JPS592778B2 - 電気制御燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各々少なくとも１つの電磁的に作動される噴射
弁が設けられた複数のシリンダを有しており、さらに噴
射弁の電磁巻線に直列に接続された電気的電力スイッチ
とこの電力スイッチを制御するトランジスタ切換装置と
を有しており、前記トランジスタ切換装置は、点火装置
に接続されだトリガ段によってクランク軸回転に同期し
て接続され、さらに各噴射量を決定する、内燃機関の少
なくとも１つの動作パラメータに依存する期間中、前記
トランジスタ切換装置は作動接続状態に保持され、点火
装置を具備する内燃機関用の電気制御燃料噴射装置に関
する。

従来公知のこの種の電気制御ガソリン噴射装置の場合、
噴射過程のトリガのために点火コイルの１次巻線に発生
する電圧が利用される。

この種の電圧を回転数情報に関連させることもできる。

一般に内燃機関の作動のために使用する市販の点火装置
の場合、通常１次電流は機械的断続器を用いずに、トラ
ンジスタで切換られる。

さらに機械的断続器の代りにサイリスクないしトランジ
スタ回路が用いられる。

さらにエネルギ蓄積器および適尚ナインダクタンスを用
いて点火電圧を発生する回路は公知である。

これら種々の点火系は種種の信号電圧を供給する。

この種の点火系の一部において、信号電圧は電池から供
給されるｉＥの給電電圧を越えず、それに対して他の点
火系は数白′ボルトの振幅を有するエネルギの大きい正
および負の信号電圧を供給することができる。

本発明の課題は６〜２０Ｖの電圧範囲および＝３ｃｆ〜
８ｆの温度範囲内で動作するトリガ回路を提供すること
にあり、このトリガ回路は公知の全点火系により制御さ
れ、この系により供給される信号電圧を処理することが
できる。

信号電圧が給電電圧よりも大きい点火系にのみ適するト
リガ回路は公知である。

他のトリガ回路において、給電電圧の零電位にほぼ等し
く、しかも給電電圧の変化に依存しないトリガ電圧が使
用される。

これらトリガ回路はたとえ入力電圧が一般に給電電圧に
よシ急激に変化し７たとしても、トリガ入力側の障害パ
ルス（例えば断続器接点のはね返りによる）や、給電電
圧供給線への障害パルス（例えば遮蔽が不充分なときの
スパークによる）に対して、また入力電圧の直流成分の
変動に対して影響を受は勺すい。

そのため動作範囲を極めて狭くせざるをえず、寸だトリ
ガ入力をその都度の点火系に頻繁に適合させる必要があ
る。

上述の課題は本発明によれば次のような構成を有する冒
頭に述べた形式の電気制御燃料噴射装置によって解決さ
れる。

即ち、トリガ段はトリガ電圧を決定する分圧器と、この
分圧器のタップにベースが接続された、２つのコレクタ
を備えたトランジスタとを有しており、該トランジスタ
はトリガ信号を伝達するように構成され且つ保護回路の
制御に用いらｔ１該保護回路は、過大な入力電流を逃し
て流れ得るようにトランジスタのエミッターコレクタ間
に並列接続されたスイッチング回路から成っており、該
スイッチング回路ハトリガ段が高エネルギ・−の入力信
号でもって制御されるときにスイッチング制御さたる。

この種のトリガ段はモノリシック集積回路ＩＣとして製
作するために最適である。

以下図示の実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

図示のガソリン噴射装置は電池一点火で作動される４気
筒−４行程−内燃機関１の作動のために使用され、また
主要構成部材として電磁的に作動される４つの噴射弁２
（分配器３から各供給管４を介して噴射すべき燃料が供
給される）、電動機によセ駆動される燃料−供給ポンプ
５、圧力調整器６（燃料圧力を２ゲージ圧へ一定保持す
る）ならびに電子制御装置とを有する。

この電子制御装置は各クランク軸回転の際内燃機関１の
点火装置から以下詳細に説明する方法でトリガされ、そ
の際噴射弁２に対して名矩形の電気開放パルスＪｖを供
給している。

開放パルスＪｖの図示の期間Ｔｖｉｉ噴射弁２の開放期
間を定め、従って開放状態中噴射弁２から供給される燃
料量を定めている。

噴射弁２の磁石巻線７は各減結合抵抗８に直列に接続さ
れ、他方で共通出力増幅段１０に接続され、この出力段
１０は少くとも１個の電力トランジスタ１１を有する。

電力トランジスタ１１のエミッターコレクタ区間は磁石
巻線７に直列に接続され、そのエミッタは接地され、図
示してない電池の負極に接続されている。

図示の外部点火で動作する混合圧縮内燃機関の場合、吸
入行程時に気筒へ供給される吸入空気量によって、後続
の動作行程中完全に燃焼される空気量を決定する。

内燃機関の良好な利用のために、作動行程後著るしい空
気過剰が存在しないようにしなければならない。

吸入空気量の測定のために、内燃機関の吸入管１２内の
アクセル１３て作動される絞り弁１４前方にせき止め板
１５が設けられている。

吸入空気量が多ければ多い程、せきＩＬめ板１５は図示
してない復帰はね力に抗して益々旋回するようになって
いる。

電気ポテンショメータ１７のタップ１６はせき止め板の
詳細に図示してない軸部に連結され、このタップにおい
てせき止め板１５の角度位置に依存する制御電圧が以下
詳細に説明する制御装置に対して供給されるようになっ
ている 制御装置はトリガ信号発生器として使用される点火装置
２０、トリガ段２１、分周段２２ならびに制御マルチバ
イブレータ２３と、この制御マルチバイブレータに接続
されたパルス延長段２４力らびに電圧補正段２５とを有
する。

この電圧補正段２５によって電池電圧の変動の際噴射弁
２のそれぞれの開放期間への影響を補償することができ
る。

匍］御マルチバイブレータ２３の出力側は匍］伺パルス
Ｊｏを供給し、そのパルス期間ＴＯはポテンショメータ
１７において調整される空気量依存の制御電圧および回
転数に依存して変化する。

これら制御パルスＪｏは後続のパルス−延長段２４にお
いて係数ｆだけ延長され、この係数は例えは絞り弁位置
に依存しておよび７寸たは図示してない始動発生器によ
る始動および遅れ始動−過剰伊給時および暖機運転相中
冷却水一温度に依存して変化する。

制御パルスＪｏに比例し且つパルス延長段２４の出力側
に発生するパルスＪｖの期間は電池電圧に依存する噴射
弁の吸引時間および復旧時間の補償のために所定値だけ
延長される、この所定値に電圧補正段２５によって得ら
れ、電池電圧が低下すれば低下するほど、この所定値は
益々大きくなる。

個々ノ開放パルスＪｖないしこれらと同時に開始する制
御パルスＪｏのトリガは内燃機関のクランク軸回転に同
期して行われる、何故なら詳細に図示してない点火分配
器の断続器カム３１と共働する断続器レバ３０がトリガ
信号発生器として使用されるからである。

信号の取出しは固定断続器接点３２で行われ、この接点
は第２図において３３で示す点火コイルの１次巻線に接
続されている。

第２図に示すＩＣ−集積回路に使用する回路図から明ら
かなように、トリガ段２１は入力端子Ｃ端子Ａとを有す
る。

端子Ａは共通圧線路３５に接続され、しかも破線で示す
導線３６を介して内燃機関用の図示してない電池への接
続のため使用される。

極性を誤って接続するのを防止のだめに、電池の図示し
てｌＩ／′−正端子と端子Ａとの間にダイオード３７が
設けられ、このダイオード後方に障害防止コンデンサ３
８が配置されている。

万一の障害電圧ピーク（電池に接続された他の電流負荷
により惹起せしめられる）は障害防止コンデンサ３８を
介してアースに導くことができる。

端子Ｂは接地され、図示し−Ｃない導線を介して電池の
負極に接続され、さらに共通負線路４０に接続されてい
る。

トリガ段２１は正線路３５と負線路４０との間に抵抗Ｒ
１、Ｒ２から成る分圧器を有する。

この分圧器のタップ４２にコレクタａ、ｂを有するスイ
ッチトランジスタＴ６のベースが接続されている２°ス
イツチトランジスタＴ６のエミッタは入力端子Ｃに接続
され、寸た上述の形式の点火装置において抵抗Ｒｖを弁
してトリガ信号Ｓか取出され、その際この前置抵抗を流
れるトリガ電流は５０〜６０ｍＡに制限される。

とのトリガ電流は接続点Ｐに流れ、ここにスイッチトラ
ンジスタＴ６のエミッタのほかに両トランジスタＴＩ
、Ｔ２のエミツ、夕も接続されている。

両ｌ・ランジスタＴＩ、Ｔ２は第３トランジスタＴ４と
共働して保護回路を形成する。

保護回路によって、ト、リガ信号Ｓの正値および負値の
際非常に大きな入力端子を取出すことができる。

集積回路においてスイッチトランジスタＴ６のコレクタ
ａ、ｂを簡単に製作できる。

コレクタ電流分配比は両コレクタの表面比によって決定
され、しかも低い入力信号電圧の際（例えば電１池電川
の上方Ｖ３の範囲内の信号電圧の際）トランジスタＴ６
のコレクタｂに流れるコレクタ電流成分ハ、出力端子り
に接続される後続の段、例えば分周段２２の制御のため
に十分である。

−’ｅ！／’１．１こ対しで上述の断続器コイル点火装
置と異なる点火系からトリガ信号を取出して処理しよう
とする場合（この点火系においては入力電圧が前述の電
圧値を大幅に越える）、１だトリガ段が既に応動した場
合、トランジスタＴ６のコレクタａに流れるコレクタ電
流成分が漏れ抵抗Ｒ４との共働において後続の制御トラ
ンジスタＴ４ 、ＴＩが入力端子Ｃを・流れる制御電流
の大部分をアースに流す程度に両トランジスタを作動す
る。

制御電流ヲトリガ段の電流消費の数倍にすることができ
る。

例えばコイル点火の場合トリガ信号を、正線路３５と負
線路４０との間に現れるトリガ段の固有の給電電圧より
も５０倍だけ高くすることができる。

これが保証されなければ、制御装置をモノリシック集積
回路技術で１つのチップで実現するものとするとトリガ
段とこれに後続する回路とに誤動作そ生せしめる電流と
か電位シフトを米たずこととなる。

点火装置で取出されたトリガ信号Ｓが急激に負の電圧値
に達すれば、半導体区間の・うち１つ、例えばトランジ
スタＴ６のエココツターベース区間カ降伏するという危
険を有する。

これを回避するために、端子Ｃの電位はトランジスタＴ
２のエミッターベース順方向電圧値だけ負線路４０の電
位よりも負となるように設定されている。

トリガ信号が負の電圧値をとれば、トランジスタＴ２は
導通状態となる。

その際ｌ・ランジスクＴ２のコレクタは飽和へ移行して
はならない。

飽和が集積回路の隣接素子に影響を与えるからである。

トランジスタＴ２のコレクタの飽和を回避するために、
コｌ／クタ（佳低抵抗に構成され、第３図に示すように
負線路４０に接続することもできる。

従って半導体内のトランジスタＴ２のコレクタに対して
比較的太＠な面積を必要とする。

トランジスタＴ２のコレクタにとって必要な面積を縮小
するために、トランジスタＴ２のコレクタは第２図にお
いて共通線路３５へ接続することができる。

第４図のトリガ段の実施例の場合、トランジスタＴ２ｕ
他のトランジスタＴＩによってダーリントン段を構成し
ている。

それによってトリガ信号の正値の場合トランジスタＴ２
のエミッターベース区間が降伏しないよう′に保証され
る。

従って第４図の回路において抵抗Ｒ６は両トランジスタ
Ｔ２．Ｔ７のコレクタ線に接続され、この抵抗Ｒ６はダ
ーリントン段を過負荷から防止している１トリガ段に対
するトリガ信号はトリガ信号をコイル点火装置において
断続器レバ３０で直接取出すようにした上述の実施例に
示したように、そこに高周波振動が発生した場合、種々
の危険が生じ従って誤ってトリガされることがある。

第４図のトリガ段２１の実施例の場合、トリガ電圧を定
める分圧比を切換可能に設定し、またトリガ段がヒステ
リシス特性を有するようにし、その結果トリガ電圧を万
−越えた際トリガ電圧は直ちに所定値だけ低減される。

端子Ｃの入力信号の上昇側縁における短時間の信号落込
みは、トリガ段の応動後所望しない連続トリガが起らな
いようにする。

このために第３．第４図に示すように負線路４０に接続
された分圧器部分は抵抗Ｒ２と、付加抵抗Ｒ３とに分割
され、その際接地された抵抗Ｒ３はスイッチＳ１によっ
て短絡し、トランジスタＴ６のベース電位ひいてはトリ
ガ電圧も低下する。

スイッチＳ１はトリガ段もしくは後続の制御段のいずれ
か一方によって作動され、また半導体に集積されたスイ
ッチトランジスタとして構成すると有利である。

技術的条件により、集積回路技術のｐｎｐ形トランジス
タは比較的低い電流増幅度しかもたず、しかも強い障害
パルスの影響を受ける。

トランジスタＴ６の低いｐｎｐ形電流増幅度の際でも後
置接続された保護回路が高い正の入力電流を漏出できる
ようにするため、トランジスタＴ６のコレクタａに流れ
る電流をトランジスタＴ４．Ｔ５から成るダーリントン
段により増幅する。

これらトランジスタＴ４．Ｔ５のコレクタは第４図に示
すようにトランジスタＴ１のベースに共通に接続する。

本発明によるトリガ段の特別な利点は、それぞれの異な
る種類の点火系に対して異なる付加的な整合装置を用い
ずに過負荷の危険なしに、必要なトリガ信号を種々の点
火系から取出すことができる点にある。

従来公知のトリガ段は、過負荷の危険を取除くためにそ
のつと異なる特別な整合装置を必要とし、その必要性を
本発明はなくすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は噴射装置および所属の内燃機関の路線図と、ト
リガー信号発生器として使用する点火装置、本発明によ
るｌ−’Ｊガ段、分周段、制御マルチバイブレーク、パ
ルス延長段、出力段を含むブロック図、第２図は簡単な
分圧器を有するトリガ段の部分回路図、第３図は切換可
能な分圧器を有するトリガ段の回路図、第４図は本発明
によるトリガ段の別の実施例の回路図を示す。 ２０・・・点火装置、２１・・・トリガ段、２２・・・
分周段、２３・・・制御マルチバイブレータ、２４・・
・パルス延長段、２５・・・電圧補正段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々少なくとも１つの電磁的に作動される噴射弁が
   設けられた複数のシリンダを有しており、さらに噴射弁
   の電磁巻線に直列に接続された電気的電力スイッチとこ
   の電力スイッチを制御するトランジスタ切換装置とを有
   しており、前記トランジスタ切換装置は、点火装置に接
   続されたトリガ段によってクランク軸回転に同期して接
   続され、さらに各噴射量を決定する。 内燃機関の少なくとも１つの動作パラメータに依存する
   期間中、前記トランジスタ切換装置は作動接続状態に保
   持される、点火装置を具備する内燃機関用の電気制御燃
   料噴射装置において、トリガ段２１はトリガ電圧を決定
   する分圧器Ｒ１、Ｒ２＆いしＲ３と、この分圧器のタッ
   プ４２にベースが接続された、２つのコレクタａ、ｂを
   備えたトランジスタＴ６とを有しておシ、トランジスタ
   はトリガ信号を伝達するように構成され且つ保護回路Ｔ
   Ｉ、Ｔ４．Ｔ５ないしＴ２ 、Ｔ７の制御に用いられ、
   該保護回路は、過大な入力端子を逃して流れ得るように
   トランジスタＴ６のエミッターコレクタ間に並列接続さ
   れたスイッチング回路から成っており、該スイッチング
   回路はトリガ段２１が高エネルギーの入力信号Ｓでもっ
   て制御されるときにスイッチング制御されることを特徴
   とする、電気制御燃料噴射装置。