JPS62502012A - ソレノイド駆動器制御ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ソレノイド駆動器制御ユニット 反■分屋 本発明は一般にソレノイド制御、とくに燃料噴射用ツレ内燃エンジンの多くは燃 料をエンジンの吸入マニホルドまたは燃焼室へと誘導するために燃料噴射器を使 用する。

燃料噴射器の動作を制御するためしばしば電子制御部が利用される。噴射器の弁 の構造と電子制御部との間の相互作用を好適にするため、当該噴射器は通常、電 子制御部からの電気信号に応答可能なソレノイド作動弁を含む。

このような従来型の燃料噴射システムのための電子制御部は一般に、噴射器ソレ ノイドを導通する電流レベルを示す信号を供給可能な電流検知器を含んでいる。

噴射器駆動制御ユニットは前記信号と噴射指令信号とを受信し、噴射器ソレノイ ドに電力を付加する時期を決定する。次に噴射器駆動制御ユニットは適正な時期 に噴射器駆動ユニットに駆動信号を供給する。噴射器駆動ユニットは電流が選択 的に電源（例えばバッテリ）から噴射器ソレノイドおよび噴射器駆動ユニットへ と導通できるように動作する。

このような従来型のシステムはざらに帰線制御ユニット（ｆｌｙｂａｃｋ　ｃｏ ｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ）を含むのが通例である。インダクタを流れる電流は瞬時 には止めることはできないが、帰線制御ユニットはソレノイドコイル内に蓄積さ れたエネルギを迅速に欧逸させ、それにより噴射盟邦自体の迅速な応答を保証す る手段を提供する。

これらの従来型の噴射器駆動制御ユニットは代表的には電流検知信号と、しきい 値信号とを比較することによって動作する。しきい値信号は通常は、ピーク初期 電流と、より低い後続の保持電流の両方に備えるために可変である。

これらの装置の多ぐはざらに、噴射器駆動ユニットを所与の連続類にオンおよび オフに切換えして、ソレノイド電流をピーク電流の領域または保持電流の領域の いずれかに保つように動作する。

当該燃料噴射システムの動力学および動作手段によっては、これらの従来型の解 決策には適切ではないものもある。

例えば、ピーク電流と保持電流の両方の位相で最小ソレノイド電流を維持可能で あり、使方では所望の制御波形の生成と維持を保証するため動作制御パラメータ として時間パラメータを用いる噴射器駆動制御ユニットが必要となる。

これらの需要およびその他の需要は本明細書に開示するソレノイド駆動型制御ユ ニットを備えることにより本質的に満たされる。このソレノイド駆動型制御ユニ ットは、電源からソレノイドへと電流が導通できるように選択的に制御可能なソ レノイド駆動ユニットおよび、ソレノイドを導通する電流のレベルを指示する電 流検知信号を供給可能な電流検知器と連携して動作する。ソレノイド駆動型制御 ユニットは一般に、しきい値比較器、最小しきい値ユニット、最大しきい値ユニ ットおよびタイミングユニットを含む。

しきい値比較器は少なくとも１つのしきい値信号と、電流検知器により供給され る電流検知信号とを比較し、この比較に基づいて噴射器駆動ユニットを制御する 出力信号を供給する機能を果たす。最小しきい値ユニットはしきい値比較器に少 なくとも最小のしきい値信号を供給することを電流が最初に流れることを保証す るため、しきい値比較器に最初に最大しきい値信号を供給する。最大しきい値ユ ニットはしきい値比較器に応答して、ソレノイドを流れる電流が所与のピーク電 流と少なくとも等しくなると最大しきい値信号の供給を停止せしめる。

タイミングユニットもしきい値比較器と応答して、ソレノイドを流れる電流が所 与のピーク電流と少なくとも等しくなると、その後の所定期間だけしきい値比較 器がソレノイド駆動ユニットに「オン」信号を供給するようにさせて、ソレノイ ドを流れる電流の上昇とはほぼかかわりなり前記所与の期間中、電源からソレノ イドに電流が流れるようにする。

１実施例では電流検知器は直列接続抵抗を用いて構成することが可能であり、ま たしきい値比較器は、第１人力は電流検知信号を受けるように接続され、第２人 力はしきい値信号を受けるようにされた比較器より構成することが可能である。

最小しきい値ユニットは設定電圧によりバイアスをかけられ、それにより最小し きい値信号を供給する抵抗により構成可能である。最大しきい値ユニットは、Ｑ 出力が抵抗を介して比較器のしきい値入力に接続しており、最大しきい値信号が ある場合はこれを供給するフリップフロップより構成することが可能である。タ イミングユニットは、この場合もＱ出力が抵抗を介して比較器のしきい値入力に 接続している単安定ワンショットマルチバイブレータにより構成可能である。単 安定マルチバイブレータが高状態にある間は、さらに別のしきい値信号がしきい 値入力に供給される。

上述の実施例を用いることによって、ソレノイドを流れる電流は最初に例えば４ アンペアのピーク電流に上昇する。

このピーク値に達すると、次に電流は最小しきい値ユニットにより確立される最 小保持電流レベルへと減衰する。次に電流は、タイミングユニットが所与の期間 だけ比較器の出力を高状態に保つことによって上昇する。タイミングユニットは 、比較器のしきい値入力に供給されるしきい値を有効に上昇させることにより上 記の機能を達成する。このタイミングサイクルが完了すると、タイミングユニッ トは前記のしきい値信号を除去し、それにより比較器のしきい値入力におけるし きい値信号を低下せしめる。その結果、この時点で電流検知信号はしきい値信号 を超え、かつ比較器はソレノイド駆動ユニットをオフに切換える。その後、ソレ ノイドを導通する電流は再度最小しきい値レベルまで減衰し、そこで単安定マル チバイブレータは再度トリガする。上記の手順は制御サイクルの終了まで継続す る。

別の実施例では、制御サイクル中と制御サイクルの終了時のいずれでも適切な減 衰応答を保証するため帰線制御（ｆｌｙｂａｃｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ）ユニットを 備えることができる。さらに、ソレノイド駆動ユニットをしきい値比較器の出力 と入力制御信号の存在の両方の関数として制御可能にするため、制御論理ユニッ トを備えることも可能である。

ざらに別の実施例では、第２の所与の期間中にしきい値比較器のしきい値入力に さらに別のしきい値信号を供給するために入力制御信号に応答する第２のタイミ ングユニットを設けることが可能である。このような構成では、第２のタイミン グユニットは制御サイクルの初めに動作状態になり、それによって制御サイクル の最初の段階中により高い最小しきい値信号を供給して、ピーク電流位相（プル イン電流位相としても知られている）の継続期間を有効に延長せしめる。電流は 前述のように保持電流位相に対してオンおよびオフに切換えられるが、この場合 、第２のタイミングユニットがタイムアウトになるまで、第２のタイミングユニ ットにより導入されるしきい値信号の作用によって、切換えはより高い電流レベ ルにて行なわれる。

鳳凰の固単鬼呈朋 本発明のこれらおよび他の特徴は、特に図面を参照して、本発明を実施するため の最良の態様に関する以下の記述を参照しかつ晋得することによってより明らか になるであろう。ここで、 第１図、は第１の実施例のブロック図、第２図は第１の実施例の回路図、 第３図は第１の実施例の動作を示す波形図、第４図は第２の実施例のブロック図 、 第５図は第２の実施例の回路図、そして第６図は第２の実施例の動作を示す波形 図である。　７発明を実施するための最良の態様 さて図面を参照すると、特に第１図には本発明の装置が符号１０で総称的に描か れているようにブロック図形式でット１２、ソレノイド駆動ユニット１３、電源 １４；！３よび帰線制御ユニット１６と連携して動作する。装置１０は基本的に しきい値比較器１７、最小しきい値ユニット１８、最大しきい値ユニット１９、 タイミングユニット２１、制御論理ユニット２２および制御信号入カニニット２ ３を含む。これらの要素はそれぞれ順次詳細に説明する。

第２図を参照すると、ソレノイド１１は（１例として）燃料噴射器ソレノイドよ り成ることができる。電流検知ユニット１２はソレノイド１１と直列に接続され た接地低オーム抵抗より成ることができる。必要ならば２個の抵抗２４．２６よ り成る分圧器回路を電流検知抵抗に接続して、後続の互換的な処理を保証するた め、電流検知信号にバイアスをかけることが可能でおる。ソレノイド駆動ユニッ ト１３は電源１４（例えばバッテリ）と、ソレノイド１１との間に接続されてい る。このようなソレノイド駆動ユニット１３は技術上周知であるので、ここでは より詳細に説明することは不要であろう。同様に、帰線制御ユニット１６は図に 示す通りに接続されており、このような帰線制御ユニットも当業者には周知であ るので、ここでのより詳細な説明は不要であろう。

しきい値比較ユニット１７は２人力比較器により構成することが可能である。こ の比較器の反転入力は電流検知ユニット１２からの電流検知信号を受信するよう に接続されている。非反転入力はしきい値入力を構成し、このしきい値入力は後 に説明の通りに接続されている。比較器の出力は最大しきい値ユニット１９、タ イミングユニット２１および制御論理ユニット２２に接続されており、これにつ いても以下に詳細に説明する。

最小しきい値ユニット１８は比較器のしきい値入力と、正の５ボルト電源のよう な電圧源との間を接続する抵抗より構成されていてもよい。このような構成では 、最小しきい値ユニット］８は、少なくとも最小しきい値信号が常時、しきい値 比較器１７の非反転入力に供給されることを保証する。所望であれば、接地抵抗 ２０をしきい値比較器１７の非反転入力に接続して、適宜の大きさの最小しきい 値信号を保証することも可能である。

最大しきい値ユニット］９はフリップフロップ２７と抵抗２８とにより構成でき 、抵抗２８はフリップフロップ２７のＱ出力と比較器１７のしきい値入力との間 に接続される。フリップフロップ２７のリセットポートはしきい値比較器１７の 出力に、また該フリップフロップのセットポートは制御信号人力２３に接続され ている。かかる構成において、制御信号パルスの開始の前に既にセットされた、 フリップフロップ２７はＱ出力における出力信号を高状態にし、もってしきい値 比較器１７のしきい値入力に最大しきい値信号を供給せしめる。しきい値比較器 ユニット１７の出力が低に向うと、今度はフリップフロップ２７がリセットされ 、しきい値入力から最大しきい値信号が除去される。

タイミングユニット２１は単安定ワンショット２９と抵抗３１を含み、抵抗３１ は単安定ワンショット２９のＱ出力としきい値比較ユニット１７のしきい値入力 との間に接続されている。単安定ワンショット２９のトリガ入力はしうな構成に よって、しきい値比較ユニット１７からの高出力は単安定２９をトリガし、継続 時間しきい値信号をしきい値比較ユニット１７のしきい値入力へと供給せしめ、 それによりしきい値信号を最小しきい値ユニット１８により供給される最小しき い値信号の値より上に有効に上昇させる。タイミングユニット２１のタイミング サイクルが終了すると、この上昇されたしきい値信号はしきい値入力から除去さ れ、しきい値比較ユニットドアの出力を低に向わせる。

制御論理ユニット２゛２は１つの入力がしきい値比較ユニット１７の出力と接続 され、１つの入力が制御信号入力２３を経て制御信号を受けるように接続された ＡＮＤゲートより構成することができる。ＡＮＤゲートの出力はソレノイド駆動 ユニット１３を駆動するように接続されている。

制御論理ユニット２２はこのような構成によって、制御信号としきい値比較ユニ ット１７からの高出力信号との双方が存在する場合だけソレノイド駆動ユニット １３に使用可第３図を参照すると、しきい値比較ユニット１７のしきい値入力に 供給されるしきい値信号が第３図すに示しである。しきい値信号の初期レベルは 、最大しきい値ユニット１９にて確立された最大レベルである。タイミングユニ ット２１により供給される後続の上昇されたしきい値信号は、所望であるなら高 レベルまたはそれ以上のレベルでもよいが、必ずしも高い必要はない。留意すべ きは、しきい値レベルは決してゼロまで降下せず、最小しきい値ユニット１８に より確立された最小しきい値レベル以上のレベルを保つことである。

しきい値比較ユニット１７の出力状態は第３図Ｃに示されている。制御信号人力 ２３に供給される制御信号は第３図ｄに示しである。その結果生じるソレノイド １１を導通する電流のレベルは第３図ａに示されており、この図では、電流が最 初にピーク（Ｉｍａｘ）に達し、次に最小値（Ｉｍｉｏ）に降下し前者のレベル は最大しきい値ユニット１９により、また後者のレベルは最小しきい値ユニット １８により確立されることが理解できる。それに続く電流の上昇はタイミングユ ニット２１により確立される継続時間（Ｔ１）に関して均一である。

本実施例を使用することによって、ソレノイドを流れる電流は常時、少なくとも 最低レベルに保たれ、かつ時間は図示した波形の形成を保証する上で重要な役割 を果たす。

さて第４図を参照すると、別の実施例が符号４０で総称して示しである。この実 施例４０は第１の実施例１０に関して上述した構成要素を全て保持してあり、同 様の構成要素は同様の数字符号で呼称される。ざらに、第２の実施例４０は第２ タイミングユニツト４１を含む。第５図を参照すると、第２タイミングユニツト ４１は第２単安定ワンシヨツト４２と抵抗４３とにより構成することができる。

単安定４２へのトリガ入力は制御信号入力２３を経て制御信号を受けるように接 続されている。単安定４２のＱ出力は抵抗４３を経てしきい値比較ユニット１７ のしきい値入力へと接続されている。このような構成により、第２タイミングユ ニツト４１は制御サイクルの最初の段階中に上昇されたしきい値信号をしきい値 比較ユニット１７に供給する。

この上昇された信号は、第２単安定４２がそのタイミングサイクルを終了するま で保持される。

第６図を参照すると、しきい値比較ユニット１７に供給されるしきい値信号レベ ルが第６図すに示しである。最初のしきい値レベルは最大レベルであり、第２タ イミングユニツト４１と連携して最大しきい値ユニット１９により供給されるし きい値信号と一致する。ソレノイドを導通する電流がそのピーク（Ｉ　）に達す ると（第６図ａ参照）、１１ａＸ しきい値は第２タイミングユニツト４１により確立される最小ピークしきい値に 降下する。電流が最小ピークレベル（Ｉ　・）（第６図ａを参照）に減衰すると 、しきい値化ｍＩｎ 酸ユニット１７は高レベル信号を供給して電流を再度オンに切換え、かつ同時に 第１タイミングユニツト２１をトリガして、第１タイミングユニツト２１のタイ ミングサイクルの継続期間中、しきい値比較ユニット１７に上昇されたしきい値 信号を供給せしめる。このプロセスは第２タイミングユニツト４１のタイミング サイクル（Ｔ２）が終了するまで継続する。（これに引続いて、制御サイクルの 保持電流位相に関する第２の実施例４０の動作は第１の実施例１０に関して上述 した動作と基本的に同一である。）第２の実施例４０の動作を理解する１助とし て、第６図Ｃはしきい値比較ユニット１７の出力状態を示す波形図を有しており 、第６図ｄは第２タイミングユニツト４１の出力状態を示し、また第６図ａはソ レノイド１１を流れる電流の波形を示している。

この第２の実施例４０を用いるεとによって、最小電流レベルは再度保持され、 一方、時間は図示した波形の形成と保持を保証する上で重要な機能を果たす。

当業者には上述の実施例に関して多くの修正と変更が可能であることが了解され よう。かかる修正と変更は、請求の範囲がその機能に特定の限定性を含まない限 り、請求の範囲の枠内にあるものとみなされるものである。

）Ｎ 宅 ４０代理人　〒１０５ 手続補正書（０社 昭和６２年５月２０日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．制御信号を受けるための制御信号入力と、ソレノイドを導通する電流を指示 する電流検知信号を供給する電流検知手段と、電流が電源から前記ソレノイドヘ と導通することを選択的に可能にするソレノィド駆動手段と、少なくとも１つの しきい値信号と前記電流検知信号とを比較し、かつそれに応じて前記ソレノイド 駆動手段を制御する出力信号を供給するしきい値比較手段とを有するソレノイド 駆動器制御回路において、 ａ）前記しきい値比較手段に最小しきい値を供給する最小しきい値手段と、 ｂ）前記制御信号の開始時に前記しきい値比較手段に最初に最大しきい値を供給 し、かつ前記しきい値比較手段に応答して、前記ソレノイドを導通する前記電流 が予め選択されたピーク電流と少なくとも等しくなるまで前記しきい値比較手段 に前記最大しきい値を供給するための最大しきい値手段と、 ｃ）前記しきい値比較手段に応答して、前記ソレノイドを導通する前記電流が前 記予め選択されたピーク電流と少なくとも等しくなった後の所定期間だけ前記し きい値比較手段が前記ソレノイド駆動手段に前記出力信号を供給するようにさせ て、前記所定の期間中、前記電源から前記ソレノイドへ電流が流れるようにさせ るタイミング手段と、を備えることを特徴とするソレノイド駆動器制御回路。
2. ２．前記タイミング手段は前記所定の期間中前記しきい値比較手段にタイミング 継続期間のしきい値を供給する請求の範囲第１項に記載のソレノイド駆動器制御 回路。
3. ３．前記しきい値比較手段からの前記出力信号は前記所定の期間中であっても、 前記ソレノイドを導通する電流が前記タイミング継続期間しきい値を超える電流 検知信号を供給した場合には停止する請求の範囲第２項に記載のソレノイド駆動 器制御回路。
4. ４．前記ソレノイド駆動手段と前記しきい値比較手段との間に作動的に接続され 、前記しきい値比較手段が前記ソレノイド駆動手段を作動可能な時点を制御する 制御論理手段をさらに含む請求の範囲第１項に記載のソレノイド駆動器制御回路 。
5. ５．前記制御論理手段は前記制御信号の存在により使用可能になる請求の範囲第 ４項に記載のソレノイド駆動器制御回路。
6. ６．ソレノイドを導通する電流を指示する電流検知信号を供給する電流検知手段 と、電源から電流が前記ソレノイドへ導通することを選択的に可能にするための ソレノイド駆動手段と、少なくとも１つのしきい値信号と前記電流検知信号とを 比較し、かつそれに応じて前記ソレノイド駆動手段を制御する出力信号を供給す るしきい値比較手段とを有するソレノイド駆動器制御回路において、ａ）前記し きい値比較手段に最小しきい値を供給する最小しきい値手段と、 ｂ）前記しきい値比較手段に最初に最大しきい値を供給し、かつ前記しきい値比 較手段に応答して、前記ソレノイドを導通する前記電流が予め選択されたピーク 電流レベルと少なくとも等しくなるまで前記しきい値比較手段に前記最大しきい 値を供給する最大しきい値手段と、ｃ）前記しきい値比較手段からの前記出力信 号に応答して、前記最大しきい値に引続く第１の期間だけ前記しきい値比較手段 に第１のタイミング継続期間しきい値を供給し、もって前記しきい値比較手段が 前記第１の期間だけ前記出力信号を供給するようにさせる第１のタイミング手段 と、 ｄ）第２の期間だけ前記しきい値比較手段に第２のタイミング継続期間しきい値 を供給するための第２のタイミング手段と、 を備えることを特徴とするソレノイド駆動器制御回路。
7. ７．前記第１のタイミング手段は第１のワンシヨットマルチバイブレータを具備 し、その出力は前記しきい値比較手段用のしきい値入力に選択的にバイアスをか け、かつ前記第２のタイミング手段は第２のワンショットマルチバイブレータを 具備し、その出力は前記しきい値比較手段用のしきい値入力に選択的にバイアス をかける請求の範囲第６項に記載のソレノイド駆動器制御回路。
8. ８．前記ソレノイド駆動器制御回路はさらに、制御信号を受けるための制御信号 入力を含み、かつ前記第１と第２のワンショットはそれぞれトリガ入力を含み、 前記第１のワンショット用の前記トリガ入力は前記しきい値比較手段からの前記 出力信号を受けるように接続され、かつ前記第２のワンショット用の前記トリガ 入力は前記制御信号を作動的に受けるように接続されている請求の範囲第７項に 記載のソレノイド駆動器制御回路。