JP3529577B2 - 燃料噴射弁制御装置 - Google Patents
燃料噴射弁制御装置Info
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に用いら
れる燃料噴射弁制御装置に関し、特に、燃料噴射弁開弁
後に該燃料噴射弁に供給される電流（保持電流）を低減
させ、消費電力を低減させ、該燃料噴射弁の熱的な負荷
を低減させるのに好適な燃料噴射弁制御装置に関する。
れる燃料噴射弁制御装置に関し、特に、燃料噴射弁開弁
後に該燃料噴射弁に供給される電流（保持電流）を低減
させ、消費電力を低減させ、該燃料噴射弁の熱的な負荷
を低減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７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。
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）後は電流を減少させて
開弁状態を保持するようにすることが考えられる。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（特異点）に着目し、この特異点に達した後はコイル
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
落ち込みを示すことはすでに知られており、そのこと
は、例えば、特公昭６２−４５４３号公報に記載されて
いる。
ともに、開弁完了（リフト終了）後は電流を減少させて
開弁状態を保持するようにすることが考えられる。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（特異点）に着目し、この特異点に達した後はコイル
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
落ち込みを示すことはすでに知られており、そのこと
は、例えば、特公昭６２−４５４３号公報に記載されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように特異点に
達した後にコイル電流を低減するようにした制御装置で
は、次のような問題点がある。この制御装置ではコイル
電流の変化が負方向から正方向に変化する点を検知する
ことによって特異点を認識するようにしている。しか
し、このような手段によって特異点を検出することが困
難な場合がある。すなわち、コイルに電流を流すための
電源電圧の変動、コイルの温度変化、および燃料噴射圧
力の変動等によって、コイル電流の負方向への変化の程
度が小さくなり、負方向から正方向への変化が顕著に現
われないことがある。そうすると、特異点が安定して検
出されず、結果的に安定した電流制御が行えないという
問題点が生じる。
達した後にコイル電流を低減するようにした制御装置で
は、次のような問題点がある。この制御装置ではコイル
電流の変化が負方向から正方向に変化する点を検知する
ことによって特異点を認識するようにしている。しか
し、このような手段によって特異点を検出することが困
難な場合がある。すなわち、コイルに電流を流すための
電源電圧の変動、コイルの温度変化、および燃料噴射圧
力の変動等によって、コイル電流の負方向への変化の程
度が小さくなり、負方向から正方向への変化が顕著に現
われないことがある。そうすると、特異点が安定して検
出されず、結果的に安定した電流制御が行えないという
問題点が生じる。
【０００８】本発明は、上記問題点を解消し、リフト終
了を安定的に検出できるようにして確実な電流制御を行
う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。
了を安定的に検出できるようにして確実な電流制御を行
う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。
【０００９】
【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、固定鉄心を包囲する電磁
コイルと、前記固定鉄心内に配置された可動鉄心と、前
記可動鉄心に結合されたバルブとを有し、前記電磁コイ
ルに給電して前記バルブを開弁するよう構成された内燃
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、前記電磁コイルに流れる電流に応じた出力を発生す
る電流検出手段と、前記電流検出手段の出力の低下傾向
を強調させる電流変化強調回路と、前記電流変化強調回
路の出力に基づいて、前記電磁コイルに流れる電流の減
少が検知されたときに前記燃料噴射弁の開弁完了を検出
して出力を発生する電流変化検出回路とを具備した点に
第１の特徴がある。第１の特徴によれば、電流変化検出
手段の出力によって、開弁に伴うインダクタンス変化に
よる電磁コイルの電流減少を検出でき、結果的に開弁完
了を認識できる。特に、電流変化強調回路によって電磁
コイルの電流の変化が強調されるので、前記電流変化検
出手段での検出が容易になる。
的を達成するための本発明は、固定鉄心を包囲する電磁
コイルと、前記固定鉄心内に配置された可動鉄心と、前
記可動鉄心に結合されたバルブとを有し、前記電磁コイ
ルに給電して前記バルブを開弁するよう構成された内燃
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、前記電磁コイルに流れる電流に応じた出力を発生す
る電流検出手段と、前記電流検出手段の出力の低下傾向
を強調させる電流変化強調回路と、前記電流変化強調回
路の出力に基づいて、前記電磁コイルに流れる電流の減
少が検知されたときに前記燃料噴射弁の開弁完了を検出
して出力を発生する電流変化検出回路とを具備した点に
第１の特徴がある。第１の特徴によれば、電流変化検出
手段の出力によって、開弁に伴うインダクタンス変化に
よる電磁コイルの電流減少を検出でき、結果的に開弁完
了を認識できる。特に、電流変化強調回路によって電磁
コイルの電流の変化が強調されるので、前記電流変化検
出手段での検出が容易になる。
【００１０】また、本発明は、前記電流変化検出回路
が、プラス入力に前記電流変化強調回路の出力を接続
し、負帰還路に遅延手段を設けた演算増幅手段と、前記
演算増幅手段の出力と予定値との比較により電流変化検
出信号を出力する判別手段とを具備し、前記遅延手段の
時定数を、前記電流変化強調回路の出力の増加方向では
減少方向よりも小さく設定した点に第２の特徴がある。
第２の特徴によれば、判別手段において、演算増幅手段
の入力信号のバランスのくずれにより出力の変化が検出
され、電磁コイルの電流の減少が認識される。また、第
２の特徴によれば、判別手段において、演算増幅手段の
入力信号のバランスのくずれが大きくなった出力の変化
が検出され、電磁コイルの電流の減少がより顕著に認識
される。
が、プラス入力に前記電流変化強調回路の出力を接続
し、負帰還路に遅延手段を設けた演算増幅手段と、前記
演算増幅手段の出力と予定値との比較により電流変化検
出信号を出力する判別手段とを具備し、前記遅延手段の
時定数を、前記電流変化強調回路の出力の増加方向では
減少方向よりも小さく設定した点に第２の特徴がある。
第２の特徴によれば、判別手段において、演算増幅手段
の入力信号のバランスのくずれにより出力の変化が検出
され、電磁コイルの電流の減少が認識される。また、第
２の特徴によれば、判別手段において、演算増幅手段の
入力信号のバランスのくずれが大きくなった出力の変化
が検出され、電磁コイルの電流の減少がより顕著に認識
される。
【００１１】
【００１２】また、本発明は、前記演算増幅手段の負帰
還路に、増加方向の帰還に際して予定の電位差を発生さ
せる電位差発生手段を設けた点に第３の特徴がある。第
３の特徴によれば、電位差発生手段の作用により、演算
増幅手段の温度ドリフト等の影響を排除して安定した出
力を得ることができる。
還路に、増加方向の帰還に際して予定の電位差を発生さ
せる電位差発生手段を設けた点に第３の特徴がある。第
３の特徴によれば、電位差発生手段の作用により、演算
増幅手段の温度ドリフト等の影響を排除して安定した出
力を得ることができる。
【００１３】また、本発明は、前記電位差発生手段が、
ツェナーダイオードおよびダイオードの少なくとも一方
からなる点に第４の特徴がある。第４の特徴によれば、
ツェナーダイオードおよびダイオードの電位差発生作用
により、演算増幅手段の温度ドリフト等の影響を排除し
て安定した出力を得ることができる。
ツェナーダイオードおよびダイオードの少なくとも一方
からなる点に第４の特徴がある。第４の特徴によれば、
ツェナーダイオードおよびダイオードの電位差発生作用
により、演算増幅手段の温度ドリフト等の影響を排除し
て安定した出力を得ることができる。
【００１４】
【００１５】また、本発明は、前記電流変化強調回路
が、プラス入力に前記電流検出手段の出力を接続すると
ともに、負帰還路に遅延手段を設けた第２の演算増幅手
段と、該第２の演算増幅手段の出力から高周波成分を除
去するフィルタ手段とからなる点に第５の特徴がある。
第５の特徴によれば、高周波成分が除去されるため前記
電流変化検出手段での検出が容易になる。
が、プラス入力に前記電流検出手段の出力を接続すると
ともに、負帰還路に遅延手段を設けた第２の演算増幅手
段と、該第２の演算増幅手段の出力から高周波成分を除
去するフィルタ手段とからなる点に第５の特徴がある。
第５の特徴によれば、高周波成分が除去されるため前記
電流変化検出手段での検出が容易になる。
【００１６】さらに、本発明は、前記電磁コイルに供給
する電流を大小に切換える電流切換え手段を具備し、前
記電流切換え手段が、前記電流変化検出回路の出力に基
づいて小電流側に切換えられるように構成されている点
に第６の特徴がある。第６の特徴によれば、電磁コイル
の電流が低減したことで開弁完了が検出されると、その
検出信号に基づいて、電磁コイルに小電流を供給するた
めの動作に切換えられるため、電磁コイルや燃料噴射制
御装置の熱的な負荷が低減できる。
する電流を大小に切換える電流切換え手段を具備し、前
記電流切換え手段が、前記電流変化検出回路の出力に基
づいて小電流側に切換えられるように構成されている点
に第６の特徴がある。第６の特徴によれば、電磁コイル
の電流が低減したことで開弁完了が検出されると、その
検出信号に基づいて、電磁コイルに小電流を供給するた
めの動作に切換えられるため、電磁コイルや燃料噴射制
御装置の熱的な負荷が低減できる。
【００１７】さらに、本発明は、前記電流変化検出回路
の出力を予定時間遅延させた後、前記電流切換え手段に
入力するように構成した点に第７の特徴がある。第７の
特徴によれば、予定の遅延時間は大電流が維持できるた
め、燃料噴射弁の安定した開弁を維持することができ
る。
の出力を予定時間遅延させた後、前記電流切換え手段に
入力するように構成した点に第７の特徴がある。第７の
特徴によれば、予定の遅延時間は大電流が維持できるた
め、燃料噴射弁の安定した開弁を維持することができ
る。
【００１８】
【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１は本発明の一実施形態に係る燃料
噴射弁制御装置の構成を示すブロック図である。この制
御装置は、図７に関して説明した燃料噴射弁の制御に使
用する場合を想定するので、以下の説明でも図７を参照
する。図１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。
詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る燃料
噴射弁制御装置の構成を示すブロック図である。この制
御装置は、図７に関して説明した燃料噴射弁の制御に使
用する場合を想定するので、以下の説明でも図７を参照
する。図１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。
【００１９】また、コイル４の低電位側にはトランジス
タＴｒ３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。
タＴｒ３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。
【００２０】演算回路１７はエンジン（図示せず）の状
態に応じた最適空燃比を得るための開弁時間を決定し、
その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とともに、ア
ンドゲート２０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。
態に応じた最適空燃比を得るための開弁時間を決定し、
その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とともに、ア
ンドゲート２０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。
【００２１】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
には予定値としての基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。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とともに電流変化検出手段を構成し
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
には予定値としての基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。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とともに電流変化検出手段を構成し
ている。
【００２２】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。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ＩＮ
Ｔからなるトリガ回路２５に入力される。トリガ回路２
５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。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ＩＮ
Ｔからなるトリガ回路２５に入力される。トリガ回路２
５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。
【００２３】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。
【００２４】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
１２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
１２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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。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１７からパルス信号ｓ１を入
力すると、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Ｔｒ２，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。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１７からパルス信号ｓ１を入
力すると、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Ｔｒ２，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。
【００２８】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´）、
コイル４へ供給する電流を小電流に変化させる。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´）、
コイル４へ供給する電流を小電流に変化させる。小電流
（ホールド電流）への切換えは次のように行われる。
【００２９】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４Ｖ）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。
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４Ｖ）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。
【００３０】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によってアンドゲート２０は開き、トリガ
回路２５は、該アンドゲート２０の出力ｓ５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で制限される小電流に切
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によってアンドゲート２０は開き、トリガ
回路２５は、該アンドゲート２０の出力ｓ５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で制限される小電流に切
り換えられる。
【００３１】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。
【００３２】電流変化検出回路２２では、オペアンプＯ
Ｐ３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。
Ｐ３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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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、コイル電流の減少中は、出力Ｖ２は入力Ｖ１より小
さい値をとる。また、コイル電流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Ｖ２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、コイル電流の減少中は、出力Ｖ２は入力Ｖ１より小
さい値をとる。また、コイル電流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Ｖ２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。
【００３８】上記実施形態では、ドライバを大電流供給
用と小電流供給用の２段構成にして、これを切換えるよ
うにした。しかし、本発明はこのようなドライバの構成
に限定されず、次のように変形できる。すなわち、ドラ
イバは１段とし、該ドライバを制御する制御部を、２種
類の信号波形を切換えて出力するように構成してもよ
い。
用と小電流供給用の２段構成にして、これを切換えるよ
うにした。しかし、本発明はこのようなドライバの構成
に限定されず、次のように変形できる。すなわち、ドラ
イバは１段とし、該ドライバを制御する制御部を、２種
類の信号波形を切換えて出力するように構成してもよ
い。
【００３９】図５は、本発明の変形例を示すブロック図
である。同図において、イグニッションスイッチ１４が
閉じた状態で、トランジスタＴｒ３がオンになると、コ
イル４にバッテリ１５から電圧が印加される。ドライバ
制御部２６は大電流供給用信号発生手段と、制限電流供
給用信号発生手段とを有する。大電流供給用信号発生手
段は、開弁時に大電流を供給できるようにデューティ１
００％の信号ｓ１ａを出力する。制限電流供給用信号発
生手段は、予め定めたデューティ（１００％未満）のチ
ョッピング信号ｓ１ｂを出力する。信号ｓ１ａ，ｓ１ｂ
はオアゲート２７を介してトランジスタＴｒ３のベース
に供給される。トランジスタＴｒ３は、ドライバ制御部
２６から出力される信号ｓ１ａまたはｓ１ｂによってオ
ン動作し、コイル４に流れる電流は抵抗Ｒ６で検出され
る。始動時には信号ｓ１ａが選択されており、この時に
コイル４に流れる電流を代表する電位Ｖ１の低下傾向
は、電流変化検出部２２ａで検出され、その検出結果に
応答して、ドライバ制御部２６は前記信号ｓ１ａからｓ
１ｂへの切換えを行う。なお、実際の切換えは、前記時
間Ｔ２の経過後に行われる。電流変化検出部２２ａの構
成は、図１，図２に関して説明したものを適用でき、必
要に応じて電流変化強調回路２１を追加してもよい。
である。同図において、イグニッションスイッチ１４が
閉じた状態で、トランジスタＴｒ３がオンになると、コ
イル４にバッテリ１５から電圧が印加される。ドライバ
制御部２６は大電流供給用信号発生手段と、制限電流供
給用信号発生手段とを有する。大電流供給用信号発生手
段は、開弁時に大電流を供給できるようにデューティ１
００％の信号ｓ１ａを出力する。制限電流供給用信号発
生手段は、予め定めたデューティ（１００％未満）のチ
ョッピング信号ｓ１ｂを出力する。信号ｓ１ａ，ｓ１ｂ
はオアゲート２７を介してトランジスタＴｒ３のベース
に供給される。トランジスタＴｒ３は、ドライバ制御部
２６から出力される信号ｓ１ａまたはｓ１ｂによってオ
ン動作し、コイル４に流れる電流は抵抗Ｒ６で検出され
る。始動時には信号ｓ１ａが選択されており、この時に
コイル４に流れる電流を代表する電位Ｖ１の低下傾向
は、電流変化検出部２２ａで検出され、その検出結果に
応答して、ドライバ制御部２６は前記信号ｓ１ａからｓ
１ｂへの切換えを行う。なお、実際の切換えは、前記時
間Ｔ２の経過後に行われる。電流変化検出部２２ａの構
成は、図１，図２に関して説明したものを適用でき、必
要に応じて電流変化強調回路２１を追加してもよい。
【００４０】図６はコイル４の駆動電流Ｉと印加電圧Ｖ
との関係を示す波形図である。同図において、タイミン
グｔ０からタイミングｔ１までは、信号ｓ１ａに基づく
大電流期間であり、タイミングｔ１からタイミングｔ２
までは信号ｓ１ｂに基づく制限電流期間である。図６の
ように、制限電流期間では、コイル４に流れる電流Ｉは
電圧Ｖのデューティに従って低く抑えられている。コイ
ルの発熱やトランジスタの熱容量に影響を与える電力
は、電流Ｉ×電圧Ｖとなる。すなわち、小電流期間では
電力が低減して発熱は抑えられるので、トランジスタＴ
ｒ３の放熱設計が容易になる。
との関係を示す波形図である。同図において、タイミン
グｔ０からタイミングｔ１までは、信号ｓ１ａに基づく
大電流期間であり、タイミングｔ１からタイミングｔ２
までは信号ｓ１ｂに基づく制限電流期間である。図６の
ように、制限電流期間では、コイル４に流れる電流Ｉは
電圧Ｖのデューティに従って低く抑えられている。コイ
ルの発熱やトランジスタの熱容量に影響を与える電力
は、電流Ｉ×電圧Ｖとなる。すなわち、小電流期間では
電力が低減して発熱は抑えられるので、トランジスタＴ
ｒ３の放熱設計が容易になる。
【００４１】
【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、電源電圧の変動、コイルの温度変
化、燃料噴射圧力の変動にかかわらず確実にコイル電流
の減少をとらえて開弁完了を判断できる。特に、電磁コ
イルの電流の変化が強調されるので、前記電流変化検出
回路での検出が容易になり、より確実にコイル電流の減
少をとらえることができる。
１の発明によれば、電源電圧の変動、コイルの温度変
化、燃料噴射圧力の変動にかかわらず確実にコイル電流
の減少をとらえて開弁完了を判断できる。特に、電磁コ
イルの電流の変化が強調されるので、前記電流変化検出
回路での検出が容易になり、より確実にコイル電流の減
少をとらえることができる。
【００４２】請求項２の発明によれば、判別手段におい
て、演算増幅手段の入力信号のバランスのくずれによる
出力の変化で電磁コイルの電流の減少を認識できる。ま
た、判別手段において、演算増幅手段の入力信号のバラ
ンスのくずれが大きくなった出力の変化が検出され、電
磁コイルの電流の減少をより顕著に認識できる。
て、演算増幅手段の入力信号のバランスのくずれによる
出力の変化で電磁コイルの電流の減少を認識できる。ま
た、判別手段において、演算増幅手段の入力信号のバラ
ンスのくずれが大きくなった出力の変化が検出され、電
磁コイルの電流の減少をより顕著に認識できる。
【００４３】
【００４４】請求項３の発明によれば、電位差発生手段
の作用により、演算増幅手段の温度ドリフト等の影響を
排除して安定した出力を得ることができる。
の作用により、演算増幅手段の温度ドリフト等の影響を
排除して安定した出力を得ることができる。
【００４５】請求項４の発明によれば、ツェナーダイオ
ードおよびダイオードの電位差発生作用により、演算増
幅手段の温度ドリフト等の影響を排除して安定した出力
を得ることができる。
ードおよびダイオードの電位差発生作用により、演算増
幅手段の温度ドリフト等の影響を排除して安定した出力
を得ることができる。
【００４６】
【００４７】請求項５の発明によれば、高周波成分が除
去されるため前記電流変化検出回路での検出が容易にな
り、より確実にコイル電流の減少をとらえることができ
る。
去されるため前記電流変化検出回路での検出が容易にな
り、より確実にコイル電流の減少をとらえることができ
る。
【００４８】請求項６の発明によれば、電磁コイルの電
流が低減したことで開弁完了が検出されると、その検出
信号に基づいて、電磁コイルに小電流を供給するための
動作に切換えられるため、電磁コイルや燃料噴射制御装
置の熱的な負荷が低減できる。
流が低減したことで開弁完了が検出されると、その検出
信号に基づいて、電磁コイルに小電流を供給するための
動作に切換えられるため、電磁コイルや燃料噴射制御装
置の熱的な負荷が低減できる。
【００４９】請求項７の発明によれば、予定の遅延時間
は大電流が維持できるため、燃料噴射弁の安定した開弁
を維持することができる。
は大電流が維持できるため、燃料噴射弁の安定した開弁
を維持することができる。
【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】 本発明の実施形態の変形例を示す回路図であ
る。
る。
【図６】 コイルに印加される電圧信号と電流の波形図
である。
である。
【図７】 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、 ２６…ドライバ制御部
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、 ２６…ドライバ制御部
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平５−272390（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−211538（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−83408（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−304172（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−77673（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−111113（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−183438（ＪＰ，Ｕ)
特表 平９−503353（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/00 - 41/40,45/00
F02M 51/00 - 51/08
Claims (7)
- 【請求項１】 固定鉄心を包囲する電磁コイルと、前記
固定鉄心内に配置された可動鉄心と、前記可動鉄心に結
合されたバルブとを有し、前記電磁コイルに給電して前
記バルブを開弁するよう構成された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、 前記電磁コイルに流れる電流に応じた出力を発生する電
流検出手段と、前記電流検出手段の出力の低下傾向を強調させる電流変
化強調回路と、 前記電流変化強調回路 の出力に基づいて、前記電磁コイ
ルに流れる電流の減少が検知されたときに前記燃料噴射
弁の開弁完了を検出して出力を発生する電流変化検出回
路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】 前記電流変化検出回路が、 プラス入力に前記電流変化強調回路の出力を接続し、負
帰還路に遅延手段を設けた演算増幅手段と、 前記演算増幅手段の出力と予定値との比較により電流変
化検出信号を出力する判別手段とを具備し、 前記遅延手段の時定数を、前記電流変化強調回路の出力
の増加方向では減少方向よりも小さく設定 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】 前記演算増幅手段の負帰還路に、増加方
向の帰還に際して予定の電位差を発生させる電位差発生
手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載
の燃料噴射弁制御装置。 - 【請求項４】 前記電位差発生手段が、ツェナーダイオ
ードおよびダイオードの少なくとも一方からなることを
特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁制御装置。 - 【請求項５】 前記電流変化強調回路が、 プラス入力に前記電流検出手段の出力を接続するととも
に、負帰還路に遅延手段を設けた第２の演算増幅手段
と、 該第２の演算増幅手段の出力から高周波成分を除去する
フィルタ手段とからなる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６】 前記電磁コイルに供給する電流を大電流
および小電流に切換える電流切換え手段を具備し、 前記電流切換え手段が、前記電流変化検出回路の出力に
より小電流側に切換えられるように構成されていること
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の燃
料噴射弁制御装置。 - 【請求項７】 前記電流変化検出回路の出力を予定時間
遅延させた後、前記電流切換え手段に入力するように構
成したことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射弁制御
装置。
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| JP04715997A JP3529577B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 燃料噴射弁制御装置 |
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1998
- 1998-02-10 US US09/021,168 patent/US6102008A/en not_active Expired - Lifetime
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