にするため、本実施例では、ソ
フト制御用噴射指令信号及びハード制御用噴射指令信号
をともに燃料噴射位置で立上る矩形波状の信号とし、そ
れぞれの信号幅が燃料噴射時間に相当しているものとす
る。

【００４３】また駆動信号Ｖｄは噴射指令信号により与
えられる燃料噴射時間の間インジェクタ駆動回路３から
インジェクタ２に駆動電流を流すことを指示する信号で
あれば良く、噴射指令信号Ｖｈ，Ｖｓと駆動信号Ｖｄと
は必ずしも同じ波形でなくても良い。駆動信号Ｖｄとし
てはインジェクタ駆動回路３の構成に応じて適宜の波形
の信号を用いることができるが、本実施例では、説明を
簡単にするため、噴射指令信号Ｖｈ，Ｖｓと駆動信号Ｖ
ｄとを同じ波形としている。

【００４４】次に図１の実施例の動作を説明する。機関
が回転すると、発電コイル１０ｂ及び１０ｃが電圧を誘
起するが、機関の始動時の回転数では、発電コイル１０
ｂの誘起電圧がマイクロコンピュータ４を動作させるた
めに必要な値に達しない。始動時には発電コイル１０ｃ
の電圧も高くないが、インジェクタ２に必要な駆動電流
を流すためにはそれ程大きな電圧を必要としないため、
インジェクタ駆動回路３は始動操作時に十分動作可能な
状態になる。

【００４５】この状態では、マイクロコンピュータ４が
動作できないため、切替信号Ｖｅは出力されない。従っ
てこのとき切替回路９は選択回路８から出力されるハー
ド制御用噴射指令信号Ｖｈを駆動信号Ｖｄとしてインジ
ェクタ駆動回路３に与える。インジェクタ駆動回路３
は、駆動信号Ｖｄが与えられている間、インジェクタ２
の駆動コイル２ａに駆動電流を流す。

【００４６】機関が始動すると発電コイル１０ｂの誘起
電圧が確立し、電源回路１１からマイクロコンピュータ
４に十分な電源電圧が与えられるようになる。従ってマ
イクロコンピュータ４は出力ポートＡ2 から切替信号Ｖ
ｅを出力する。この切替信号Ｖｅは切替信号供給制御回
路１３を通して切替回路９に入力されるため、切替回路
９はマイクロコンピュータ４から与えられるソフト制御
用噴射指令信号Ｖｓを駆動信号Ｖｄとしてインジェクタ
駆動回路３に与える。インジェクタ駆動回路３は、駆動
信号Ｖｄが与えられている間インジェクタの駆動コイル
２ａに駆動電流を流し、燃料を噴射させる。

【００４７】機関の定常運転状態でマイクロコンピュー
タ４が正常な動作を行わなくなったとき、例えばマイク
ロコンピュータが誤動作して機関が暴走する状態になっ
たときには、信号選択回路８に定常時ハード制御用噴射
指令信号Ｖhnを選択させて、該定常時ハード制御用噴射
指令信号Ｖhnをハード制御用噴射指令信号Ｖｈとして切
替回路９に与える。この時切替信号供給制御回路１３は
切替回路９への切替信号Ｖｅの供給を禁止するため、切
替回路９はハード制御用噴射指令信号Ｖｈを駆動信号Ｖ
ｄとしてインジェクタ駆動回路３に与える。

【００４８】尚マイクロコンピュータを動作させるプロ
グラム中にマイクロコンピュータの動作をチェックする
プログラムを組み込んで、マイクロコンピュータの動作
が異常になったときにマイクロコンピュータが切替信号
の出力を停止するように構成した場合には、切替信号供
給制御回路１３を省略することができる。

【００４９】上記のように、本発明の燃料噴射装置によ
れば、マイクロコンピュータが正常に動作しなくなった
場合でも、定常時ハード制御用噴射指令信号Ｖｈの信号
幅を定常運転時に適した大きさに（始動時ハード制御用
噴射指令信号の幅よりも小さく）設定しておくことによ
り、燃料が濃すぎる状態になるのを防いで機関を安定に
動作させることができる。

【００５０】またマイクロコンピュータが故障している
状態で機関を始動する場合には、先ず信号選択回路８に
より始動時用のハード制御用噴射指令信号を選択させて
機関の始動を行わせ、次いで機関が始動した後に信号選
択回路８により定常時用のハード制御用噴射指令信号を
選択させるようにすればよい。始動時ハード制御用噴射
指令信号を選択している状態から定常時ハード制御用噴
射指令信号を選択する状態への切替は、例えば機関の回
転数を検出して、該回転数が設定値を超えたときに自動
的に行わせるようにするのが好ましい。

【００５１】図２は図１の実施例における切替回路９の
構成例を示したもので、同図に示した切替回路では、切
替信号Ｖｅが与えられているときにトランジスタＴＲ1
が導通してハード制御用噴射指令信号Ｖｈを短絡する。
またこの時トランジスタＴＲ2 が導通してトランジスタ
ＴＲ3 を遮断状態に保持するため、ソフト制御用噴射指
令信号Ｖｓがオア回路ＯＲに入力されるのを許容する。
従って切替信号Ｖｅが与えられているときにはソフト制
御用噴射指令信号Ｖｓがオア回路ＯＲを通して駆動信号
Ｖｄとしてインジェクタ駆動回路３に与えられる。

【００５２】切替信号Ｖｅが与えられていないときに
は、トランジスタＴＲ2 が遮断状態になり、トランジス
タＴＲ3 が導通状態になるためソフト制御用噴射指令信
号Ｖｓが短絡され、該指令信号Ｖｓがオア回路ＯＲに供
給されるのが阻止される。またこのとき、トランジスタ
ＴＲ1 は遮断状態にあるため、ハード制御用噴射指令信
号Ｖｈがオア回路ＯＲを通して駆動信号Ｖｄとしてイン
ジェクタ駆動回路３に供給される。

【００５３】図３は、信号発生器３、波形整形回路６、
ハード制御用噴射指令信号発生回路７及び信号選択回路
８の部分の構成例を示したものである。信号発生器１
は、機関の回転に同期して図４（Ａ）に示すような極性
が異なるパルス信号Ｖp1及びＶp2を１回転当り１回だけ
発生する。ここで、最初に発生する信号Ｖp1が機関の燃
料噴射位置でスレショールドレベルに達するように、信
号発生器の回転子と信号発電子との間の位置関係が設定
されている。

【００５４】波形整形回路６は例えば信号Ｖp1及びＶp2
によりセット及びリセットされるフリップフロップ回路
からなっていて、図４（Ｂ）に示すように、パルス信号
Ｖp1がスレショールドレベルに達してからパルス信号Ｖ
p2がスレショールドレベルに達するまでの時間に相当す
る信号幅の矩形波信号Ｖｑを発生する。この矩形波信号
はインバータＩＮにより反転され、該インバータの出力
信号Ｖｑ´（図４Ｃ）により抵抗Ｒ2 を通してコンデン
サＣ1 が充電される。このコンデンサＣ1 の電荷はイン
バータＩＮの出力が零（接地レベル）のときにダイオー
ドＤ1 とインバータ回路ＩＮの出力回路と接地回路とを
通して瞬時に放電する。コンデンサＣ1の端子電圧Ｖc1
の波形は図４（Ｄ）に示す通りで、この電圧Ｖc1はコン
パレータＣＰ1 の反転入力端子に入力されている。

【００５５】また周囲温度や機関の各部の温度を検出す
るため、正の感温抵抗素子Ｒthからなる温度センサが設
けられていて、この感温抵抗素子と抵抗Ｒ3 との直列回
路が図示しない直流電源の出力端子間に接続され、抵抗
Ｒ3 の両端に得られる基準電圧ＶｒがコンパレータＣＰ
1 の非反転入力端子に入力されている。コンパレータＣ
Ｐ1 は、基準電圧ＶｒがコンデンサＣ1 の端子電圧Ｖc1
を超えている期間高レベルになる矩形波状の始動時ハー
ド制御用噴射指令信号Ｖhiを出力する。基準電圧Ｖｒの
大きさは、機関の温度が低く感温抵抗素子の抵抗値が低
いときに高くなり、機関の温度が高くなって感温抵抗素
子の抵抗値が高くなったときに低くなる。従って周囲温
度や機関の温度が低いときの始動時用のハード制御用噴
射指令信号Ｖhiは図４（Ｅ）に示したように信号幅が広
い波形になり、機関の温度が高いときの始動時用のハー
ド制御用噴射指令信号Ｖhiは図４（Ｆ）に示したように
低温時よりは信号幅が狭い波形になる。

【００５６】波形整形回路６の出力Ｖq はまた増幅器Ａ
Ｍ1 を通して抵抗Ｒ5 とスロットルセンサを構成する可
変抵抗器ＶＲとの直列回路の両端に印加されている。増
幅器ＡＭ1 の出力側に得られる矩形波信号（図４Ｇ）Ｖ
ａは抵抗Ｒ5 と可変抵抗器ＶＲとからなる分圧回路によ
り分圧され、可変抵抗器ＶＲの両端に矩形波状の基準信
号Ｖｆが得られる。スロットル開度が大きいときには可
変抵抗器の抵抗値が大きいため、図４（Ｈ）に破線で示
したように基準信号Ｖf の波高値が高くなっている。ま
たスロットル開度が小さいときには可変抵抗器ＶＲの抵
抗値が小さくなるため、基準信号Ｖｆの波高値は図４
（Ｈ）に実線で示したように低くなる。基準信号Ｖｆの
波高値はスロットル開度にほぼ比例して変化する。基準
信号Ｖf はコンパレータＣＰ2 の反転入力端子に入力さ
れている。

【００５７】波形整形回路６の出力はまた、増幅器ＡＭ
2 により増幅され、この増幅器の出力で抵抗Ｒ2 を通し
てコンデンサＣ2 が充電される。図４（Ｈ）に示したよ
うに、コンデンサＣ2 の端子電圧Ｖc2は時間の経過に伴
って直線的に上昇していく。矩形波信号Ｖq が零になる
とコンデンサＣ2 の電荷はダイオードＤ2 を通して瞬時
に放電する。コンデンサＣ2 の端子電圧Ｖc2はコンパレ
ータＣＰ2 の非反転入力端子に入力されている。

【００５８】コンパレータＣＰ2 は、基準信号Ｖｆがコ
ンデンサ端子電圧Ｖc2を超えている期間高レベルになる
矩形波状の定常時ハード制御用噴射指令信号Ｖhnを出力
する。この指令信号Ｖhnはスロットル開度が小さいとき
に図４（Ｉ）に示したように信号幅が狭い波形となり、
スロットル開度が大きいときに図４（Ｊ）に示したよう
に信号幅が広い波形となる。

【００５９】図３に示した実施例では、インバータＩＮ
と抵抗Ｒ2 及びＲ3 とコンデンサＣ1 と感温抵抗素子Ｒ
thと、コンパレータＣＰ1 とにより、周囲温度や機関の
温度等の温度情報に応じて始動時用のハード制御用噴射
指令信号が与える燃料噴射時間の情報を変化させる温度
補正回路が構成されている。また増幅器ＡＭ1 ，ＡＭ2
と抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 とダイオードＤ2 と可変抵抗器ＶＲと
コンパレータＣＰ2 とにより、スロットル開度に応じて
定常時用のハード制御用噴射指令信号の信号幅を変化さ
せる信号幅補正回路が構成されている。

【００６０】図３に示した実施例のように、始動時用の
ハード制御用噴射指令信号が与える燃料噴射時間の情報
を温度情報に応じて変化させると、周囲温度や機関の温
度が低いときに噴射時間を長くして機関の始動を容易に
することができる。また定常時用のハード制御用噴射指
令信号の信号幅をスロットル開度に応じて変化させる
と、ハード制御時に燃料噴射時間をスロットル開度に見
合った長さに設定して機関を安定に動作させ、機関の出
力を十分引き出すことができる。

【００６１】上記の例では、定常時ハード制御用噴射指
令信号の信号幅をスロットル開度に応じて変化させるよ
うにしているが、他の制御条件に応じて定常時ハード制
御用噴射指令信号の信号幅を変化させるようにすること
もできる。

【００６２】図３に示した信号選択回路８は切替スイッ
チからなり、始動時用のハード制御用噴射指令信号Ｖhi
または定常時用のハード制御用噴射指令信号Ｖhnのいず
れかを選択してハード制御用噴射指令信号Ｖh として切
替回路９に与える。この信号選択回路を構成する切替ス
イッチは手動スイッチでもよく、またリレーや半導体ス
イッチ等の電気的に制御されるスイッチにより構成され
たものでもよい。

【００６３】図３に示した実施例では、１つの回路で始
動時用のハード制御用噴射指令信号及び定常時用のハー
ド制御用噴射指令信号の信号幅を変化させているが、信
号発生器３から得られるパルス信号Ｖp1に同期して信号
幅が異なる矩形波信号を発生する矩形波発生回路を複数
個設けておいて、機関の温度やスロットル開度等の制御
条件の大小に応じてこれら複数の矩形波発生回路の出力
を選択して出力させるようにしてもよい。

【００６４】上記の実施例では、マイクロコンピュータ
が切替信号を発生するようにしたが、マイクロコンピュ
ータの電源電圧を検出する電圧検出回路を設けて、該電
圧検出回路により検出された電圧がマイクロコンピュー
タを正常に動作させるために必要な最低値以上あるとき
に、ハード回路により切替信号を発生させるようにして
もよい。

【００６５】また機関の回転数変化を監視する等の方法
により、マイクロコンピュータの動作が正常であるか異
常であるかを判別する回路を設けて、この判別回路か
ら、マイクロコンピュータの動作が異常なときに切替信
号を発生させるようにしても良い。

【００６６】上記の実施例では、マイクロコンピュータ
を発電機の出力で駆動しているが、マイクロコンピュー
タをバッテリ電源により駆動する場合にも全く同様に本
発明を適用できる。

【００６７】上記の実施例では、マイクロコンピュータ
により燃料噴射位置と燃料噴射時間とを演算している
が、マイクロコンピュータでは燃料噴射時間のみを演算
し、燃料噴射位置は信号発生器から得たタイミング信号
により定めるようにすることもできる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ハード
制御用噴射指令信号発生回路及びインジェクタ駆動電流
供給制御回路の電源とマイクロコンピュータの電源とを
別個に設けるとともに、少くともインジェクタ駆動電流
供給制御回路の電源は、内燃機関により駆動される磁石
発電機内に設けられた発電コイルの出力を整流して直流
定電圧を出力するように構成したので、機関の始動時に
マイクロコンピュータがその電源電圧の低下により正常
に動作しないときに、インジェクタ駆動電流供給制御回
路から始動時に適した燃料噴射時間の間インジェクタに
駆動電流を与えることができる。従って、電源電圧の低
下によりマイクロコンピュータが正常に動作しない状態
にあるときでもインジェクタを動作させて機関を始動さ
せることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体的な構成を示したブロッ
ク図である。

【図２】本発明の実施例で用いる切替回路の具体例を示
した接続図である。

【図３】本発明の装置の要部の具体的構成例を示した接
続図である。

【図４】図４は図３の各部の信号波形を示した波形図で
ある。

【符号の説明】

１…信号発生器、２…インジェクタ、３…インジェクタ
駆動回路、４…マイクロコンピュータ、６…波形整形回
路、７…ハード制御用噴射指令信号発生回路、８…信号
選択回路、９…切替回路、１０…発電機、１１，１２…
電源回路、１３…切替信号供給制御回路、１００…ハー
ド噴射指令信号発生回路、１０１…インジェクタ駆動電
流供給制御回路。

フロントページの続き (72)発明者 薩川 龍次 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (72)発明者 遠藤 常昭 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−131534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−135201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−13237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−20951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−187533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−49335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−178957（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−187727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−19145（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−130035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−259129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170541（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−204439（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−86549（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−149848（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に取り付けられるインジェクタ
   と、 検出された各種の制御条件に基いて燃料噴射時間を演算
   して演算された燃料噴射時間の情報を含むソフト制御用
   噴射指令信号を出力するマイクロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータとは別個に設けられて、機関
   の始動時には始動時に適した燃料噴射時間の情報を含む
   始動時用のハード制御用噴射指令信号を出力し、機関の
   定常運転時には定常運転時に適した燃料噴射時間の情報
   を含む定常時用のハード制御用噴射指令信号を出力する
   ハード制御用噴射指令信号発生回路と、 前記マイクロコンピュータが正常に動作する状態にある
   ときには前記ソフト制御用噴射指令信号により与えられ
   る燃料噴射時間の間前記インジェクタに駆動電流を流
   し、前記マイクロコンピュータが正常に動作しない状態
   にあるときには前記ハード制御用噴射指令信号発生回路
   から出力されるハード制御用噴射指令信号により与えら
   れる燃料噴射時間の間前記インジェクタに駆動電流を流
   すインジェクタ駆動電流供給制御回路とを備えた内燃機
   関用燃料噴射装置において、前記ハード制御用噴射指令信号発生回路及びインジェク
   タ駆動電流供給制御回路の電源と前記マイクロコンピュ
   ータの電源とが別個に設けられ、 少くとも前記インジェクタ駆動電流供給制御回路の電源
   は、前記内燃機関により駆動される磁石発電機内に設け
   られた発電コイルの出力を整流して直流定電圧を出力す
   るように構成されている ことを特徴とする内燃機関用燃
   料噴射装置。