JPS6270644A - 燃料噴射弁の駆動装置 - Google Patents

燃料噴射弁の駆動装置

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JPS6270644A
JPS6270644A JP20975085A JP20975085A JPS6270644A JP S6270644 A JPS6270644 A JP S6270644A JP 20975085 A JP20975085 A JP 20975085A JP 20975085 A JP20975085 A JP 20975085A JP S6270644 A JPS6270644 A JP S6270644A
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JP
Japan
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time width
fuel injection
valve
injection valve
driving
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JP20975085A
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English (en)
Inventor
Masakazu Ninomiya
正和 二宮
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンに燃料を噴射供給する電磁的に作動さ
れる燃料噴射弁の駆動装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、例えば自動車用エンジンにおいて、燃料供給
量を吸入空気量やエンジン回転数に応じて決定し、吸気
管集合部や各吸気ポートに設置した燃料噴射弁から噴射
供給する電子制御式燃料噴射システムが実用化されてい
る。上述のように燃料噴射弁の噴射量は吸入空気量やエ
ンジン回転数に応じて決定されるのであるが、具体的に
は吸入空気量やエンジン回転数から設定される燃料噴射
時間幅に対応したパルス幅を有する駆動パルスにより燃
料噴射弁の駆動コイルへの通電時間を制御することで、
所定時間だけ燃料噴射弁が開弁され、所望量の燃料が噴
射されるものである。
そして上記燃料噴射弁においては、アイドリング時の小
流量から高出力時の大流量までの噴射量を制御すること
で、応答性ならびに短いパルス幅から長いパルス幅まで
の正確な14 ffi性が必要とされている。
ところが近年のエンジンの高性能化に伴い、燃料のfi
Ht範囲の拡大化が要求されてきており、この要求に答
えるべく、特開昭55−93957号公報においては燃
料噴射弁の応答を速めるために、駆動パルスよりも早い
時期に弁体を吸引しない程度の予備電圧を印加する構成
が示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら燃料噴射弁の作動特性において、調量範囲
の拡大化を妨げる大きな要因として、従来より開閉弁時
に生じるバウンスが知られている。
以下に上記バウンスについて説明する。
第4図に示すのは周知のニードル弁タイプの電磁式燃料
噴射弁であって、図示しないトランジスタ等のスイッチ
ング素子に対して第6図ta+に示ずような駆動パルス
が供給されると、駆動パルスの4Iレヘルに対応して駆
動コイル101に対して第6図(b)に示すようなパル
ス状の電圧が印加され、この電圧印加により固定鉄心1
02と可動コア103との間に電磁的な吸引力が発生し
、第6図(C1に示すごとく、ニードル弁104は、電
圧印加開始から時間T0 (約1.5 ms)経過後に
約60μmリフトして全開状態となるのであるが、ニー
ドル弁104と一体に設けられたストッパ105がスペ
ーサ106に衝突するために、ニードル弁104は数回
のバウンスを繰返した後に安定する。さらに駆動パルス
がLレベルに変化すると、駆動コイル101への電圧印
加は切られて、ニードル弁104は時間Tc (約1m
5)経過後に全開位置に達するのであるが、この際もニ
ードル弁104の先端がバルブ107の先端の弁座部1
08に衝突するために、ニードル弁104は数回のバウ
ンスを繰返した後に全閉位置、つまりニードル弁104
先端が弁座部108に着座した状態に安定する。
そして、実際に燃料噴射弁をエンジンに装着して使用す
る場合は、上記の駆動パルスをエンジン回転に同期させ
て、燃料噴射弁を繰返し開閉させるものであり、例えば
lQma周期(1001(z)の駆動パルスにより噴射
弁を制御した場合でのパルス幅と開弁作動1回当りの燃
料噴射量の実験的に得られる特性は第7図のように得ら
れる。第7図においては、2 l113から8msまで
は直線性が得られ調量性が6育保されているが、2is
以下ならびに3 ms以上のパルス幅になると噴射量に
うねりの現象が現れ、2is以下ならびに8fflS以
上となると調量精度が極めて悪化することになる。これ
は上述したバウンスによるものであって、特にパルス幅
が短い時のうねりはバウンスが生じている間に駆動パル
スがLレベルに変わり、ニードル弁104が安定しない
状態から閉弁動作に入るためである。
以上のことから上記特開昭55−93957号公tl!
に示されるような構成では、開弁時の弁体の開弁速度が
従来より速くなるため、開弁時に弁体が受ける衝突の力
が強くなり、弁体のバウンスもより大きくなり、パルス
幅が短い時の噴射量特性のうねりか大きくなって正確な
燃料調量が不可能となるという問題点がある。
従って本発明の目的は、上記問題点に鑑み、燃料噴射弁
の開閉弁時に発生するバウンスのうち、開弁時のバウン
スの発生が制御可能であって、正6′αな調量性が保証
される調量範囲を拡大化が可能な燃料噴射弁の駆動装置
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明においては、第1
0図に示すような 駆動コイル及びこの駆動コイルにより、電磁的に駆動さ
れる弁体を備えた燃料噴射弁と、エンジンの作動状態に
基づいて燃料噴射時間幅を設定する燃キミ)噴射時間幅
設定手段と、前記燃料噴射時間幅設定手段にて設定され
た燃料噴射時間幅を前記燃料噴射弁の弁体を開弁駆動さ
せるための第1の時間幅と、弁体の開弁速度を弱めるた
めの第2の時間幅と、弁体を全開状態に保持するための
第3の時間幅とに分割設定する分割設定手段と、 前記分割設定手段にて設定された第1の時間幅と第3の
時間幅に応じて駆動パルスを前記第2の時間幅を介在さ
せた状態で設定する駆動パルス設定手段と、 前記駆動パルス設定手段により設定された駆動パルスに
より前記燃料噴射弁の駆動コイルへの通電を制御する通
電制御手段と を有することを特徴とする燃料噴射弁の駆動装置として
いる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第1図において、1は第3図に示した従来周知の電磁式
燃料噴射弁を概略的に示したものであり、駆動コイル1
01及び弁体104等を備えている。
2はエンジン回転数を検出する回転数センサ、3はエン
ジンへの吸入空気量を測定するエアフロメータ、4は制
’<’JUユニット、5はスーイノチング素子をなすパ
ワートランジスタであり、このパワートランジスタ5は
制御ユニット4からの駆動パルスに応して燃料噴射弁l
の駆動コイル101への通電側<’inを行なう。
上記制御ユニット4は第2図に示すように、演算部41
、記憶部42、入力部43、出力部44等から構成され
ており、演算部41はエンジンの作動状態に応じた制御
を実行するためのデータ等をプログラムに従って演算を
実行し、記憶部42では、演算部41で使用されるプロ
グラムやその他各種のデータ等を記憶しており、入力部
43では回転数センサ2、エアフロメーク3等の信号を
A/D変換等を実行して記憶部42へと送り、また出力
部44では記憶部42内に記憶設定された制御用データ
を用いて予め定められた所定タイミング毎に制御用信号
を出力するという各機能を有している。
上記構成において、回転数センサ2、エアフロメータ3
からの信号は制御ユニット4の入力部43へと送られ、
人力部43にてA/D変換された後、記憶部42へと送
られ、記憶部42内にて格納される。演算部41では所
定タイミング毎に燃料噴射弁1の駆動を制御するための
演算が第3図のフローチャートに示されるようなプログ
ラムに従って実行される。まずステップ301にて記憶
部42に格納されている回転数N、および吸入空気量Q
を取り込み、ステップ302にて基本噴射時間幅Tmを
次式を用いて算出する。
To ”’に+ X (Q/N)    k、:定数ス
テップ303ではステップ302で求められた基本噴射
時間幅T、に対して図示しない各種センサから得られた
検出信号に応して設定された補正係数に2により補正を
行って、燃料噴射時間幅Tを求める。ステップ304で
は記jlJ部42に予め記憶設定されている燃料噴射弁
1の弁体104が駆動コイル101に対して1111電
が実行されることで、この弁体104が全閉位置から駆
動されて全開位置に達するために必要とされる吸引力を
発生させるための開弁用の駆動パルスの時間幅T+とこ
の弁体104が全開位置に達する際の開弁速度を弱める
ための駆動コイル101に対して通電を行わない休止期
間の時間幅T2との加算値(T ++’Fz)によりス
テップ303で求められた燃料噴射時間幅Tを減算して
弁体104を全開位置に保持するための駆動パルスの時
間幅T3を求め、ステップ305では燃料噴射時間幅T
、及び全開位置保持用の駆動パルスの時間幅T3を記憶
部42に格納して、本ルーチンを終了する なお、上記開弁用の駆動パルスの時間幅T1、及び休止
期間の時間幅T2は燃料■射弁1の形態により略−人的
に決定されるものであり、上述の如く時間幅T、、T、
は予め記憶部42に記憶設定されている。また上記休止
期間の時間幅T2は弁体104が全閉方向に戻らず、か
つ開弁位置に達した際のバウンスが無くなるような時間
幅(例えば200μs程度)に設定される。
上述のプログラムに従って設定された各時間幅T、、T
2.T、に応じて、第5図(alに示すように時間幅T
1を有する開弁用の駆動パルスと時間幅T3を有する全
開位置保持用の駆動パルスとが時間幅T2を有する休止
期間を介在させて出力部44からエンジン回転に同期し
たタイミングでパワートランジスタ5のベースに供給さ
れて、パワートランジスタ5により燃料噴射弁1の駆動
コイル101に対して第5図(b)に示すような電圧十
B(約12V)が印加される。
燃料噴射弁lは駆動コイル101への第5図(blに示
すような電圧印加に応じて、第5図IC)に示す如く作
動する。つまり、時間幅T1を有する開弁用の駆動パル
スにより弁体104は全開方向に吸引駆動されるが、全
開位置に達する直前に時間幅T2を有する休止期間によ
り駆動コイル101に対する通電が一時的に遮断される
ために駆動コイル101による弁体104に対する吸引
力が無くなり、弁体104は開弁用の駆動パルスによる
吸引力による慣性作用により全開方向に移動するが、全
閉方向に押圧するスプリングによるスプリング力により
弁体104の開弁速度が弱められ、開弁速度が略零の状
態で弁体104は開弁用の駆動パルスが立止ってから時
間T。経過後に全開位置に達する。そしてこの全開位置
に達した時に全開位置保持用の駆動パルスが駆動コイル
101に印加されるので全開位置に弁体104は保持さ
れるようになる。
従って、弁体104が駆動コイル101への通電により
全開方向に駆動されるが、時間幅T2を有する休止期間
により開弁速度が略零となった状態で全開位置に達する
ので、弁体104の全開位置を規制するストッパ部分に
衝突する際の衝突力は充分に弱められて、開弁時のバウ
ンズは充分に抑制される。
次に全開位置保持用の駆動パルスが無くなり、駆動コイ
ル101への電圧の印加がなくなると、弁体104は全
閉方向にスプリングにより押戻され、駆動パルス消滅後
、時間Tc経過後に全閉位置に達する。
第8図に示すのは、第5図(a)に示す上述の駆動パル
スを10m3問期(10011z)でパワートランジス
タ50ベースに供給して燃料噴射弁1への通電を制御し
た場合の開弁用駆動パルスの立上りから全閉位置保持用
駆動パルスの立下りまでの全時間幅(燃料噴射時間幅T
)と開弁作動1回当りの燃料噴射量の実験的に得られた
特性を示したもので、約1.5msから約81113ま
で直線性が保持され、調量性が確保されており、第6図
(alに示すような従来の駆動パルスにより制御した場
合に比べて、全時間幅の短い側でのうねりの程度が無く
なっており、約0.5 msはど直線性の得られる範囲
が拡大しており、燃料の調量範囲が拡大化できているこ
とが解かる。
上述したように、本実施例によれば、燃料噴射時間幅T
を開弁用駆動パルスの時間幅T、と駆動コイル101へ
の通電を一時的に遮断する休止期の時間幅T2と全開位
置保持用駆動パルスT、とに分割し、開弁用駆動パルス
と全開位置保持用駆動パルスとの間に休止期間を設定し
て駆動コイル101への通電を制御することで、開弁時
のバウンズが抑制されて、全時間幅に対する噴射量特性
が第8図に示すように全時間幅の短い側での直線性の得
られる範囲を広げることができ、811 ffl範囲が
拡大化できるようになる。
また、ニードル弁の開弁時の作動速度を抑えているので
、燃料噴射弁の作動音を抑制させること、ならびに、ニ
ードル弁の作動回数に対する耐久性を向上させることも
できるという効果も有する。
なお、上記実施例では制御ユニット4からの開弁用駆動
パルスと全開位置保持用駆動パルスとの双方を同一のパ
ワートランジスタ5のベースに与えていたが、第9図に
示す如く開弁用駆動パルスをパワートランジスタ5aに
、また全開位置保持用駆動パルスをパワートランジスタ
5bに与えるよう構成してもかまわない。
また休止期間はエンジンの作動状態に応じて設定するよ
うにしてもかまわない。例えば燃料噴射時間幅が短くな
る無負荷時あるいは低負荷時に設定するようにしてもか
まわない。
また上記実施例ではエンジン回転数と吸入空気量とから
燃料噴射時間幅Tを設定する構成としたが・吸入管圧や
スロットル弁開度から燃料噴射時間幅Tを設定するよう
構成してもよい。
上記実施例では燃料噴射弁1としてニードル弁タイプの
ものを示したが、他の形態の燃料噴射弁、例えばボール
弁タイプのものであってもかまわない。
〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、 駆動コイル及びこの駆動コイルにより、電磁的に駆動さ
れる弁体を備えた燃料噴射弁と、エンジンの作動状態に
基づいて燃料噴射時間幅を設定する燃料噴射時間幅設定
手段と、前記燃料噴射時間幅設定手段にて設定された燃
料噴射時間幅を前記燃料噴射弁の弁体を開弁駆動させる
ための第1の時間幅と、弁体の開弁速度を弱めるための
第2の時間幅と、弁体を全開状態に保持するための第3
の時間幅とに分割設定する分割設定手段と、 前記分割設定手段にて設定された第1の時間幅と第3の
時間幅に応じて駆動パルスを前記第2の時間幅を介在さ
せた状態で設定する駆動パルス設定手段と、 前記駆動パルス設定手段により設定された駆動パルスに
より前記燃料噴射弁の駆動コイルへの通電を制御する通
電制御手段と を有することを特徴とする燃料噴射弁の駆動装置とした
ことから、 弁体の開弁時の全開位置に達した時の全開位置を規制す
る部材間の衝突の力が弱められ、弁体のバウンズが抑制
されるので、燃料噴射時間幅の短い側での噴射量特性の
直線性の得られる範囲を広げることができ、この結果、
正確な調量性が保証される燃料噴射量の調量範囲が拡大
化できるようになるという優れた効果を有すると共に、
燃料噴射弁の作動音を抑制させること、ならびに耐久性
を向上させることが可能となるという優れた効果もある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の燃料噴射弁の駆動装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第2図は第1図図示の制御ユニッ
トの構成を示すブロック図、第3図は第2図の演算部に
て実行される燃料噴射制御のプログラムのフローチャー
ト、第4図は燃料噴射弁の構成を示す断面図、第5図は
第1図構成にける実施例の作動タイムチャート、第6図
は従来の燃料噴射弁の駆動装置による作動タイムチャー
ト、第7図及び第8図は、駆動パルスの全時間幅(パル
ス幅)に対する開弁作動1回当りの燃料噴射量の実験的
に得られた特性を示す特性図、第9図は他の実施例を示
すブロック図、第10図は本発明の構成を示すブロック
図である。 ■・・・燃料噴射弁、2・・・回転数センサ、3・・・
エアフロメータ、4・・・制?II+ユニット、5・・
・パワートランジスタ、101・・・駆動コイル、10
4・・・弁体。 第1図 第2図 第5図 八aILX 中1k  (”) 第7図 第8図 第 9 図 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  駆動コイル及びこの駆動コイルにより、電磁的に駆動
    される弁体を備えた燃料噴射弁と、 エンジンの作動状態に基づいて燃料噴射時間幅を設定す
    る燃料噴射時間幅設定手段と、 前記燃料噴射時間幅設定手段にて設定された燃料噴射時
    間幅を前記燃料噴射弁の弁体を開弁駆動させるための第
    1の時間幅と、弁体の開弁速度を弱めるための第2の時
    間幅と、弁体を全開状態に保持するための第3の時間幅
    とに分割設定する分割設定手段と、 前記分割設定手段にて設定された第1の時間幅と第3の
    時間幅に応じて駆動パルスを前記第2の時間幅を介在さ
    せた状態で設定する駆動パルス設定手段と、 前記駆動パルス設定手段により設定された駆動パルスに
    より前記燃料噴射弁の駆動コイルへの通電を制御する通
    電制御手段と を有することを特徴とする燃料噴射弁の駆動装置。
JP20975085A 1985-09-20 1985-09-20 燃料噴射弁の駆動装置 Pending JPS6270644A (ja)

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