JP2006029287A - 燃料噴射弁駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁式の燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射弁駆動ユニットについて、異なる気筒数のエンジンに対し広く対応可能な汎用性に優れたものとして製作コストの低減化に貢献する。
【解決手段】 異なる気筒に配設された燃料噴射弁の電磁コイル７０ａ，７０ｂに通電してそれぞれ開弁駆動させる二つの燃料噴射弁駆動回路１０Ａ，１０Ｂを具えた燃料噴射弁駆動ユニット１Ａからなり、２の倍数の気筒数を有するエンジンに対しその気筒数の半数の燃料噴射弁駆動ユニット１Ａの組み合わせで適用するものとし、且つ、その燃料噴射弁駆動回路１０Ａ，１０Ｂの基板１７を、ダイオード１６ａ，１６ｂおよびトランジスタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの半導体素子が略一列に配置されて略長方形をなすものとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの燃料供給システムにおいて燃料噴射弁を駆動させるための燃料噴射弁駆動ユニットに関する。

多気筒エンジン、殊に直噴式ガソリンエンジンにおいては、例えば特開平７−４２９１号公報に記載されているように、各シリンダへの燃料供給を正確に制御するために電磁駆動式の燃料噴射弁（インジェクタ）がシリンダごとに配設され、電子式制御装置（ＥＣＵ）の指令により燃料噴射弁駆動ユニットで開閉駆動する方式が広く採用されている。

この公報に提示されている多気筒の直噴式ガソリンエンジンにおける燃料供給システムは図６に示すように、４気筒のエンジン４Ａの各シリンダに配設されている燃料噴射弁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを、電子式制御装置３０Ａの出力端子に接続された燃料噴射駆動ユニット１Ｂからの信号によりでバッテリ５の駆動電力を用いてそれぞれ別個に駆動させるものである。

この燃料噴射弁駆動ユニット１Ｂは、４個の燃料噴射弁駆動回路１０Ｃ、１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆを具えて４気筒エンジン専用に設計されたものであり、他の気筒数のエンジン、例えば２気筒や６気筒などのエンジンにそのまま流用することができない。

このことは、他の従来の燃料噴射弁駆動ユニットにおいても同様であり、所定気筒数のエンジンにのみ適用可能なものとして、通常は所定数の燃料噴射弁駆動回路を具えたユニットとして設計・製作されている。従って、異なる気筒数のエンジン毎に個別に設計・制作することになるため汎用性に乏しく、共用が比較的容易で汎用性のある他のエンジン部品に比べて製造コストが割高となりやすい。

そこで、特開平９−１８９２５３号公報に、燃料噴射弁制御回路のスイッチング素子をグループ化することでその数を削減した燃料噴射弁駆動ユニットが提示されており、これを用いることで製作コストの低廉化および配設のためのスペースの縮小化を可能としている。しかし、この装置においても異なる気筒数のエンジンに用いることができず、汎用性に乏しいのは上述した従来のものと同様であり、共有化による製作コストの低減は充分に達成されていない。
特開平７−４２９１号公報 特開平９−１８９２５３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射弁駆動ユニットについて、異なる気筒数のエンジンに対し広く対応可能な汎用性に優れたものとして製作コストの低減化に貢献することに加え、その配設に伴う不利益を最小限に抑えることを課題とする。

そこで、本発明は、電子式制御装置で制御され電磁駆動式の燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射弁駆動ユニットについて、２気筒エンジンにおいて各シリンダに配設された燃料噴射弁をそれぞれ駆動させる２つの燃料噴射弁制御回路を具えた燃料噴射弁駆動ユニットからなるものとして、２の倍数の気筒数を有するエンジンに対しその気筒数の半数のユニットの組み合わせで適用するものとし、且つ、その燃料噴射弁駆動回路の基板を半導体素子が略一列に配置して略長方形をなすものとした。

このように、２気筒分の燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射弁駆動ユニットを必要個数組み合わせることで２の倍数の気筒数を有するエンジンにそのまま適用することができることから、燃料噴射弁駆動ユニットを２気筒用の一種類だけ設計・製作することで多種類のエンジンに容易に対応できるため、汎用性に優れ全体としてコストの低減化に大きく貢献できるものとなる。また、半導体素子を略一列に配置して基板を略長方形としたことで、その一方の長辺を下にして配設する場合にその高さを低く抑えることができるため、その配設のためのスペースを最小限に抑えることができる。

また、その燃料噴射弁駆動回路を、基板がアルミ基板からなるとともに半導体素子がベアチップ実装されたものとすれば、制作コストの低減に繋がることに加えて燃料噴射弁駆動ユニットのコンパクト化が更に容易となり、これを多数個配設する場合でも車両設計の自由度を損なう心配を最小限とすることができる。

さらに、上述した燃料噴射弁駆動回路の基板を、一方の長辺側にガラスエポキシ基板上に入出力用端子の総てを配置してなる入出力信号中継部を設けたものとすれば、他の基板との接続を容易とすることができるため、例えば電子式制御装置のケースを大型化することなくその内側で基板に接続するなど、接続配線や支持具を簡略化することが容易となる。

本発明によると、２気筒用の燃料噴射弁制御回路を具えた一種類の燃料噴射弁駆動ユニットを組み合わせて用いることで、異なる気筒数の多種類のエンジンに容易に対応することができ、全体として製作コストの低減化に大きく貢献できるものであり、また、半導体素子を略一列で配置して基板を略長方形とすることでその配設スペースを最小限として配設に伴うデメリットを最小限に抑えることができる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本実施の形態における燃料噴射弁駆動ユニット１Ａの構成を示す回路配置図であり、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａは同一の回路配置からなる二つの燃料噴射弁駆動回路１０Ａ，１０Ｂを並列に具えて、１つのユニットを形成している。

燃料噴射弁駆動ユニット１Ａは、電源電圧端子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄでバッテリ５に接続され、電源電圧端子端子１２ａ，１２ｂで燃料噴射弁の電磁コイル７０ａに、端子１２ｃ，１２ｄで燃料噴射弁の電磁コイル７０ｂに接続されており、バッテリ５の電力を燃料噴射弁を開弁するための駆動力として利用するようになっている。

また、その基板１７に配置された燃料噴射弁駆動回路１０Ａは、端子１３ａ，１３ｂで図示しない電子式制御装置からの制御信号を入力するようになっており、これがＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などのスイッチング用のトランジスタ１４ａ，１４ｂに接続され電磁コイル７０ａへの通電をスイッチ制御するようになっている点は、一般的な燃料噴射弁駆動回路と同様である。

しかしながら、本発明は、この燃料噴射弁駆動回路１０Ａおよびこれと同一の構成・作用を有する燃料噴射弁駆動回路１０Ｂの二つ回路が、基板上の構成を表す平面図である図２に示すように、一つのアルミ基板１７上に並列に配置されて、一つのコンパクトなユニットを構成している点に特徴があるものである。

即ち、燃料噴射弁駆動回路１０Ａおよび燃料噴射弁駆動回路１０Ｂは、電子式制御装置の指令でそれぞれ異なる気筒に配設された燃料噴射弁を各々のタイミングで駆動させるものであり、これらを具えた燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを複数個用意して組み合わせることで、２の倍数の気筒数を有するエンジンであれば殆ど総てのものに対応して燃料噴射弁を駆動させることができるものである。

また、図２に示すように、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａは半導体素子からなるダイオード１６ａ、１６ｂおよびトランジスタ１４ａ、１４ｂ，１４ｃ、１４ｄが、アルミ製の基板１７上にベアチップ実装されて配置されており、製作コストが低廉に抑えられている。また、これら半導体素子類が横一列に配置されたものとして基板１７が横向き長方形とされており、一方の長辺を下にして配設した場合の高さを低く抑えることができ、これを複数個組み合わせて用いる場合でも大きなスペースを要さないものとなっている。

また、上述した入出力用の端子を総て有する入出力信号中継部１８が、その裏面の一部を基板１７の下側長辺端部に重ねて接着剤で固定された横向き長方形のガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）上に配置されている。このことにより、他の基板に電線等で容易に接続できるようになるとともに、入出力信号中継部１８を下にして配設した場合にその高さが低いものとなる。尚、入出力信号中継部１８をガラスエポキシ基板上に設けたメリットとして、これをフロー半田付けで容易に製作できることが挙げられる。

図３は、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを電子式制御装置３０Ａの基板３１に接続する場合の一例を示した断面図である。燃料噴射弁駆動ユニット１Ａはその入出力信号中継部１８が電子式制御装置１Ａの基板３１の端部に複数の配線１９で接続されており、ネジ２０でケーシング３２の側壁に密着固定されている。

即ち、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａは、その入出力信号中継部１８を下にして横向きとしたときその高さが電子式制御装置３０Ａのケーシング３２の側壁よりも低いものであるため、その内側面に密着させて内装できるようになっている。また、入出力信号中継部１８がガラスエポキシ基板上に設けられ出入力用端子を総て有しているため、他の基板への接続が極めて容易で製作の手間を要しないものである。従って、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを配設するためのコストを最小限に抑えることが容易であるとともに、電子式制御装置１Ａのケーシング３２を大型化することなくこれを内装することができるため、配設のためのスペースを最小限に抑えることができる。

図４は、燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを４気筒エンジンに適用した場合を示す配置図を示しており、４気筒のエンジン４Ａの各気筒に配設された燃料噴射弁７ａ，７ｂおよび燃料噴射弁７ｃ，７ｄの組み合わせを、バッテリ５の電力を利用して駆動させる二つの燃料噴射弁駆動ユニット１Ａ，１Ａが電子式制御装置３０Ａのケーシング３２に内装して配設された状態を示している。

これに対し、図５は燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを６気筒エンジンに適用した場合の配置図を示すものであり、６気筒のガソリンエンジン４Ｂに配設された燃料噴射弁７ａ，７ｂ、および燃料噴射弁７ｃ，７ｄ、および燃料噴射弁７ｅ，７ｆの三つの組み合わせを、上記同様にそれぞれ駆動させる三つの燃料噴射弁駆動ユニット１Ａ，１Ａ、１Ａの組み合わせで電子式制御装置３０Ｂのケーシング３１Ｂに内装して配設された状態を示している。

このように、二つの燃料噴射弁駆動回路１０Ａ，１０Ｂを具えた燃料噴射弁駆動ユニット１Ａをエンジン気筒数の半数分用意して組み合わせることで、４気筒エンジン４Ａと６気筒エンジン４Ｂの２種類のエンジンに容易に対応することができものであるが、これは２の倍数の気筒数であれば２気筒や８気筒、さらには１０気筒や１２気筒のエンジンにも同様に適用できるものであることから、極めて汎用性に優れるとともに制作コストの低減に極めて有用なものである。

尚、本実施の形態の燃料噴射弁駆動ユニット１Ａを適用するエンジンは、上述した直列のものに限らずＶ型や水平対向型であってもよいことは言うまでもない。また、燃料噴射弁制御装置ユニットは本実施の形態に示すもののほか、燃料噴射弁の開閉を迅速且つスムースにするための電流増幅手段等の付加機能を具えたものにしても同様である。

以上述べたように、２気筒分の燃料噴射弁を駆動させるものとした燃料噴射弁駆動ユニットを必要個数組み合わせて配置することで、２の倍数で異なる気筒数の多種類のエンジンに対し、配設のための手間や過大なスペースを要さずに容易に適用することができるため、極めて汎用性に優れコストの低減に大きく貢献することができるものである。また、半導体素子を一列で配置して基板を長方形にしたことでその配設のためのスペースを最小限とすることができ、入出力信号中継部をガラスエポキシ基板としてことにより、他の基板に容易に接続することが可能となって配設に伴う不利益を最小限に抑えることができるものである。

本発明の実施の形態を示す回路配置図。 図１の燃料噴射弁駆動ユニットの基板上の構成を示す平面図。 図２の燃料噴射弁駆動ユニットを電子式制御装置のケーシングに内装した場合を示す断面図。 図１の燃料噴射弁駆動ユニットを４気筒エンジンに用いた場合を示す配置図。 図１の燃料噴射弁駆動ユニットを６気筒エンジンに用いた場合を示す配置図。 従来例を示す配置図。

符号の説明

１Ａ 燃料噴射弁駆動ユニット、 ４Ａ，４Ｂ エンジン、 ５ バッテリ、 ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ 燃料噴射弁、 １０Ａ 燃料噴射弁駆動回路、 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 端子、 １４ａ、１４ｂ，１４ｃ、１４ｄ トランジスタ、 １６ａ、１６ｂ ダイオード、 １７ 基板、 １８ 入出力信号中継部、 ３０Ａ，３０Ｂ 電子式制御装置

Claims (3)

1. 電子式制御装置により制御され電磁駆動式の燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射弁駆動ユニットにおいて、
   ２気筒エンジンの各シリンダに配設される前記燃料噴射弁をそれぞれ駆動させる２つの燃料噴射弁駆動回路を具え、これを２の倍数の気筒数を有するエンジンに対し該気筒数の半数を組み合わせることで適用可能とし、且つ、前記燃料噴射弁駆動回路の基板が半導体素子を略一列に配置して略長方形に形成する、
   ことを特徴とする燃料噴射弁駆動ユニット。
2. 前記燃料噴射弁駆動回路は、基板がアルミ基板からなるとともに半導体素子がベアチップ実装されたものである請求項１に記載した燃料噴射弁駆動ユニット。
3. 前記燃料噴射弁駆動回路の基板は、一方の長辺側にガラスエポキシ基板上に入出力用端子の総てを配置した入出力信号中継部が設けられている請求項１または２に記載した燃料噴射弁駆動ユニット。
   

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