JPH074291A - 燃料噴射弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射弁の駆動期間が重なるとき全ての燃
料噴射弁の駆動をすみやかに立ち上げる。 【構成】 燃料噴射弁コイル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，
１７ｄをバッテリ２１およびＤＣ−ＤＣコンバータ２２
に並列に接続する。またコイル１７ａ，１７ｂ，１７
ｃ，１７ｄを定電流回路５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０
ｄをそれぞれ具備した駆動回路４２ａ，４２ｂ，４２
ｃ，４２ｄにそれぞれ接続する。例えば第１燃料噴射弁
コイル１７ａの駆動期間中に第２燃料噴射弁コイル１７
ｂを駆動すべくバッテリ２１およびコンバータ２２から
電流を供給するとこのとき第１定電流回路５０ａによっ
て第１コイル１７ａには設定電流だけ供給され、バッテ
リ２１およびコンバータ２２から供給された残りの電流
全てが第２コイル１７ｂに供給されるために第２燃料噴
射弁の駆動をすみやかに立ち上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射弁駆動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも２個の燃料噴射弁を具備し、
これら燃料噴射弁をバッテリに並列接続すると共に充電
装置に並列接続し、燃料噴射弁の駆動を開始すべきとき
には該燃料噴射弁に上記バッテリから電流を供給すると
共に上記充電装置から放電された電流を供給するように
した燃料噴射弁駆動装置が公知である（実開昭６３−１
９８４４３号公報参照）。この燃料噴射弁駆動装置で
は、燃料噴射弁の駆動開始時燃料噴射弁にはバッテリお
よび充電装置から電流を供給し、すなわちこのとき燃料
噴射弁に大電流を供給して燃料噴射弁の駆動ができるだ
けすみやかに立ち上がるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記燃
料噴射弁駆動装置において上記燃料噴射弁の駆動期間が
重なるようにした場合、すなわち駆動期間が先行する燃
料噴射弁の駆動期間中に駆動期間が後続する燃料噴射弁
の駆動を開始するようにした場合後続の燃料噴射弁の駆
動を開始すべくバッテリおよび充電装置から電流を供給
するようにするとこのときまだ先行の燃料噴射弁の駆動
期間中であるために先行の燃料噴射弁にもバッテリおよ
び充電装置から電流が供給され、その結果後続の燃料噴
射弁に供給すべき全電流が後続の燃料噴射弁に供給され
ないという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、駆動期間が重なる少なくとも２個
の燃料噴射弁を具備し、これら燃料噴射弁をバッテリに
並列接続すると共に充電装置に並列接続し、燃料噴射弁
の駆動を開始すべきときには該燃料噴射弁に上記バッテ
リから電流を供給すると共に上記充電装置から放電され
た電流を供給するようにした燃料噴射弁駆動装置におい
て、上記燃料噴射弁の駆動が開始されてから予め定めら
れた時間が経過した後の燃料噴射弁駆動期間中に該燃料
噴射弁に供給される電流値が一定となるようにする電流
値制御装置を具備している。

【０００５】

【作用】駆動期間が後続する燃料噴射弁の駆動開始時バ
ッテリおよび充電装置から電流を供給するとこのとき駆
動期間が先行する燃料噴射弁には定電流しか流れないた
めに後続の燃料噴射弁にはバッテリおよび充電装置から
供給された残りの電流全てが供給される。

【０００６】

【実施例】図１を参照すると、機関本体１は４個の気筒
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを具備する。各気筒２は対応す
る枝管３を介して気筒２に対して共通のサージタンク４
に連結され、サージタンク４は吸気ダクト５を介してエ
アフローメータ６およびエアクリーナ７に連結される。
またエアフローメータ６下流の吸気ダクト５内にはスロ
ットル弁８が配置される。一方各気筒２は気筒２に対し
て共通の排気マニホルド９に連結される。

【０００７】各気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには燃料噴
射弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄがそれぞれ設けら
れる。燃料噴射弁１０は、例えば図２に示したような電
磁式の燃料噴射弁である。図２を参照すると、１１はハ
ウジング、１２は噴口１３を備えたノズル、１４はニー
ドル、１５はニードル１４に固定されかつ磁性材料から
形成された可動コア、１６は磁性材料から形成されたス
テータ、１７はコイルホルダ１８に保持されたソレノイ
ドコイル、１９は圧縮ばね、２０は高圧の燃料で満たさ
れた燃料通路をそれぞれ示す。燃料噴射を開始すべくコ
イル１７が付勢されると電磁力が生じて可動コア１５に
上向きの力が作用し、このときこの上向きの力が可動コ
ア１５に作用する下向きの力、すなわち圧縮ばね１９の
ばね力および燃料通路２０内の燃料圧、よりも大きくな
ると可動コア１５と共にニードル１４が上昇して噴口１
３を開放することにより燃料噴射が開始される。一方、
燃料噴射を停止すべくコイル１７が消勢されると可動コ
ア１５には上向きの力が作用しなくなるために圧縮ばね
１９のばね力および燃料通路２０内の燃料圧により可動
コア１５およびニードル１４が下降して噴口１３が閉鎖
され、その結果燃料噴射が停止される。

【０００８】再び図１を参照すると、燃料噴射弁１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはバッテリ２１および充電
装置２２に並列接続されてこれらバッテリ２１および充
電装置２２から電力供給される。また、本発明による実
施例においてこの充電装置２２はバッテリ２１によって
充電される。

【０００９】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータから成り、双方向性バス３１を介して相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５、出力ポート３６を具備す
る。エアフローメータ６は吸入空気量に比例した出力電
圧を発生し、この出力電圧がＡ／Ｄ変換器３７を介して
入力ポート３５に入力される。バッテリ２１にはバッテ
リ２１の供給電圧に比例した出力電圧を発生する電圧セ
ンサ３８が取付けられ、この出力電圧がＡ／Ｄ変換器３
９を介して入力ポート３５に入力される。上死点センサ
４０は、例えば１番気筒２ａが吸気上死点に達したとき
に出力パルスを発生し、この出力パルスは入力ポート３
５に入力される。クランク角センサ４１はクランクシャ
フトが例えば３０度回転する毎に出力パルスを発生し、
この出力パルスは入力ポート３５に入力される。ＣＰＵ
３４では上死点センサ４０の出力パルスから現在のクラ
ンク角が計算され、クランク角センサ４１の出力パルス
から機関回転数が計算される。一方出力ポート３６は対
応する駆動回路４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを介し
て各燃料噴射弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに接続
され、また駆動回路４３を介して充電装置２２に接続さ
れる。

【００１０】図３には図１に示した実施例における電気
配線図が示される。上述したように各燃料噴射弁１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは対応するコイル１７ａ，
１７ｂ，１７ｃ，１７ｄをそれぞれ具備し、このコイル
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄによりそれぞれ駆動さ
れる。図３を参照すると、バッテリ２１はダイオード４
４を介して各燃料噴射弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０
ｄのコイル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに接続され
る。またバッテリ２１は充電装置２２に接続されるが、
本実施例において充電装置２２はＤＣ−ＤＣコンバータ
から構成され、バッテリ２１はＤＣ−ＤＣコンバータ２
２の一次側コイル２２ａに接続される。この一次側コイ
ル２２ａはスイッチング用のトランジスタ４５に接続さ
れ、トランジスタ４５のベースは出力ポート３６に接続
される。一方ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の二次側コイル
２２ｂはダイオード４６を介して各コイル１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄに接続される。さらにＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２２の二次側コイル２２ｂはコンデンサ４７に
接続され、このコンデンサ４７は回路中の過電圧を防止
するために設けられる。

【００１１】図１および図３を参照すると各燃料噴射弁
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのコイル１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄには駆動回路４２ａ，４２ｂ，４２
ｃ，４２ｄが接続される。特に図３を参照すると、第１
駆動回路４２ａはスイッチング用のトランジスタ４８
ａ、抵抗４９ａ、および電流値制御装置を構成する定電
流回路５０ａから構成され、定電流回路５０ａはスイッ
チング用のトランジスタ５１ａ，５２ａ、遅延回路５３
ａ、および抵抗５４ａから構成される。また定電流回路
５０ａの抵抗５４ａには出力ポート３６が接続される。
なお第２、第３、および第４駆動回路４２ｂ，４２ｃ，
４２ｄも第１駆動回路４２ａと同様に構成される。

【００１２】次に例えば第１燃料噴射弁１０ａ、すなわ
ち第１コイル１７ａの駆動方法について説明する。まず
第１コイル１７ａの駆動に先立ち出力ポート３６からの
駆動信号によってトランジスタ４５がオンにされ、ＤＣ
−ＤＣコンバータ２２の一次側コイル２２ａの通電が開
始される。一次側コイル２２ａの通電が開始されると一
次側コイル２２ａを流れる電流は時間に比例して増大す
る。次いで例えば第１コイル１７ａの駆動開始時期、す
なわち燃料噴射弁１０ａの噴射開始時期になると出力ポ
ート３６からの駆動信号によってトランジスタ４８ａが
オンにされて第１コイル１７ａにはバッテリ２１から駆
動電流が供給されるようになる。このとき同時に出力ポ
ート３６からの駆動信号が停止されてトランジスタ４５
がオフにされ、このためＤＣ−ＤＣコンバータ２２の相
互誘導によって第１コイル１７ａにはＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２２の二次側コイル２２ｂからも駆動電流が供給さ
れる。したがって第１コイル１７ａには大電流が供給さ
れることとなり、その結果第１燃料噴射弁１０ａのニー
ドル１４および可動コア１５（図２）をすみやかに上昇
させることができる。したがって燃料噴射弁の駆動をす
みやかなに立ち上げることができる。なお、第１コイル
１７ａの初期の駆動期間においてトランジスタ４８ａに
は出力ポート３６からの駆動信号が入力されるがトラン
ジスタ５２ａには遅延回路５３ａによって駆動信号が入
力されず、その結果定電流回路５０ａが作動されないた
めにバッテリ２１とＤＣ−ＤＣコンバータ２２とによる
大電流が第１コイル１７ａに供給できる。

【００１３】次いで予め定められた時間が経過するとト
ランジスタ５２ａにも遅延回路５３ａを介した駆動信号
が入力されてトランジスタ５２ａがオンにされ、このた
め定電流回路５０ａが作動を開始する。すなわち第１コ
イル１７ａの駆動電流値が予め定められた設定電流値よ
りも大きいときには第１コイル１７ａの駆動電流がトラ
ンジスタ５１ａのベースにも供給されるためにトランジ
スタ５１ａがオンにされ、その結果トランジスタ４８ａ
のベースに入力される駆動信号が弱められて第１コイル
１７ａの駆動電流が低減される。一方第１コイル１７ａ
の駆動電流値が設定電流値よりも小さいときにはトラン
ジスタ５１ａのベースに供給される電流が小さくなるた
めにトランジスタ４８ａのベースに入力される駆動信号
が強められて第１コイル１７ａの駆動電流が増大され
る。したがってトランジスタ５２ａのベースに駆動信号
が入力された後には第１コイル１７ａを流れる電流値が
一定にされる。なお、第２、第３、および第４燃料噴射
弁１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの駆動方法も第１燃料噴射弁
１０ａの駆動方法と同様である。

【００１４】図４には各燃料噴射弁１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄの駆動信号および駆動電流などの経時変化
が示される。図４を参照すると、まず第１燃料噴射弁１
０ａの駆動に先立ってＤＣ−ＤＣコンバータ２２の充電
を開始すべく出力ポート３６からコンバータ駆動信号が
出力される。ところでコンバータ駆動信号の出力が停止
されたときＤＣ−ＤＣコンバータ２２の二次側コイル２
２ｂに誘導される電流、すなわち燃料噴射弁１０に供給
される電流はその直前にコンバータ一次側コイル２２ａ
を流れていた電流に比例し、一次側コイル２２ａを流れ
る電流はコンバータ駆動信号の出力時間とバッテリ２１
の電圧とに比例する。本発明による実施例では、燃料噴
射弁に供給される電流が設定電流となるのに必要なコン
バータ駆動信号の出力時間ｔ１が電圧センサ３８の出力
に基づいて決定され、燃料噴射弁１０の駆動開始タイミ
ングから時間ｔ１だけ遡ることによりコンバータ駆動信
号の出力開始タイミングが決定される。次いで第１燃料
噴射弁１０ａの駆動開始タイミングになると第１燃料噴
射弁１０ａに出力ポート３６から燃料噴射弁駆動信号が
出力され、またこのとき同時にコンバータ駆動信号の出
力が停止される。その結果第１燃料噴射弁１０ａの駆動
電流を大きくすることができる。次いで第１燃料噴射弁
１０ａが駆動されてから予め定められた設定時間ｔ２が
経過すると定電流回路５０ａが作動され、定電流回路５
０ａが作動されるとその後の第１燃料噴射弁駆動期間中
にわたって第１燃料噴射弁１０ａの駆動電流は設定電流
Ｉに維持される。このとき第１燃料噴射弁１０ａのニー
ドル１４（図２）はすでにその最大リフト位置まで上昇
されており、またニードルおよび可動コア１５に作用す
る下向きの力も大きくないために第１燃料噴射弁１０ａ
に供給される電流が比較的小さい設定電流Ｉであっても
ニードル１４はその最大リフト位置に維持され、すなわ
ち燃料噴射が継続される。

【００１５】次いで第２燃料噴射弁１０ｂが駆動される
が、図４に示されるように第２燃料噴射弁１０ｂの駆動
は第１燃料噴射弁１０ａの駆動期間中に開始される。第
２燃料噴射弁１０ｂの駆動に先立っては上述したように
コンバータ駆動信号が出力されており、第２燃料噴射弁
１０ｂの駆動開始タイミングになったときには第２燃料
噴射弁１０ｂに燃料噴射弁駆動信号が出力されると共に
コンバータ駆動信号の出力が停止される。その結果第１
燃料噴射弁１０ａおよび第２燃料噴射弁１０ｂにはバッ
テリ２１とＤＣ−ＤＣコンバータ２２とから大電流が供
給されるが、このとき第１燃料噴射弁１０ａの定電流回
路５０ａが作動しているために第１燃料噴射弁１０ａに
は設定電流Ｉしか流れず、その結果バッテリ２１および
ＤＣ−ＤＣコンバータ２２から供給された残りの電流は
全て第２燃料噴射弁１０ｂに供給されることとなり、し
たがって第２燃料噴射弁１０ｂの駆動をすみやかに立ち
上がらせることができる。次いで第２燃料噴射弁１０ｂ
が駆動されてから設定時間ｔ２が経過すると第１燃料噴
射弁１０ａと同様に第２定電流回路５０ｂが作動して第
２燃料噴射弁１０ｂには設定電流Ｉだけ供給されるよう
になる。なお、第１燃料噴射弁１０ａが駆動開始されて
から時間ＴＡＵだけ経過すると第１燃料噴射弁駆動信号
の出力が停止されて第１燃料噴射弁１０ａへの電流供給
が停止されるが、各燃料噴射弁１０の駆動時間ＴＡＵは
機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および
機関回転数Ｎの関数としてＲＯＭ３２（図１）内に予め
記憶されている。

【００１６】次いで第２燃料噴射弁１０ｂの駆動期間中
に第３燃料噴射弁１０ｃが駆動開始され、第３燃料噴射
弁１０ｃの駆動期間中に第４燃料噴射弁１０ｄが駆動開
始されるが、第３燃料噴射弁１０ｃおよび第４燃料噴射
弁１０ｄについても上述した第１燃料噴射弁１０ａある
いは第２燃料噴射弁１０ｂの場合と同様であるので説明
を省略する。

【００１７】上述の実施例では２個の燃料噴射弁１０の
駆動期間が重なるようにしている。しかしながら３個以
上の燃料噴射弁１０の駆動期間が重なるようにした場合
にも本発明を適用できる。このような場合には充電装置
２２の放電の時間間隔が非常に短くなるために充電装置
２２の充電時間を短くする必要があり、その結果充電装
置２２から燃料噴射弁１０に供給される電流が小さくな
る恐れがある。これを阻止するために短時間の充電時間
で大電流が放電されるような充電装置２２を使用して燃
料噴射弁１０をすみやかに立ち上がらせるのに十分な電
流が燃料噴射弁１０に供給されるようにする必要があ
る。

【００１８】

【発明の効果】燃料噴射弁の駆動期間が重なるとき全て
の燃料噴射弁の駆動をすみやかに立ち上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】燃料噴射弁の側面断面図である。

【図３】内燃機関の電気的配線を示す線図である。

【図４】燃料噴射弁の駆動信号および駆動電流の経時変
化を示す線図である。

【符号の説明】

１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…燃料噴射弁コイル ２１…バッテリ ２２…ＤＣ−ＤＣコンバータ ２２ａ…コンバータ一次側コイル ２２ｂ…コンバータ二次側コイル ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…燃料噴射弁駆動回路 ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ…定電流回路 ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ…遅延回路

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動期間が重なる少なくとも２個の燃料
   噴射弁を具備し、これら燃料噴射弁をバッテリに並列接
   続すると共に充電装置に並列接続し、燃料噴射弁の駆動
   を開始すべきときには該燃料噴射弁に上記バッテリから
   電流を供給すると共に上記充電装置から放電された電流
   を供給するようにした燃料噴射弁駆動装置において、上
   記燃料噴射弁の駆動が開始されてから予め定められた時
   間が経過した後の燃料噴射弁駆動期間中に該燃料噴射弁
   に供給される電流値が一定となるようにする電流値制御
   装置を具備した燃料噴射弁駆動装置。