JPH089393Y2

JPH089393Y2 - 内燃機関用燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH089393Y2
Application number: JP8386790U
Authority: JP
Inventors: 成年青木; 豊稲葉; 祥伸荒川; 常昭遠藤; 龍次薩川
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2005-08-08
Also published as: JPH0442242U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置に
関するものである。

［従来の技術］最近の内燃機関においては、燃料の供給を正確に制御
するために、駆動電流が与えられている間ニードルバル
ブが開いて燃料を噴射するインジェクタと、該インジェ
クタを制御する回路とからなる燃料噴射装置が用いられ
ている。

第４図は従来の燃料噴射装置の電気的な構成の一例を
示したもので、同図において１は主電源回路、２は励磁
コイル2aを備えて該励磁コイルに主電源回路１から駆動
電流が与えられている間燃料を噴射するインジェクタ、
３は主電源回路１からインジェクタ２の励磁コイルに供
給する駆動電流をオンオフするように設けられていてト
リガ信号Vtが与えられている間導通してインジェクタ２
に駆動電流を供給するスイッチング回路、４は燃料噴射
指令信号Viを与えられたときにスイッチング回路３にト
リガ信号Vtを与えるスイッチ制御回路、５はスイッチ制
御回路４の電源端子4aに電源電圧を与える制御電源回路
である。スイッチ制御回路４は電源端子4aに所定の動作
可能レベルV₀以上の電源電圧が与えられているときに動
作可能となって所定の時間幅のトリガ信号Vtを発生す
る。

この従来の燃料噴射装置では、主電源回路１がバッテ
リ101とダイオード102とからなり、制御電源回路５は、
主電源回路１を電源とする定電圧回路501からなってい
る。定電圧回路501はツェナーダイオード等の定電圧素
子を用いて出力電圧を一定値に制限する回路からなって
いて、主電源回路１の出力電圧が設定値以上ある場合に
は該設定値に等しい一定の電圧を出力し、主電源回路１
の出力電圧が設定値未満になったときには主電源回路１
の出力電圧に等しい電圧を出力する。この定電圧回路は
回路素子を過電圧から保護するために設けられている。

スイッチ制御回路４は噴射指令信号Vi（例えばパルス
状または矩形波状の信号）が与えられたときにスイッチ
ング回路３に所定の時間幅のトリガ信号を与え、スイッ
チング回路３は該トリガ信号が与えられている間閉じて
インジェクタ２に駆動電流を流す。インジェクタ２は駆
動電流が流れている間ニードルバルブを開いて機関の燃
料噴射空間（例えば吸気マニホールド内）に燃料を噴射
する。従って機関への燃料の供給量はトリガ信号Vtの時
間幅により決まる。スイッチ制御回路４は、機関を最適
な状態で動作させるべく、回転速度、温度等の種々の条
件に応じてこのトリガ信号の時間幅を制御する。

上記の燃料噴射装置においては、主電源回路１がバッ
テリを電源としているため、バッテリの電圧が十分ある
限り、インジェクタ２の励磁コイル2aに印加される電圧
ＶA（第５図参照）は機関の回転数の如何に係わらずほ
ぼ一定であり、制御電源回路５からスイッチ制御回路４
の電源端子に与えられる電源電圧ＶBも第５図に示すよ
うに一定（＞V₀）である。

そのため、スイッチ制御回路４は燃料噴射指令信号Vi
が与えられたときに所定の時間幅taのトリガ信号Vtをス
イッチ回路３に与えてインジェクタ２を駆動する。第５
図においてｔ1はインジェクタのバルブを開いて燃料の
噴射を開始すべき時刻（噴射指令信号Viが与えられる時
刻）を示しｔ2はインジェクタのバルブが閉じて燃料の
噴射を停止する時刻を示している。

上記のように、バッテリを電源とする場合には、機関
の回転数の如何に係わらず所定の時間幅のトリガ信号Vt
をスイッチング回路３に与えることができるため、機関
への燃料の供給を支障なく行わせることができる。

ところが最近、船外機等のバッテリを搭載していない
装置に用いる内燃機関にも燃料噴射装置を適用すること
が要望されるようになっており、その場合、内燃機関に
取付けられている交流発電機を電源とすることが検討さ
れている。

第４図に示した燃料噴射装置の構成を交流発電機を電
源とするように変更すると、第６図のようになる。第６
図において102はダイオード、103は内燃機関に取付けら
れた磁石式交流発電機内に設けられた発電コイル、104
は発電コイル103の出力を整流して直流に変換する整流
器、105は整流器104の出力電圧を一定の電圧以下に制限
する定電圧回路であり、ダイオード102、発電コイル10
3、整流器104及び定電圧回路105により主電源回路１が
構成されている。その他の点は第４図に示したものと同
様である。

［考案が解決しようとする課題］第６図に示した燃料噴射装置においては、インジェク
タ２のインピーダンスが相当に低いため、スイッチング
回路３が導通してインジェクタ２に駆動電流が流れ始め
ると主電源回路１の出力端子間（インジェクタ２とスイ
ッチング回路３との直列回路の両端）の電圧が大幅に低
下し、これに伴って制御電源回路５に与えられる電圧及
びスイッチ制御回路４の電源端子4aに与えられる電圧が
低下する。

機関の回転速度が十分に高く、発電コイル103の出力
が十分にある場合には、第７図に示すように定電圧回路
105からほぼ一定の電圧ＶAを出力させることができ、ま
た定電圧回路501からスイッチ制御回路４の動作可能レ
ベルV₀以上のほぼ一定の電圧ＶBを出力させることがで
きるため、第４図に示した従来の装置の場合と同様に、
燃料の供給を支障なく行わせることができる。

しかしながら、機関の回転数が低く、発電コイル103
の出力が低い場合には、噴射指令信号Viが与えられたと
きにスイッチ制御回路４がスイッチング回路３にトリガ
信号Vtを与えて該スイッチング回路３を導通させると、
主電源回路１の負荷電流の増大に伴って主電源回路１の
出力ＶAが落ち込み、制御電源回路５の出力電圧ＶBも低
下する。従って噴射指令信号Viが与えれた後、燃料の噴
射を停止すべき時刻ｔ2よりも相当に前の時刻ｔ3で制御
電源回路５の出力電圧ＶBがスイッチ制御回路４の動作
可能レベルV₀を下回ることがあり、このときトリガ信号
Vtの時間幅tbは第８図に破線で示した本来のトリガ信号
時間幅よりも大幅に狭くなる。このような状態になると
燃料の噴射を停止すべき時刻ｔ2よりも相当に前の時刻
ｔ3でトリガ信号Vtの供給が停止してスイッチング回路
３が遮断状態になり、これによりインジェクタ２が燃料
の噴射を停止するため、燃料の噴射時刻が必要な時間ta
よりも相当に短い時間tb（＜＜ta）に制限されることに
なる。そのため、機関に供給される燃料の量が不足し、
機関の低速時の動作、特に始動時の動作が不安定になる
という問題が生じる。

本考案の目的は、機関により駆動される交流発電機を
電源として、しかも低速時に機関に供給される燃料が不
足するのを防止できるようにした内燃機関用燃料噴射装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本考案は、主電源回路から駆動電流が与えられている
間燃料を噴射するインジェクタと、前記主電源回路から
インジェクタに供給する駆動電流をオンオフするように
設けられていてトリガ信号が与えられている間導通して
インジェクタに駆動電流を供給するスイッチング回路
と、燃料噴射指令信号が与えらたときに前記スイッチン
グ回路にトリガ信号を与えるスイッチ制御回路と、スイ
ッチ制御回路の電源端子に電源電圧を与える制御電源回
路とを備えていて、スイッチ制御回路は電源端子に所定
の動作レベル以上の電源電圧が与えられているときに動
作可能となって所定の時間幅のトリガ信号を発生する内
燃機関用燃料噴射装置に係わるものである。

本考案においては、主電源回路が内燃機関により駆動
される発電機を電源とする回路からなっている。

また制御電源回路は電力を蓄積する蓄電手段を備えて
いて、主電源回路の出力の低下時にも蓄電手段を電源と
してスイッチ制御回路に動作レベル以上の電源電圧を供
給するように構成されている。

上記蓄電手段としては主電源回路の出力により充電さ
れるコンデンサを用いることができる。

また上記蓄電手段として電池を用いることもできる。

［作用］上記のように、制御電源回路に蓄電手段を設けると、
発電機の出力が低下したときに蓄電手段からスイッチ制
御回路に動作可能レベル以上の電源電圧を供給できるた
め、機関の低速時において発電機の出力が低下した場合
でもインジェクタを動作させることができ、機関への燃
料の供給量が不足するのを防ぐことができる。

［実施例］以下添付図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本考案の実施例を示したもので、同図におい
て１は内燃機関により駆動される磁石式交流発電機内に
設けられた発電コイル103と、整流器104と、定電圧回路
105と、ダイオード102とからなる主電源回路、２はイン
ジェクタ、３はインジェクタの励磁コイル2aに直列に接
続されたスイッチング回路、４はパルス状または矩形波
状の燃料噴射指令信号Viが与えられたときにスイッチン
グ回路３に所定の時間幅のトリガ信号を与えるスイッチ
制御回路、５はスイッチ制御回路４の電源端子4aに電源
電圧を与える制御電源回路である。

本実施例においては、制御電源回路５にコンデンサ50
2が設けられ、該コンデンサ502の両端にダイオード503
を介して主電源回路１の出力が印加されている。コンデ
ンサ502の両端の電圧は定電圧回路501を介してスイッチ
制御回路４の電源端子4aに印加されている。この例で
は、コンデンサ502により蓄電手段が構成されている。

本実施例において、定電圧回路105は、整流器104の出
力電圧が設定値以下のときに整流器104の出力電圧に等
しい電圧を出力し、整流器104の出力電圧が設定値以上
あるときに該設定値に等しい電圧を出力する。

また定電圧回路501は、コンデンサ502の両端の電圧が
設定値以上あるときに該設定値に等しい電圧を出力し、
コンデンサ502の両端の電圧が設定値未満になったとき
には該コンデンサ502の両端の電圧に等しい電圧を出力
する。

本実施例において、機関の回転速度がある程度以上高
く、発電コイル103の出力電圧が十分高い場合には、第
７図に示した例と同様に制御電源回路５が制御回路４の
動作可能レベルV₀よりも高い一定の電圧ＶBを出力す
る。このときスイッチング回路３へのトリガ信号の供給
は支障なく行われ、インジェクタ２はトリガ信号Viによ
り指定された噴射時間taの間支障なく動作する。

機関の回転数が低く、発電コイル103の出力が不足す
る場合に、時刻ｔ1で噴射指令信号Viが与えられてスイ
ッチ制御回路４からスイッチング回路３にトリガ信号Vt
が与えられると、インジェクタ２に電流が流れ始めるた
め、発電コイル103の出力が低下し始め、これにより主
電源回路１の出力電圧ＶAが低下していく。このとき主
電源回路１から制御電源回路５に与えられる電圧も低下
して行くが、本実施例においては制御電源回路５に蓄電
手段としてのコンデンサ502が設けられていて、該コン
デンサ502からスイッチ制御回路４に電流が供給される
ため、制御スイッチ回路４の電源端子4aに与えられる電
源電圧ＶBが低下し始めるのが遅れる。そのため電源電
圧ＶBは本来の噴射終了時刻ｔ2まで動作可能レベルV₀以
上の大きさを保つか、または少なくとも本来の噴射終了
時刻ｔ2に近い時刻ｔ2′まで動作可能レベルV₀以上の大
きさを保っている。従ってスイッチ制御回路４は時刻ｔ
1で噴射指令信号が与えられた後、少なくとも本来の噴
射終了時刻ｔ2に近い時刻ｔ2′までスイッチング回路３
にトリガ信号Vtを与えることになり、この間インジェク
タを正常に動作させて、機関に燃料を供給する。

このように、本考案においては、制御電源回路５に蓄
電手段を設けて発電機の出力が低下した場合にも制御電
源回路からスイッチ制御回路に動作可能レベル以上の電
源電圧を与えるようにしたので、機関の低速時にインジ
ェクタが動作する時間が短くなって、燃料の供給量が不
足するのを防ぐことができる。従って燃料噴射装置の電
源として機関により駆動される発電機を用いて、しかも
機関の低速時の動作を安定に行わせることができ、バッ
テリが搭載されていない装置の内燃機関に対する燃料噴
射装置の適用を可能にすることができる。

上記の実施例では、蓄電手段として主電源回路により
充電されるコンデンサを用いたが、第３図に示したよう
に、コンデンサに代えて発電機の出力でダイオード503
を通して充電される電池505を蓄電手段として用いるこ
ともできる。この場合、発電機の出力の如何に係わらず
スイッチ制御回路４に動作可能レベル以上の電源電圧を
供給できるため、機関の低速時にもインジェクタを支障
なく動作させることができる。

尚第３図の実施例で用いる電池505はニッケルカドミ
ウム電池のような小形の電池でよいため、バッテリを搭
載していない装置にも容易に適用できる。

尚場合にっては電池505として使い捨ての乾電池を用
いることもできる。

上記の実施例では、定電圧回路105及び501を設けてい
るが、回路素子が十分な耐圧を有している場合には、こ
の定電圧回路を省略することもできる。

また上記の実施例では、主電源回路１として直流電源
回路を用いているが、燃料の噴射時間が全回転速度領域
で発電コイル103の交流出力の半波（1/2サイクル）の期
間以下で、しかもスイッチング回路３が逆電圧に耐え得
る単方向性のスイッチング素子からなっている場合（例
えばNPNトランジスタをスイッチング素子としている場
合において該トランジスタのベースエミッタ間が発電コ
イルから出力される交流電圧の負方向電圧に耐え得る場
合）には、主電源回路１から整流器104を省略して発電
コイル103のみにより主電源回路１を構成することがで
きる。

また上記の実施例では、主電源回路１が交流発電機を
電源としているが、主電源回路１の電源として直流発電
機を用いることもできる。

［考案の効果］以上のように、本考案によれば、制御電源回路に蓄電
手段を設けて、発電機の出力が低下したときに蓄電手段
からスイッチ制御回路に動作可能レベル以上の電源電圧
を供給できるようにしたので、機関の低速時において発
電機の出力が低下した場合でもインジェクタを動作させ
ることができ、低速時に機関への燃料の供給量が不足す
るのを防ぐことができる。

従って本考案によれば、バッテリが搭載されていない
装置に用いられる内燃機関への燃料噴射装置の適用を可
能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の電気的な構成を示した回路
図、第２図は機関の低速時における第１図の各部の電圧
波形を概略的に示した波形図、第３図は本考案の他の実
施例を示した回路図、第４図は従来の燃料噴射装置の電
気的な構成を示した回路図、第５図は第４図の各部の電
圧波形を示した波形図、第６図は第４図の燃料噴射装置
においてバッテリを発電機で置き換えた場合の構成を示
した回路図、第７図は機関の高速時における第６図の各
部の電圧波形を示した波形図、第８図は機関の低速時に
おける第６図の各部の電圧波形を示した波形図である。１…主電源回路、103…発電コイル、104…整流器、105
…定電圧回路、２…インジェクタ、３…スイッチング回
路、４…スイッチ制御回路、５…制御電源回路、501…
定電圧回路、502…コンデンサ、505…電池。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者遠藤常昭静岡県沼津市大岡3744番地国産電機株式会社内 (72)考案者薩川龍次静岡県沼津市大岡3744番地国産電機株式会社内 (56)参考文献特開昭61−132734（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−259129（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】主電源回路から駆動電流が与えられている
間燃料を噴射するインジェクタと、前記主電源回路から
インジェクタに供給される駆動電流をオンオフするよう
に設けられていてトリガ信号が与えられている間導通し
て前記インジェクタに駆動電流を供給するスイッチング
回路と、燃料噴射指令信号が与えらたときに前記スイッ
チング回路に所定の時間幅のトリガ信号を与えるスイッ
チ制御回路と、前記スイッチ制御回路の電源端子に電源
電圧を与える制御電源回路とを備えてなり、前記スイッ
チ制御回路は電源端子に所定の動作可能レベル以上の電
源電圧が与えられているときに動作可能となって前記燃
料噴射指令信号が与えられている間前記トリガ信号を発
生する内燃機関用燃料噴射装置において、前記主電源回路は内燃機関により駆動される発電機の出
力を電源とする回路からなり、前記制御電源回路は、電力を蓄積する蓄電手段を備えて
いて、前記主電源回路の出力の低下時にも前記蓄電手段
を電源として前記スイッチ制御回路に前記動作可能レベ
ル以上の電源電圧を供給するように構成されていること
を特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項２】前記蓄電手段は前記主電源回路の出力によ
り充電されるコンデンサからなっている請求項１に記載
の内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項３】前記蓄電手段は電池からなっている請求項
１に記載の内燃機関用燃料噴射装置。