JPS6312857A - 内燃機関の燃料噴射弁駆動装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁を開
閉する燃料噴射弁駆動装置に関するものである。

（従来の劃１ 内燃機関には電磁式燃料噴射弁を備えるものかある。こ
の電磁式燃料噴射弁では、その電磁コイルに内燃機関の
吸気弁の開弁時期に同期して電圧を印加し、′電磁コイ
ルの励磁によって燃料噴射弁を開状態に保持して、燃料
を噴射するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この燃料噴射弁の応答性をより向上させたい
という要求がある。このため、電磁コイルへ印加するミ
ノ王を上げることが考えられるか、燃料噴射弁の開弁状
態を保持する間も、電磁コイルを励磁する必要かあり、
電磁コイルの発熱か大さくなる。特に、機関か高速回転
になると、機関回転速度の上昇に伴って燃料噴射周期か
短くなり、電磁コイルの発熱か一層促進される。

従って、応答性をある程度犠牲にして電磁コイルの駆動
電圧を低く抑えると、電磁コイルに流れる電流の立ち上
かり時間か灸くなる。その結果、燃料噴＃量の調量範囲
か狭くなり、特に、機関か高速回転になると燃料噴射量
に与える影響か大きい。

この発明はかかる実情に鑑みなされたもので、′ｉ匡磁
コイルを発熱させることなく、燃料噴射弁の開閉動作の
応答性を良くする内燃機関の燃料噴射ｊ？駆動装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解伏するための手段） この発明は目１１記の問題点を解決するために、内燃機
関に備えられた燃料を噴射する燃料噴射弁の′厄→コイ
ルに、内燃機関へ燃料を供給する吸＠弁の開弁時期に同
期して電圧を印加し、電磁コイルの動電で燃料噴射弁を
所定時間開弁状態に保持し、燃料を噴射せしめる内燃機
関の燃料噴射弁駆動装置において、前記燃料噴射弁の開
弁動作１１１′から開弁状態の保持かｐｌＲヒで、かつ
開弁動作か不０ｊ能な保持電圧を曲記電磁コイルに印加
し、前記燃料噴射弁の開弁時には前記保持？「圧より高
い駆動゛市圧を前記電磁コイルに印加するようになした
ことを特徴としている。

く作用） この発明は、燃料噴射弁を開弁させる以ｎｉ＋から開弁
状態の保持かｉ［能て、かつ開弁動作か不Ｑ（能な保持
室ｊ上を事前に電磁コイルに印加しておく６そして、燃
料噴射弁の開弁時には、保持′電圧より高い駆動？を圧
を電磁コイルに印加する。

従〕て、駆動′ｌぼ圧を電磁コイルに印加するときには
、事前に保持電圧か印加されているため、電磁コイルを
流れる７「流の立ち上かりが良く、燃料噴射弁か迅速に
開く。また、閉弁時に電磁コイルか保持′電圧でｌ［ｌ
Ｏ罎されているから、残留磁気の影響か少なく、燃料噴
射弁は速やかにｒ’Ａ　１ＰＴる。

ざらに、燃料噴射弁の開弁状態は駆動′電圧より低い保
持電圧を電磁コイルに印加して保持するため、電磁コイ
ルの発熱か抑えられる。

（実施例） 以ド、この発明の一実施イテ１を添付図面に基いて詳細
に説明する。

第１図はこの発明か通用される内燃機関の燃料噴射ＡＡ
＠の概略図である。

燃料タンク１に貯溜された燃料は燃料ポンプ２で圧送さ
れ、燃料フィルタ３でろ過された後、圧力調整器４で燃
料の圧力を調整し、吸気系に備えられた電磁式燃料ａｙ
射弁５に供給される。燃料噴射弁５は駆動装置６で駆動
され、内燃機関の吸気通路７に燃料を噴射する。吸気通
路７の上流側のエアクリーナ８には、吸入空気量検出下
段９と吸入空気温度検出下段ＩＯか備えられている。ま
た吸気通路７にはスロットルバルブ１１か配置ざわ、吸
入空気の供給墳を：Ａ整する。このスロットルバルブ１
１の開度はスロットル（９度検出手段１２で検出される
。内燃機関のピストン１３に接続したクランク−１４に
はカム１５か設けられ、機関回転速度検出手段１６でカ
ム１５の回転から機関回転速度を検出し、またクランク
位置検出手段１７でカムシャフト１８の位置よりクラン
ク位置を検出する。

内燃機関の燃焼室１９と吸気通路７の開閉は吸気弁２０
で、また燃焼室１９と排気通路２１との開閉は排気弁２
２で打つようになっており、この吸気ｆ？２０及び排気
弁２２はそれぞれ所走のタイミンクで開閉される。

前記吸入空気量検出手段９、吸入空気温度検出手段１０
、スロットル位置検出手段１２、クランク位置検出手段
１７及び機関回転速度検出手段１６から得られる検出信
号は、市１記駆動装置６に人力され、前記燃料噴射弁５
を吸気弁２０の開弁時期に同期し、かつ運転情況に応じ
た時間開弁するようになっている。

Ｍ２図はボ（配電磁式燃料噴射弁を駆動する駆動装置の
ブロック図である。

２３は電ｉ式燃料噴射弁５の電磁コイルで、電源２４に
接続されている。電磁コイル２３の電圧の印加は噴射弁
駆動手段２５によって打わわ、電磁コイル２３の電力で
燃料噴射弁５か作動し、燃料を吸気通路７へ噴射するよ
うになっている。

前記クランク位置検出手段１７で得られる検出信号に基
き、噴射タイミング決定手段２６で吸気弁２０の開弁時
期に同期した駆動パルスの発生時■１を決定する。この
決定に基き、駆動パルス発生手段２７で、７ｇ３図（ｂ
）にボ丁駆勅パルスを得る。この駆動パルスのパルス幅
ｔ１は燃料噴射弁を開弁する時間に設定され、比較的短
時間である。

また、クランク位置検出手段１７の信号は事前パルス発
生タイミング決定手段２８に人力され、事前パルス発生
手段２９では、事前パルス発生タイミング快走手段２８
と餌記噴射タイミング汲定十段２６とにより、駆動パル
ス発生手段２７で出力される駆動パルスより前に事前パ
ルスを発生させる。

なお、この事ｉ「パルスの発生時期は、クランク位置検
出手段１７の検出信号に基き、事前パルス発生タイミン
グ決定手段２８のみで決定することもできる。

事前パルスのパルス幅ｔ２は噴射時間状定手段３０で設
定され、パル３幅は機関回転速度検出手段１６、吸入空
気量検出手段９、吸入空気温度検出手段ｌＯ及びスロッ
トル位置検出手段１２からの検出信号に基き、内燃Ｒ開
の運転状況に応じて５！：定され、燃料噴射弁の開弁時
間ｔ３を含んでいる。

事ｎ７＋パルス及び駆動パルスは前記噴射弁駆動手段２
５のトランジスタ３１．３２のベースに人力され、トラ
ンジスタ３１のエミッタは接地され、コレクタは定電流
回路３３を介して電磁コイル２３に接続されている。定
電流回路３３を構成するオペアンプ３４の非反転大力端
子にはトランジスタ３１のコレクタが接続され、かつ抵
抗３５゜３６による分圧電圧か印加される。

オペアンプ３４の出力は抵抗３７を介してトランジスタ
３８のベースに接続され、トランジスタ３８のエミッタ
は抵抗３９を介して接地されるとともに、オペアンプ３
４の反転大力端子に負帰還され、コレクタは抵抗４０を
介して電磁コイル２３に接続されている。このオペアン
プ３４の出力電圧は負荷抵抗の大きさによって変化し、
トランジスタ３８の導通時に抵抗４０．３９に定電流が
流れる。このため、電＃＋２４の電圧の変動にかかわら
ず所定の保持電圧Ｖｌか電磁コイル２３に印加されるよ
うになっている。この保持電圧Ｖｌは、第３図（Ｃ）に
ボすように、保持最低電圧と駆動最低電圧との間の電圧
に設定され、開弁状態の保持かｉＪ能で、かつ開弁動作
か不Ｏｒ能な電圧である。ｉｉ＋記トランジスタ３２の
エミッタは接地され、コレクタは燃料噴射弁５の電磁コ
イル２３に接続されている。トランジスタ３２か導通す
ると、電磁コイル２３に第３図（ｃ）にボす駆動電圧ｖ
２か印加され、この駆動電圧ｖ２は保持電圧ｖ１より高
く、燃料噴射弁５の開弁動作か０ｒ能な電圧に設定され
ている。

次に、この実施例の作動について説明する。

内燃機関の運転によりクランク位置検出手段１７か検出
信号を出力する。この検出信号に基き、事前パルス発生
タイミング状定手段２８と噴射タイミング決定手段２６
とで、吸気弁２０の開弁時期に同期する駆動パルスの発
生時期と、この駆動パルスより所定時間ｔ４萌に発生す
る事前パルスの発生時期を決定する。

この決定に基き、事前パルス発生手段２９て、噴＃を時
間決定手段３０により設定された第３図＜ａ）に示す事
前パルスを出力する。この事前パルスか噴射弁ｆｆｉ勅
手段２５のトランジスタ３１のへ一スに人力されると、
導通してオペアンプ３４か出力する。これにより、トラ
ンジスタ３８が導通して燃料噴射弁５の電磁コイル２３
に所定の保持電圧Ｖ１か印加される。このときの保持電
圧Ｖｌは第３図（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁５を開
弁状態に保持する電圧より高く、開弁か可能な駆動最低
電圧よりも小さいので開弁しない。

次に、この事前パルスの出力から所定時間ｔ４後に、駆
動パルス発生手段２７から駆動パルスが出力され、この
駆動パルスがトランジスタ３２のベースに入力されると
導通する。これにより、トランジスタ３８のコレクタ側
が接地され、定電流回路３３は作動しなくなる。

従って、電磁コイル２３には第３図（ｌに不すように駆
動電圧ｖ２か印加される。この駆動電圧ｖ２で電磁コイ
ル２３を励磁し、燃料噴射弁５を開弁するか、事前に電
磁コイル２３に電流か流れているため、燃料噴射弁５を
駆動できるに足る電磁吸引力をイ■する′電流にまで達
する立ちヒか９時間か短縮でき、開ｔ？動作か早期に完
了する。

開弁か児ｒすると駆動パルスか消滅し、トランジスタ３
２か非導通になる。このため、事前パルス発生手段２９
の出力によフて再びトランジスタ３１か導通して、定電
流回路３３を介して電磁コイル２３に保持電圧Ｖ２か印
加される。

これにより、燃料噴射弁５の開弁状態を保持するか、こ
のとき電磁コイル２３の保持電圧ｖ２は燃料噴射弁５を
開弁状態に保持する必要最小限の低電圧低電流であるた
め、発熱か軽減される。

そして、事前パルスが開弁時間ｔ３？＆に消滅すると、
トランジスタ３１が非導通となる。このため、定′題流
回路３３が作動しなくなって、電磁コイル２３か消磁す
る。このように燃料噴射弁５の付勢力か解除ざわ、閉弁
される際にも燃料噴射弁５の開弁状態を保持する保持電
圧■２は低′范圧であるため、残Ｗノ磁気の１２１１か
少なく、事前パルスの消滅とほぼ同時に燃料噴射弁５が
閉弁する。

さらに、電磁コイル２３には燃料噴射弁５の作動に必要
な最小限の′重圧を印加し、電流を流下ようになってい
るため、電磁コイル２３の発熱か抑えられ、装置を小型
化することかでき、しかも電源のン肖費を節約すること
かできる。

第４図及び第５図は他の実施例をボしている。

事前パルス発生手段２９で発生する事餅パルスは第５図
（ａ）に不すように、駆動パルスの出力時期より所定時
間ｔ４前に出力するようになっている。この事前パルス
のパルス幅ｔ２は第５図（ａ）に示すように、駆動パル
スの立ち上がり後まで出力するように設定され、立ち上
がりか動作を確実にしている。この下館パルスの人力で
トランジスタ３１か導通して定電流回路３３か作動する
と、電磁コイル２３に第５図（ｄ）に示すように駆動最
低電圧よりやや低い保持電圧■１か印加される。

事前パルスか出力されているときに、駆動パルス発％手
段２７で駆動パルスか出力され、この駆動パルスでトラ
ンジスタ３２か導通すると、電磁コイル２３に第５図（
ｄ）に示す駆動′６圧ｖ２が印加される。この駆動？「
圧ｖ２か印加ざわるとさ、電磁コイル２３には駆動最低
電圧よりやや低い保持電圧Ｖｌか印加されているため、
燃料噴射弁５の開弁か一層迅速に行われる。

保持パルス発生生膜４１では、噴射タイミング決定生膜
２６で決定された時期に保持パルスか出力され、この保
持パルスのパルス％ｌｔ５は噴射時間決定手段３０で定
められる。この保持パルスの人力でトランジスタ４２か
導通し、定ｍＡＱ回路４３を駆動するようになっている
。この定電流回路４３は定電流回路３３と同様に構成さ
れ、面記トランジスタ３２か非導通で、トランジスタ４
２か４通している条件−トで、％ＣＭｉコイル２３に第
５図（ｄ）にＴ丁保持電圧Ｖ３を印加する。この保持電
圧Ｖ３は保持最低電圧よりやや高い電圧に設定されてい
るため、閉弁時の残留−気の影響が一層少なくなり、保
持パルスの消滅とほぼ同時に燃料噴射弁５か閉弁する。

（発明の効果） この発明は前記のように、燃料噴射弁を開弁させる以前
から開弁状態の保持か可能で、かつ開斤動作か不ロ■能
な保持電圧を下面に電磁コイルに印加し、燃料噴射弁の
開弁時には、保持電圧より高い駆動電圧を′＃に一コイ
ルに印加するようになしたから、駆動電圧を電磁コイル
に印加するとき、事０ｎに保持電圧か印加され、電磁コ
イルを流れる電流の立ち上がりか良くなり、燃料噴射弁
を迅速に開くことかできる。また、燃料噴射弁の開弁状
態は駆動電圧より低い保持電圧を電磁コイルに印加して
保持するため、閉弁時の残留磁気の影響か少なく、燃料
噴射弁は速やかに閉弁することができ、応答性が同上す
る。また、燃料噴射弁の駆動時のみ駆動′電圧か印加さ
れ、開弁状態は駆動電圧より低い保持電圧が印加される
ため、？ｕ、磁コ子コイル熱を抑えることかできる。

【図面の簡単な説明】

？ｇｔ図はこの発明か適用される内燃機μｍの燃料噴射
装置の概略図、第２図は電磁式燃料噴射弁の駆動装置を
示すブロック図、第３図は駆動装置の作動タイムチャー
ト、第４１ａは電磁式燃料噴射弁の駆動装置の他の実施
例をボ丁ブロック図、第５図は第４図の駆動装置の作動
タイムチャートである。 ５・・・燃料噴射弁 １７−・・クランク位置検出手段 ２３・・・′電磁コイル ２５−・・噴射弁駆動手段 ２６−１＋１１射タイミング決定手段 ２７＝−駆動パルス発生手段 ２８−事前パルス発生タイミング決定手段２９−＝事前
パルス発生手段 ３０・・・噴射時間状足手段 ４１−・・保持パルス発生手段 時　許　出　願　人　　　ヤマハ発動機株式会社第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関に備えられた燃料を噴射する燃料噴射弁の電磁
   コイルに、内燃機関へ燃料を供給する吸気弁の開弁時期
   に同期して電圧を印加し、電磁コイルの励磁で燃料噴射
   弁を所定時間開弁状態に保持し、燃料を噴射せしめる内
   燃機関の燃料噴射弁駆動装置において、前記燃料噴射弁
   の開弁動作面から開弁状態の保持が可能で、かつ開弁動
   作が不可能な保持電圧を前記電磁コイルに印加し、前記
   燃料噴射弁の開弁時には前記保持電圧より高い駆動電圧
   を前記電磁コイルに印加するようになした内燃機関の燃
   料噴射弁駆動装置。