JPS6244092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の電磁噴射弁制御装置に関す
る。

従来知られている電磁噴射弁制御装置では駆動
パルスの開始時大きな電流が電磁巻線に供給さ
れ、電磁石の接極子を急速に吸引するようにして
いる。その場合電流は零から出発するので、場合
によつては非常に大きな電流が切り替えられ、構
造上非常に大きな技術的な困難がともなう。しか
し多くの場合電流の立ち上りを大きくして所望通
り大きな電流を流せるような電源は得られないの
が普通である。従つてこのような電源が得られな
い場合には電流の立ち上りは充分でなく、従つて
電磁石の接極子をはやく吸引させることはでき
ず、それによつて電磁噴射弁の噴射開始時は遅ら
されてしまう。

従つて本発明の課題は、このような従来の装置
の欠点を解決し電磁噴射弁を予備磁化することに
より駆動パルスの開始時比較的わずかなエネルギ
ーで所望の効果を達成することができる内燃機関
の電磁噴射弁制御装置を提供することである。

本発明によれば、その為に電磁噴射弁を予備磁
化する為の時限素子が設けられ、その場合好まし
くは予備磁化は動作特性量に関係して行われる。

駆動パルスの継続時間と噴射弁の開放時間との
間に所望の線形な関係が得られる為には噴射弁が
確実にしかも時間通りに開放すると同時に又それ
に対応して閉じることも必要となる。従つて物理
的に発生する遮断の遅れは小さくするようにしな
ければならない。駆動パルスが非常に早い周期で
順次あらわれると、遮断の遅れによつて閉鎖が次
の予備磁化ステツプの開始時にまだ終了していな
いという問題が発生する。従つてこの場合極端な
場合にはいわゆる油圧連続駆動となり、このよう
な駆動はさけなければならない。

従つて本発明の他の目的は電磁弁の開放時点を
確実にしかも時間通りに正確にしかつ電磁弁の開
放終了時点も確実にするようにして駆動パルスを
出来るだけ高い周波数で印加することができるよ
うにした内燃機関の電磁噴射弁制御装置を提供す
ることである。

本発明によれば駆動パルスと噴射弁の特性には
良い一致が得られる。更に本発明では電磁噴射弁
の接極子を吸引するのに、ごくわずかの電流上昇
しか必要としないので、それに対応したスイツチ
ング素子を低出力のもので設計することができる
という利点が得られる。

予備磁化が動作特性量に関係して行われること
によつて駆動パルス周波数が大きい場合に接極子
が確実に遮断され、従つて内燃機関に供給される
燃料が確実に遮断されることができる。

本発明の好ましい実施例によれば動作特性量に
関係させた予備磁化は例えば回転数、負荷、温
度、あるいは電源電圧あるいはこれらの組み合わ
せによつて行われる。また本発明の実施例によれ
ば予備磁化は電流をオンオフすることによつて行
われる。

このようにして本発明装置によれば内燃機関に
供給される燃料を正確に計量することができ、内
燃機関の動作特性を最適に保持することができ
る。駆動パルスの開始時電磁巻線にはすでに接極
子を吸引して燃料を噴射させるに必要な値以下の
エネルギーを供給して予備磁化が行われているの
で電磁噴射弁は駆動パルスの開始時に急速に吸引
させることができる。

次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。第１図には内燃機関の電磁噴射弁を
制御する装置が概略図示されている。１０で示さ
れたパルス発生回路は、内燃機関の種々の動作特
性量にもとづいて通常よく知られている方法で長
さtiの噴射パルスを発生する。このパルス発生回
路１０の出力１１は切り替え電子回路１３の入力
１２と接続され、その電子回路１３の出力には電
磁噴射弁１５が接続される。磁化時間を制御する
制御回路１６は入力１７を経てパルス発生回路１
０から得られる噴射パルスを受けるとともに更に
入力１８を介して内燃機関の回転数に関して発生
する周期的に継続する信号を受ける。この入力１
８は電磁噴射弁を動作特性量に関係させて予備磁
化するためのものであるが、第５図の実施例の場
合にはそのような別の入力は必要でない。この予
備磁化時間を制御する制御回路１６の出力は切り
替え電子回路１３の他の入力１９と接続される。

第２図には電磁噴射弁によつて噴射された燃料
が噴射パルスtiの継続時間に対して図示されてい
る。で示したカーブは電磁噴射弁を予備磁化し
ない場合の燃料噴射量を示し、同様にで示した
カーブは予備磁化を一定時間かけた場合の燃料噴
射量を示す。両曲線共その立ち上り部分は非線形
的であり、続いて直線部分が続き最後の部分は非
線形となる。この場合曲線（予備磁化をかけ
る）の最終部分は予備磁化の時間を一定にするか
あるいは遮断時間を一定にするかに従つて異な
る。この曲線から噴射パルスtiの期間が同じ場合
噴射量が異なることが理解され、その場合噴射弁
に予備磁化をかけて制御した場合の噴射量が予備
磁化をかけない場合よりも大きいことがわかる。
これは予備磁化をかける為に噴射弁が噴射パルス
の開始時にはやくひきつけられ従つて燃料がはや
く噴射されるが一方噴射終了時は両方共同じであ
るからである。

第２図の曲線の右側で垂直にひかれた点線は、
連続駆動すなわち噴射信号の周期期間に対応した
噴射期間を示す。

で示したカーブは予備磁化の時間T1が一定
の場合噴射期間にわたる噴射特性量を示し（第３
図、第４図を参照）、それに対してカーブはカ
ーブをただ平行移動させただけである。

カーブは遮断時間T2が一定の場合の特性を
示す。噴射パルスtiの値が大きくなると所望の予
備磁化が終る前に次の噴射パルスがあらわれるの
で有効な予備磁化時間は減小する。従つてカーブ
の場合には噴射パルスtiが増加するに従つてカ
ーブ（予備磁化なし）の領域に移動する。

カーブはtiの値が大きい領域でも直線部分が
最も長いが、それを実現する為には遮断時間ある
いは予備磁化の時間あるいはその両方を制御しな
ければならない。

第３図には弁の遮断時間、即ちパルスの休止期
間従つて噴射の遮断される時間を優先した場合の
電磁噴射弁に流れる概略の電流特性が示されてい
る。この場合第３図のａ〜ｃはそれぞれ噴射パル
スの期間tiの周波数が異なる場合のパルス特性を
示している。簡単にするためにそれぞれ噴射パル
スの開始時は図において中央で一致して図示され
ており、左側に示されたパルスの立ち下りはそれ
ぞれ噴射の終了を示す。噴射パルスの終了時と予
備磁化の開始時の間のパルス遮断時間が一定の場
合回転数が大きくなると共にこの予備磁化の時間
間隔がだんだん小さくなる。第３図ａの場合には
予備磁化は完全に有効であり、第３図ｂの場合に
は予備磁化は幾分効果があり、第３図ｃの場合に
はその効果はなくなつてしまう。第３図ｃに示さ
れた特性は原理的には従来技術に属する弁の制御
特性である。

第４図は予備磁化の時間tiを一定にとつた場合
の電磁噴射弁に流れる電流特性を示す。第４図の
左側に示したパルスの立ち下り端は再び噴射パル
スの終了時を示す。tabは電磁噴射弁の遮断時間
である。第４図ａの場合には弁の遮断はじやまさ
れず、第４図ｂの場合には弁の遮断は比較的害を
受けないが、それに対して第４図ｃの場合には弁
の遮断はじやまされてしまうので、油圧連続駆動
が行われる危険が発生する。従つて第４図ｃの場
合には電磁噴射弁を動作特性量に関係させて予備
磁化させる必要性があることを示している。これ
は特に噴射パルスの周期期間が噴射パルスの期間
をほぼ占めているような場合である。これはとり
わけ内燃機関に供給される全体の燃料を単独の弁
を介して噴射しなければならないような時におこ
りうる。

第５図は第３図の特性を実現する為の、即ち噴
射弁の予備磁化時間を動作特性量に関係させて制
御する為のブロツク回路図を示す。パルス発生回
路１０の出力は第１の単安定マルチバイブレータ
２０のトリガー入力に接続されると共に、それぞ
れインバーター２１，２２を経て他の単安定マル
チバイブレータ２３，２４に接続され、更に
NORゲート２５の第１の入力と、電磁噴射弁１
５と直列に接続されたスイツチングトランジスタ
２６のベースに接続される。トランジスタ２６の
エミツターコレクター回路と並列に抵抗２８とコ
ンデンサ２９からなる直列回路並びに抵抗３０と
トランジスタ３２のコレクターエミツター回路か
らなる直列回路が接続される。電磁噴射弁１５の
この並列回路と反対側には抵抗３３を経て電源の
プラス線３４と接続される。

NORゲート２５の出力はトランジスタ３２の
ベースと接続され、又そのNORゲート２５の第
２の入力は単安定マルチバイブレータ２４の出力
と接続される。

単安定マルチバイブレータ２３の出力は、トラ
ンジスタ３６のベースと接続され、そのエミツタ
ーはアースに接続され、更にそのエミツターコレ
クター回路にはコンデンサ３７とツエナーダイオ
ード３８が並列に接続される。トランジスタ３６
のコレクター、それにコンデンサ３７とツエナー
ダイオード３８は抵抗３９を経てプラス線３４と
接続される。コンデンサ３７の電圧はスイツチ４
０によつてカツプリング回路４１の入力に移され
る。この場合スイツチ４０はその切り替え信号を
制御入力４２を経て第１の単安定マルチバイブレ
ータ２０の出力から得る。カツプリング回路４１
の出力はダイオード４５を経てコンデンサ４６と
接続され、又そのコンデンサは単安定マルチバイ
ブレータ２４の制御入力とも接続される。この回
路図において各単安定マルチバイブレータは時限
回路ないし時限素子として機能する。

次に第５図の回路の動作を第６図のパルス図形
を参照して説明する。第６図ａにはパルス発生回
路１０の出力信号が図示されている。即ち第６図
ａは長さtiの噴射パルスを示す。単安定マルチバ
イブレータ２０の出力信号は第６図ｂに示されて
おり、同様に第６図ｃ、第６図ｄには単安定マル
チバイブレータ２３，２４の出力信号が図示され
ている。この場合単安定マルチバイブレータ２０
は第６図ａの噴射信号の立ち上り端によつてトリ
ガーされ、他の両マルチバイブレータ２３，２４
は立ち下り端によつてトリガーされることが理解
される。単安定マルチバイブレータ２４の出力信
号の立ち下り端に示された水平の二重矢印はこの
信号がコンデンサ４６ないし３７の電圧即ち回転
数に従つて変わることを示している。

第６図ｅはコンデンサ３７の電圧特性を示す。
単安定マルチバイブレータ２３の出力信号が発生
している間は次のトランジスタ３６が導通するの
でこの信号の継続期間中コンデンサ３７には電圧
が発生しない。一方マルチバイブレータ２３に出
力があらわれない場合コンデンサ３７の電圧はプ
ラス線３４に印加される電源電圧が一定で抵抗３
９が一定の場合指数関数的に増加し、次の立ち下
り端まで続く。

この電圧の上昇度合は、抵抗３９とコンデンサ
３７による時定数に従つて定められる。

第６図ｆはスイツチングトランジスタ２６の制
御信号を示す、これは第６図ａに示された期間が
tiの噴射信号と同一である。第６図ｇにはトラン
ジスタ３２のベースに印加されるベース電圧が図
示されている。パルス発生回路１０の出力１１か
ら得られる噴射信号と単安定マルチバイブレータ
２４の出力信号とが論理結合されているので第６
図ａに示された噴射信号も発生せず、又第６図ｄ
に対応した単安定マルチバイブレータ２４から出
力信号も得られないときにトランジスタ３２のベ
ースに正の信号が発生する。

第６図ｈには電磁弁の電磁巻線１５に流れる電
流が図示されている。噴射パルスtiの期間前には
わずかな電流によつて予備磁化が行われているこ
とがわかる。予備磁化電流の立ち上り端にひかれ
た水平の二重矢印は単安定マルチバイブレータ２
４の出力信号によつてこの立ち上り端が時間的に
移動することを示しており、その単安定マルチバ
イブレータ２４の信号特性は単安定マルチバイブ
レータ２３の信号特性並びに抵抗３９とコンデン
サ３７の時間特性に従つて決められる。噴射パル
ス電流の立ち下り端はRC素子２８，２９によつ
てその形状が決められる。

噴射パルスの開始時マルチバイブレータ２０の
作動時間中に得られる回転数に関係したコンデン
サ３７の電圧信号はマルチバイブレータ２４を介
して噴射信号の終了時トランジスタ３２を遮断す
る時間を制御する。同時に単安定マルチバイブレ
ータ２３によつてトランジスタ３６を介しコンデ
ンサ３７が急速に放電されtiパルスの休止期間中
に回転数に関係した信号が形成される。

第３図及び第４図のパルス図には噴射パルスの
時間中電磁弁に流れる電流が２つに分けられてい
る。即ち開始時には大きな吸引電流が供給され、
続いていわゆる保持電流が電磁弁に流れる。この
様に段階をわけることは電磁弁の接極子がストロ
ーク運動を行う間は必要なエネルギーを供給し、
続いてわずかなエネルギーしか必要としない保持
期間のあいだにはそれに対応して電流をわずかし
か流さないような機能を行う。第５図に示された
実施例ではこのような段階に分けることは考えら
れていない。というのは予備磁化を制御するのが
目的となつているからである。この場合第５図の
実施例、即ち予備磁化の制御と第３図および第４
図に示された従来行われているような電流を段階
分けすること、例えば最終段階において電流制御
を行うようなことと組み合わせることは当業者に
はあきらかであり、何ら問題は発生しない。

以上説明したように、本願発明では、電磁弁駆
動パルスに応答する時限素子の出力信号に従つて
電磁噴射弁を予備磁化し、時限素子の出力信号を
回転数等の動作特性量に従つて変化させることに
より電磁噴射弁を動作特性量に関係して予備磁化
を行なうようにしているので、例えば回転数が大
きくなつて電磁弁駆動パルスの周波数が大きくな
つた場合には、電磁弁の予備磁化時間を減少させ
るなどして、電磁弁を確実に遮断させることがで
き、適正な予備磁化を行ない正確な燃料噴射を行
なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を概略図示したブ
ロツク図、第２図は予備磁化をかける場合とかけ
ない場合における噴射パルス期間と燃料供給量と
の関係を示したグラフ図、第３図ａ〜ｃはそれぞ
れ電磁弁に流れる電流の遮断時間を優先させた場
合の弁に流れる電流の電流波形図、第４図ａ〜ｃ
はそれぞれ予備磁化をかける時間を一定にさせた
場合の電磁弁に流れる電流波形図、第５図は本発
明装置の更に詳細な回路図、第６図ａ〜ｈはそれ
ぞれ第５図回路図の各部分に発生する信号波形図
である。 １０……パルス発生回路、１３……切り替え電
子回路、１５……噴射弁、２０，２３，２４……
単安定マルチバイブレータ、４０……スイツチ、
４１……カツプリング回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁噴射弁を駆動させるパルスを発生する信
   号源を備えた内燃機関の電磁噴射弁制御装置にお
   いて、 前記駆動パルスに応答して作動する時限素子２
   ４を設け、 前記時限素子の出力信号に従つて電磁噴射弁１
   ５を予備磁化し、 前記時限素子の出力信号を動作特性量に従つて
   変化させることにより電磁噴射弁を動作特性量に
   関係して予備磁化する ことを特徴とする内燃機関の電磁噴射弁制御装
   置。 ２ 前記時限素子２４を制御する動作特性量に関
   係した信号が形成される特許請求の範囲第１項に
   記載の内燃機関の電磁噴射弁制御装置。 ３ 予備磁化の開始を駆動パルスの遮断期間に基
   づいて制御するようにした特許請求の範囲第１項
   あるいは第２項に記載の内燃機関の電磁噴射弁制
   御装置。 ４ 前記予備磁化は電流をオン・オフすることに
   よつて行なわれる特許請求の範囲第１項、第２項
   あるいは第３項に記載の内燃機関の電磁噴射弁制
   御装置。 ５ 前記予備磁化は抵抗３０とトランジスタ３２
   の直列回路によつて制御され、そのトランジスタ
   の前には論理ゲート回路２５が接続され、その論
   理ゲートの入力量はパルス発生回路１０の動作パ
   ルスと時限素子２４の出力信号である特許請求の
   範囲第１項、第２項または第３項に記載の内燃機
   関の電磁噴射弁制御装置。 ６ 動作特性量として回転数及び電源電圧の少な
   くともひとつが選ばれる特許請求の範囲第１項か
   ら第４項までのいずれかひとつの項に記載の内燃
   機関の電磁噴射弁制御装置。