JP3577339B2 - エンジンの燃料噴射弁駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射弁の通電電流を制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、加圧した燃料を電磁弁である燃料噴射弁から噴射してエンジンに供給する燃料噴射システムにおいては、燃料噴射弁を高速動作させてダイナミックレンジを拡大するため、前記燃料噴射弁の駆動回路で通電電流を制御するようにしている。
【０００３】
前記駆動回路としては、噴射時間を指示する噴射パルス信号が入力されると、初期に前記燃料噴射弁を高速で開弁させるため比較的大きな開弁用電流を流し、しかる後、一旦、前記燃料噴射弁の通電を停止して通電電流値を下げ、開弁状態を保持させるのに必要な小さな保持電流となるよう、前記燃料噴射弁の通電電流を検出して閉ループで制御する形式のものが多く採用されている。
【０００４】
この場合、前記駆動回路には、通電電流を遮断する際に前記燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備えているが、このフライホイール回路を前記燃料噴射弁の通電電流を開弁用電流から保持電流に移行させる期間で導通させると、前記燃料噴射弁の電流減少速度が遅くなり、しかも、コイルの時定数に依存して曲線的に減少するため、この期間はいわゆる不感帯となって燃料噴射量誤差の原因となる。
【０００５】
このため、例えば、特開昭６０−２６１３６号公報には、コイルの通電量が開弁用の大電流から保持電流に立ち下がる区間ではフライホイール回路を非導通状態とする技術が開示されており、フライホイール回路制御と保持電流制御との関係は、例えば、特開昭６３−５５３４５号公報に明示されている。
【０００６】
すなわち、前記先行例（特開昭６３−５５３４５号公報）では、噴射弁に流れる電流を検出する電流検出用抵抗の電圧を基準値と比較するコンパレータを２組設け、燃料噴射パルスが入力されて噴射弁を駆動するトランジスタがＯＮされた後、前記電流検出用抵抗の電圧が開弁電流に相当する電圧より高めに設定された第１の基準電圧を越えたときに一方のコンパレータから出力される信号によって前記トランジスタをＯＦＦさせ、噴射弁の電流を減少させる。そして、前記電流検出用抵抗の電圧が第２の基準値以下になったとき、他方のコンパレータの出力信号によって、噴射弁の電流が保持電流設定範囲内になるように制御するとともにフライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フライホイール回路が非作動の状態で燃料噴射弁の電流を開弁時の大電流から立ち下げた場合には、電流の減少速度が大きいため、電流検出回路や駆動電流の制御回路などの閉ループを形成する回路の動作遅れが無視できなくなり、前述した先行例（特開昭６３−５５３４５号公報）のように、閉ループを形成する回路の動作遅れが無いか無視できる程小さいとの前提に立ってフライホイール回路を作動させるタイミングを決定すると、燃料噴射弁の電流（インジェクタ駆動電流）が電流検出用抵抗によって検出されて実際に駆動トランジスタがＯＮされるまでの期間に、図１２に示すように、燃料噴射弁の電流レベルが大きく落ち込んでしまう。
【０００８】
このため、燃料噴射弁の電流が保持電流値を下回って噴射パルス終了前に燃料噴射が停止してしまうおそれがある。特に、高圧燃料を噴射する筒内噴射式エンジン等に使用される燃料噴射弁では、通常の吸気ポート内噴射式のエンジンに使用される燃料噴射弁に比較して大きな電磁力を必要とし、開弁時の電流値も大きくなっているため（例えば１０Ａ程度）、フライホイール回路が非作動状態で開弁時の大電流から電流を立ち下げると、電流の減少速度が一層早くなって回路の動作遅れも大きくなり、その影響を強く受けて噴射停止等の不具合が発生する可能性が極めて高くなる。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して電流を減少させ、開弁を維持するための保持電流となるよう制御する際に、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射弁の電流レベルが大きく落ち込むことを防止するエンジンの燃料噴射弁駆動回路を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、前記噴射パルス信号の積分出力と調整抵抗により調整自在な基準レベルとを比較し、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で前記積分出力が前記基準レベルを越えたとき、前記フライホイール回路を作動状態とし、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記噴射パルス信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の発明は、噴射パルス信号の入力により燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させると共に、噴射パルス信号の積分出力と調整抵抗により調整自在な基準レベルとを比較する。そして、開弁用電流の減少過程で積分出力が基準レベルを越えたとき、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
請求項２記載の発明は、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ燃料噴射弁の開弁時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路の出力信号に基づいて、燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少する過程で、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
請求項３記載の発明は、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路の出力信号に基づいて、燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少する過程で、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
【００１２】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１〜図７は本発明の第１実施例に係わり、図１はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図２は電流制御回路とフライホイール回路と電流検出回路の回路図、図３は各部の信号波形図、図４は保持電流制御のタイミングを示す詳細波形図、図５は保持電流制御の別のタイミングを示す詳細波形図、図６はエンジン制御系の全体構成図、図７は電子制御系の回路構成図である。
【００１３】
図６において、符号１は高圧燃料噴射式エンジン（本実施例においては、２サイクル直噴式４気筒ガソリンエンジン）であり、このエンジン１のシリンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４とで形成される燃焼室５に、点火コイル６ａの二次側に接続された点火プラグ７と気筒内直接噴射用の燃料噴射弁（インジェクタ）８とが臨まされ、前記点火コイル６ａの一次側に、イグナイタ６ｂが接続されている。
【００１４】
また、前記シリンダブロック３に、掃気ポート３ａと排気ポート３ｂとが形成され、前記シリンダブロック３に形成した冷却水通路３ｃに、水温センサ９が臨まされている。
【００１５】
前記掃気ポート３ａには給気管１０が連通されており、この給気管１０の上流側にエアクリーナ１１が取付けられ、このエアクリーナ１１の下流側に、アクセルペダル１２に連動して開閉されるスロットル弁１３が介装されている。前記アクセルペダル１２には、アクセル開度センサ１４が連設されている。
【００１６】
前記スロットル弁１３の下流側には、クランクシャフト１ａの回転によって駆動され、前記燃焼室５内に新気を供給して強制的に掃気する掃気ポンプ１５が介装されており、この掃気ポンプ１５をバイパスするバイパス通路１６に、図示しないアクチュエータによって開閉されるバイパス弁１７が介装されている。
【００１７】
また、前記排気ポート３ｂには、前記クランクシャフト１ａに連動して開閉する排気ロータリ弁１８が設けられ、この排気ロータリ弁１８を介して排気管１９が連通されている。さらに、この排気管１９に触媒コンバータ２０が介装されるとともに、下流端にマフラ２１が接続されている。
【００１８】
また、前記シリンダブロック３に支承されたクランクシャフト１ａに、クランク角検出用クランクロータ２２が軸着され、このクランク角検出用クランクロータ２２の外周に、電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ２３が対設されている。さらに、前記クランクシャフト１ａには、図示しない気筒判別用クランクロータが前記クランク角検出用クランクロータ２２と同軸的に軸着されており、この気筒判別用クランクロータに、電磁ピックアップ等からなる気筒判別用センサ２４が対設されている。
【００１９】
また、符号２５は燃料タンクであり、この燃料タンク２５からエンジン駆動式の高圧燃料ポンプ３０へ燃料を送給する低圧燃料通路２６に、フィードポンプ２７、燃料フィルタ２８が順に介装され、低圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２９によって調圧された燃料が、前記高圧燃料ポンプ３０に供給されるようになっている。
【００２０】
また、前記高圧燃料ポンプ３０から高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７に至る高圧燃料通路３１には、高圧燃料フィルタ３２が介装されるとともに、この高圧燃料フィルタ３２と前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７との間で、燃料チャンバ室３３が形成されており、この燃料チャンバ室３３から各気筒のインジェクタ８に連通する燃料供給路３４が分岐されて所定の高圧燃料が前記インジェクタ８に供給される。前記燃料チャンバ室３３には、脈動圧を緩衝するアキュムレータ３５が連通されるとともに、燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３６が臨まされている。
【００２１】
そして、前記低圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２９の調圧用余剰燃料排出口と、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７の調圧用余剰燃料排出口とが、燃料リターン通路３８から前記燃料タンク２５に連通され、燃料圧力を調圧するためリターンされる燃料が前記燃料タンク２５に戻される。
【００２２】
尚、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７は、例えば、リニアソレノイド等からなり、前記燃料圧力センサ３６によって検出された燃料圧力信号が後述する電子制御装置４０へ入力されると、この電子制御装置４０から前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７へ出力される駆動電流がフィードバック制御され、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７のバルブ開度が可変されて前記燃料タンク２５へのリターン燃料流量が調整されることにより、目標とする燃料圧力に制御されるようになっている。
【００２３】
一方、図７の符号４０は電子制御装置（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、及びＩ／Ｏインターフェース４５がバスライン４６を介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中核として構成されている。
【００２４】
前記ＥＣＵ４１には、各部に安定化電圧を供給する定電圧回路４７が内蔵されており、この定電圧回路４７がＥＣＵリレー４８のリレー接点を介してバッテリ４９に接続されるとともに、前記バッテリ４９に直接接続され、前記バックアップＲＡＭ４４に常時バックアップ電圧を印加するようになっている。
【００２５】
また、前記バッテリ４９には、前記ＥＣＵリレー４８のリレーコイルがイグニッションスイッチ５０を介して接続されるとともに、フィードポンプリレー５１のリレー接点を介して前記フィードポンプ２７が接続されている。
【００２６】
また、前記Ｉ／Ｏインターフェース４５の入力ポートには、前記バッテリ４９が接続されてバッテリ電圧がモニタされるとともに、前記水温センサ９、前記アクセル開度センサ１４、前記クランク角センサ２３、前記気筒判別用センサ２４、前記燃料圧力センサ３６が接続されている。
【００２７】
一方、前記Ｉ／Ｏインターフェース４５の出力ポートには、前記点火コイル６ａを駆動するイグナイタ６ｂが接続されるとともに、前記フィードポンプリレー５１のリレーコイルを駆動するリレー駆動回路５２ａ、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７を駆動する高圧用電磁式プレッシャレギュレータ駆動回路５２ｂ、及び、前記インジェクタ８を駆動するインジェクタ駆動回路５２ｃからなる駆動回路５２が接続されている。
【００２８】
前記インジェクタ駆動回路５２ｃは、インジェクタ８の噴射時間を指示するための噴射パルス信号が入力されると、まず比較的大きな開弁電流を通電してインジェクタ８を高速で開弁させ、その後、開弁状態を保持するのに必要なだけの比較的小さな保持電流を通電するよう閉ループ制御する（詳細は後述する）。
【００２９】
以下、前記インジェクタ駆動回路５２ｃの回路構成について説明する。
【００３０】
図１に示すように、インジェクタ駆動回路５２ｃは、インジェクタ８のコイルに通電する電流を制御する電流制御回路６０と、インジェクタ８に直列接続された電流検出抵抗５３の両端電圧によりインジェクタ８の通電電流を検出する電流検出回路８０と、インジェクタ８への通電を停止したときに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路９０と、前記電流制御回路６０及び前記フライホイール回路９０の作動を制御するタイミング信号を生成するタイミング信号発生回路１１０とから構成されている。
【００３１】
噴射パルス信号は、前記電流制御回路６０と前記タイミング信号発生回路１１０とに入力され、前記タイミング信号発生回路１１０において、噴射パルス信号に基づいてインジェクタ８に開弁用電流の通電を指示するための開弁時電流印加時間パルス信号を生成するとともに、この開弁時電流印加時間パルス信号に基づいて前記フライホイール回路９０の作動を制御するフライホイール回路制御信号を生成する。
【００３２】
前記タイミング信号発生回路１１０では、抵抗１１１とコンデンサ１１２とからなる積分回路によって噴射パルス信号が遅延させられ、比較回路（コンパレータ）１１３，１１４の非反転入力端にそれぞれ入力される。各コンパレータ１１３，１１４の反転入力端には、定電圧電源ＶＣＣに接続される調整抵抗１１５，１１６による基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２が、それぞれ印加される。
【００３３】
各コンパレータ１１３，１１４は、オープンコレクタタイプのコンパレータであり、前記コンパレータ１１３の出力端が抵抗１１７を介して定電圧電源ＶＣＣに接続され、一方の入力端に噴射パルス信号が入力されるＥＸ−ＯＲゲート１１８の他方の入力端に接続されている。また、前記コンパレータ１１４の出力端は、抵抗１１９を介して定電圧電源ＶＣＣに接続され、ＯＲゲート１２０の一方の入力端に接続されている。
【００３４】
前記ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力端は、前記ＯＲゲート１２０の他方の入力端に接続されるとともに前記電流制御回路６０に接続され、また、前記ＯＲゲート１２０の出力端は、前記フライホイール回路９０に接続されている。
【００３５】
ここで、前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２は、前記調整抵抗１１５による基準電圧ＶＲＥＦ１よりも高く設定されており、後述するように、インジェクタ８の通電電流を開弁時の大電流から保持電流に切換えるタイミングが前記調整抵抗１１５による基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいて決定され、また、インジェクタ８の保持電流制御開始に際しての閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路９０を作動させるタイミングが前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２に基づいて決定される。
【００３６】
すなわち、前記抵抗１１１とコンデンサ１１２とからなる積分回路、前記調整抵抗１１６、前記コンパレータ１１４、抵抗１１９、ＯＲゲート１２０により、フライホイール回路制御手段としてのフライホイール回路制御信号発生回路１１０ａが構成される。
【００３７】
尚、図中には、前記コンデンサ１２の端子電圧信号をＳＡ、コンパレータ１１３の出力信号をＳＢ、コンパレータ１１４の出力信号をＳＣ、開弁時電流印加時間パルス信号であるＥＸ−ＯＲゲートの出力信号をＳＤ、フライホイール回路制御信号であるＯＲゲート１２０の出力信号をＳＥ、前記コンパレータ１１３の反転入力端に印加される信号（基準電圧ＶＲＥＦ１）をＳＦ、前記コンパレータ１１４の反転入力端に印加される信号（基準電圧ＶＲＥＦ２）をＳＧとして示す。
【００３８】
一方、電流制御回路６０、電流検出回路８０、及び、フライホイール回路９０の具体的回路例は、図２に示される。尚、図２に示す回路は一例であり、他の周知の回路を適用することも可能である。
【００３９】
電流制御回路６０では、２入力を結線してバッファとして使用されるオープンコレクタタイプのＡＮＤゲート６２に噴射パルス信号が入力され、このＡＮＤゲート６２の出力端に、定電圧電源ＶＣＣを分圧する分圧抵抗６３，６４の接続点が接続され、目標電流値基準電圧発生回路６１が構成される。
【００４０】
前記定電圧電源ＶＣＣを分圧して生成される前記目標電流値基準電圧発生回路６１からの基準電圧出力は、抵抗６５を介してコンパレータ６７の非反転入力端に印加され、このコンパレータ６７の反転入力端に、前記電流検出回路８０の出力電圧が抵抗６６を介して印加される。
【００４１】
前記コンパレータ６７はシュミットコンパレータとして構成されており、その出力端が抵抗６９を介して定電圧電源ＶＣＣに接続されるとともに帰還抵抗６８を介して非反転入力端に接続されている。すなわち、前記コンパレータ６７の非反転入力端に印加される電圧が、前記目標電流値基準電圧発生回路６１からの基準電圧を中心とする上下の基準レベルＶＬ，ＶＨ（ＶＬ＜ＶＨ）となるヒステリシスを有し、前記電流検出回路８０の出力電圧と比較されて、インジェクタ８の電流を保持電流に閉ループ制御する動作が行われる。
【００４２】
そして、前記コンパレータ６７の出力端がＯＲゲート７０の一方の入力端に接続され、このＯＲゲート７０の他方の入力端には、前記タイミング信号発生回路１１０からの開弁時電流印加時間パルス信号が入力される。前記ＯＲゲート７０の出力端は、ベースバイアス抵抗７２を介してエミッタ接地されるＮＰＮ型トランジスタ７３のベースに、抵抗７１を介して接続されており、前記トランジスタ７３のコレクタが、抵抗７４を介してパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７のゲートに接続されている。
【００４３】
前記パワーＭＯＳ・ＦＥＴは、ソースがバッテリ電源ＶＢに接続されるとともに、ソース〜ゲート間に、定電圧ダイオード７５（バッテリ電源ＶＢに対して逆方向）及び抵抗７６が並列接続されており、ドレインにインジェクタ８の一方の端子が接続されている。このインジェクタ８の他方の端子は、電流検出抵抗５３を介して接地され、この電流検出抵抗５３の両端に、電流検出回路８０が接続されている。
【００４４】
前記電流検出回路８０は、前記電流検出抵抗５３の両端電圧を増幅するオペアンプ８３からなり、このオペアンプ８３の非反転入力端が抵抗８１を介して前記電流検出抵抗５３のインジェクタ８側に接続されるとともに、反転入力端が抵抗８２を介して、前記電流検出抵抗５３の接地側に接続されている。
【００４５】
前記オペアンプ８３は、出力端が帰還抵抗８４を介して反転入力端に接続されるとともに抵抗８５の一端に接続され、この抵抗８５の他端が、コンデンサ８７を介して接地されるとともに、前記電流制御回路６０の抵抗６６を介してコンパレータ６７の反転入力端に接続されている。さらに、前記オペアンプ８３の非反転入力端は抵抗８６を介して接地されている。
【００４６】
また、フライホイール回路９０では、抵抗９１を介して定電圧電源ＶＣＣにプルアップされる前記タイミング信号発生回路１１０からのフライホイール回路制御信号が、ベースバイアス抵抗９３を介してエミッタ接地されるＮＰＮ型トランジスタ９４のベースに、抵抗９２を介して入力される。
【００４７】
前記トランジスタ９４のコレクタは、抵抗９５を介してＰＮＰ型トランジスタ９７のベースに接続されている。このトランジスタ９７は、ベースがバイアス抵抗９６を介してバッテリ電源ＶＢに接続されるとともに、エミッタがこのバッテリ電源ＶＢに接続されている。
【００４８】
さらに、前記トランジスタ９７のコレクタは、抵抗９８を介してＮＰＮ型トランジスタ１０３のベースに接続されており、このトランジスタ１０３とＮＰＮ型トランジスタ１０４とがダーリントン接続されている。すなわち、各トランジスタ１０３，１０４の各コレクタが互いに接続されるとともに、トランジスタ１０３のエミッタがトランジスタ１０４のベースに接続され、各トランジスタ１０３，１０４の各ベース〜エミッタ間が、それぞれ、抵抗１０１，１０２を介して接続されている。
【００４９】
そして、前記トランジスタ１０４のエミッタが、順方向のダイオード１０５を介して前記電流制御回路６０のパワーＭＯＳ・ＦＥＴのドレインと前記インジェクタ８との接続点に接続されるとともに、前記トランジスタ１０３のベースが、順方向に直列接続された定電圧ダイオード９９，１００を介して各トランジスタ１０３，１０４のコレクタに接続され、さらに、前記電流検出抵抗５３の接地側に接続されている。
【００５０】
次に、以上の回路構成によるインジェクタ駆動回路５２ｃの動作について、図３〜図５に示す信号波形を参照しながら説明する。
【００５１】
タイミング信号発生回路１１０では、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、積分回路の抵抗１１１を介してコンデンサ１１２が充電され、このコンデンサ１１２の端子電圧が、前記噴射パルス信号を遅延した信号ＳＡとして各コンパレータ１１３，１１４の非反転入力端に印加される。
【００５２】
各コンパレータ１１３，１１４の出力信号ＳＢ，ＳＣは、各々の反転入力端に印加される基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２（信号ＳＦ，ＳＧ）よりもコンデンサ１１２の端子電圧（信号ＳＡ）が低いときには共にローレベルであり、ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力信号ＳＤがハイレベルとなり、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥもハイレベルとなる。
【００５３】
そして、コンデンサ１１２の充電が進み、コンパレータ１１３の非反転入力端に印加される信号ＳＡが反転入力端に印加される信号ＳＦのレベルを越えると、コンパレータ１１３の出力信号ＳＢが反転してハイレベルとなり、ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力信号がローレベルとなって、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥもローレベルとなる。
【００５４】
すなわち、図３に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されてからコンパレータ１１３の出力が反転するまでの期間Ｔで、インジェクタ８に開弁時の大電流を通電するためのハイレベルの開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤが生成される。
【００５５】
この期間Ｔでは、電流制御回路６０において、ハイレベルの信号ＳＤにより、ＯＲゲート７０の出力信号はコンパレータ６７の出力状態に拘らずハイレベルとなるため、トランジスタ７３がＯＮして最終段のパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＮされ、インジェクタ８が通電される。インジェクタ８は応答性を高めるためコイルの時定数が小さくなっており、電流が急速に立ち上がって短時間に大電流が流れ、高速開弁して高圧燃料がエンジン１の燃焼室５に直接噴射される。
【００５６】
このとき、フライホイール回路９０へは、ハイレベル信号ＳＤと信号ＳＣとの論理和からハイレベルのフライホイール回路制御信号ＳＥが入力され、このハイレベルの信号ＳＥによってトランジスタ９４がＯＮし、トランジスタ９７がＯＮするが、定電圧ダイオード９９，１００を介して接地されるため、トランジスタ１０３，１０４はＯＦＦ状態となっている。また、インジェクタ８の電流は電流検出抵抗５３に流れ、その両端電圧として電流検出回路８０のオペアンプ８３によって増幅される。そして、電流制御回路６０のコンパレータ６７の反転入力端に印加され、非反転入力側の基準レベルＶＨを越えると、コンパレータ６７の出力信号がローレベルとなる。
【００５７】
そして、期間Ｔが過ぎると、信号ＳＤがローレベルとなり、コンパレータ６７の出力信号もローレベルとなっているため、ＯＲゲート７０の出力信号がローレベルとなり、トランジスタ７３がＯＦＦしてパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＦＦし、インジェクタ８の通電が遮断される。
【００５８】
同時に、ローレベルの信号ＳＤとローレベルの信号ＳＣとが入力されるタイミング信号発生回路１１０のＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥ、すなわちフライホイール回路９０への入力信号もローレベルとなり、フライホイール回路９０のトランジスタ９４がＯＦＦとなり、トランジスタ９７がＯＦＦしてトランジスタ１０３，１０４がＯＦＦに保たれるため、インジェクタ８のコイルに発生する逆起電力がトランジスタ１０４、ダイオード１０５を通して放電されることなくバッテリ電源側に放電され、インジェクタ８の通電電流が急速に減少する。
【００５９】
この状態で、タイミング信号発生回路１１０のコンデンサ１１２の充電がさらに進み、コンパレータ１１４の非反転入力端に印加される信号ＳＡのレベルが反転入力端に印加される信号ＳＧのレベルを越えると、コンパレータ１１４の出力信号ＳＣが反転してハイレベルとなり、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥが再びハイレベルとなる。
【００６０】
すると、フライホイール回路９０のトランジスタ９４がＯＮとなってトランジスタ９７がＯＮし、インジェクタ８のコイルに発生する逆起電力によってトランジスタ１０３，１０４のベースが順方向にバイアスされ、トランジスタ１０３，１０４がＯＮする。これにより、インジェクタ８のコイルに蓄えれたエネルギーがトランジスタ１０４及びダイオード１０５を通して放電され、図４に示すように、インジェクタ８の通電電流の減少速度が緩やかになる。
【００６１】
この信号ＳＥがハイレベルとなってフライホイール回路９０を作動させるタイミング、すなわち信号ＳＣがハイレベルとなるタイミングは、インジェクタ８の保持電流制御の閉ループが形成される前に設定されている。そして、フライホイール回路９０が作動状態で電流検出抵抗５３の両端電圧が電流検出回路８０のオペアンプ８３で増幅されて電流制御回路６０のコンパレータ６７の反転入力端に印加され、非反転入力端の基準レベルＶＬより低下してコンパレータ６７の出力信号がハイレベルに反転すると、ＯＲゲート７０の出力信号がハイレベルとなってパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＮし、保持電流制御の閉ループが形成される。
【００６２】
詳細には、電流検出回路８０の動作遅れにより電流制御回路６０のコンパレータ６７の出力が反転するまでには遅れが生じ、さらに、電流制御回路６０の動作遅れがあるため、電流検出抵抗５３の電圧が、コンパレータ６７の非反転入力端の基準レベルＶＬに対応する検出目標値ＶＬ’に達しても、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＮされて実際にインジェクタ８の電流が減少状態から増加に転じるまでには遅れが生じる。
【００６３】
このため、例えば、図４に示すように、電流検出抵抗５３の電圧が、コンパレータ６７の非反転入力端の基準レベルＶＬに対応する検出目標値ＶＬ’に達する前に、タイミング信号発生回路１１０のコンパレータ１１４の出力信号ＳＣをハイレベルに反転させてフライホイール回路９０を作動させるべく、インジェクタ８のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、抵抗１１１及びコンデンサ１１２からなる積分回路に対して前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２を予め適切な値に設定しておく。
【００６４】
この保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れによるインジェクタ電流値の落込みは、インジェクタ電流の減少速度が大きいほど大きくなり、従来のように、回路の動作遅れを考慮せずに電流検出抵抗の電圧が検出目標値に達した時点で直ちにインジェクタを駆動するスイッチ素子をＯＮさせる信号が出力されるものとし、この信号によってフライホイール回路を作動せるようにすると、回路の動作遅れによるインジェクタ電流値の落込みが増大し、実際に保持電流制御の閉ループが形成されてインジェクタを駆動する素子がＯＮになってフライホイール回路が作動する前に、図４に破線で示すように、インジェクタ電流が大きく落ち込んでしまい、開弁を維持可能な電流値を下回る可能性がある。
【００６５】
これに対し、本発明では、保持電流の制御開始に際して閉ループが形成される前、例えば図４に示すように、実際にインジェクタ８に流れる電流（インジェクタ駆動電流）が目標値となる以前、すなわち電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となる以前に、フライホイール回路９０が作動させられるため、電流の減少速度が緩やかになった状態で、回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができ、速やかに保持電流制御に移行させることができる。
【００６６】
この場合、図５に示すように、フライホイール回路９０を作動させるタイミングを、電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となった直後の保持電流制御の閉ループが形成される前としても良い。すなわち、電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となった直後にフライホイール回路９０を作動させて電流の減少速度を緩やかにしておくことにより、電流検出回路８０や電流制御回路６０の動作遅れによって保持電流制御の閉ループ形成が遅れても、その間の電流の落ち込みを防止することができるのである。
【００６７】
そして、電流制御回路６０のパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＮされて保持電流制御が開始され、インジェクタ８の電流が増加して電流検出抵抗５３の電圧がコンパレータ６７の基準レベルＶＨに対応する電圧ＶＨ’を越えると、コンパレータ６７の出力信号がローレベルに反転し、ＯＲゲート７０の出力信号がローレベルとなってパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＦＦされる。そして、この通電・停止が繰り返されてインジェクタ８に流れる電流が鋸歯状に制御されて開弁状態が維持され、噴射パルス信号がローレベルになると、各回路の動作が停止してインジェクタ８への通電が終了され、燃料噴射が停止される。
【００６８】
図８及び図９は本発明の第２実施例に係わり、図８はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図９は各部の信号波形図である。
【００６９】
本実施例は、前述の第１実施例のインジェクタ駆動回路５２ｃに代えて、インジェクタ駆動回路１５０を採用するものであり、図８に示すように、このインジェクタ駆動回路１５０においては、前述の第１実施例と同様の電流制御回路６０、電流検出回路８０、フライホイール回路９０を使用し、電流制御回路６０及びフライホイール回路９０の作動を制御するタイミング信号を生成するタイミング信号発生回路１５１のみが異なる。
【００７０】
すなわち、本実施例のタイミング信号発生回路１５１は、前記電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生する単安定回路（ワンショットマルチバイブレータ）１５２と、フライホイール回路９０の制御タイミングを決定する信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３、ＥＸ−ＯＲゲート１５４、ＯＲゲート１５５等からなるフライホイール回路制御信号発生回路１５１ａとを備えている。
【００７１】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３は、それぞれ、出力パルス幅を決定するためのＣＲを接続する外付け端子ＣＸ，ＲＸと、２つのトリガ入力端子Ａ，Ｂとを有する再トリガ可能なタイプであり、信号の立ち上がりでトリガするための各トリガ入力端子Ｂに噴射パルス信号がそれぞれ入力され、信号の立ち下がりでトリガするための各トリガ入力端子Ａはそれぞれ接地されている。
【００７２】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５２の外付け端子ＣＸには、コンデンサ１５６の負極側が接続され、このコンデンサ１５６の正極側と抵抗１５７の一端が外付け端子ＲＸに接続されて、この抵抗１５７の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。同様に、前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の外付け端子ＣＸに、コンデンサ１５８の負極側が接続され、このコンデンサ１５８の正極側と抵抗１５９の一端が外付け端子ＲＸに接続されて、この抵抗１５９の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。
【００７３】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の非反転出力端Ｑは、前記ＥＸ−ＯＲゲート１５４の一方の入力端に接続され、このＥＸ−ＯＲゲート１５４の他方の入力端に、噴射パルス信号が入力される。また、前記ワンショットマルチバイブレータ１５２の非反転出力端Ｑは、前記電流制御回路６０に接続されるとともに前記ＯＲゲート１５５の一方の入力端に接続され、このＯＲゲート１５５の他方の入力端に、前記ＥＸ−ＯＲゲート１５４の出力端が接続されている。そして、前記ＯＲゲート１５５の出力端が前記フライホイール回路９０に接続され、フライホイール回路制御信号ＳＥが出力される。
【００７４】
尚、各ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３の反転出力端＊Ｑは未使用のため、開放状態となっている。
【００７５】
本実施例では、図９に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、その立ち上がりのエッジで各ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３がトリガされ、各非反転出力端Ｑから一定パルス幅（ハイレベル）の信号ＳＤ，ＳＣがそれぞれ出力される。
【００７６】
ワンショットマルチバイブレータ１５２から出力される信号ＳＤのパルス幅は、外付けのコンデンサ１５６及び抵抗１５７によって定められ、前述の第１実施例と同様、インジェクタ８に開弁時の大電流を通電する期間Ｔを決定する。そして、この信号ＳＤが開弁時電流印加時間パルス信号として電流制御回路６０に出力され、インジェクタ８が高速開弁して高圧燃料がエンジン１の燃焼室５内に直接噴射される。
【００７７】
一方、ワンショットマルチバイブレータ１５３から出力される信号ＳＣのパルス幅は、ワンショットマルチバイブレータ１５２から出力される信号ＳＤよりもパルス幅が長くなるよう、外付けのコンデンサ１５８及び抵抗１５９の値が設定されており、この信号ＳＣがＥＸ−ＯＲゲート１５４に入力されると、このＥＸ−ＯＲゲート１５４から、ハイレベルの噴射パルス信号と信号ＳＣとの排他的論理和により信号ＳＣを反転した波形となる信号が出力される。
【００７８】
従って、信号ＳＤとＥＸ−ＯＲゲート１５４からの信号とが入力されるＯＲゲート１５５の出力信号すなわちフライホイール回路制御信号ＳＥは、図９に示すように、信号ＳＣを反転した信号と信号ＳＤとを合成した信号となり、信号ＳＣのパルス幅の立ち下がりエッジが、インジェクタ８の電流を開弁時の大電流から減少させて保持電流制御を開始する際にフライホイール回路９０を作動させるタイミングとなる。
【００７９】
このフライホイール回路９０を作動させるタイミングは、前述の第１実施例と同様、図４あるいは図５に示すような、保持電流制御の閉ループが形成される前に設定され、保持電流制御に移行する際の回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができる。
【００８０】
本実施例は、前述の第１実施例が、電流制御回路６０及びフライホイール回路９０へのタイミング信号を発生させるために、ローレベルからハイレベル（接地レベルから定電圧電源ＶＣＣのレベル）に変化する立ち上がり特性が若干遅いオープンコレクタ出力のコンパレータ１１３，１１４を使用しているのに対し、オープンコレクタ出力のコンパレータを使用せずにタイミング信号を生成するため、タイミング信号の立ち上がりが早く、特に、フライホイール回路９０を作動させるタイミングとなる信号ＳＥの立ち上がりに遅れが生じることがなく、より一層最適なタイミングでフライホイール回路９０を作動させることができるという利点がある。
【００８１】
図１０及び図１１は本発明の第３実施例に係わり、図１０はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図１１は各部の信号波形図である。
【００８２】
本実施例は、前述の第２実施例に対し、タイミング信号発生回路１５１のＯＲゲート１５５を省略するとともに、フライホイール回路９０の制御タイミングを決定する信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３のトリガ入力及び出力パルス幅の設定を変更するものである。
【００８３】
すなわち、図１０に示すように、本実施例のインジェクタ駆動回路２００では、タイミング信号発生回路２０１に、電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生するワンショットマルチバイブレータ１５２と、第２実施例のフライホイール回路制御信号発生回路１５１ａからＯＲゲート１５５を省略したフライホイール回路制御信号発生回路２０１ａとを備えている。
【００８４】
フライホイール回路制御信号発生回路２０１ａのワンショットマルチバイブレータ１５３は、信号の立ち下がりでトリガするためのトリガ入力端子Ａに、電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生するワンショットマルチバイブレータ１５２の非反転出力端Ｑが接続される一方、信号の立ち上がりでトリガするためのトリガ入力端子Ｂが接地されている。
【００８５】
また、ワンショットマルチバイブレータ１５３は、外付け端子ＣＸに、コンデンサ２０２の負極側が接続され、このコンデンサ２０２の正極側と抵抗２０３の一端が外付け端子ＲＸに接続され、さらに、この抵抗２０３の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。そして、前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の出力信号ＳＣと噴射パルス信号とが入力されるＥＸ−ＯＲゲート１５４の出力信号が、フライホイール回路制御信号ＳＥとしてフライホイール回路９０に出力される。
【００８６】
本実施例では、図１１に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、その立ち上がりのエッジでワンショットマルチバイブレータ１５２のみがトリガされ、その非反転出力端Ｑから一定パルス幅（ハイレベル）の信号ＳＤが出力される。この信号ＳＤが開弁時電流印加時間パルス信号としてインジェクタ８に開弁時の大電流を通電する期間Ｔを決定するものであることは、前述の第１，第２実施例と同様である。
【００８７】
その後、信号ＳＤの立ち下がりで、インジェクタ８の通電が停止されて開弁用電流が減少させられると同時に、ワンショットマルチバイブレータ１５３がトリガされ、外付けのコンデンサ２０２及び抵抗２０３によって定めるパルス幅の信号ＳＣが出力される。そして、この信号ＳＣと噴射パルス信号との排他的論理和により、噴射パルス信号に対して信号ＳＣのパルス幅の区間のみローレベルとしたフライホイール回路制御信号ＳＥが、ＥＸ−ＯＲゲート１５４からフライホイール回路９０に出力される。
【００８８】
本実施例においても、前述の第２実施例と同様、ワンショットマルチバイブレータ１５３の出力信号ＳＣのパルス幅の立ち下がりエッジが、インジェクタ８の電流を開弁時の大電流から減少させて保持電流制御を開始する際にフライホイール回路９０を作動させるタイミングとなり、前述の第１、第２実施例と同様、保持電流制御の閉ループが形成される前に設定され、保持電流制御に移行する際の回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができる。
【００８９】
この場合、前述の第２実施例と同様、オープンコレクタ出力のコンパレータを使用せずにタイミング信号を生成し、より一層最適なタイミングでフライホイール回路９０を作動させることができることはいうまでもないが、さらに、本実施例では、前述の第１，第２実施例においては、フライホイール回路制御信号ＳＥの基本となる信号ＳＣと開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤとが独立して生成され、開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤのタイミングを調整すると信号ＳＣのタイミングを再調整する必要があるのに対し、信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３のトリガ信号として開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを使用しているため、開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤのタイミングを調整すると信号ＳＣの発生タイミングも自動的に変化し、再調整の必要がないという利点が生じる。
【００９０】
［付記］
（１）前記フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号から遅延させた信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９１】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号から遅延させた信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９２】
（２）前記フライホイール回路制御手段は、前記開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９３】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９４】
（３）前記開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号を、前記噴射パルス信号の積分出力と基準信号とを比較する比較回路の出力信号とする付記１に記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９５】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、前記噴射パルス信号の積分出力と基準信号とを比較する比較回路の出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９６】
（４）前記フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９７】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９８】
（５）前記フライホイール回路制御手段は、前記開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９９】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【０１００】
（６）フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁を流れる電流が検出目標値に達する以前あるいは検出目標値に達した直後の前記閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【０１０１】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、保持電流の制御開始に際し、燃料噴射弁を流れる電流が検出目標値に達する以前あるいは検出目標値に達した直後の閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、燃料噴射弁駆動電流の検出値が目標値に達する前にフライホイール回路を作動させるべく、燃料噴射弁のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、調整抵抗により与えられる基準レベルを予め適切な値に設定しておくことで、燃料噴射弁への通電を一旦停止した開弁用電流の減少過程において、燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とすることが可能となり、フライホイール回路の作動により燃料噴射弁の通電電流の減少速度を緩やとしてスムーズに閉ループによる保持電流制御に繋げることができる。これにより、開弁用電流の減少過程から保持電流制御へ移行する際の、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射レベルが大きく落ち込むことを防止して、噴射パルスの終了前に燃料噴射が停止することなく、燃料噴射精度を向上することができ、燃料噴射量不足による燃焼異常や失火を防止して、排気エミッションを改善することができる。
請求項２或いは請求項３記載の発明によれば、燃料噴射弁駆動電流の検出値が目標値に達する前にフライホイール回路を作動させるべく、燃料噴射弁のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、噴射パルス信号の入力を起点として、或いは、開弁用電流の通電を指示する信号を基準として、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とする時点を定める出力信号のパルス幅が得られるように、単安定回路に外付けされる抵抗及びコンデンサの値を予め適切な値に設定しておくことで、燃料噴射弁への通電を一旦停止した開弁用電流の減少過程において、燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とすることが可能となり、フライホイール回路の作動により燃料噴射弁の通電電流の減少速度を緩やとしてスムーズに閉ループによる保持電流制御に繋げることができる。これにより、開弁用電流の減少過程から保持電流制御へ移行する際の、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射レベルが大きく落ち込むことを防止して、噴射パルスの終了前に燃料噴射が停止することなく、燃料噴射精度を向上することができ、燃料噴射量不足による燃焼異常や失火を防止して、排気エミッションを改善することができる。
また、単安定回路の出力パルスによりフライホイール回路を非作動状態から作動状態に切換えるタイミング信号を与えているので、フライホイール回路を作動させるタイミングとなる信号の立ち上がりに遅れが生じることなく、より一層最適なタイミングでフライホイール回路を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係り、インジェクタ駆動回路の全体回路図
【図２】同上、電流制御回路とフライホイール回路と電流検出回路の回路図
【図３】同上、各部の信号波形図
【図４】同上、保持電流制御のタイミング例を示す詳細波形図
【図５】同上、保持電流制御の他のタイミング例を示す詳細波形図
【図６】同上、エンジン制御系の全体構成図
【図７】同上、電子制御系の回路構成図
【図８】本発明の第２実施例に係わり、インジェクタ駆動回路の回路図
【図９】同上、各部の信号波形図
【図１０】本発明の第３実施例に係り、インジェクタ駆動回路の回路図
【図１１】同上、各部の信号波形図
【図１２】従来のインジェクタ駆動回路における信号波形図
【符号の説明】
８ インジェクタ（燃料噴射弁）
９０ フライホイール回路
１１０ａ フライホイール回路制御信号発生回路（フライホイール回路制御手段）
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射弁の通電電流を制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、加圧した燃料を電磁弁である燃料噴射弁から噴射してエンジンに供給する燃料噴射システムにおいては、燃料噴射弁を高速動作させてダイナミックレンジを拡大するため、前記燃料噴射弁の駆動回路で通電電流を制御するようにしている。
【０００３】
前記駆動回路としては、噴射時間を指示する噴射パルス信号が入力されると、初期に前記燃料噴射弁を高速で開弁させるため比較的大きな開弁用電流を流し、しかる後、一旦、前記燃料噴射弁の通電を停止して通電電流値を下げ、開弁状態を保持させるのに必要な小さな保持電流となるよう、前記燃料噴射弁の通電電流を検出して閉ループで制御する形式のものが多く採用されている。
【０００４】
この場合、前記駆動回路には、通電電流を遮断する際に前記燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備えているが、このフライホイール回路を前記燃料噴射弁の通電電流を開弁用電流から保持電流に移行させる期間で導通させると、前記燃料噴射弁の電流減少速度が遅くなり、しかも、コイルの時定数に依存して曲線的に減少するため、この期間はいわゆる不感帯となって燃料噴射量誤差の原因となる。
【０００５】
このため、例えば、特開昭６０−２６１３６号公報には、コイルの通電量が開弁用の大電流から保持電流に立ち下がる区間ではフライホイール回路を非導通状態とする技術が開示されており、フライホイール回路制御と保持電流制御との関係は、例えば、特開昭６３−５５３４５号公報に明示されている。
【０００６】
すなわち、前記先行例（特開昭６３−５５３４５号公報）では、噴射弁に流れる電流を検出する電流検出用抵抗の電圧を基準値と比較するコンパレータを２組設け、燃料噴射パルスが入力されて噴射弁を駆動するトランジスタがＯＮされた後、前記電流検出用抵抗の電圧が開弁電流に相当する電圧より高めに設定された第１の基準電圧を越えたときに一方のコンパレータから出力される信号によって前記トランジスタをＯＦＦさせ、噴射弁の電流を減少させる。そして、前記電流検出用抵抗の電圧が第２の基準値以下になったとき、他方のコンパレータの出力信号によって、噴射弁の電流が保持電流設定範囲内になるように制御するとともにフライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フライホイール回路が非作動の状態で燃料噴射弁の電流を開弁時の大電流から立ち下げた場合には、電流の減少速度が大きいため、電流検出回路や駆動電流の制御回路などの閉ループを形成する回路の動作遅れが無視できなくなり、前述した先行例（特開昭６３−５５３４５号公報）のように、閉ループを形成する回路の動作遅れが無いか無視できる程小さいとの前提に立ってフライホイール回路を作動させるタイミングを決定すると、燃料噴射弁の電流（インジェクタ駆動電流）が電流検出用抵抗によって検出されて実際に駆動トランジスタがＯＮされるまでの期間に、図１２に示すように、燃料噴射弁の電流レベルが大きく落ち込んでしまう。
【０００８】
このため、燃料噴射弁の電流が保持電流値を下回って噴射パルス終了前に燃料噴射が停止してしまうおそれがある。特に、高圧燃料を噴射する筒内噴射式エンジン等に使用される燃料噴射弁では、通常の吸気ポート内噴射式のエンジンに使用される燃料噴射弁に比較して大きな電磁力を必要とし、開弁時の電流値も大きくなっているため（例えば１０Ａ程度）、フライホイール回路が非作動状態で開弁時の大電流から電流を立ち下げると、電流の減少速度が一層早くなって回路の動作遅れも大きくなり、その影響を強く受けて噴射停止等の不具合が発生する可能性が極めて高くなる。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して電流を減少させ、開弁を維持するための保持電流となるよう制御する際に、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射弁の電流レベルが大きく落ち込むことを防止するエンジンの燃料噴射弁駆動回路を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、前記噴射パルス信号の積分出力と調整抵抗により調整自在な基準レベルとを比較し、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で前記積分出力が前記基準レベルを越えたとき、前記フライホイール回路を作動状態とし、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記噴射パルス信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の発明は、噴射パルス信号の入力により燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させると共に、噴射パルス信号の積分出力と調整抵抗により調整自在な基準レベルとを比較する。そして、開弁用電流の減少過程で積分出力が基準レベルを越えたとき、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
請求項２記載の発明は、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ燃料噴射弁の開弁時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路の出力信号に基づいて、燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少する過程で、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
請求項３記載の発明は、外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路の出力信号に基づいて、燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少する過程で、フライホイール回路を作動状態とし、保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態にする。
【００１２】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１〜図７は本発明の第１実施例に係わり、図１はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図２は電流制御回路とフライホイール回路と電流検出回路の回路図、図３は各部の信号波形図、図４は保持電流制御のタイミングを示す詳細波形図、図５は保持電流制御の別のタイミングを示す詳細波形図、図６はエンジン制御系の全体構成図、図７は電子制御系の回路構成図である。
【００１３】
図６において、符号１は高圧燃料噴射式エンジン（本実施例においては、２サイクル直噴式４気筒ガソリンエンジン）であり、このエンジン１のシリンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４とで形成される燃焼室５に、点火コイル６ａの二次側に接続された点火プラグ７と気筒内直接噴射用の燃料噴射弁（インジェクタ）８とが臨まされ、前記点火コイル６ａの一次側に、イグナイタ６ｂが接続されている。
【００１４】
また、前記シリンダブロック３に、掃気ポート３ａと排気ポート３ｂとが形成され、前記シリンダブロック３に形成した冷却水通路３ｃに、水温センサ９が臨まされている。
【００１５】
前記掃気ポート３ａには給気管１０が連通されており、この給気管１０の上流側にエアクリーナ１１が取付けられ、このエアクリーナ１１の下流側に、アクセルペダル１２に連動して開閉されるスロットル弁１３が介装されている。前記アクセルペダル１２には、アクセル開度センサ１４が連設されている。
【００１６】
前記スロットル弁１３の下流側には、クランクシャフト１ａの回転によって駆動され、前記燃焼室５内に新気を供給して強制的に掃気する掃気ポンプ１５が介装されており、この掃気ポンプ１５をバイパスするバイパス通路１６に、図示しないアクチュエータによって開閉されるバイパス弁１７が介装されている。
【００１７】
また、前記排気ポート３ｂには、前記クランクシャフト１ａに連動して開閉する排気ロータリ弁１８が設けられ、この排気ロータリ弁１８を介して排気管１９が連通されている。さらに、この排気管１９に触媒コンバータ２０が介装されるとともに、下流端にマフラ２１が接続されている。
【００１８】
また、前記シリンダブロック３に支承されたクランクシャフト１ａに、クランク角検出用クランクロータ２２が軸着され、このクランク角検出用クランクロータ２２の外周に、電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ２３が対設されている。さらに、前記クランクシャフト１ａには、図示しない気筒判別用クランクロータが前記クランク角検出用クランクロータ２２と同軸的に軸着されており、この気筒判別用クランクロータに、電磁ピックアップ等からなる気筒判別用センサ２４が対設されている。
【００１９】
また、符号２５は燃料タンクであり、この燃料タンク２５からエンジン駆動式の高圧燃料ポンプ３０へ燃料を送給する低圧燃料通路２６に、フィードポンプ２７、燃料フィルタ２８が順に介装され、低圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２９によって調圧された燃料が、前記高圧燃料ポンプ３０に供給されるようになっている。
【００２０】
また、前記高圧燃料ポンプ３０から高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７に至る高圧燃料通路３１には、高圧燃料フィルタ３２が介装されるとともに、この高圧燃料フィルタ３２と前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７との間で、燃料チャンバ室３３が形成されており、この燃料チャンバ室３３から各気筒のインジェクタ８に連通する燃料供給路３４が分岐されて所定の高圧燃料が前記インジェクタ８に供給される。前記燃料チャンバ室３３には、脈動圧を緩衝するアキュムレータ３５が連通されるとともに、燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３６が臨まされている。
【００２１】
そして、前記低圧用ダイヤフラム式プレッシャレギュレータ２９の調圧用余剰燃料排出口と、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７の調圧用余剰燃料排出口とが、燃料リターン通路３８から前記燃料タンク２５に連通され、燃料圧力を調圧するためリターンされる燃料が前記燃料タンク２５に戻される。
【００２２】
尚、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７は、例えば、リニアソレノイド等からなり、前記燃料圧力センサ３６によって検出された燃料圧力信号が後述する電子制御装置４０へ入力されると、この電子制御装置４０から前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７へ出力される駆動電流がフィードバック制御され、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７のバルブ開度が可変されて前記燃料タンク２５へのリターン燃料流量が調整されることにより、目標とする燃料圧力に制御されるようになっている。
【００２３】
一方、図７の符号４０は電子制御装置（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、及びＩ／Ｏインターフェース４５がバスライン４６を介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中核として構成されている。
【００２４】
前記ＥＣＵ４１には、各部に安定化電圧を供給する定電圧回路４７が内蔵されており、この定電圧回路４７がＥＣＵリレー４８のリレー接点を介してバッテリ４９に接続されるとともに、前記バッテリ４９に直接接続され、前記バックアップＲＡＭ４４に常時バックアップ電圧を印加するようになっている。
【００２５】
また、前記バッテリ４９には、前記ＥＣＵリレー４８のリレーコイルがイグニッションスイッチ５０を介して接続されるとともに、フィードポンプリレー５１のリレー接点を介して前記フィードポンプ２７が接続されている。
【００２６】
また、前記Ｉ／Ｏインターフェース４５の入力ポートには、前記バッテリ４９が接続されてバッテリ電圧がモニタされるとともに、前記水温センサ９、前記アクセル開度センサ１４、前記クランク角センサ２３、前記気筒判別用センサ２４、前記燃料圧力センサ３６が接続されている。
【００２７】
一方、前記Ｉ／Ｏインターフェース４５の出力ポートには、前記点火コイル６ａを駆動するイグナイタ６ｂが接続されるとともに、前記フィードポンプリレー５１のリレーコイルを駆動するリレー駆動回路５２ａ、前記高圧用電磁式プレッシャレギュレータ３７を駆動する高圧用電磁式プレッシャレギュレータ駆動回路５２ｂ、及び、前記インジェクタ８を駆動するインジェクタ駆動回路５２ｃからなる駆動回路５２が接続されている。
【００２８】
前記インジェクタ駆動回路５２ｃは、インジェクタ８の噴射時間を指示するための噴射パルス信号が入力されると、まず比較的大きな開弁電流を通電してインジェクタ８を高速で開弁させ、その後、開弁状態を保持するのに必要なだけの比較的小さな保持電流を通電するよう閉ループ制御する（詳細は後述する）。
【００２９】
以下、前記インジェクタ駆動回路５２ｃの回路構成について説明する。
【００３０】
図１に示すように、インジェクタ駆動回路５２ｃは、インジェクタ８のコイルに通電する電流を制御する電流制御回路６０と、インジェクタ８に直列接続された電流検出抵抗５３の両端電圧によりインジェクタ８の通電電流を検出する電流検出回路８０と、インジェクタ８への通電を停止したときに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路９０と、前記電流制御回路６０及び前記フライホイール回路９０の作動を制御するタイミング信号を生成するタイミング信号発生回路１１０とから構成されている。
【００３１】
噴射パルス信号は、前記電流制御回路６０と前記タイミング信号発生回路１１０とに入力され、前記タイミング信号発生回路１１０において、噴射パルス信号に基づいてインジェクタ８に開弁用電流の通電を指示するための開弁時電流印加時間パルス信号を生成するとともに、この開弁時電流印加時間パルス信号に基づいて前記フライホイール回路９０の作動を制御するフライホイール回路制御信号を生成する。
【００３２】
前記タイミング信号発生回路１１０では、抵抗１１１とコンデンサ１１２とからなる積分回路によって噴射パルス信号が遅延させられ、比較回路（コンパレータ）１１３，１１４の非反転入力端にそれぞれ入力される。各コンパレータ１１３，１１４の反転入力端には、定電圧電源ＶＣＣに接続される調整抵抗１１５，１１６による基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２が、それぞれ印加される。
【００３３】
各コンパレータ１１３，１１４は、オープンコレクタタイプのコンパレータであり、前記コンパレータ１１３の出力端が抵抗１１７を介して定電圧電源ＶＣＣに接続され、一方の入力端に噴射パルス信号が入力されるＥＸ−ＯＲゲート１１８の他方の入力端に接続されている。また、前記コンパレータ１１４の出力端は、抵抗１１９を介して定電圧電源ＶＣＣに接続され、ＯＲゲート１２０の一方の入力端に接続されている。
【００３４】
前記ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力端は、前記ＯＲゲート１２０の他方の入力端に接続されるとともに前記電流制御回路６０に接続され、また、前記ＯＲゲート１２０の出力端は、前記フライホイール回路９０に接続されている。
【００３５】
ここで、前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２は、前記調整抵抗１１５による基準電圧ＶＲＥＦ１よりも高く設定されており、後述するように、インジェクタ８の通電電流を開弁時の大電流から保持電流に切換えるタイミングが前記調整抵抗１１５による基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいて決定され、また、インジェクタ８の保持電流制御開始に際しての閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路９０を作動させるタイミングが前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２に基づいて決定される。
【００３６】
すなわち、前記抵抗１１１とコンデンサ１１２とからなる積分回路、前記調整抵抗１１６、前記コンパレータ１１４、抵抗１１９、ＯＲゲート１２０により、フライホイール回路制御手段としてのフライホイール回路制御信号発生回路１１０ａが構成される。
【００３７】
尚、図中には、前記コンデンサ１２の端子電圧信号をＳＡ、コンパレータ１１３の出力信号をＳＢ、コンパレータ１１４の出力信号をＳＣ、開弁時電流印加時間パルス信号であるＥＸ−ＯＲゲートの出力信号をＳＤ、フライホイール回路制御信号であるＯＲゲート１２０の出力信号をＳＥ、前記コンパレータ１１３の反転入力端に印加される信号（基準電圧ＶＲＥＦ１）をＳＦ、前記コンパレータ１１４の反転入力端に印加される信号（基準電圧ＶＲＥＦ２）をＳＧとして示す。
【００３８】
一方、電流制御回路６０、電流検出回路８０、及び、フライホイール回路９０の具体的回路例は、図２に示される。尚、図２に示す回路は一例であり、他の周知の回路を適用することも可能である。
【００３９】
電流制御回路６０では、２入力を結線してバッファとして使用されるオープンコレクタタイプのＡＮＤゲート６２に噴射パルス信号が入力され、このＡＮＤゲート６２の出力端に、定電圧電源ＶＣＣを分圧する分圧抵抗６３，６４の接続点が接続され、目標電流値基準電圧発生回路６１が構成される。
【００４０】
前記定電圧電源ＶＣＣを分圧して生成される前記目標電流値基準電圧発生回路６１からの基準電圧出力は、抵抗６５を介してコンパレータ６７の非反転入力端に印加され、このコンパレータ６７の反転入力端に、前記電流検出回路８０の出力電圧が抵抗６６を介して印加される。
【００４１】
前記コンパレータ６７はシュミットコンパレータとして構成されており、その出力端が抵抗６９を介して定電圧電源ＶＣＣに接続されるとともに帰還抵抗６８を介して非反転入力端に接続されている。すなわち、前記コンパレータ６７の非反転入力端に印加される電圧が、前記目標電流値基準電圧発生回路６１からの基準電圧を中心とする上下の基準レベルＶＬ，ＶＨ（ＶＬ＜ＶＨ）となるヒステリシスを有し、前記電流検出回路８０の出力電圧と比較されて、インジェクタ８の電流を保持電流に閉ループ制御する動作が行われる。
【００４２】
そして、前記コンパレータ６７の出力端がＯＲゲート７０の一方の入力端に接続され、このＯＲゲート７０の他方の入力端には、前記タイミング信号発生回路１１０からの開弁時電流印加時間パルス信号が入力される。前記ＯＲゲート７０の出力端は、ベースバイアス抵抗７２を介してエミッタ接地されるＮＰＮ型トランジスタ７３のベースに、抵抗７１を介して接続されており、前記トランジスタ７３のコレクタが、抵抗７４を介してパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７のゲートに接続されている。
【００４３】
前記パワーＭＯＳ・ＦＥＴは、ソースがバッテリ電源ＶＢに接続されるとともに、ソース〜ゲート間に、定電圧ダイオード７５（バッテリ電源ＶＢに対して逆方向）及び抵抗７６が並列接続されており、ドレインにインジェクタ８の一方の端子が接続されている。このインジェクタ８の他方の端子は、電流検出抵抗５３を介して接地され、この電流検出抵抗５３の両端に、電流検出回路８０が接続されている。
【００４４】
前記電流検出回路８０は、前記電流検出抵抗５３の両端電圧を増幅するオペアンプ８３からなり、このオペアンプ８３の非反転入力端が抵抗８１を介して前記電流検出抵抗５３のインジェクタ８側に接続されるとともに、反転入力端が抵抗８２を介して、前記電流検出抵抗５３の接地側に接続されている。
【００４５】
前記オペアンプ８３は、出力端が帰還抵抗８４を介して反転入力端に接続されるとともに抵抗８５の一端に接続され、この抵抗８５の他端が、コンデンサ８７を介して接地されるとともに、前記電流制御回路６０の抵抗６６を介してコンパレータ６７の反転入力端に接続されている。さらに、前記オペアンプ８３の非反転入力端は抵抗８６を介して接地されている。
【００４６】
また、フライホイール回路９０では、抵抗９１を介して定電圧電源ＶＣＣにプルアップされる前記タイミング信号発生回路１１０からのフライホイール回路制御信号が、ベースバイアス抵抗９３を介してエミッタ接地されるＮＰＮ型トランジスタ９４のベースに、抵抗９２を介して入力される。
【００４７】
前記トランジスタ９４のコレクタは、抵抗９５を介してＰＮＰ型トランジスタ９７のベースに接続されている。このトランジスタ９７は、ベースがバイアス抵抗９６を介してバッテリ電源ＶＢに接続されるとともに、エミッタがこのバッテリ電源ＶＢに接続されている。
【００４８】
さらに、前記トランジスタ９７のコレクタは、抵抗９８を介してＮＰＮ型トランジスタ１０３のベースに接続されており、このトランジスタ１０３とＮＰＮ型トランジスタ１０４とがダーリントン接続されている。すなわち、各トランジスタ１０３，１０４の各コレクタが互いに接続されるとともに、トランジスタ１０３のエミッタがトランジスタ１０４のベースに接続され、各トランジスタ１０３，１０４の各ベース〜エミッタ間が、それぞれ、抵抗１０１，１０２を介して接続されている。
【００４９】
そして、前記トランジスタ１０４のエミッタが、順方向のダイオード１０５を介して前記電流制御回路６０のパワーＭＯＳ・ＦＥＴのドレインと前記インジェクタ８との接続点に接続されるとともに、前記トランジスタ１０３のベースが、順方向に直列接続された定電圧ダイオード９９，１００を介して各トランジスタ１０３，１０４のコレクタに接続され、さらに、前記電流検出抵抗５３の接地側に接続されている。
【００５０】
次に、以上の回路構成によるインジェクタ駆動回路５２ｃの動作について、図３〜図５に示す信号波形を参照しながら説明する。
【００５１】
タイミング信号発生回路１１０では、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、積分回路の抵抗１１１を介してコンデンサ１１２が充電され、このコンデンサ１１２の端子電圧が、前記噴射パルス信号を遅延した信号ＳＡとして各コンパレータ１１３，１１４の非反転入力端に印加される。
【００５２】
各コンパレータ１１３，１１４の出力信号ＳＢ，ＳＣは、各々の反転入力端に印加される基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２（信号ＳＦ，ＳＧ）よりもコンデンサ１１２の端子電圧（信号ＳＡ）が低いときには共にローレベルであり、ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力信号ＳＤがハイレベルとなり、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥもハイレベルとなる。
【００５３】
そして、コンデンサ１１２の充電が進み、コンパレータ１１３の非反転入力端に印加される信号ＳＡが反転入力端に印加される信号ＳＦのレベルを越えると、コンパレータ１１３の出力信号ＳＢが反転してハイレベルとなり、ＥＸ−ＯＲゲート１１８の出力信号がローレベルとなって、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥもローレベルとなる。
【００５４】
すなわち、図３に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されてからコンパレータ１１３の出力が反転するまでの期間Ｔで、インジェクタ８に開弁時の大電流を通電するためのハイレベルの開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤが生成される。
【００５５】
この期間Ｔでは、電流制御回路６０において、ハイレベルの信号ＳＤにより、ＯＲゲート７０の出力信号はコンパレータ６７の出力状態に拘らずハイレベルとなるため、トランジスタ７３がＯＮして最終段のパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＮされ、インジェクタ８が通電される。インジェクタ８は応答性を高めるためコイルの時定数が小さくなっており、電流が急速に立ち上がって短時間に大電流が流れ、高速開弁して高圧燃料がエンジン１の燃焼室５に直接噴射される。
【００５６】
このとき、フライホイール回路９０へは、ハイレベル信号ＳＤと信号ＳＣとの論理和からハイレベルのフライホイール回路制御信号ＳＥが入力され、このハイレベルの信号ＳＥによってトランジスタ９４がＯＮし、トランジスタ９７がＯＮするが、定電圧ダイオード９９，１００を介して接地されるため、トランジスタ１０３，１０４はＯＦＦ状態となっている。また、インジェクタ８の電流は電流検出抵抗５３に流れ、その両端電圧として電流検出回路８０のオペアンプ８３によって増幅される。そして、電流制御回路６０のコンパレータ６７の反転入力端に印加され、非反転入力側の基準レベルＶＨを越えると、コンパレータ６７の出力信号がローレベルとなる。
【００５７】
そして、期間Ｔが過ぎると、信号ＳＤがローレベルとなり、コンパレータ６７の出力信号もローレベルとなっているため、ＯＲゲート７０の出力信号がローレベルとなり、トランジスタ７３がＯＦＦしてパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＦＦし、インジェクタ８の通電が遮断される。
【００５８】
同時に、ローレベルの信号ＳＤとローレベルの信号ＳＣとが入力されるタイミング信号発生回路１１０のＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥ、すなわちフライホイール回路９０への入力信号もローレベルとなり、フライホイール回路９０のトランジスタ９４がＯＦＦとなり、トランジスタ９７がＯＦＦしてトランジスタ１０３，１０４がＯＦＦに保たれるため、インジェクタ８のコイルに発生する逆起電力がトランジスタ１０４、ダイオード１０５を通して放電されることなくバッテリ電源側に放電され、インジェクタ８の通電電流が急速に減少する。
【００５９】
この状態で、タイミング信号発生回路１１０のコンデンサ１１２の充電がさらに進み、コンパレータ１１４の非反転入力端に印加される信号ＳＡのレベルが反転入力端に印加される信号ＳＧのレベルを越えると、コンパレータ１１４の出力信号ＳＣが反転してハイレベルとなり、ＯＲゲート１２０の出力信号ＳＥが再びハイレベルとなる。
【００６０】
すると、フライホイール回路９０のトランジスタ９４がＯＮとなってトランジスタ９７がＯＮし、インジェクタ８のコイルに発生する逆起電力によってトランジスタ１０３，１０４のベースが順方向にバイアスされ、トランジスタ１０３，１０４がＯＮする。これにより、インジェクタ８のコイルに蓄えれたエネルギーがトランジスタ１０４及びダイオード１０５を通して放電され、図４に示すように、インジェクタ８の通電電流の減少速度が緩やかになる。
【００６１】
この信号ＳＥがハイレベルとなってフライホイール回路９０を作動させるタイミング、すなわち信号ＳＣがハイレベルとなるタイミングは、インジェクタ８の保持電流制御の閉ループが形成される前に設定されている。そして、フライホイール回路９０が作動状態で電流検出抵抗５３の両端電圧が電流検出回路８０のオペアンプ８３で増幅されて電流制御回路６０のコンパレータ６７の反転入力端に印加され、非反転入力端の基準レベルＶＬより低下してコンパレータ６７の出力信号がハイレベルに反転すると、ＯＲゲート７０の出力信号がハイレベルとなってパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＮし、保持電流制御の閉ループが形成される。
【００６２】
詳細には、電流検出回路８０の動作遅れにより電流制御回路６０のコンパレータ６７の出力が反転するまでには遅れが生じ、さらに、電流制御回路６０の動作遅れがあるため、電流検出抵抗５３の電圧が、コンパレータ６７の非反転入力端の基準レベルＶＬに対応する検出目標値ＶＬ’に達しても、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＮされて実際にインジェクタ８の電流が減少状態から増加に転じるまでには遅れが生じる。
【００６３】
このため、例えば、図４に示すように、電流検出抵抗５３の電圧が、コンパレータ６７の非反転入力端の基準レベルＶＬに対応する検出目標値ＶＬ’に達する前に、タイミング信号発生回路１１０のコンパレータ１１４の出力信号ＳＣをハイレベルに反転させてフライホイール回路９０を作動させるべく、インジェクタ８のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、抵抗１１１及びコンデンサ１１２からなる積分回路に対して前記調整抵抗１１６による基準電圧ＶＲＥＦ２を予め適切な値に設定しておく。
【００６４】
この保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れによるインジェクタ電流値の落込みは、インジェクタ電流の減少速度が大きいほど大きくなり、従来のように、回路の動作遅れを考慮せずに電流検出抵抗の電圧が検出目標値に達した時点で直ちにインジェクタを駆動するスイッチ素子をＯＮさせる信号が出力されるものとし、この信号によってフライホイール回路を作動せるようにすると、回路の動作遅れによるインジェクタ電流値の落込みが増大し、実際に保持電流制御の閉ループが形成されてインジェクタを駆動する素子がＯＮになってフライホイール回路が作動する前に、図４に破線で示すように、インジェクタ電流が大きく落ち込んでしまい、開弁を維持可能な電流値を下回る可能性がある。
【００６５】
これに対し、本発明では、保持電流の制御開始に際して閉ループが形成される前、例えば図４に示すように、実際にインジェクタ８に流れる電流（インジェクタ駆動電流）が目標値となる以前、すなわち電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となる以前に、フライホイール回路９０が作動させられるため、電流の減少速度が緩やかになった状態で、回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができ、速やかに保持電流制御に移行させることができる。
【００６６】
この場合、図５に示すように、フライホイール回路９０を作動させるタイミングを、電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となった直後の保持電流制御の閉ループが形成される前としても良い。すなわち、電流検出抵抗５３の電圧が検出目標値ＶＬ’となった直後にフライホイール回路９０を作動させて電流の減少速度を緩やかにしておくことにより、電流検出回路８０や電流制御回路６０の動作遅れによって保持電流制御の閉ループ形成が遅れても、その間の電流の落ち込みを防止することができるのである。
【００６７】
そして、電流制御回路６０のパワーＭＯＳ・ＦＥＴがＯＮされて保持電流制御が開始され、インジェクタ８の電流が増加して電流検出抵抗５３の電圧がコンパレータ６７の基準レベルＶＨに対応する電圧ＶＨ’を越えると、コンパレータ６７の出力信号がローレベルに反転し、ＯＲゲート７０の出力信号がローレベルとなってパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７がＯＦＦされる。そして、この通電・停止が繰り返されてインジェクタ８に流れる電流が鋸歯状に制御されて開弁状態が維持され、噴射パルス信号がローレベルになると、各回路の動作が停止してインジェクタ８への通電が終了され、燃料噴射が停止される。
【００６８】
図８及び図９は本発明の第２実施例に係わり、図８はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図９は各部の信号波形図である。
【００６９】
本実施例は、前述の第１実施例のインジェクタ駆動回路５２ｃに代えて、インジェクタ駆動回路１５０を採用するものであり、図８に示すように、このインジェクタ駆動回路１５０においては、前述の第１実施例と同様の電流制御回路６０、電流検出回路８０、フライホイール回路９０を使用し、電流制御回路６０及びフライホイール回路９０の作動を制御するタイミング信号を生成するタイミング信号発生回路１５１のみが異なる。
【００７０】
すなわち、本実施例のタイミング信号発生回路１５１は、前記電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生する単安定回路（ワンショットマルチバイブレータ）１５２と、フライホイール回路９０の制御タイミングを決定する信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３、ＥＸ−ＯＲゲート１５４、ＯＲゲート１５５等からなるフライホイール回路制御信号発生回路１５１ａとを備えている。
【００７１】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３は、それぞれ、出力パルス幅を決定するためのＣＲを接続する外付け端子ＣＸ，ＲＸと、２つのトリガ入力端子Ａ，Ｂとを有する再トリガ可能なタイプであり、信号の立ち上がりでトリガするための各トリガ入力端子Ｂに噴射パルス信号がそれぞれ入力され、信号の立ち下がりでトリガするための各トリガ入力端子Ａはそれぞれ接地されている。
【００７２】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５２の外付け端子ＣＸには、コンデンサ１５６の負極側が接続され、このコンデンサ１５６の正極側と抵抗１５７の一端が外付け端子ＲＸに接続されて、この抵抗１５７の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。同様に、前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の外付け端子ＣＸに、コンデンサ１５８の負極側が接続され、このコンデンサ１５８の正極側と抵抗１５９の一端が外付け端子ＲＸに接続されて、この抵抗１５９の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。
【００７３】
前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の非反転出力端Ｑは、前記ＥＸ−ＯＲゲート１５４の一方の入力端に接続され、このＥＸ−ＯＲゲート１５４の他方の入力端に、噴射パルス信号が入力される。また、前記ワンショットマルチバイブレータ１５２の非反転出力端Ｑは、前記電流制御回路６０に接続されるとともに前記ＯＲゲート１５５の一方の入力端に接続され、このＯＲゲート１５５の他方の入力端に、前記ＥＸ−ＯＲゲート１５４の出力端が接続されている。そして、前記ＯＲゲート１５５の出力端が前記フライホイール回路９０に接続され、フライホイール回路制御信号ＳＥが出力される。
【００７４】
尚、各ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３の反転出力端＊Ｑは未使用のため、開放状態となっている。
【００７５】
本実施例では、図９に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、その立ち上がりのエッジで各ワンショットマルチバイブレータ１５２，１５３がトリガされ、各非反転出力端Ｑから一定パルス幅（ハイレベル）の信号ＳＤ，ＳＣがそれぞれ出力される。
【００７６】
ワンショットマルチバイブレータ１５２から出力される信号ＳＤのパルス幅は、外付けのコンデンサ１５６及び抵抗１５７によって定められ、前述の第１実施例と同様、インジェクタ８に開弁時の大電流を通電する期間Ｔを決定する。そして、この信号ＳＤが開弁時電流印加時間パルス信号として電流制御回路６０に出力され、インジェクタ８が高速開弁して高圧燃料がエンジン１の燃焼室５内に直接噴射される。
【００７７】
一方、ワンショットマルチバイブレータ１５３から出力される信号ＳＣのパルス幅は、ワンショットマルチバイブレータ１５２から出力される信号ＳＤよりもパルス幅が長くなるよう、外付けのコンデンサ１５８及び抵抗１５９の値が設定されており、この信号ＳＣがＥＸ−ＯＲゲート１５４に入力されると、このＥＸ−ＯＲゲート１５４から、ハイレベルの噴射パルス信号と信号ＳＣとの排他的論理和により信号ＳＣを反転した波形となる信号が出力される。
【００７８】
従って、信号ＳＤとＥＸ−ＯＲゲート１５４からの信号とが入力されるＯＲゲート１５５の出力信号すなわちフライホイール回路制御信号ＳＥは、図９に示すように、信号ＳＣを反転した信号と信号ＳＤとを合成した信号となり、信号ＳＣのパルス幅の立ち下がりエッジが、インジェクタ８の電流を開弁時の大電流から減少させて保持電流制御を開始する際にフライホイール回路９０を作動させるタイミングとなる。
【００７９】
このフライホイール回路９０を作動させるタイミングは、前述の第１実施例と同様、図４あるいは図５に示すような、保持電流制御の閉ループが形成される前に設定され、保持電流制御に移行する際の回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができる。
【００８０】
本実施例は、前述の第１実施例が、電流制御回路６０及びフライホイール回路９０へのタイミング信号を発生させるために、ローレベルからハイレベル（接地レベルから定電圧電源ＶＣＣのレベル）に変化する立ち上がり特性が若干遅いオープンコレクタ出力のコンパレータ１１３，１１４を使用しているのに対し、オープンコレクタ出力のコンパレータを使用せずにタイミング信号を生成するため、タイミング信号の立ち上がりが早く、特に、フライホイール回路９０を作動させるタイミングとなる信号ＳＥの立ち上がりに遅れが生じることがなく、より一層最適なタイミングでフライホイール回路９０を作動させることができるという利点がある。
【００８１】
図１０及び図１１は本発明の第３実施例に係わり、図１０はインジェクタ駆動回路の全体回路図、図１１は各部の信号波形図である。
【００８２】
本実施例は、前述の第２実施例に対し、タイミング信号発生回路１５１のＯＲゲート１５５を省略するとともに、フライホイール回路９０の制御タイミングを決定する信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３のトリガ入力及び出力パルス幅の設定を変更するものである。
【００８３】
すなわち、図１０に示すように、本実施例のインジェクタ駆動回路２００では、タイミング信号発生回路２０１に、電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生するワンショットマルチバイブレータ１５２と、第２実施例のフライホイール回路制御信号発生回路１５１ａからＯＲゲート１５５を省略したフライホイール回路制御信号発生回路２０１ａとを備えている。
【００８４】
フライホイール回路制御信号発生回路２０１ａのワンショットマルチバイブレータ１５３は、信号の立ち下がりでトリガするためのトリガ入力端子Ａに、電流制御回路６０への開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを発生するワンショットマルチバイブレータ１５２の非反転出力端Ｑが接続される一方、信号の立ち上がりでトリガするためのトリガ入力端子Ｂが接地されている。
【００８５】
また、ワンショットマルチバイブレータ１５３は、外付け端子ＣＸに、コンデンサ２０２の負極側が接続され、このコンデンサ２０２の正極側と抵抗２０３の一端が外付け端子ＲＸに接続され、さらに、この抵抗２０３の他端が定電圧電源ＶＣＣに接続されている。そして、前記ワンショットマルチバイブレータ１５３の出力信号ＳＣと噴射パルス信号とが入力されるＥＸ−ＯＲゲート１５４の出力信号が、フライホイール回路制御信号ＳＥとしてフライホイール回路９０に出力される。
【００８６】
本実施例では、図１１に示すように、ハイレベルの噴射パルス信号が入力されると、その立ち上がりのエッジでワンショットマルチバイブレータ１５２のみがトリガされ、その非反転出力端Ｑから一定パルス幅（ハイレベル）の信号ＳＤが出力される。この信号ＳＤが開弁時電流印加時間パルス信号としてインジェクタ８に開弁時の大電流を通電する期間Ｔを決定するものであることは、前述の第１，第２実施例と同様である。
【００８７】
その後、信号ＳＤの立ち下がりで、インジェクタ８の通電が停止されて開弁用電流が減少させられると同時に、ワンショットマルチバイブレータ１５３がトリガされ、外付けのコンデンサ２０２及び抵抗２０３によって定めるパルス幅の信号ＳＣが出力される。そして、この信号ＳＣと噴射パルス信号との排他的論理和により、噴射パルス信号に対して信号ＳＣのパルス幅の区間のみローレベルとしたフライホイール回路制御信号ＳＥが、ＥＸ−ＯＲゲート１５４からフライホイール回路９０に出力される。
【００８８】
本実施例においても、前述の第２実施例と同様、ワンショットマルチバイブレータ１５３の出力信号ＳＣのパルス幅の立ち下がりエッジが、インジェクタ８の電流を開弁時の大電流から減少させて保持電流制御を開始する際にフライホイール回路９０を作動させるタイミングとなり、前述の第１、第２実施例と同様、保持電流制御の閉ループが形成される前に設定され、保持電流制御に移行する際の回路の動作遅れの影響を最小限にするとともにインジェクタ駆動電流の落ち込みを最小限に押さえることができる。
【００８９】
この場合、前述の第２実施例と同様、オープンコレクタ出力のコンパレータを使用せずにタイミング信号を生成し、より一層最適なタイミングでフライホイール回路９０を作動させることができることはいうまでもないが、さらに、本実施例では、前述の第１，第２実施例においては、フライホイール回路制御信号ＳＥの基本となる信号ＳＣと開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤとが独立して生成され、開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤのタイミングを調整すると信号ＳＣのタイミングを再調整する必要があるのに対し、信号ＳＣを発生するワンショットマルチバイブレータ１５３のトリガ信号として開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤを使用しているため、開弁時電流印加時間パルス信号ＳＤのタイミングを調整すると信号ＳＣの発生タイミングも自動的に変化し、再調整の必要がないという利点が生じる。
【００９０】
［付記］
（１）前記フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号から遅延させた信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９１】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号から遅延させた信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９２】
（２）前記フライホイール回路制御手段は、前記開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９３】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９４】
（３）前記開弁用電流の通電を指示する信号から遅延させた信号を、前記噴射パルス信号の積分出力と基準信号とを比較する比較回路の出力信号とする付記１に記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９５】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、前記噴射パルス信号の積分出力と基準信号とを比較する比較回路の出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９６】
（４）前記フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９７】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁の噴射時間を指示する噴射パルス信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【００９８】
（５）前記フライホイール回路制御手段は、前記開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【００９９】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流の通電を指示する信号によって開弁させた後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路からの出力信号に基づいて、保持電流の制御開始に際しての閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【０１００】
（６）フライホイール回路制御手段は、前記燃料噴射弁を流れる電流が検出目標値に達する以前あるいは検出目標値に達した直後の前記閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするものである請求項１記載のエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
【０１０１】
前記エンジンの燃料噴射弁駆動回路は、燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、フライホイール回路を非作動とした状態で燃料噴射弁への通電を一旦停止して開弁用電流を減少させ、保持電流の制御開始に際し、燃料噴射弁を流れる電流が検出目標値に達する以前あるいは検出目標値に達した直後の閉ループが形成される前にフライホイール回路を非作動状態から作動状態にし、閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、燃料噴射弁駆動電流の検出値が目標値に達する前にフライホイール回路を作動させるべく、燃料噴射弁のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、調整抵抗により与えられる基準レベルを予め適切な値に設定しておくことで、燃料噴射弁への通電を一旦停止した開弁用電流の減少過程において、燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とすることが可能となり、フライホイール回路の作動により燃料噴射弁の通電電流の減少速度を緩やとしてスムーズに閉ループによる保持電流制御に繋げることができる。これにより、開弁用電流の減少過程から保持電流制御へ移行する際の、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射レベルが大きく落ち込むことを防止して、噴射パルスの終了前に燃料噴射が停止することなく、燃料噴射精度を向上することができ、燃料噴射量不足による燃焼異常や失火を防止して、排気エミッションを改善することができる。
請求項２或いは請求項３記載の発明によれば、燃料噴射弁駆動電流の検出値が目標値に達する前にフライホイール回路を作動させるべく、燃料噴射弁のコイルの時定数、コイル抵抗、バッテリ電圧などを考慮し、噴射パルス信号の入力を起点として、或いは、開弁用電流の通電を指示する信号を基準として、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とする時点を定める出力信号のパルス幅が得られるように、単安定回路に外付けされる抵抗及びコンデンサの値を予め適切な値に設定しておくことで、燃料噴射弁への通電を一旦停止した開弁用電流の減少過程において、燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、フライホイール回路を非作動状態から作動状態とすることが可能となり、フライホイール回路の作動により燃料噴射弁の通電電流の減少速度を緩やとしてスムーズに閉ループによる保持電流制御に繋げることができる。これにより、開弁用電流の減少過程から保持電流制御へ移行する際の、保持電流制御の閉ループを形成する回路の動作遅れの影響を低減し、燃料噴射レベルが大きく落ち込むことを防止して、噴射パルスの終了前に燃料噴射が停止することなく、燃料噴射精度を向上することができ、燃料噴射量不足による燃焼異常や失火を防止して、排気エミッションを改善することができる。
また、単安定回路の出力パルスによりフライホイール回路を非作動状態から作動状態に切換えるタイミング信号を与えているので、フライホイール回路を作動させるタイミングとなる信号の立ち上がりに遅れが生じることなく、より一層最適なタイミングでフライホイール回路を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係り、インジェクタ駆動回路の全体回路図
【図２】同上、電流制御回路とフライホイール回路と電流検出回路の回路図
【図３】同上、各部の信号波形図
【図４】同上、保持電流制御のタイミング例を示す詳細波形図
【図５】同上、保持電流制御の他のタイミング例を示す詳細波形図
【図６】同上、エンジン制御系の全体構成図
【図７】同上、電子制御系の回路構成図
【図８】本発明の第２実施例に係わり、インジェクタ駆動回路の回路図
【図９】同上、各部の信号波形図
【図１０】本発明の第３実施例に係り、インジェクタ駆動回路の回路図
【図１１】同上、各部の信号波形図
【図１２】従来のインジェクタ駆動回路における信号波形図
【符号の説明】
８ インジェクタ（燃料噴射弁）
９０ フライホイール回路
１１０ａ フライホイール回路制御信号発生回路（フライホイール回路制御手段）
Claims (3)
- 燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、
前記噴射パルス信号の積分出力と調整抵抗により調整自在な基準レベルとを比較し、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で前記積分出力が前記基準レベルを越えたとき、前記フライホイール回路を作動状態とし、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、
外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記噴射パルス信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射弁駆動回路。 - 燃料噴射弁のコイルに発生する逆起電力を放電するフライホイール回路を備え、噴射パルス信号の入力により前記燃料噴射弁を開弁するための開弁用電流を流した後、前記フライホイール回路を非作動とした状態で前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少させ、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止後に遅れ時間をもって前記フライホイール回路を作動状態とし、噴射パルス信号の終了時点まで前記燃料噴射弁の開弁を維持するための保持電流に制御するエンジンの燃料噴射弁駆動回路において、
外付けされる抵抗及びコンデンサの値により出力信号のパルス幅が設定自在で且つ前記開弁用電流の通電を指示する信号によって作動する単安定回路を有し、該単安定回路の出力信号に基づいて、前記燃料噴射弁への通電を一旦停止して前記開弁用電流を減少する過程で、前記保持電流の制御開始に際しての燃料噴射弁駆動電流の検出値と目標値との比較により保持電流を制御する閉ループが形成される前に、前記フライホイール回路を非作動状態から作動状態にするフライホイール回路制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの燃料噴射弁駆動回路。
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