(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関へ供給する燃料量及び燃料噴射時期を演算し、この演算結果を受けて気筒数に対応した複数のインジェクタにより内燃機関に燃料を供給するマルチポイント式の燃料噴射用インジェクタの制御装置において、
前記気筒中で、燃料噴射時期が重ならない燃料噴射順序で工程が２工程離れた第１グループと第２グループの各気筒のインジェクタに共通に設けられ、燃料噴射時期に合わせて当該インジェクタに駆動信号を出力して駆動制御するインジェクタ駆動制御手段を備え、
当該インジェクタ駆動制御手段は、少なくとも前記第１グループ又は第２グループ内の各インジェクタに対して共用される高電圧発生手段と保持電流発生手段と、前記高電圧発生手段によって生成された高電圧を前記各グループ内のインジェクタに対して供給する共通開閉手段を備えると共に、各インジェクタに対して個別に接続された個別開閉手段を備えている
ことを特徴とする燃料噴射用インジェクタの制御装置。
【請求項２】
前記インジェクタ駆動制御手段は、燃料量及び燃料噴射時期の演算結果に合わせて燃料噴射用インジェクタを選択して駆動信号を発生する燃料量／噴射時期演算手段と、当該駆動信号に基づいて各インジェクタに対する選択信号を生成する信号合成分配手段と、高圧／低圧切換用の駆動信号発生手段とを備え、
前記共通開閉手段は前記駆動信号発生手段に応動する駆動信号出力部となるものであり、前記個別開閉手段は前記選択信号に応動して開閉制御されるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射用インジェクタの制御装置。
【請求項３】
前記駆動信号出力部は、駆動信号出力後に開路されて、この駆動電圧より電圧レベルの低い低電圧発生手段から給電される保持電流発生手段に切換接続されることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射用インジェクタの制御装置。
【請求項４】
燃料噴射用インジェクタに出力された駆動信号を高速で遮断する高速遮断部を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料噴射用インジェクタの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関に燃料を供給するインジェクタの制御を行う燃料噴射用インジェクタの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公知のシーケンシャル型のマルチポイント式の燃料噴射用インジェクタの制御装置は、一般的にエンジンの運転状態に関連する情報をエンジン周辺に設けた所定のセンサより入力し、この情報に基づいて各気筒毎に独立に設置されている燃料噴射用インジェクタに対して各気筒毎の駆動回路で、個々に所定の時間及び所定のタイミングでインジェクタを開弁および閉弁するように通電制御を行っている。
【０００３】
ガソリン筒内噴射式の燃料噴射装置またはディーゼル用燃料噴射のインジェクタ制御装置であると、前記公知のシーケンシャル型のマルチポイント式燃料噴射インジェクタの制御装置の如く各気筒用インジェクタ毎に独立にインジェクタ駆動回路を設置する。
【０００４】
その一例として特公平７−２６７０１号公報に開示された明細書中の実施例６を示す第７図には、全てのインジェクタコイルＶ１〜ＶＮの一端を高電圧発生部１０及び定電流回路部３０に共通接続し、更にインジェクタコイルＶ１〜ＶＮの各他端に気筒毎の通電制御用トランジスタτ１〜τ３を接続して独立に通電制御する方式が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃料噴射用インジェクタの制御装置は、以上のように複数個のインジェクタ間で駆動タイミングが重なった場合に各インジェクタの通電制御を正常に行うことができない場合が有り得るため、各インジェクタ毎に独立に駆動回路を設置する方式を採用しているが、その結果、駆動回路の回路規模が気筒数に対応して大きくなって装置のコストが高くなる等の問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、各気筒に対するインジェクタの駆動タイミングが隣り合う気筒で重なり合う用途の筒内噴射式インジェクタ制御装置であっても、各インジェクタの通電制御要求を満足させながら駆動回路および駆動回路素子数を大幅に減じることができる燃料噴射用インジェクタの制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関へ供給する燃料量及び燃料噴射時期を演算し、この演算結果を受けて気筒数に対応した複数のインジェクタにより内燃機関に燃料を供給するマルチポイント式の燃料噴射用インジェクタの制御装置において、前記気筒中で、燃料噴射時期が重ならない燃料噴射順序で工程が２工程離れた各気筒のインジェクタに共通に設けられ、燃料噴射時期に合わせて当該インジェクタに駆動信号を出力して駆動制御するインジェクタ駆動制御手段を備えたものである。
【０００８】
請求項２の発明に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置は、インジェクタ駆動制御手段に、燃料量及び燃料噴射時期の演算結果に合わせて燃料噴射用インジェクタを選択する選択信号を発すると共に駆動信号を発する信号発生部と、前記選択信号により選択された燃料噴射用インジェクタに前記駆動信号を出力する駆動信号出力部とを備えたものである。
【０００９】
請求項３の発明に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置は、駆動信号出力部に、駆動信号出力後にこの駆動信号より電圧レベルの低い駆動信号を選択された燃料噴射用インジェクタに一定時間出力して一定時間動作を保持する動作保持部を備えたものである。
【００１０】
請求項４の発明に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置は、燃料噴射用インジェクタに出力された駆動信号を高速で遮断する高速遮断部を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
次に、この発明に係る本実施の形態を図について説明する。図１は本実施の形態に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置の構成図である。本実施の形態における装置は、同時に燃料噴射モードとならない例えば第１気筒と第４気筒に対する各インジェクタに共用の第１／第４インジェクタ駆動回路を設け、また同じく同時に燃料噴射モードとならない例えば第２気筒と第３気筒に対するインジェクタに共用の第２／第３インジェクタ駆動回路を設けることでインジェクタ駆動回路の数を気筒数以下或いは気筒数の１／２に減少させるものである。
【００１２】
図において、１は内燃機関の運転状態に関連する情報を検出するセンサ（クランク角センサ、カム角センサ、スロットルセンサ等）群、２はセンサ群１からの情報に基づき、内燃機関に供給する燃料量及び燃料の噴射時期を演算する燃料量／噴射時期演算手段、３は後述するインジェクタコイルの励磁電流源となるバッテリーである。
【００１３】
４はバッテリー３の電圧ＶＢを昇圧してバッテリー電圧ＶＢよりも高い電圧ＶＨを発生する高電圧発生手段、５はバッテリー電圧ＶＢを降圧してバッテリー電圧ＶＢよりも低い一定の低電圧ＶＬを発生する低電圧発生手段、６は第１気筒のインジェクタのコイル（以下、第１インジェクタコイルと記載する。）、７は第２気筒のインジェクタのコイル（以下、第２インジェクタコイルと記載する。）、８は第３気筒のインジェクタのコイル（以下、第３インジェクタコイルと記載する。）、９は第４気筒のインジェクタのコイル（以下、第４インジェクタコイルと記載する。）である。
【００１４】
また、６０〜９０は燃料量／噴射時期演算手段２からそれぞれ出力される第１〜第４インジェクタ駆動信号、１０はインジェクタ駆動信号に応じて第１と第４のインジェクタを選択的に駆動する第１／第４インジェクタ駆動回路、２０は同じくインジェクタ駆動信号に応じて第２と第３のインジェクタを選択的に駆動する第２／第３インジェクタ駆動回路である。
【００１５】
第１／第４インジェクタ駆動回路１０は以下の各手段より構成されている。
第１インジェクタ駆動信号６０と第４インジェクタ駆動信号９０を合成分配してインジェクタ駆動信号（ｂ）を、且つ、入力された第１インジェクタ駆動信号６０または第４インジェクタ駆動信号９０に応じて第１選択信号（ｃ）または第４選択信号（ｄ）を出力する信号合成分配手段１１、信号合成分配手段１１からのインジェクタ駆動信号（ｂ）を受けて第１気筒インジェクタまたは第４気筒インジェクタを駆動する駆動信号（ｌ）を生成する駆動信号発生手段１２、高電圧発生手段４から第１インジェクタコイル６または第４インジェクタコイル９への電力供給経路に配設されると共に、駆動信号発生手段１２からの駆動信号（ｌ）を受けてオンまたはオフし、第１インジェクタコイル６および第４インジェクタコイル９への励磁電流（ｅ），（ｋ）をオン／オフ制御する第１のスイッチング手段１３、低電圧発生手段５の出力電圧ＶＬと信号合成分配手段１１から出力されるインジェクタ駆動信号（ｂ）を受けて、インジェクタの開弁状態を保持する保持信号（ｍ）を第１インジェクタコイル６および第４インジェクタコイル９に供給すると共に、開弁状態中にオン、それ以外の時にオフする第２のスイッチング手段の機能を合わせて持つ保持電流発生手段１４、第１のスイッチング手段１３がオンの時に発生する高電圧発生手段４からの出力電流が保持電流発生手段１４の出力に逆流しないように保持電流発生手段１４の出力と第１インジェクタコイル６および第４インジェクタコイル９の共通接続点との間に接続された逆流阻止ダイオード１５、第１インジェクタコイル６の両端に接続され、第１インジェクタコイル６のオフ時に高速オフを実現するための高速電流遮断を行う電流高速ＯＦＦ手段（１）１６、第１インジェクタコイル６の他端とアース間に接続され、第１インジェクタ駆動信号６０をもとに信号合成分配手段１１で生成された第１選択信号（ｃ）によりオンまたはオフする第３のスイッチング手段１７、第４インジェクタコイル９の両端接続され、第４気筒インジェクタ９のオフ時に高速オフを実現するための高速電流遮断を行う電流高速ＯＦＦ手段（２）１８、第４インジェクタコイル９の他端とアース間に接続され、第４インジェクタ駆動信号９０をもとに信号合成分配手段１１にて生成された第４選択信号によりオンまたはオフする第４のスイッチング手段１９を備えている。
【００１６】
第１のスイッチング手段１３の出力部、逆流阻止ダイオード１５を通しての保持電流発生手段１４の出力は、第１インジェクタコイル６及び第４インジェクタコイル９の各々のコイルの一端の接続点に共通接続されているため、第１気筒インジェクタと第４気筒インジェクタの双方に対する駆動回路を単一の回路で構成することができる。
【００１７】
尚、第１／第４インジェクタ駆動回路１０、第２／第３インジェクタ駆動回路２０、第１、第３、第４のスイッチング手段１３、１７，１９はインジェクタ駆動制御手段を、信号合成分配手段１１は信号発生部を、駆動信号発生手段１２は駆動信号出力部を、保持電流発生手段１４は動作保持部を、電流高速ＯＦＦ手段（１）１６，（２）１８は高速遮断部を構成する。
【００１８】
図２は本実施の形態に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置の各手段の動作を説明するタイムチャートである。
図において、（ａ）は燃料量／噴射時期演算手段２の第１インジェクタ駆動信号、（ｆ）は同上第２インジェクタ駆動信号、（ｈ）は同上第３インジェクタ駆動信号、（ｊ）は同上第４インジェクタ駆動信号、（ｂ）は第１気筒インジェクタ駆動信号（ａ）及び第４気筒インジェクタ駆動信号（ｊ）に基づいて信号合成分配手段１１で生成されて出力されるインジェクタ駆動信号である。
【００１９】
（ｃ）は第１インジェクタ駆動信号（ａ）に基づいて信号合成分配手段１１で生成されて出力される第１選択信号、（ｄ）は第４インジェクタ駆動用出力信号（ｊ）をもとに信号合成分配手段１１で生成されて出力される第４選択信号、（ｌ）は合成分配信号（ｂ）を基に駆動信号発生手段１２で生成されて第１のスイッチング手段１３に出力される過励磁信号、（ｍ）は信号合成分配手段１１から出力されるインジェクタ駆動信号（ｂ）に基づいて駆動信号発生手段１２より保持電流発生手段１４に出力される保持信号である。
【００２０】
（ｅ）は高電圧発生手段４、第１のスイッチング手段１３、第３のスイッチング手段１７、低電圧発生手段５、保持電流発生手段１４、逆阻止ダイオード１５、電流高速ＯＦＦ手段（１）１６の動作により、第１イグニッションコイル６に供給される励磁電流、（ｋ）は高電圧発生手段４、第１のスイッチング手段１３、第４のスイッチング手段１９、低電圧発生手段５、保持電流発生手段１４、逆阻止ダイオード１５、電流高速ＯＦＦ手段（２）１８の動作により、第４イグニッションコイル９に供給される励磁電流、（ｇ）は第２と第３インジェクタ駆動回路２０の動作により第２インジェクタコイル７に供給される励磁電流、（ｉ）は第２と第３インジェクタ駆動回路２０の動作により第３インジェクタコイル８に供給される励磁電流である。
【００２１】
以下、本実施の形態の動作について説明する。
一般的に４サイクル４気筒エンジンでは吸気、圧縮、爆発、排気の各工程がエンジン回転角度７２０°で行われ、各工程はエンジン回転角度１８０°毎に切換わる。また一般的な４サイクル４気筒エンジンにおける圧縮工程順序は第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒→第１気筒となっている。
【００２２】
第１気筒と第４気筒のグループまたは第３気筒と第２気筒のグループでは、同一グループ内の気筒間の工程は２工程すなわちエンジン回転角度による３６０°離れている。そのため、筒内噴射方式の燃料噴射システムでは上記同グループ内の各気筒が同時に燃料噴射モードとなる例は殆ど無い。
【００２３】
しかし、グループ間で隣接する気筒間の工程が１工程（エンジン回転角度が１８０°）離れている場合、例えば第１気筒が圧縮工程中であり、そして第３気筒が吸気工程時には燃料噴射時期を重ねて使用する例が多い。
【００２４】
そこで、本実施の形態は同時に燃料噴射モードとならない第１気筒と第４気筒に対する各気筒インジェクタに共用の第１／第４インジェクタ駆動回路を設け、また同じく同時に燃料噴射モードとならない第２気筒と第３気筒に対する各気筒インジェクタに共用の第２／第３インジェクタ駆動回路を設ける。
【００２５】
そしてグループ内の気筒に対するインジェクタを、該当するインジェクタ駆動回路により２工程毎に選択して駆動制御することで、一方のグループの気筒が圧縮工程中であり、そして他方のグループの気筒が吸気工程時であって燃料噴射時期を重ねて使用する内燃機関運転における燃料噴射制御に対処することができる。
【００２６】
燃料量／噴射時期演算手段２における各気筒インジェクタの駆動信号は、図２における波形（ａ），（ｆ），（ｈ），（ｊ）のタイミングで出力される。図１において第１気筒／第４気筒インジェクタ駆動回路１０の入力部にある信号合成分配手段１１に第１インジェクタ駆動信号（ａ）６０及び２工程離れて第４インジェクタ駆動信号（ｊ）９０を入力する。
【００２７】
信号合成分手段１１は、各インジェクタ駆動信号６０，９０を入力すると図２に示すようにインジェクタ駆動信号（ｂ）及び第１気筒別のための第１選択信号（ｃ）及び第４気筒別のための第４選択信号（ｄ）を生成する。第１選択信号（ｃ）が第３のスイッチング手段１７に入力されるとオン動作し、第４選択信号（ｄ）が第４のスイッチング手段１９に入力されるとオン動作する。
【００２８】
第３のスイッチング手段１７がオン動作すると、第１のスイッチグ手段１３または保持電流発生手段１４、逆流阻止ダイオード１５からの第１インジェクタコイル６、第３のスイッチング手段１７、アースへの通電電流経路が形成される。また第４のスイッチング手段１９がオン動作すると、第４インジェクタコイル９、第４のスイッチング手段１９、アースへの通電電流経路が形成される。その結果、通電電流経路が形成された気筒インジェクタのみに励磁電流としての第１のスイッチング手段１３からの過励磁電流、及び保持電流発生手段１４よりの保持電流が分配される。
【００２９】
何れか一方の気筒インジェクタに対する通電電流経路が形成された状態で、インジェクタ駆動信号（ｂ）が駆動信号発生手段１２に入力されると、駆動信号発生手段１２で生成された過励磁信号（ｌ）が高電圧発生手段４に接続された第１のスイッチング手段１３に入力されてオン動作する。
【００３０】
この結果、第１のスイッチング手段１３は高電圧発生手段４からの高電圧を第１インジェクタコイル６または第４インジェクタコイル９に供給するため、第１気筒インジェクタ及び第４気筒インジェクタへは高電圧発生手段４からの電力供給が第１のスイッチング手段１３を経由して第１インジェクタ６または第４インジェクタコイル９に励磁電流（ｅ）として大電流が給電されることにより開弁初期の所定時間に開弁速度が向上する。
【００３１】
また、駆動信号発生手段１２で生成された過励磁信号（ｌ）と同時に駆動信号発生手段１２で別に生成された第１気筒インジェクタまたは第４気筒インジェクタの保持信号（ｍ）が低電圧発生手段５による出力電圧ＶＬを電源として定電流制御される保持電流発生手段１４に一定時間入力されと、保持電流発生手段１４より第１気筒インジェクタ及び第４気筒インジェクタの開弁後の開弁保持を行わす励磁電流（ｅ）また（ｋ）が逆流防止ダイオード１５を経由して第１インジェクタコイル６または第４インジェクタコイル９に流れて第１気筒インジェクタまたは第４気筒インジェクタを開弁保持する。
【００３２】
第１気筒インジェクタまたは第４気筒インジェクタの閉弁を高速化するために、第１インジェクタコイル６または第４インジェクタコイル９の各々を通電状態からオフする際には、電流高速ＯＦＦ手段（１）１６または電流高速ＯＦＦ手段（２）１８により第１及び第４インジェクタコイル６、９の両端を短絡して電流を電流高速ＯＦＦ手段（１）１６または電流高速ＯＦＦ手段（２）１８にバイパスして遮断を行う。この結果、図２に示す第１インジェクタコイル６には（ｅ）で、第４インジェクタコイル９には（ｋ）の電流通電が実現される。
【００３３】
同様に第２インジェクタコイル７及び第３インジェクタコイル８についても燃料量／噴射時期演算手段２からの第２気筒インジェクタ駆動信号（ｆ）及び第３気筒インジェクタ駆動信号（ｈ）を入力としてすることで、図２に示す（ｇ）または（ｉ）の電流通電が実現される。
【００３４】
尚、本実施例は４サイクル４気筒エンジンのシーケンシャル方式の燃料量噴射装置について説明したが気筒数の異なるエンジンの電磁弁式インジェクタについても適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関へ供給する燃料量及び燃料噴射時期を演算し、この演算結果を受けて気筒数に対応した複数のインジェクタにより内燃機関に燃料を供給するマルチポイント式の燃料噴射用インジェクタの制御装置において、前記気筒中で、燃料噴射時期が重ならない燃料噴射順序で工程が２工程離れた各気筒のインジェクタに共通に設けられ、燃料噴射時期に合わせて当該インジェクタに駆動信号を出力して駆動制御するインジェクタ駆動制御手段を備えたので、制御上の制約をすることなくインジェクタの駆動制御手段の規模を削減することで安価で小型な装置を得ることができるという効果がある。
【００３６】
請求項２の発明によれば、インジェクタ駆動制御手段に、燃料量及び燃料噴射時期の演算結果に合わせて燃料噴射用インジェクタを選択する選択信号を発すると共に駆動信号を発する信号発生部と、前記選択信号により選択された燃料噴射用インジェクタに前記駆動信号を出力する駆動信号出力部とを備えたので、燃料噴射制御範囲の拡大による制御の自由度のある燃料噴射用インジェクタの制御装置を得られるという効果がある。
【００３７】
請求項３の発明によれば、駆動信号出力部に、駆動信号出力後にこの駆動信号より電圧レベルの低い駆動信号を選択された燃料噴射用インジェクタに一定時間出力して一定時間動作を保持する動作保持部を備えたので、燃料噴射用インジェクタの動作保持のための電力消費を低く抑えることができるという効果がある。
【００３８】
請求項４の発明によれば、燃料噴射用インジェクタに出力された駆動信号を高速で遮断する高速遮断部を備えたので、燃料の噴射量を正確に抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る燃料噴射用インジェクタの制御装置の構成を示す図である。
【図２】  実施の形態の動作を説明する示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  センサ類、２  燃料量／噴射時期演算手段、３  バッテリ、４  高電圧発生手段、５  低電圧発生手段、６  第１気筒インジェクタ、７  第２気筒インジェクタ、８  第３気筒インジェクタ、９  第４気筒インジェクタ、１０  第１気筒／第４気筒インジェクタ駆動回路、２０  第２気筒／第３気筒インジェクタ駆動回路、１１  信号合成分配手段、１２  駆動信号発生手段、１３  第１のスイッチング手段、１４  保持電流発生手段、１６  電流高速ＯＦＦ手段（１）、１７  第３のスイッチング手段、１８  電流高速ＯＦＦ手段（２）、１９  第４のスイッチング手段。
【図１】
0003828239.tif 000002
【図２】
0003828239.tif 000003