CN1991149B

CN1991149B - 用于发动机的燃料喷射器

Info

Publication number: CN1991149B
Application number: CN2006101711523A
Authority: CN
Inventors: 大河内康宏
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: CN1991149A; JP2007170338A

Abstract

当向发动机(10)的曲轴提供驱动力时，交流发电机(21)产生交流电电能。交流发电机(21)的电能通过调节器(23)例如被调节为14伏的电压。通常闭合的继电器(25)连接到燃料泵(15)，并且当泵电压VP施加到燃料泵(15)时，燃料泵(15)启动。在ECU(30)中，电源IC(33)产生电源电压VCC，并且当向微型计算机(35)提供电源电压VCC时，微型计算机(35)被操作。在完成发动机(10)的启动之后，当微型计算机(35)输出泵停止信号时，线圈(25b)被激励以将通常闭合的开关(25a)设置到开启状态中，从而停止向燃料泵(15)供应电能，并且因此燃料泵(15)被停止。

Description

用于发动机的燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种用于发动机的燃料喷射器。

背景技术

燃料喷射装置通过燃料泵向从燃料箱供应的燃料加压，燃料喷射装置并且通过燃料喷射器将加压燃料喷射和供应到发动机。燃料泵和燃料喷射器由包括微型计算机的电子控制装置所控制。

某些类型的摩托车没有安装电池作为车载电源。在这种类型的摩托车中，在启动发动机时，当驾驶员通过踩踏操作(kickingoperation)等向发动机的曲轴施加外部的力时，发动机的曲轴旋转。然后，发电机(永磁发电机)启动以通过曲轴的旋转产生电能，从而电能被供应给电子控制装置和其它电子部件。在这种情况中，由发电机产生的电能被供应给电源电路，并且当电源电路产生的电源电压VCC增加到特定值(例如5伏)时，微型计算机等的操作被启动。然后，燃料泵和燃料喷射器被驱动。

参考图6A-6E，下面将详细描述。分别的，图6A示出了点火开关的状态，图6B示出了电源电压VCC的变化，图6C示出了从微型计算机输出的泵驱动信号，图6D示出了由燃料泵加压的燃料压力(燃料的压力)的变化，并且图6E示出了施加到燃料喷射器的驱动电压的变化。

当点火开关转换为“ON”并且然后发动机通过踩踏操作等被启动时，发电机开始产生电能，并且电源电压VCC在时刻t10被增加，并且燃料喷射器的驱动电压被增加。然后在时刻t11，电源电压VCC达到特定值(5伏)，并且微型计算机启动，并且进行初始化处理。初始化处理结束之后，在时刻t12，“ON”信号由微型计算机输出作为泵驱动信号，并且经过特定的延时之后，在时刻t13，燃料泵开始向燃料加压。在时刻t13之后，燃料压力增加，如图6D所示。另外，当微型计算机启动并且然后行程确定结束时，驱动燃料喷射器的信号由微型计算机输出，并且然后燃料分别在时刻ta和tb被喷射。

然而，当以上述方式执行燃料喷射控制时，例如在时刻ta，即使燃料喷射器开启，燃料压力也没有充分增加，并且因此实际的燃料喷射变得不充分。因此，发动机的起动性降低。

另外，例如在JP 2004-162691A中，当启动发动机的操作开始并且然后发电机的输出电压达到设定值时，发出初始的喷射指令。这样，在启动操作之后，尽可能快地执行有效的初始喷射，以保证在执行点火操作之前的充分的燃料气化时间，之后以改善发动机的起动性。

然而，在上述的JP 2004-162691A的情况中，即使初始喷射(也就是燃料喷射器的初始驱动)尽可能快地进行，如上所述，燃料压力在该时刻也没有充分增加，并且因此燃料喷射变得不充分。因此，不能实现适合的发动机的起动性。

发明内容

本发明的目的是为发动机提供一种燃料喷射装置，该装置能够尽可能快地在启动发动机的时候通过燃料喷射器执行适合的燃料喷射，并且能够进一步改善发动机的起动性。

根据本发明，发电机产生电能，并且燃料泵由来自发电机的电能供应被驱动。控制装置例如微型计算机由来自发电机的电能供应操作。当燃料泵被驱动时，燃料被加压并且加压燃料被供应到燃料喷射器，从而燃料被喷射。控制装置启动后，驱动并且控制燃料泵。

在这个燃料喷射装置中，开关装置设置在燃料泵的电流经过路径中。电流经过路径被设置到电流通常经过的状态。因此，在启动发动机的时候，当发电机开始产生电能时，发电机向燃料泵提供电能以开始驱动燃料泵，而不必等待控制装置的启动、控制装置的初始化处理以及来自控制装置的信号的输出。因此，在启动发动机的时候，燃料压力可以迅速增加，并且因此可以尽可能快地通过燃料喷射器执行适合的燃料喷射。由于这个原因，可以改善发动机的起动性。

另外，在启动发动机完成之后，当建立预定的条件时，开关装置被控制装置设置到开启状态，并且因此可以立即停止驱动燃料泵。例如，当发动机变得超负荷或者车辆翻车时，停止驱动燃料泵，并且因此来自燃料泵的燃料供应被限制。从而可以限制发动机的驱动。

附图说明

图1是示出根据本发明的发动机控制系统的示意图的图示。

图2是示出这个系统的电子结构的图示。

图3A-3F是描述燃料泵的操作控制的时间图。

图4是示出另一个实施例中的电子结构的图示。

图5是示出又另一个实施例中的系统的电子结构的图示。

图6A-6E是描述现有技术的时间图。

具体实施方式

下面将参考附图描述体现本发明的一个实施例。在这个实施例中，将描述发动机控制系统的一个应用实例，并且这个系统的示意图在图1中示出。顺便在这个实例中，摩托车没有安装电池，但是当驾驶员进行踩踏反冲类型(kick type)起动机的操作时，初始的旋转被施加给曲轴以启动发动机。

在图1中，发动机10具有连接到其处的进气管11和排气管12，并且进气管11设置有燃料喷射器13。燃料箱14具有安装在其中的箱内类型(in-tank type)的燃料泵15，并且燃料箱11中的燃料由燃料泵15抽吸，并且被加压到特定的燃料压力，并且被供应到燃料喷射器13。另外，发动机10的气缸盖配有火花塞16，并且当高的电压通过点火器17施加到火花塞16时，在火花塞16的相对的电极之间产生放电火花，从而被抽吸到发动机的燃烧室中的燃料被点燃。

ECU(电子控制装置)30进行发动机10的各个主要控制。这个ECU 30从转速传感器18和加速器传感器19接收检测信号，转速传感器18用于检测发动机转速，加速器传感器19用于检测驾驶员施加的加速器的操作总量。ECU 30在从这些传感器输入的检测信号的基础上掌握发动机的驱动状态，并且在驱动状态的基础上控制燃料喷射器13、燃料泵15和点火装置17的驱动。另外，发动机负荷根据加速器传感器19等的检测信号检测出，并且确定发动机是否变得超负荷。另外，ECU 30从翻车传感器20接收检测信号。ECU 30在检测信号等的基础上确定车辆是否翻到，并且如果车辆翻到，ECU 30执行停止驱动燃料泵15的泵停止控制操作。

在图2中，当驱动力施加给发动机10的曲轴(未示出)时，交流发电机21产生交流电电能，并且发电机21具体被构造成单相永磁发电机。照明装置22例如前灯和后灯由交流发电机21产生的电能所驱动。交流发电机21的电能由调节器23调节到例如14伏的电压，并且然后通过点火开关24提供给燃料泵15和ECU 30。此处，假设燃料泵15平行连接到ECU 30，并且施加到燃料泵15的该电压为泵电压VP。

燃料泵15具有设置在它的电流经过路径中的通常闭合的继电器25。通常闭合的继电器25包括通常闭合的开关25a和线圈25b。通常闭合的开关25a的一端连接到燃料泵15，并且另一端接地。当通常闭合的开关25a处于闭合状态时，电能从交流发电机21提供给燃料泵15，从而燃料泵15被驱动。线圈25b的一端连接到燃料泵15的高电压侧，并且另一端连接到ECU 30的控制终端。线圈25b由从ECU 30输出的信号激励，从而通常闭合的开关25a被设置到开启状态。然后，当通常闭合的开关25a被设置到开启状态时，停止向燃料泵15的电能供应。也就是说，ECU 30可以停止驱动燃料泵15。

电能通过电源终端T1从调节器23供应给ECU 30。在ECU 30中，电源终端T1具有电容器32作为电能存储装置，电容器32通过二极管31连接到其处，并且电容器32中的高电压的终端侧(也就是二极管31的阴极侧)连接到电源IC 33。电源IC 33构成电源电路，用于产生用于微型计算机的电源电压VCC(例如5伏)。电容器34连接到电源IC 33的输出侧。

微型计算机35包括CPU、ROM和RAM。当向微型计算机35提供电源电压VCC时，微型计算机35操作以优选每次在发动机的操作状态等的基础上控制燃料喷射器13、燃料泵15和点火装置17的驱动。燃料泵15是待控制的目标。微型计算机35具有连接到其处的晶体管36的基极端，并且晶体管36的集电极端连接到ECU 30的控制终端。泵停止信号从微型计算机35输出，从而停止驱动燃料泵15。然后，晶体管被设置到“ON”状态以操作通常闭合的继电器25，以停止驱动燃料泵15。

当泵停止信号没有从微型计算机35输出时，晶体管36保持在“OFF”状态，从而线圈没有被激励，并且通常闭合的开关25a保持闭合。由于这个原因，交流发电机21向燃料泵15提供电能以驱动燃料泵15。然而，当燃料泵15被驱动时，燃料箱14中的燃料被加压到特定的燃料压力，并且供应给燃料喷射器13。当在这种状态中电能被提供给燃料喷射器13时，燃料喷射器13喷射燃料。

接下来将描述燃料泵15的操作控制。分别的，图3A示出了点火开关24的“ON/OFF”状态，图3B示出了泵电压VP的变化，图3C示出了燃料泵15的驱动状态，图3D示出了由燃料泵15加压的燃料压力(燃料的压力)的变化，图3E示出了施加给燃料喷射器13的驱动电压的变化，并且图3F示出了晶体管36的“ON/OFF”状态。顺便由于比较的原因，根据现有技术的燃料压力中的变化在图3D中通过单点虚线示出。

当点火开关24转换为“ON”并且然后发动机10通过踩踏操作而启动时，交流发电机21开始产生电能。这时，因为通常闭合的开关25a处于闭合状态，因此开始通过通常闭合的开关25a向燃料泵15提供电能。由于这个原因，在时刻t1，泵电压VP增加，并且燃料泵15和燃料喷射器13的驱动电压增加。然后，当泵电压VP达到开始驱动燃料泵15的电压时，燃料泵15在时刻t2开始操作。在时刻t3之后，燃料压力以图中所示的方式增加。

对于通过燃料喷射器13的燃料喷射，微型计算机35被启动并且然后燃料喷射器13的驱动信号由微型计算机35输出，并且燃料在时刻t4和t5被喷射。在这种情况中，当燃料在时刻t4和t5被喷射时，燃料压力充分增加，并且因此通过燃料喷射器13的阀门开启操作执行适合的燃料喷射。

在现有技术的结构的情况中，通过燃料泵15对燃料加压是在电源电压VCC的增加、微型计算机启动之后的初始化处理以及泵驱动信号的输出之后开始的，从而燃料压力的增加被延迟，如图3D中的单点虚线所示。与此相反，在这个实施例的情况中，电能通过通常闭合的开关25a被供应到燃料泵15，与微型计算机35的启动以及初始化处理无关，从而燃料泵15开始向燃料加压，并且燃料压力可以迅速增大。

另外有这样的情况，即适合的是在发动机的启动完成后限制发动机10的驱动的情况，例如，发动机变得超负荷的情况和车辆翻车的情况。在图3A-3F中，假设：在时刻t6，根据翻车传感器20的检测信号确定车辆翻倒或者根据加速器传感器19的检测信号确定发动机变得超负荷。这时，泵停止信号从微型计算机35输出以将晶体管36设置到“ON”状态。然后，线圈25b被激励，并且通常闭合的开关25a由于被激励的线圈25b而被设置到开启状态。因此，燃料泵15被停止，并且因此来自燃料泵15的燃料的压力供送被限制，从而燃料压力降低。另外，微型计算机35输出用于停止驱动燃料喷射器13的信号，以停止燃料喷射。

根据上述详细描述的这个实施例，可以获得下面的优点。

由于通常闭合的继电器25设置在燃料泵15的电流经过路径中，因此燃料泵15的电流经过路径被设置到电流通常经过的状态。由于这个原因，当发动机启动时，电能可以通过通常闭合的继电器25供应到燃料泵15，而不必等待从微型计算机35输出的信号。因此，燃料压力可以迅速增加，并且因此燃料可以尽可能快地由燃料喷射器13适合地喷射。这样，可以实现发动机10的起动性的改善。

在完成发动机的启动后，当满足特定条件时，从微型计算机35输出的泵停止信号使得停止驱动燃料泵15。这样，当发动机10变得超负荷或者车辆翻车时，停止驱动燃料泵15，并且因此来自燃料泵15的燃料供应被限制，从而限制发动机的驱动。

在上述实施例中，通常闭合的继电器25设置作为开关装置，所述继电器25设置在燃料泵15的电流经过路径中，并且包括通常闭合的开关25a和线圈25b，所述线圈25b用于操作通常闭合的开关25a。这可以改变成下面所述的。

如图4所示，触点切换继电器40设置作为开关装置，继电器40设置在燃料泵15的电流经过路径中，并且包括触点转换(change-over)开关40a和线圈40b，线圈40b用于操作触电转换开关40a。在触点转换开关40a中，共同的终端S 1连接到燃料泵15的低电压侧，并且通常闭合的终端S2接地，并且通常开启的终端S3连接到ECU 30的控制终端。此处假设：通过所述通常闭合的终端S2的路径是第一路径，并且通过所述通常开启的终端S3的路径是第二路径。另外，晶体管41连接到微型计算机35，并且当切换信号从微型计算机35输出时，晶体管41被设置到“ON”状态。然后，线圈40b被激励以将转换开关40a的通常开启的终端S3设置到闭合状态。

当发动机启动时，电能通过利用第一路径供应给燃料泵15，从而燃料泵15的驱动与现有技术相比较早开始。另外，在完成发动机的启动后，当切换信号从微型计算机35输出时，转换开关40a的通常开启的终端S3被设置到闭合状态，从而电流经过路径被切换到第二路径。如果晶体管36处于“ON”状态，那么第二路径被设置到电流经过的状态。如果晶体管36处于“OFF”状态，那么第二路径被设置到电流中断的状态。这样，燃料泵15可以通过微型计算机35的控制而操作或者停止。

在图5中，设置有触点切换继电器40。另外，设置延时电路42代替晶体管41，并且延时电路42的一端连接到燃料泵15的高电压侧，并且另一端连接到线圈40b。由于这个原因，线圈40b被延时电路42的输出激励以将转换开关40a的通常开启的终端S3设置到闭合状态。此处，延时电路42为延时装置，用于在启动发动机的时候延迟激励线圈40b，并且在从施加电压开始的特定时间之后被设置到“ON”状态(其中电流经过)。

当发动机启动时，电能通过使用第一路径被提供给燃料泵15，从而相对现有技术可以较早地开始驱动燃料泵15。另外，在完成启动发动机之后，当延时电路42被设置到“ON”状态时，转换开关40a的通常开启的终端S3被设置到闭合状态以将电流经过路径切换到第二路径。当电流经过路径被切换到第二路径时，燃料泵15可以由微型计算机35控制，并且因此发动机控制的可靠性可以提高。

顺便的，可以想到当发动机启动时，从交流发电机21供应的电能中的电压和电流的状态，也就是来自交流发电机21的电能供应的状态不稳定。因此，对于电能供应的状态来说从发动机启动而变得稳定所需要的时间通过估算或者测量而获得，并且这个需要的时间被提前设置成具体的时间。然后，在从发动机的启动开始经过特定的时间后，电流经过路径被切换到第二路径，从而燃料泵15可以由微型计算机35控制在电能供应的稳定状态中。

在上述实施例中，晶体管36用作开关元件，用于通过来自微型计算机35的泵停止信号控制燃料泵15的驱动。然而，各种类型的半导体开关元件例如场效应管(PET)可以用作开关元件。

Claims

1.一种用于发动机的燃料喷射装置，包括：

发电机(21)，用于产生电能，从发动机(10)接收驱动力；

燃料泵(15)，用于向燃料加压，并且用于将加压燃料供应到燃料喷射器(13)，燃料泵(15)由从发电机(21)供应的电能驱动；

控制装置(35)，用于控制燃料泵(15)，控制装置(35)通过从发电机(21)供应的电能操作；和

开关装置(25)，设置在燃料泵(15)的电流经过路径中，其中

开关装置(25)通常处于电流在所述电流经过路径中流动的状态中，和

当在启动发动机(10)后建立预定的条件时，开关装置(25)通过控制装置(35)操作以中断电流经过路径，

所述开关装置(25)是常闭的开关装置。

2.如权利要求1所述的用于发动机的燃料喷射装置，其特征在于，

开关装置(25)包括通常闭合的继电器开关(25a)和线圈(25b)，线圈(25b)用于使继电器开关(25a)设置成开启状态或者闭合状态，和

控制装置(35)激励线圈(25b)以打开继电器开关(25a)从而中断电流经过路径。

3.一种用于发动机的燃料喷射装置，包括：

发电机(21)，用于产生电能，从发动机(10)接收驱动力；

开关装置(40)，设置在燃料泵(15)的电流经过路径中，其中

开关装置(40)通常处于电流在所述电流经过路径中流动的状态中，和

当在启动发动机(10)后建立预定的条件时，开关装置(40)通过控制装置(35)操作以中断电流经过路径，

电流经过路径包括第一路径(S1-S2)和第二路径(S1-S3)，当控制装置(35)不操作时，第一路径被设置到电流流动的状态，所述第二路径能够由控制装置(35)在电流经过的状态和电流中断的状态之间切换，

开关装置(40)使电流经过路径在第一路径和第二路径之间切换，

当发动机启动时，通过第一路径(S1-S2)向燃料泵(15)供应电能，和

在发动机的启动完成后，电流经过路径被切换到第二路径(S1-S3)。

4.如权利要求3所述的用于发动机的燃料喷射装置，其特征在于，

从发电机(21)开始提供电能的时刻开始经过特定的时间后，电流经过路径通过操作开关装置(40)被切换到第二路径。