JPH02501080A - 燃料噴射器用低電圧供給制御装置 - 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】 燃料噴射器用低電圧供給制御装置 発明の分野 本発明は電子燃料噴射装置で使用の電気回路に関し、特に、燃料噴射器の低電圧 励磁を制御する電子装置に関する。

発明の背景 燃料噴射式ガソリンエンジンの冷態始動はいつも燃料噴射装置の設計者を入着心 配させてきた。その主な理由は、冷態始動シーケンスのとき、バッテリ電圧がし ばしば低くなり、したがって噴射器を動作させるに必要な電力が得られないこと である。これを考慮して、多くの洗練されかつ複雑な駆動回路が開発されている 。

この問題を解決するため、多くの燃料噴射装置は吸気マニホルドの上流側に置か れる特別な燃料噴射器を使用して所定の期間余分な燃料を噴射するようにしてい る。他の解決方法は修正長さを各燃料噴射パルスに加えて計算されたとおりにす る方法である。これは通常長いパルスを一層長くしてしまい、成る状況ではパル スがオーバラップすることもある。今だに他の方法は、エンジンが冷えている間 は燃料パルスを付加することが行われている。米国特許第４，０９６，８３１号 明細書「周波数変調式燃料噴射装置」参照。他の方法では、低インピーダンスの 噴射器コイル及び特殊なピーク・ホールド電流駆動回路を使用している。噴射器 がグループとしてではなくシーケンスで励磁されているこれらの応用では、各噴 射器位置にそのような特殊な回路が１つ必要となるのである。

本発明の第１の利点は低電圧条件のときに燃料噴射器駆動回路へ供給される電圧 を選択的に制御することである。本発明の更なる利点は燃料噴射器及び燃料噴射 器駆動回路の動作を制御するのに必要な素子数が減ることによって大幅なコスト の節約を果たせることである。この装置の更なる利点は噴射器駆動回路ないし基 本切換回路を簡単にしかつ複雑なピーク・ホールド電流回路の必要性を排除する ことである。この装置の他の利点は高インピーダンス噴射器コイルを利用するこ とであり、これによって全燃料噴射装置の電力消費を減らせるのである。

発明の要約 電源及び少なくとも１つの電子燃料噴射器を有する燃料噴射装置における燃料噴 射器用低電圧供給制御装置。電子制御ユニット又は他の手段は少なくとも１つの 電磁燃料噴射器の動作時間を計算し、適切な量の燃料をエンジンに供給する。動 作時間を計算するため、その手段が電源の大きさに応答してパルス幅動作信号を 発生し、噴射器駆動手段に供給して電子燃料噴射器を励磁する。他の手段は電源 の大きさを所定値と比較し、電源の大きさが所定値より小の時に制御信号を発生 し、この制御信号を電圧供給手段に供給する。電圧供給手段は制御信号に応答し て噴射器駆動手段への電源の大きさを実質的に２倍にする。

本発明の他の多くの趣旨及び目的は図面を参照した後述の記載から明らかになる であろう。

図面の簡単な説明 唯一の図面は本発明の電子回路の回路図である。

好適な実施例の詳細な説明 図面には、自動車用の燃料噴射装置において見ることができるような燃料噴射器 １２用の低電圧供給制御装置１０が略示的に示されている。特に、この装置は火 花点火式ガソリン内燃機関に使用することができる。

全体の装置は電子制御ユニット１４、制御論理１６、電圧供給制御回路１８、及 び噴射器駆動制御器２０を包含している。電子制御ユニット又はＥＣｔｌ　１４ は燃料噴射装置の心臓部であり、各種入力エンジン動作条件に応答して燃料噴射 の時間及び量を計算するよう・機能するマイクロプロセッサベースの制御ユニッ トを含んでいる。

そのような入力エンジン動作条件は冷却剤又はエンジン温度、エンジン速度、電 圧供給レベル、及び他の多くのエンジン動作条件である。

本実施例の制御論理１６はＥＣＵ　１４から電圧供給制御回路１８までの直接接 続と同じ位に簡単にして電圧供給制御回路の利用の上でより完全な制御にするこ とができる。噴射器駆動制御回路２０は燃料噴射器１２の連続動作用回路であっ て、単一の噴射器を有するシングルポイント燃料噴射方式用の回路、又は１つ又 は複数の噴射器がエンジンの与えられたシリンダへ燃料を供給する各種形式のマ ルチポイント燃料噴射方式用の回路とすることができる。このような噴射器駆動 回路の１つは米国特許第４，２３８，８１３号明細書「補償されたデュアル噴射 器ドライバー」の主題になっている。

本装置において、噴射器駆動制御回路２０は、噴射器１２を動作させようとする 時これにバッテリ電圧２２を接続する基本的な電子スイッチのように簡単なもの とすることができる。

本装置で使用されているような噴射器１２の噴射器コイルは高インピーダンスコ イルである。好適な実施例では、コイルは銅線の代わりに真ちゅう線で巻回され ており、この結果、同数のアンペア回数で高インピーダンスコイルが維持される 。銅線コイルの代表的なインピーダンス値は２〜３オームであり、・真ちゅう線 のコイルでは１５オームの範囲内にある。

図示のような電圧供給制御回路１８は入力トランジスタ段２４と、パワートラン ジスタ段２６と、結合ダイオード段２８とを有している。入力トランジスタ段２ ４はトランジスタ３２のベースのリードに接続された入力抵抗３０を有している 。好適な実施例では、トランジスタ３２はそのコレクタを電源２２に接続する２ 個の直列接続の抵抗３４．３６によってエミッタ接地構成に接続されたＮＰＮト ランジスタである。

分圧器を成す２個の抵抗の接続部３８には、パワートランジスタ段のパワートラ ンジスタ４０のベースのリードが接続されている。ＰＮＰ　）ランジスタである このパワートランジスタ４０のエミッタは電源２２に接続され、コレクタは他方 が接地されたコレクタ抵抗４４とコンデンサ４６との接続部４２に接続されてい る。

コンデンサ４６の他端は結合ダイオード段２８に接続されている。図示の結合ダ イオード段ではダイオード４８のアノードが電源２２に接続され、カソードがコ ンデンサ４６と噴射器駆動制御回路２０の入力線とに接続されている。結合ダイ オード段２８は噴射器駆動制御回路２０の出力リードに接続された噴射器１２を 動作させるためにその回路に必要な電圧及び電力を供給するよう動作する。一度 、噴射器１２が動作されると、コイルへの電力は減らされ、したがって電圧供給 制御回路１８はオフとなり、噴射器１２への電力は結合ダイオード２８を介して のみ供給される。

好適な実施例では、結合ダイオード４８はダイオード内の電力消費を減らすため ショットキーダイオードとしである。ショットキーダイオードは０．２〜０．３ ボルト程度の低い順方向電圧降下を有し、したがって、ダイオード４８の電力消 費は減らされる。電子燃料噴射装置全体の電力消費を考慮しないのであれば、普 通のダイオードを使用してよい。

コンデンサ４６は電圧供給制御回路１８の動作に必要な電荷量を扱うだけの大容 量のものである。回路構成は２個のコンデンサの間で電荷が移動する従来の倍電 圧回路ではない。コンデンサ４６で作られる電荷は噴射器コイルを励磁するだけ の電力を与えるのに十分なものである。パワートランジスタ段２８をオンにする 効果はパワートランジスタ４０のコレクタから電圧を移し、それを結合ダイオー ド４８のカソードにおける電圧に加えることである。これにより結合ダイオード ４８は逆バイアスされ、噴射器コイルの電力は結合ダイオード４８が順バイアス となるまでコンデンサ４６から供給される。

次いで、パワートランジスタ４０はオフとなり、コンデンサ４６はダイオード及 びパワートランジスタ４０のコレクタ抵抗４４を介して再充電される。

動　作 燃料噴射器用低電圧供給制御装置の基本目的は噴射器駆動制御回路２０に十分な 電圧レベルを与えて低電圧及び／又は低エンジン速度の影響を最小にすることで ある。加えて、低電圧供給制御装置は、電源の大きさが所定レベル以下となる時 に動作するよう制御される知能装置とすることができる。

各種入力条件に応答してＥＣＵ　１４はエンジンを動作するに必要な燃料パルス 幅を計算する。そのとき、バッテリ電圧２２のレベルが決められ、これによって パルス幅が計算される。バッテリ電圧２２が所定レベルより低いとき、制御信号 ５０が発生されて低電圧供給制御装置１０が起動する。この制御信号は又、ＥＣ Ｕ　１４にバッテリ電圧２２より十分に高い電圧レベルを計算させる。代表的に は、この新しいレベルは制御信号５０が発生された時の感知レベルの約２倍であ る。

この制御信号５０は入力トランジスタ３２０ベースに供給されて、パワートラン ジスタ４０をオンにし、コンデンサ４６を放電させる。コンデンサ４６を放電さ せることにより、コンデンサ４６及び結合ダイオード４８の接続部５２の電圧が パワートランジスタ４０の小さな電圧降下分だけ少ない実質的にバッテリ電源２ ２の値分、増加させられる。

制御信号５０は、入力トランジスタ３２をオンにし、所定時間後にパワートラン ジスタをオフにするためにＥＣＵ　１４からのパルス幅信号の開始時に始まるタ イミングのとれたパルス信号である。その時間は噴射器コイルの時定数の４倍程 度である。ダイオード４８及びコレクタ抵抗４４はコンデンサ４６を電源２２ま で再充電するためコンデンサ４６に電流を供給する。

以下の表は、「本装置」で示した低電圧供給制御装置を使った高“インピーダン ス噴射器の開放時間の例を比較により示している。

バッヵ、　噴射器の開放時間 型　圧　通　常　本装置 （Ｖ）　（ミリ秒）　（ミリ秒） ５．０　’１．８＊　２．５ ？、５　２，８５　１．３５ ８．０　２．５５　１．２５ ＊　この時間は不安定 この試験は２５０　ＲＰＭの模擬エンジン速度で行った。

制御信号のパルスの長さは２．０ミリ秒であった。

このように高インピーダンス燃料噴射器コイル及び簡略化された噴射器駆動回路 ２０の使用を可能にする燃料噴射器１２用の低電圧供給制御装置１０について述 べた。

このような制御装置１０は各噴射器１２が独立して制御される多気筒エンジン用 のシーケンシャルマルチポイント燃料噴射装置において有用である。このような 装置において、制御信号５０は噴射器が励磁されるべき時及びバッテリ電圧が低 くなる時ごとに発生される。これは、エンジン始動時、又はバッテリ電圧が低い 時にエンジンが動作中である時がそうである。

もちろん、本発明の上述の実施例において本発明の範囲を逸脱することなく幾多 の変化変形を成すことができる。したがって、その範囲は請求の範囲の範囲によ ってのみ制限されるべきものである。

ＦＩＧ、１ 国際調査報告 国際調査報告 ＵＳ　８７０２６４０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電源（２２）と、 少なくとも１つの電磁燃料噴射器（１２）と、前記少なくとも１つの電磁燃料噴 射器の動作時間を計算するものであって前記電源の大きさに応答してパルス幅動 作信号を発生する手段（１４）と、パルス幅動作信号に応答して前記少なくとも １つの電磁燃料噴射器を励磁する噴射器駆動手段（２０）と、前記電源の大きさ と所定の大きさの値とを比較して電源の大きさが所定の大きさの値より小さい時 制御信号（５０）を発生する手段（１６）と、前記制御信号に応答して前記噴射 器駆動手段への前記電源の大きさを実質的に２倍にする電圧供給手段（１８）と を備えた、燃料噴射装置における燃料噴射器（１２）用低電圧供給制御装置（１ ０）。 ２　請求項１記載の装置において、噴射器駆動手段は電源を少なくとも１つの電 磁噴射器に接続する電子スイッチである、燃料噴射装置における燃料噴射器（１ ２）用低電圧供給制御装置（１０）。 ３　請求項１記載の装置において、少なくとも１つの電磁噴射器は真ちゅう線で 巻回された電磁噴射器コイルを有する高インピーダンス噴射器である、燃料噴射 装置における燃料噴射器（１２）用低電圧供給制御装置（１０）。 ４　請求項１記載の装置において、電圧供給手段は入力論理段、パワー段、コン デンサ、及び噴射器駆動手段を電源に接続する結合ダイオードを包含している、 燃料噴射装置における燃料噴射器（１２）用低電圧供給制御装置（１０）。 ５　請求項４記載の装置において、パワー段はコンデンサを電源まで充電するよ う動作し、制御信号に応答して噴射器駆動手段への前記電源の大きさを実質的に ２倍にするよう動作する、燃料噴射装置における燃料噴射器（１２）用低電圧供 給制御装置（１０）。 ６　請求項４記載の装置において、結合ダイオードは順方向電圧降下の小さい素 子である、燃料噴射装置における燃料噴射器（１２）用低電圧供給制御装置（１ ０）。