JP2004316503A

JP2004316503A - Electronically controlled fuel injecting device and fuel injection controlling method

Info

Publication number: JP2004316503A
Application number: JP2003109723A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamazaki; 茂山崎
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: WO2004092573A1; JP4144704B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel injection properties by discharging vapor only when necessary in a fuel injection device. <P>SOLUTION: The device includes a plunger 21 sucking and force-feeding fuel by reciprocation, a purge valve 26 opening/closing an outlet 21a for discharging vapor in a force-feed chamber P, and a coil 24 applying an electromagnetic driving force on the plunger 21. A valve part 26a formed of a permanent magnet is provided in the purge valve 26, and the purge valve 26 is opened/closed by attraction or repulsion between a magnetic pole and the valve part 26a, that is generated in the plunger 21 by changing a current-carrying direction with respect to the coil 24. Thus, the purge is driven only when necessary to discharge vapor effectively. Since the coil that drives the plunger is also used for obtaining an electromagnetic force that drives the purge valve, the structure is simplified and miniaturized, and power consumption is also reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、単にエンジンと称す）へ燃料を直接噴射する電子制御燃料噴射装置に関し、特に、二輪車等に搭載されるエンジンに適用されて、往復動するプランジャ及びベーパを排出するパージ弁を備えた電子制御燃料噴射装置及び燃料噴射制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載のエンジンに適用される電子制御燃料噴射装置としては、例えば、燃料タンクから燃料を送出する低圧ポンプ、低圧配管により導かれえた燃料を加圧して送出する高圧ポンプ、高圧ポンプにより圧送された燃料を導くコモンレール、コモンレールからそれぞれ分岐して導かれる燃料を噴射する噴射弁、コモンレール内のベーパを排出するべくコモンレールの端部に配置されたベーパ排出弁（パージ弁）等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、二輪車等に搭載のエンジンに適用される電子制御燃料噴射装置としては、例えば燃料タンクから低圧配管により導かれた燃料を、電磁力により駆動されるプランジャで吸引及び圧送し、圧送行程の初期領域でベーパ混じりの燃料を燃料タンクに戻し、圧送行程の後期領域で燃料をノズルから吸気通路に直接噴射するものが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５７１７７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２１１３７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１５５８２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記自動車のエンジンに適用される従来の電子制御燃料噴射装置では、噴射弁そのものが燃料を吸引して噴射するのではなく、低圧ポンプ及び高圧ポンプを必要とし、かつ、コモンレールに設けられたベーパ排出弁は、ポンプの駆動力とは別の専用の電磁力により駆動される。
したがって、高圧ポンプ、低圧ポンプ、ベーパ排出弁を個別に駆動するためのエネルギが必要となり、全てを電力にて行う場合は消費電力の増加を招く。
【０００６】
一方、二輪車のエンジンに適用される従来の電子制御燃料噴射装置では、プランジャが移動して燃料を加圧する圧送行程においては、図１７に示すように、ベーパのパージ駆動（Ｔｐ）と燃料の噴射駆動（Ｔｉｎｊ）を必ず続けて行うものである。したがって、プランジャの駆動開始から実際に燃料が噴射されるまでの駆動時間（無効時間：Ｔｐ）を短縮することが望まれていた。
また、プランジャの移動ストロークＳとしては、図１７に示すように、パージのためのストロークＳｐと噴射のためのストロークＳｉｎｊとを加算したストロークＳｔが必要であった。
さらに、エンジンの状態、環境温度等種々の要因に応じて燃料内に発生するベーパの量も異なるため、それぞれの要因を考慮してベーパの排出が効率良く行われるようにする必要がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、小型化、低消費電力化等を図りつつ、燃料内に発生するベーパ（気泡）を効率良く排出でき、エンジンの状態に応じた最適な燃料噴射が行える電子制御燃料噴射装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子制御燃料噴射装置は、往復動により燃料を吸引及び圧送するプランジャ、プランジャにより圧送される圧送室内のベーパを燃料タンクへ排出するべく排出口を開閉するパージ弁、プランジャに対して電磁駆動力を及ぼすための励磁用のコイル、を備えた電子制御燃料噴射装置であって、上記パージ弁は、コイルに対する一方向への通電により閉弁しかつ他方向への通電により開弁するように形成されている、構成となっている。
この構成によれば、コイルが一方向（正方向）に通電されると、発生する電磁力によりパージ弁が閉弁した状態でプランジャが駆動（燃料噴射駆動）されるため、圧送室内の燃料が圧送（加圧）されて噴射される。一方、コイルが他方向（逆方向）に通電されると、発生する電磁力によりパージ弁が開弁した状態でプランジャが駆動（パージ駆動）されるため、圧送室内に滞留したベーパがプランジャのポンプ作用により排出口から燃料タンクへ排出される。このように、コイルの通電方向を切替えることで、パージ駆動及び燃料噴射駆動の一方の駆動のみ又は両方の駆動を適宜行わせることができる。
これにより、従来のような燃料噴射時の無効時間を省くことができ、必要なときにのみパージ駆動を行って効率良くベーパを排出させることができる。また、パージ弁を駆動する電磁力を得るために、プランジャを駆動するためのコイルを兼用しているため、構造が簡略化され、小型化され、消費電力も低減される。
【０００９】
上記構成において、プランジャは、往復動方向に貫通して形成され圧送室に連通すると共に排出口を画定する貫通路を有し、パージ弁は、圧送室側において貫通路を開閉し得るように往復動自在に配置されかつコイルへの通電によりプランジャに発生する磁極と吸引又は反発を生じるように着磁されている、構成を採用できる。
この構成によれば、コイルが一方向に通電されると、プランジャが駆動されると同時に、プランジャの圧送室側端部に生じる磁極（例えば、Ｓ極）とパージ弁の磁極（例えば、Ｎ極）との吸引力により、パージ弁は貫通路を閉塞した状態となり、燃料の噴射（燃料噴射駆動）が行われる。一方、コイルが他方向に通電されると、プランジャが駆動されると同時に、プランジャの圧送室側端部に生じる磁極（例えば、Ｎ極）とパージ弁の磁極（例えば、Ｎ極）との反発力によりパージ弁は貫通路を開放した状態となり、ベーパの排出（パージ駆動）が行われる。
【００１０】
また、上記構成において、プランジャを往復動自在に収容しかつ壁面において圧送室に連通する排出口を画定する筒体を有し、パージ弁は、圧送室側において排出口を開閉し得るように往復動自在に配置されかつコイルへの通電によりプランジャに発生する磁極と吸引又は反発を生じるように着磁されている、構成を採用できる。
この構成によれば、コイルが一方向に通電されると、プランジャが駆動されると同時に、プランジャの圧送室側端部に生じる磁極（例えば、Ｎ極）とパージ弁の磁極（例えば、Ｎ極）との反発力によりパージ弁は筒体の壁面に形成された排出口を閉塞した状態となり、燃料の噴射（燃料噴射駆動）が行われる。一方、コイルが他方向に通電されると、プランジャが駆動されると同時に、プランジャの圧送室側端部に生じる磁極（例えば、Ｓ極）とパージ弁の磁極（例えば、Ｎ極）との吸引力によりパージ弁は筒体の壁面に形成された排出口を開放した状態となり、ベーパの排出（パージ駆動）が行われる。
【００１１】
上記構成において、パージ弁は、コイルに対して非通電のとき、排出口を開放するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、非通電の状態で、圧送室内に発生したベーパは自然に排出されるため、常にベーパの滞留を防止できる。また、パージ駆動を行う場合、駆動の初期から効率良くベーパが排出される。したがって、パージ特性を重視する装置において有効である。
【００１２】
上記構成において、パージ弁は、コイルに対して非通電のとき、排出口を閉鎖するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、燃料噴射駆動を行う場合、駆動の初期から加圧（圧送）がなされるため、噴射時間を短縮できる。したがって、噴射特性を重視する装置において有効である。
【００１３】
上記構成において、エンジンの状態に応じた燃料を噴射させるべくコイルへの通電を制御する制御手段を有し、制御手段は、エンジンが所定の状態にあるとき、パージ弁を開弁させるパージ駆動及び／又は閉弁させて燃料を噴射させる燃料噴射駆動を行わせるべくコイルに対して通電制御を行う、構成を採用できる。
この構成によれば、エンジンが所定の状態（例えば、燃料内にベーパが発生し易い運転状態又は高温停止状態、ベーパが発生し難い高速高負荷状態等）にあるとき、それらの状態に応じてパージ駆動のみ、パージ駆動及び燃料噴射駆動の両方、あるいは、燃料噴射駆動のみを行わせるように制御できるため、エンジンの状態に応じた必要量の燃料を高精度に噴射させることができる。
【００１４】
上記構成において、制御手段は、エンジンがアイドル運転状態にあるとき、パージ駆動を行わせるべくコイルに対して通電制御を行う、構成を採用できる。
この構成によれば、エンジンがアイドル運転状態にあるとき、燃料を噴射させる通電（例えば、パルス通電）の合間に、ベーパを排出するパージ駆動のための通電（例えば、パルス通電）を追加するため、燃料流量の少ない状態でも、発生したベーパを効率良く排出でき、又、冷却作用が得られてベーパの発生を抑制できる。
【００１５】
上記構成において、制御手段は、エンジンを始動させるための電源が始動前のオン状態にされたとき、パージ駆動を行わせるべくコイルに対して通電制御を行う、構成を採用できる。
この構成によれば、エンジンの始動又は再始動に先立って、パージ弁を開弁させるため、圧送室内に滞留したベーパを予め排出させることができ、エンジンの始動性、特に再始動性が向上する。
【００１６】
上記構成において、制御手段は、電源がオン状態にされてから所定の時間に亘りパージ駆動を行わせるべくコイルに対して通電制御を行う、あるいは、電源がオン状態にされてから所定の回数だけパージ駆動を行わせるべくコイルに対してパルス通電制御を行う、構成を採用できる。
この構成によれば、予め設定された所定の時間だけあるいは所定の回数だけ通電（パルス通電）を行うため、ベーパが完全に排出された後の無駄な駆動が避けられ、消費電力が低減される。
【００１７】
上記構成において、制御手段は、コイルの電流、電源の電圧、燃料を噴射させるパルス通電周波数の少なくとも一つの状態量に基づき、パージ駆動を行わせるべくコイルに対して通電制御を行う、構成を採用できる。
この構成によれば、エンジンの運転に関係する上記状態量に基づき通電制御を行う（例えば、通電のパルス幅を制御する）ことで、ベーパを効率良く排出させることができ、それ故に燃料の噴射量を高精度に制御できる。
【００１８】
上記構成において、制御手段は、温度情報に基づき、パージ駆動を行わせるべくコイルに対して通電するパルス幅を設定する、構成を採用できる。
この構成によれば、例えば、燃料温度、あるいは、燃料温度と関係があるエンジン温度、オイル温度、コイル温度等の温度情報に基づいて、ベーパを排出させるパージ駆動を行うための通電のパルス幅を設定することで、エンジンの運転状態に応じて、燃料の噴射量をより高精度に制御できる。
【００１９】
上記構成において、制御手段は、パージ駆動を行うか否かを、温度情報に基づき決定する、構成を採用できる。
この構成によれば、燃料温度、あるいは、燃料温度と関係する外気温度、エンジン温度、オイル温度、コイル温度等の温度情報に基づき、ベーパを排出させるパージ駆動を行うか否かを決定することで、例えば、ベーパが発生しないような極端に寒い環境下においては、通電を行わないことで無駄な駆動を避けて消費電力を低減できる。
【００２０】
また、本発明の燃料噴射制御方法は、往復動により燃料を吸引及び圧送するプランジャ、プランジャにより圧送される圧送室内のベーパを燃料タンクへ排出するべく排出口を開閉するパージ弁、プランジャに対して電磁駆動力を及ぼすための励磁用のコイルを備え、燃料の噴射を制御する燃料噴射制御方法であって、上記コイルへの通電方向を切り替えることにより、パージ弁を開弁させてベーパを排出するパージ駆動とパージ弁を閉弁させて燃料を噴射させる燃料噴射駆動とを、選択的に行う、構成となっている。
この構成によれば、エンジンが所定の状態（例えば、燃料内にベーパが発生し易い運転状態又は高温停止状態、ベーパが発生し難い高速高負荷状態等）にあるとき、それらの状態に応じてコイルへの通電方向を切替えて、パージ駆動のみの行程、パージ駆動及び燃料噴射駆動の両方の行程、あるいは、燃料噴射駆動のみの行程を、適宜選択して燃料の噴射が制御されるため、エンジンの状態に応じた必要量の燃料を高精度に噴射させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき説明する。
図１ないし図１１は、本発明に係る電子制御燃料噴射装置を二輪車に搭載されたエンジンの燃料供給システムに適用した一実施形態を示すものである。この燃料供給システムは、図１に示すように、二輪車の燃料タンク１、エンジン２の吸気通路２ａに配置された電磁駆動型のポンプ部２０及びノズル部３０からなる電子制御燃料噴射装置１０、燃料を供給するフィードパイプ３、フィードパイプ３の途中に配置された低圧フィルタ４、供給された燃料の一部（余剰燃料）を燃料タンク１に戻すリターンパイプ５、ポンプ部２０の駆動を制御する制御手段としてのコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４０、電源としてのバッテリ５０、システム全体の電源のオン／オフ及びエンジン２の始動を行うキースイッチ６０等を備えている。
【００２２】
ポンプ部２０は、図１に示すように、円柱状のプランジャ２１、プランジャ２１を往復動自在に収容する筒体としてのスリーブ２２、スリーブ２２の外側に配置され磁力線を通すヨーク２３、励磁用のコイル２４、スリーブ２２の先端側に画定される圧送室Ｐ内に向かう流れのみを許容するチェックバルブ２５、プランジャ２１内に形成された貫通路２１ａを開閉するパージ弁２６、圧送室Ｐ内の燃料が所定圧力以上に加圧されたときに吐出を許容するチェックバルブ２７等を備えている。尚、コイル２４への非通電のとき、プランジャ２１はリターンスプリング（不図示）により付勢されて休止位置（図１で示す左側寄りの位置）に位置付けられている。
【００２３】
プランジャ２１は、図１及び図２に示すように、往復動方向に貫通して形成された貫通路２１ａの一端部においてパージ弁２６が着座して開閉する排出口を画し、コイル２４への通電により常に一定方向に駆動され、コイル２４への非通電によりリターンスプリングの付勢力により休止位置に復帰するものである。
また、プランジャ２１には、コイル２４への通電方向（正方向か逆方向か）に応じて、一端側にＮ極及び他端側にＳ極が発生し、又は、一端側にＳ極及び他端側にＮ極が発生する。
【００２４】
パージ弁２６は、図２に示すように、圧送室Ｐ側において貫通路２１ａを開閉し得るように、プランジャ２１に往復動自在に配置されている。
すなわち、パージ弁２６は、図２に示すように、Ｎ極及びＳ極に着磁された永久磁石としての弁部２６ａ、弁部２６ａに連結され貫通路２１ａ内に摺動自在に挿入された支持部２６ｂ等により形成されている。そして、コイル２４への一方向（正方向）通電により図２（ａ）に示すように閉弁しかつ他方向（逆方向）通電により図２（ｂ）に示すように開弁するようになっている。尚、図２（ｂ）においては、コイル２４への他方向（逆方向）通電を開始した直後の状態で、軽量のパージ弁２６が開弁し、重量のプランジャ２１が移動を開始した途中の状態を示している。
ここで、支持部２６ｂには、図２（ａ）に示すように、その外周面において軸線方向に伸長する複数の溝２６ｂ´が形成されており、パージ弁２６が開弁状態にあるとき、圧送室Ｐと貫通路２１ａとを連通させる。
【００２５】
ここで、パージ弁２６の具体的な支持方法としては、図３に示すように、支持部２６ｂの端部に鍔部２６ｂ´´を設け、プランジャ２１の貫通路２１ａ内に配置され鍔部２６ｂ´´を付勢するスプリング２６ｃを設ける。そして、コイル２４への非通電の状態では、パージ弁２６がスプリング２６ｃの付勢力により常時閉弁状態となるように形成される。
尚、スプリング２６ｃを設けなくても、プランジャ２１からの脱落を防止できる限り、非通電の状態で弁部２６ａとプランジャ２１との間に作用する磁気的吸引力により、パージ弁２６を閉弁状態に保持することも可能である。
【００２６】
コイル２４への通電／非通電によるプランジャ２１及びパージ弁２６の動作について、図４に基づき説明する。
先ず、非通電の状態では、図４（ａ）に示すように、プランジャ２１は休止位置に位置し、又、パージ弁２６は、スプリング２６ｃ（図３参照）の付勢力及び磁気的吸引力によりプランジャ２１に接触して、貫通路２１ａ（排出口）を閉塞している。
【００２７】
この休止状態において、コイル２４が一方向（正方向）に通電されると、図４（ｂ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１の端部にはＳ極が発生するため、このＳ極と弁部２６ａのＮ極とが吸引し合って、パージ弁２６は強固に貫通路２１ａを閉塞した状態に維持される。すなわち、圧送室Ｐ内の燃料が加圧（圧送）されて燃料噴射駆動が行われる。尚、非通電にすることで、図４（ａ）に示す休止位置に復帰する。
このように、燃料噴射駆動を行う場合は、駆動開始前の非通電の状態で予めパージ弁２６は閉弁しているため、駆動の初期から加圧がなされて噴射時間（昇圧に要する時間）が短縮され、噴射特性を重視する装置において有効である。
【００２８】
一方、休止状態において、コイル２４が他方向（逆方向）に通電されると、図４（ｃ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１の端部にはＮ極が発生するため、このＮ極と弁部２６ａのＮ極とが反発し合って、パージ弁２６は下向きに移動して貫通路２１ａを開放した状態となる。すなわち、プランジャ２１のポンプ作用により圧送室Ｐに滞留したベーパ又はベーパ混じりの燃料が貫通路２１ａを通って排出されるパージ駆動が行われる。尚、非通電にすることで、図４（ａ）に示す休止位置に復帰する。
【００２９】
ノズル部３０は、図１に示すように、所定の絞り口径をもつオリフィスノズル３１、オリフィスノズル３１を通過した燃料が所定圧力以上のとき開弁するポペットバルブ３２、燃料を噴射する噴射口３３、燃料を霧化するためのエア（空気）を供給するアシストエアパイプ３４等を備えている。
【００３０】
上記構成からなる電子制御燃料噴射装置１０においては、コイル２４が所定のパルス幅にて一方向（正方向）に通電されて電磁駆動力を発生すると、図２（ａ）及び図４（ｂ）に示す燃料噴射駆動が行われ、プランジャ２１は圧送室Ｐ内の燃料を所定の圧力に加圧する。そして、所定以上に加圧された燃料は、チェックバルブ２７を開弁させて、オリフィスノズル３１を通って計量され、ポペットバルブ３２を開弁させ、アシストエアと共に噴射口３３から吸気通路２ａに向けて霧状になって噴射される。
【００３１】
コイル２４への通電が断たれると、プランジャ２１がリターンスプリングの付勢力により休止位置に押し戻される。この際に、チェックバルブ２５が開弁してフィードパイプ３から圧送室Ｐに向けて燃料が吸引され、次の噴射に備えて待機することになる。
【００３２】
一方、コイル２４が所定のパルス幅にて他方向（逆方向）に通電されて電磁駆動力を発生すると、図２（ｂ）及び図４（ｃ）に示すパージ駆動が行われ、プランジャ２１は圧送室Ｐを圧縮するポンプ作用を行うと同時に、パージ弁２６は貫通路２１ａを開放する。そして、圧送室Ｐ内に滞留していたベーパ又はベーパ混じりの燃料が、プランジャ２１のポンプ作用により、貫通路２１ａを通り抜けリターンパイプ５に向けて排出される。
【００３３】
コイル２４への通電が断たれると、パージ弁２６が貫通路２１ａを閉塞すると同時に、プランジャ２１がリターンスプリングの付勢力により休止位置に押し戻される。この際に、チェックバルブ２５が開弁してフィードパイプ３から圧送室Ｐに向けて燃料が吸引され、次の噴射に備えて待機することになる。
【００３４】
この電子制御燃料噴射装置１０によれば、燃料噴射駆動を行う際に必ずパージ駆動が行われるような従来のものと異なり、図５に示すように、パージ駆動Ｔｐと燃料噴射駆動Ｔｉｎｊとを適宜選択して駆動させることができ、エンジン２の運転状態に応じて、例えば、パージ駆動＋燃料噴射駆動、パージ駆動のみ、燃料噴射駆動のみの駆動を行わせることができる。
【００３５】
パージ駆動を行う場合は、図６（ａ）に示すように、コイル２４に逆方向（他方向）の通電を行うことで、プランジャ２１を休止位置から駆動（移動）させると同時にパージ弁２６を開弁させてベーパ等を排出させる。このとき、プランジャ２１はポンプ作用をなすため、リターンパイプ５がポンプ部２０の出口よりも下方に位置するような谷形状の配管であっても、ベーパを円滑に排出できる。したがって、リターンパイプ５を配置する際の自由度が増す。尚、プランジャ２１のストロークＳｐ及び駆動時間Ｔｐは、必要に応じて適宜制御することができ、例えば、プランジャ２１を移動範囲の端部まで移動させてもよい。
【００３６】
一方、燃料噴射駆動を行う場合は、図６（ｂ）に示すように、コイル２４に正方向（一方向）の通電を行うことで、パージ弁２６を閉弁状態に保持させつつプランジャ２１を休止位置から駆動（移動）させて、燃料を圧送及び噴射させる。このとき、図７に示すように、噴射行程の前に従来のようなパージ行程が無く、プランジャ２１が移動を開始すると同時に噴射行程が開始される。尚、プランジャ２１のストロークＳｉｎｊ及び駆動時間Ｔｉｎｊは、必要に応じて適宜制御することができ、ストロークＳｉｎｊは、パージ駆動の際のストロークＳｐよりも短くすることができる。
【００３７】
したがって、実際の噴射に至るまでの無効時間が解消され、特に、小流量の運転領域では、駆動時間に対する噴射量の割合も小さいため、この無効時間が無くなることで噴射精度が向上する。
また、パージ行程が無いため、パージが燃料の噴射に影響しない。すなわち、パージ行程においては、パージの有無によりプランジャ２１の動きに変化を生じ得るが、パージ行程そのものが無いためパージの影響を防止できる。その結果、プランジャ２１の動作が安定し、燃料噴射が安定して高精度に行われる。
【００３８】
さらに、パージ駆動と燃料噴射駆動とを別々に駆動できるため、必要なときにだけパージ駆動を行うことで、消費電力等を低減でき、噴射特性を改善できる。例えば、高速（高回転）高負荷の運転状態においては、燃料流量が多くてベーパが殆んど発生せずパージ駆動を行う必要がないため、この運転領域でパージ駆動を行わないことで、噴射行程に必要なプランジャ２１の移動ストロークＳｉｎｊも短くでき、消費電力を低減できると共に噴射特性を改善できる。
また、プランジャ２１の駆動に必要なストロークが従来に比べて短くなるため、ソレノイド機構としての最適な設計が可能になり、プランジャ２１の推進力（電磁駆動力）を増加させることができる。
【００３９】
制御手段としてのコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４０は、図１に示すように、種々の演算処理を行うと共に制御信号を発するＣＰＵ，ＭＰＵ等の制御部４１、ポンプ部２０を駆動するポンプ駆動回路４２、種々の状態量を検出して制御部４１に出力する検出回路４３、キースイッチ６０の状態（電源がオンか否か）及びバッテリ５０の電圧等を検出して制御部４１に出力する検出回路４４、エンジンの運転情報を含む種々の情報が記憶された記憶部４５等を備えている。
ここで、検出回路４３は、ポンプ駆動回路４２によりコイル２４へ通電される電流値あるいは駆動パルスの周波数、スロットルバルブ２ｂの開度、温度センサ２ｃにより検出されるエンジン２の温度等の状態量を検出する。
【００４０】
ポンプ駆動回路４２は、図８に示すように、電界効果型トランジスタ等を含むスイッチ回路４１０，４１１，４１２，４１３、スイッチ回路４１０を駆動する駆動回路４１４、スイッチ回路４１１を駆動する駆動回路４１５、スイッチ回路４１２を駆動する駆動回路４１６、スイッチ回路４１３を駆動する駆動回路４１７、所定の容量（例えば１００μＦ程度）をもつコンデンサ４１８等により形成されている。
【００４１】
このポンプ駆動回路４２においては、図９に示すように、パージ駆動及び燃料噴射駆動に応じて、それぞれのスイッチ回路４１０〜４１３がＯＮ／ＯＦＦされ、又、図１０に示すように、コイル２４への通電時に蓄えられたエネルギを通電停止時にコンデンサ４１８に移動させて蓄え、次の駆動開始時にコンデンサ４１８に蓄えられたエネルギを有効に利用して、コイル２４に通電する際の急激な電流（電圧）の立ち上がりを図っている。
【００４２】
すなわち、パージ駆動を開始するときは、スイッチ回路４１１，４１２がＯＮになり、コイル２４に逆方向（他方向）の駆動電圧が加わる。このとき、最初にコンデンサ４１８に蓄えられた電圧Ｖ１（例えば、６０Ｖ）が加わり、コンデンサ４１８の放電が終了した時点で、電源電圧Ｖ０（例えば、１２Ｖ）が加わる。
一方、パージ駆動を停止するときは、スイッチ回路４１１，４１２がＯＦＦになり、駆動電流のエネルギは、スイッチ回路４１０，４１３に内蔵されたダイオードを通り、コンデンサ４１８に電荷として充電される。そして、駆動電流が零になったときコンデンサ４１８の電圧上昇も停止する。
【００４３】
燃料噴射駆動を開始するときは、スイッチ回路４１０，４１３がＯＮになり、コイル２４に正方向（一方向）の駆動電圧が加わる。このとき、パージ駆動時と同様に最初にコンデンサ４１８に蓄えられた電圧Ｖ１（例えば、６０Ｖ）が加わり、コンデンサ４１８の放電が終了した時点で、電源電圧Ｖ０（例えば、１２Ｖ）が加わる。
一方、燃料噴射駆動を停止するときは、スイッチ回路４１０，４１３がＯＦＦになり、駆動電流のエネルギは、スイッチ回路４１１，４１２に内蔵されたダイオードを通り、コンデンサ４１８に電荷として充電される。そして、駆動電流が零になったときコンデンサ４１８の電圧上昇も停止する。
【００４４】
すなわち、パージ駆動と燃料噴射駆動を交互に行う場合、上記の動作が繰り返されて、コイル２４への通電が行われる。尚、この動作は、パージ駆動を連続して行う場合、燃料噴射駆動を連続して行う場合も同様である。
このように、コイル２４への通電時にコンデンサ４１８に蓄えられたエネルギを次の駆動時に有効に利用することにより、プランジャ２１を駆動する際の高速化が達成される。
【００４５】
次に、上記燃料供給システムにおける電子制御燃料噴射装置１０の駆動につき、図１のシステム図及び図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。先ず、キースイッチ６０がオン（電源がオン状態）にされると（ステップＳ１）、制御部４１がポンプ駆動回路４２に制御信号は発し、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対してパージ駆動（Ｔｐ）のためのパルス通電を行う（ステップＳ２）。
【００４６】
尚、このパルス通電に際しては、制御部４１が、検出回路４３，４４により検出される状態量に基づき種々の演算処理を行い、ポンプ駆動回路４２に制御信号を発し、これらの制御信号に基づいて、ポンプ駆動回路４２がパージ駆動を行うための所定のパルス幅を設定し、コイル２４に対してパルス通電を行うようにしてもよい。
【００４７】
このように、エンジン２が始動される前に、パージ駆動が行われるため、内部に滞留したベーパが予め排出される。特に、高負荷運転後にエンジン２を停止し、そのまま放置された後においてエンジン２を始動するような場合に、大量のベーパが滞留している可能性があるが、発生したベーパは予め排出されるため、スムーズにエンジン２を始動させることができる。
【００４８】
続いて、キースイッチ６０がスタート位置に回されてエンジン２が始動したか否か判断される（ステップＳ３）。ここで、未だ始動していない場合は、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対してパージ駆動（Ｔｐ）のためのパルス通電を行う。
【００４９】
ところで、このパージ駆動（Ｔｐ）のためのパルス通電は、好ましくは、タイマー（不図示）等を設けて時間を計測し、キースイッチ６０がオン状態にされてから所定時間の間だけ行われるようにする。また、カウンター（不図示）を設けてパルスの回数をカウントし、所定の回数だけ行われるようにする。これにより、ペーパが完全に排出された後の無駄な駆動が避けられて、消費電力が低減される。
【００５０】
一方、ステップＳ３において、エンジン２が始動したと判断された場合は、検出回路４３，４４等により種々の状態量が検出されてエンジン２の運転状態が検出され（ステップＳ４）、この検出情報に基づいて、エンジン２がアイドル運転状態にあるか否かが判断される（ステップＳ５）。
【００５１】
ここで、エンジン２がアイドル運転状態ではないと判断された場合は、記憶部４５に格納された制御マップ等に基づき運転状態に応じた燃料を噴射するように、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対して燃料噴射駆動（Ｔｉｎｊ）のためのパルス通電を行う。
【００５２】
一方、ステップＳ５において、エンジン２がアイドル運転状態にあると判断された場合は、制御部４１は、検出回路４３，４４により検出される状態量、例えば、直前のコイル電流、電源（バッテリ５０）の電圧、直前における燃料噴射駆動（Ｔｉｎｊ）のパルス通電周波数等のうち、少なくとも一つの状態量に基づき種々の演算処理を行って、ポンプ駆動回路４２に制御信号を発する。そして、ポンプ駆動回路４２は、これらの制御信号に基づきコイル２４に対してパージ駆動（Ｔｐ）を追加するべくパルス通電を行う。
【００５３】
すなわち、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対して、燃料を噴射させる一つの燃料噴射駆動（Ｔｉｎｊ）から次の燃料噴射駆動（Ｔｉｎｊ）までの合間に、パージ駆動（Ｔｐ）を複数回に亘って行うパルス通電を行う。アイドル運転状態においては、燃料噴射駆動（Ｔｉｎｊ）のパルス幅が短く、又、その周期が比較的長いため、上記のようなパージ駆動（Ｔｐ）を容易に挿入（追加）することができる。これにより、燃料流量の少ないアイドル運転状態においても、発生したベーパを効率良く排出させることができ、又、コイル２４からの発熱を冷却することができ、ベーパの発生もさらに抑制できる。
【００５４】
続いて、キースイッチ６０が逆に回されてエンジン２が停止されたか否か判断される（ステップＳ７）。ここで、エンジン２が未だ運転状態にあり停止していないと判断された場合は、ステップＳ４に戻って再び同様にステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６が繰り返される。
【００５５】
一方、ステップＳ７において、エンジン２が停止したと判断された場合は、続けてキースイッチ６０がオフとされたか否か判断される（ステップＳ８）。ここで、キースイッチ６０は未だオン状態にある（オフとされていない）と判断された場合は、ステップＳ２に戻って、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対して前述同様に、パージ駆動のためのパルス通電を行う。すなわち、ポンプ駆動回路４２は、コイル２４に対して、エンジン２が停止されてから所定の時間に亘り、あるいは、所定の回数だけ、パージ駆動（Ｔｐ）のためのパルス通電を行う。
【００５６】
特に、高負荷運転直後にエンジン２が停止された場合は、大量のベーパが発生し燃料通路の内部に滞留する。したがって、この状態のままエンジン２を再び始動（再始動）させようとしても、ベーパが燃料に混じり込んで噴射されるため噴射量が不均一になり、エンジン２が始動し難い。そこで、上記のように、エンジン２が再始動される前に、パージ駆動（Ｔｐ）を行わせて内部に滞留したベーパを確実に排出させることで、ベーパが取り除かれた均一な燃料が噴射され、スムーズにエンジン２を再始動させることができる。
【００５７】
この実施形態においては、非通電のときパージ弁２６を閉弁させる場合を示したが、貫通路２１ａを開放する向きにパージ弁２６を付勢するスプリングを採用して、非通電のとき逆に開弁させるようにしてもよい。この場合、非通電の状態で圧送室内に発生したベーパは自然に排出されるため、常にベーパの滞留を防止できる。また、パージ駆動を行う場合、駆動の初期から効率良くベーパが排出される。したがって、パージ特性を重視する装置において有効である。
【００５８】
図１２ないし図１４は、本発明に係る電子制御燃料噴射装置の他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、電子制御燃料噴射装置１０´のポンプ部２０´の構造が異なる以外は、前述の実施形態と同一であり、それ故に同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
すなわち、ポンプ部２０´は、図１２に示すように、円柱状のプランジャ２１´、プランジャ２１´を往復動自在に収容すると共に壁面に排出口２２ａ´をもつ筒体としてのスリーブ２２´、ヨーク２３、コイル２４、チェックバルブ２５、排出口２２ａ´を開閉するパージ弁２６´、チェックバルブ２７等を備えている。
【００６０】
パージ弁２６´は、図１２ないし図１４に示すように、圧送室Ｐ側において排出口２２ａ´を開閉し得るように、スリーブ２２´に沿って往復動自在に配置されている。すなわち、パージ弁２６´は、図１４に示すように、Ｎ極及びＳ極に着磁された永久磁石として形成され、スリーブ２２´に沿って所定範囲を摺動自在に配置されている。
【００６１】
そして、コイル２４への一方向（正方向）通電により図１３（ａ）に示すように閉弁しかつ他方向（逆方向）通電により図１３（ｂ）に示すように開弁するようになっている。尚、図１３（ａ）においては、コイル２４への一方向（正方向）通電を開始した直後の状態で、軽量のパージ弁２６´が開弁し、重量のプランジャ２１´が移動を開始した途中の状態を示している。また、ここでは、コイル２４への非通電の状態で、図１３（ｂ）に示すように、パージ弁２６´は排出口２２ａ´を開放した状態に保持されている。
【００６２】
コイル２４への通電／非通電によるプランジャ２１´及びパージ弁２６´の動作について、図１４に基づき説明する。
先ず、非通電の状態では、図１４（ａ）に示すように、プランジャ２１´は休止位置に位置し、又、パージ弁２６´は、磁気的吸引力によりプランジャ２１´側に引き寄せられて、排出口２２ａ´を開放している。このように、非通電の状態でパージ弁２６´は開弁しているため、圧送室Ｐ内に発生したベーパは自然に排出され、常にベーパの滞留が防止される。
【００６３】
この休止状態において、コイル２４が一方向（正方向）に通電されると、図１４（ｂ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１´は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１´の端部にはＮ極が発生するため、このＮ極とパージ弁２６´のＮ極とが反発し合って、パージ弁２６´は下方に移動し排出口２２ａ´を閉塞する。すなわち、圧送室Ｐ内の燃料が加圧（圧送）されて燃料噴射駆動が行われる。尚、非通電にすることで、図１４（ａ）に示す休止位置に復帰する。
【００６４】
一方、休止状態において、コイル２４が他方向（逆方向）に通電されると、図１４（ｃ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１´は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１´の端部にはＳ極が発生するため、このＳ極とパージ弁２６´のＮ極とが吸引し合って、パージ弁２６´はそのままの位置に保持されて排出口２２ａ´を開放した状態を維持する。
すなわち、プランジャ２１´のポンプ作用により圧送室Ｐに滞留したベーパ又はベーパ混じりの燃料が排出口２２ａ´を通って排出されるパージ駆動が行われる。尚、非通電にすることで、図１４（ａ）に示す休止位置に復帰する。
【００６５】
このように、パージ駆動を行う場合は、駆動開始前の非通電の状態で予めパージ弁２６´は開弁しているため、駆動の初期から効率良くベーパが排出され、パージ特性を重視する装置において有効である。
尚、パージ駆動及び燃料噴射駆動等の詳細な内容については、前述の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
図１５及び図１６は、本発明に係る電子制御燃料噴射装置のさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、電子制御燃料噴射装置１０´´のポンプ部２０´´及び低圧フィルタ４´´の構造、フィードパイプ３，３´´及びリターンパイプ５´´の配管が異なる以外は、前述の図１ないし図４に示す実施形態と同一であり、それ故に同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
すなわち、低圧フィルタ４´´は、燃料タンク１からフィードパイプ３を経て導かれた燃料を濾過し、濾過した燃料をフィードパイプ３´´に向けて送り出し、又、ポンプ部２０´´内で発生したベーパをフィードパイプ３´´からリターンパイプ５´´へ導く役割をなす。
【００６８】
ポンプ部２０´´は、図１５に示すように、プランジャ２１、プランジャ２１を往復動自在に収容すると共に燃料の流入と燃料及びベーパの排出を許容する開口２２ａ´´をもつ筒体としてのスリーブ２２´´、ヨーク２３、コイル２４、パージ弁２６、チェックバルブ２７等を備えている。尚、コイル２４への非通電のとき、プランジャ２１はリターンスプリング（不図示）により付勢されて休止位置（図１５で示す左側寄りの位置）に位置付けられている。
【００６９】
パージ弁２６は、図１６に示すように、圧送室Ｐ側において貫通路２１ａを開閉し得るように、プランジャ２１に往復動自在に配置されており、コイル２４への一方向（正方向）通電により図１６（ａ）に示すように閉弁し、一方、他方向（逆方向）通電により図１６（ｂ）に示すように開弁するようになっている。
尚、図１６（ｂ）においては、コイル２４への他方向（逆方向）通電を開始した直後の状態で、軽量のパージ弁２６が開弁し、重量のプランジャ２１が移動を開始した途中の状態を示している。また、パージ弁２６は、前述の図３に示すように、コイル２４への非通電の状態では、スプリング２６ｃの付勢力により常時閉弁状態となるように形成される。
【００７０】
コイル２４への通電／非通電によるプランジャ２１及びパージ弁２６の動作について、前述の図４に基づき説明する。
先ず、非通電の状態では、図４（ａ）に示すように、プランジャ２１は休止位置に位置し、又、パージ弁２６は、スプリング２６ｃの付勢力及び磁気的吸引力によりプランジャ２１に接触して、貫通路２１ａ（排出口）を閉塞している。
【００７１】
この休止状態において、コイル２４が一方向（正方向）に通電されると、図４（ｂ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１の端部にはＳ極が発生するため、このＳ極と弁部２６ａのＮ極とが吸引し合って、パージ弁２６は強固に貫通路２１ａを閉塞した状態に維持される。すなわち、圧送室Ｐ内の燃料が加圧（圧送）されて燃料噴射駆動が行われる。
【００７２】
続いて、コイル２４への通電が断たれると、ヨーク２４に発生していた磁極（Ｎ極）が消滅し、プランジャ２１はリターンスプリングの付勢力により図４（ａ）に示す休止位置に押し戻され始める。この際、プランジャ２１の上流側の空間と圧送室Ｐとの圧力差により、パージ弁２６はスプリング２６ｃの付勢力に抗して貫通路２１ａを解放し、フィードパイプ３´´により導かれた上流側の燃料が貫通路２１ａを通って圧送室Ｐ内に流れ込む。
そして、プランジャ２１が停止すると同時又はその直前ないしは直後に、バージ弁２６はスプリング２６ｃの付勢力により貫通路２１ａを閉塞し、次の動作に備えて待機する。上記動作の繰り返しにより、燃料の吸引及び圧送による連続的な燃料噴射駆動が行われる。
【００７３】
このように、燃料噴射駆動を行う場合は、駆動開始前の非通電の状態で予めパージ弁２６は閉弁しているため、駆動の初期から加圧がなされて昇圧に要する時間が短縮される。
【００７４】
一方、休止状態において、コイル２４が他方向（逆方向）に通電されると、図４（ｃ）に示すように、ヨーク２３内に磁力線（一点鎖線）の流れが生じ、発生する電磁力により、プランジャ２１は下向き（圧送室Ｐを圧縮する向き）に移動する。一方、プランジャ２１の端部にはＮ極が発生するため、このＮ極と弁部２６ａのＮ極とが反発し合って、パージ弁２６は下向きに移動して貫通路２１ａを開放した状態となる。すなわち、プランジャ２１のポンプ作用により圧送室Ｐに滞留したベーパ又はベーパ混じりの燃料が貫通路２１ａを通って排出されるパージ駆動が行われる。
【００７５】
続いて、コイル２４への通電が断たれると、ヨーク２４に発生していた磁極（Ｎ極）が消滅し、プランジャ２１はリターンスプリングの付勢力により図４（ａ）に示す休止位置に押し戻され始める。この際、プランジャ２１の上流側の空間と圧送室Ｐとの圧力差により、パージ弁２６はスプリング２６ｃの付勢力に抗して貫通路２１ａを解放し、フィードパイプ３´´により導かれた上流側の燃料が貫通路２１ａを通って圧送室Ｐ内に流れ込む。
そして、プランジャ２１が停止すると同時又はその直前ないしは直後に、バージ弁２６はスプリング２６ｃの付勢力により貫通路２１ａを閉塞し、次の動作に備えて待機する。上記動作の繰り返しにより、燃料の吸引及びポンプ作用による連続的なパージ駆動が行われる。
【００７６】
尚、パージ駆動及び燃料噴射駆動等の詳細な内容については、前述の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
この実施形態においては、前述の実施形態で示すようなチェックバルブ２５が不要になり、構造が簡略化される。
【００７７】
上記各々の実施形態においては、電子制御燃料噴射装置１０，１０´，１０´´として、ポンプ２０，２０´，２０´´とノズル部３０とが一体となったものを示したが、両者が別々に配置されて燃料配管等により接続されたシステムにおいても同様に、本発明を適用することができる。
また、エンジン２の所定の状態として、アイドル運転状態、キースイッチ６０がオン状態とされエンジン２が停止した状態を示したが、アイドル運転以外の低負荷運転状態等においても、パージ駆動の追加が可能である限り、同様のパルス通電を行うことでベーパの排出効率を高め、又、冷却作用を確保してベーパの発生を抑制できる。
【００７８】
さらに、上記実施形態においては、パージ駆動のためのパルス通電を予め設定された時間あるいは回数だけ行う場合を示したが、このように一定の時間あるいは回数とするのではなく、燃料温度、あるいは、燃料温度と関係する外気温度、エンジン温度、オイル温度、コイル温度等の温度情報に基づき、パージ駆動のためのパルス通電を行う時間あるいは回数を適宜決定することも可能である。これにより、無駄な駆動を避けて消費電力を低減でき、エンジンの運転状態に応じたより高精度な通電制御を行える。
【００７９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電子制御燃料噴射装置及び燃料噴射制御方法によれば、往復動により燃料を吸引及び圧送するプランジャ、圧送室内のベーパを排出するべく排出口を開閉するパージ弁、プランジャに電磁駆動力を及ぼす励磁用のコイル等を備えた構成において、パージ弁を、コイルに対する一方向への通電により閉弁しかつ他方向への通電により開弁するように形成したことにより、コイルへの通電方向を適宜切替えることにより、パージ駆動又は燃料噴射駆動を行わせることができるため、従来のような燃料噴射時の無効時間を省くことができ、必要なときにのみパージ駆動を行って効率良くベーパを排出させることができる。また、パージ弁を駆動する電磁力を得るために、プランジャを駆動するためのコイルを兼用しているため、構造が簡略化され、小型化され、消費電力も低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子制御燃料噴射装置を採用した燃料供給システムを示す概略構成図である。
【図２】電子制御燃料噴射装置の一部をなすポンプ部を示すものであり、（ａ）はパージ弁が閉弁した状態を示す拡大断面図、（ｂ）はパージ弁が開弁した状態を示す拡大断面図である。
【図３】パージ弁の支持構造を示す断面図である。
【図４】プランジャ及びパージ弁の動作を説明するものであり、（ａ）は非通電時の状態図、（ｂ）は燃料噴射駆動時の状態図、（ｃ）はパージ駆動時の状態図である。
【図５】ポンプ部を駆動する際の駆動パルス（通電波形）を示すものである。
【図６】コイルへの通電によるプランジャの駆動特性を示すものであり、（ａ）はパージ駆動を説明する図、（ｂ）は燃料噴射駆動を説明する図である。
【図７】本発明に係る装置の特性を説明するグラフである。
【図８】ポンプ駆動回路を示す回路図である。
【図９】ポンプ駆動回路の一部をなすスイッチ回路の動作を示す駆動図である。
【図１０】ポンプ駆動回路の一部をなすコンデンサの特性を示す特性図である。
【図１１】本発明に係る電子制御燃料噴射装置の駆動制御を示すフローチャートである。
【図１２】他の実施形態に係る電子制御燃料噴射装置を採用した燃料供給システムを示す概略構成図である。
【図１３】電子制御燃料噴射装置の一部をなすポンプ部を示すものであり、（ａ）はパージ弁が閉弁した状態を示す拡大断面図、（ｂ）はパージ弁が開弁した状態を示す拡大断面図である。
【図１４】プランジャ及びパージ弁の動作を説明するものであり、（ａ）は非通電時の状態図、（ｂ）は燃料噴射駆動時の状態図、（ｃ）はパージ駆動時の状態図である。
【図１５】さらに他の実施形態に係る電子制御燃料噴射装置を採用した燃料供給システムを示す概略構成図である。
【図１６】電子制御燃料噴射装置の一部をなすポンプ部を示すものであり、（ａ）はパージ弁が閉弁した状態を示す拡大断面図、（ｂ）はパージ弁が開弁した状態を示す拡大断面図である。
【図１７】従来の電子制御燃料噴射装置におけるプランジャの駆動特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１燃料タンク
２エンジン
３，３´´ フィードパイプ
４，４´´ 低圧フィルタ
５，５´´ リターンパイプ
１０，１０´，１０´´ 電子制御燃料噴射装置
Ｐ圧送室
２０，２０´，２０´´ ポンプ部
２１，２１´ プランジャ
２１ａ貫通路（排出口）
２２，２２´，２２´´ スリーブ（筒体）
２２ａ´ 排出口
２２ａ´´ 開口
２３ヨーク
２４コイル
２５，２７チェックバルブ
２６，２６´ パージ弁
３０ノズル部
４０コントロールユニット（制御手段）
４１制御部
４２ポンプ駆動回路
４３，４４検出回路
４５記憶部
５０バッテリ（電源）
６０キースイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronically controlled fuel injection device that directly injects fuel into an internal combustion engine (hereinafter, simply referred to as an engine), and is particularly applied to an engine mounted on a motorcycle or the like to discharge a reciprocating plunger and vapor. The present invention relates to an electronically controlled fuel injection device having a purge valve and a fuel injection control method.
[0002]
[Prior art]
Examples of the electronic control fuel injection device applied to an engine mounted on an automobile include a low-pressure pump that sends out fuel from a fuel tank, a high-pressure pump that pressurizes and sends fuel guided by a low-pressure pipe, and a high-pressure pump that sends pressure by a high-pressure pump. A common rail for guiding the fuel, a fuel injection valve for injecting fuel branched from the common rail, and a vapor discharge valve (purge valve) disposed at an end of the common rail for discharging vapor in the common rail. It is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, as an electronic control fuel injection device applied to an engine mounted on a motorcycle or the like, for example, fuel guided by a low-pressure pipe from a fuel tank is suctioned and pressure-fed by a plunger driven by an electromagnetic force, and an initial stage of a pressure-fed process is performed. It is known that fuel mixed with vapor is returned to a fuel tank in a region, and fuel is directly injected from a nozzle into an intake passage in a late region of a pumping stroke (for example, see Patent Documents 2 and 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-257177
[Patent Document 2]
JP 2001-221137 A
[Patent Document 3]
JP 2002-155828 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional electronic control fuel injection device applied to the automobile engine, the injection valve itself does not suck and inject the fuel, but requires a low pressure pump and a high pressure pump, and is provided on the common rail. The vapor discharge valve is driven by a dedicated electromagnetic force different from the driving force of the pump.
Therefore, energy for individually driving the high-pressure pump, the low-pressure pump, and the vapor discharge valve is required, and when all of them are performed by electric power, power consumption increases.
[0006]
On the other hand, in a conventional electronic control fuel injection device applied to a motorcycle engine, in a pressure feeding process in which a plunger moves to pressurize fuel, as shown in FIG. 17, vapor purge driving (Tp) and fuel injection are performed. The driving (Tinj) is always performed continuously. Therefore, it has been desired to reduce the driving time (ineffective time: Tp) from the start of driving of the plunger to the actual injection of fuel.
Further, as shown in FIG. 17, a stroke St obtained by adding a stroke Sp for purging and a stroke Sinj for injection is required as the movement stroke S of the plunger.
Furthermore, since the amount of vapor generated in the fuel varies depending on various factors such as the state of the engine and the environmental temperature, it is necessary to efficiently discharge the vapor in consideration of each factor.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to produce vapor (bubbles) generated in fuel while simplifying the structure, reducing the size, reducing power consumption, and the like. It is an object of the present invention to provide an electronically controlled fuel injection device and a fuel injection control method that can efficiently discharge fuel and can perform optimal fuel injection according to the state of the engine.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An electronic control fuel injection device according to the present invention includes a plunger that sucks and pumps fuel by reciprocating motion, a purge valve that opens and closes a discharge port to discharge vapor in a pressure chamber to be pumped by the plunger to a fuel tank, An electronically controlled fuel injection device comprising: an exciting coil for exerting a driving force, wherein the purge valve is closed by energizing the coil in one direction and opened by energizing the other direction. , Is formed.
According to this configuration, when the coil is energized in one direction (positive direction), the plunger is driven (fuel injection driving) in a state where the purge valve is closed by the generated electromagnetic force. It is injected under pressure (pressurized). On the other hand, when the coil is energized in the other direction (reverse direction), the plunger is driven (purge driving) with the purge valve opened by the generated electromagnetic force. It is discharged from the discharge port to the fuel tank by the action. In this way, by switching the energizing direction of the coil, only one of the purge drive and the fuel injection drive or both of the drives can be appropriately performed.
As a result, it is possible to omit the ineffective time at the time of fuel injection as in the related art, and it is possible to efficiently discharge the vapor by performing the purge drive only when necessary. Further, since a coil for driving the plunger is also used to obtain an electromagnetic force for driving the purge valve, the structure is simplified, the size is reduced, and the power consumption is reduced.
[0009]
In the above configuration, the plunger has a through passage that is formed to penetrate in the reciprocating direction and communicates with the pumping chamber and defines a discharge port, and the purge valve reciprocates so as to open and close the through passage on the pumping chamber side. It is possible to adopt a configuration that is movably arranged and magnetized so as to generate attraction or repulsion with a magnetic pole generated in the plunger by energizing the coil.
According to this configuration, when the coil is energized in one direction, the plunger is driven, and at the same time, the magnetic pole (for example, S pole) generated at the end of the plunger on the side of the pressure feed chamber and the magnetic pole of the purge valve (for example, N pole) ), The purge valve closes the through passage, and the fuel is injected (fuel injection drive). On the other hand, when the coil is energized in the other direction, the plunger is driven, and at the same time, the magnetic pole (for example, N pole) generated at the end of the plunger on the pressure feed chamber side and the magnetic pole (for example, N pole) of the purge valve repel. The force causes the purge valve to open the through passage, and the vapor is discharged (purge driving).
[0010]
In the above configuration, the plunger has a cylindrical body that reciprocates and accommodates a plunger and defines a discharge port that communicates with the pressure chamber on the wall surface. The purge valve reciprocates so that the discharge port can be opened and closed on the pressure chamber side. It is possible to adopt a configuration that is movably arranged and magnetized so as to generate attraction or repulsion with a magnetic pole generated in the plunger by energizing the coil.
According to this configuration, when the coil is energized in one direction, the plunger is driven, and at the same time, the magnetic pole (e.g., N pole) generated at the end of the plunger on the pressure feed chamber side and the magnetic pole of the purge valve (e.g., N pole) ), The purge valve closes a discharge port formed in the wall surface of the cylindrical body, and fuel injection (fuel injection drive) is performed. On the other hand, when the coil is energized in the other direction, the plunger is driven, and at the same time, the magnetic pole (for example, S pole) generated at the end of the plunger on the pressure-feeding chamber side and the magnetic pole (for example, N pole) of the purge valve are attracted. The force causes the purge valve to open a discharge port formed in the wall surface of the cylinder, and discharge of vapor (purge driving) is performed.
[0011]
In the above configuration, it is possible to adopt a configuration in which the purge valve is formed to open the discharge port when the coil is not energized.
According to this configuration, the vapor generated in the pressure-feeding chamber in a non-energized state is naturally discharged, so that the stagnation of the vapor can always be prevented. Further, when performing the purge drive, the vapor is efficiently discharged from the beginning of the drive. Therefore, the present invention is effective in an apparatus that emphasizes the purge characteristics.
[0012]
In the above configuration, it is possible to employ a configuration in which the purge valve is formed to close the discharge port when the coil is not energized.
According to this configuration, when performing the fuel injection driving, the pressurization (pressure feeding) is performed from the initial stage of the driving, so that the injection time can be reduced. Therefore, it is effective in a device that emphasizes the injection characteristics.
[0013]
In the above configuration, the control device includes control means for controlling energization of the coil so as to inject fuel according to a state of the engine, wherein the control means includes a purge drive for opening a purge valve when the engine is in a predetermined state, and A configuration may be adopted in which energization control is performed on the coil so as to perform fuel injection driving for injecting fuel by closing the valve.
According to this configuration, when the engine is in a predetermined state (for example, an operation state in which vapor is easily generated in the fuel or a high-temperature stop state, a high-speed high-load state in which vapor is unlikely to be generated, or the like), the state is determined according to those states. Since control can be performed such that only the purge drive, both the purge drive and the fuel injection drive, or only the fuel injection drive are performed, the required amount of fuel according to the state of the engine can be injected with high accuracy.
[0014]
In the above configuration, it is possible to employ a configuration in which the control unit performs the energization control on the coil so as to perform the purge drive when the engine is in the idle operation state.
According to this configuration, when the engine is in the idling state, between the energization for injecting fuel (for example, pulse energization), an energization for purge drive for discharging vapor (for example, pulse energization) is added. In addition, even when the fuel flow rate is small, the generated vapor can be efficiently discharged, and the cooling action can be obtained to suppress the generation of the vapor.
[0015]
In the above configuration, it is possible to adopt a configuration in which when the power supply for starting the engine is turned on before starting the engine, the control unit controls the energization of the coil to perform the purge drive.
According to this configuration, the purge valve is opened prior to the start or restart of the engine, so that the vapor that has accumulated in the pressure feed chamber can be discharged in advance, and the startability of the engine, particularly the restartability, is improved. .
[0016]
In the above configuration, the control means controls the energization of the coil so as to perform the purge drive for a predetermined time after the power is turned on, or a predetermined number of times since the power is turned on. It is possible to adopt a configuration in which pulse energization control is performed on the coil to perform the purge drive.
According to this configuration, energization (pulse energization) is performed only for a predetermined time set in advance or a predetermined number of times, so that useless driving after the vapor is completely discharged is avoided, and power consumption is reduced. .
[0017]
In the above configuration, a configuration is adopted in which the control unit performs power supply control on the coil to perform purge driving based on at least one state quantity of a coil current, a power supply voltage, and a pulse power supply frequency for injecting fuel. it can.
According to this configuration, by performing the energization control based on the state quantity related to the operation of the engine (for example, by controlling the pulse width of the energization), the vapor can be efficiently discharged, and therefore, the fuel injection is performed. The quantity can be controlled with high precision.
[0018]
In the above configuration, it is possible to employ a configuration in which the control unit sets a pulse width for energizing the coil to perform the purge drive based on the temperature information.
According to this configuration, for example, based on the fuel temperature or temperature information such as the engine temperature, the oil temperature, and the coil temperature that are related to the fuel temperature, the energization pulse width for performing the purge drive for discharging the vapor is set. By setting, the fuel injection amount can be controlled with higher accuracy according to the operating state of the engine.
[0019]
In the above configuration, it is possible to adopt a configuration in which the control unit determines whether to perform the purge drive based on the temperature information.
According to this configuration, it is determined whether or not to perform the purge drive for discharging the vapor based on the fuel temperature or the temperature information such as the outside air temperature, the engine temperature, the oil temperature, and the coil temperature related to the fuel temperature. For example, in an extremely cold environment in which vapor does not occur, power consumption can be reduced by avoiding useless driving by not energizing.
[0020]
Also, the fuel injection control method of the present invention is directed to a plunger that sucks and feeds fuel by reciprocating motion, a purge valve that opens and closes a discharge port to discharge vapor in a pumping chamber that is fed by the plunger to a fuel tank, and a plunger. A fuel injection control method comprising an exciting coil for applying an electromagnetic driving force and controlling fuel injection, wherein a direction of energization to the coil is switched to open a purge valve and discharge vapor. The purge drive and the fuel injection drive for injecting fuel by closing the purge valve are selectively performed.
According to this configuration, when the engine is in a predetermined state (for example, an operation state in which vapor is easily generated in the fuel or a high-temperature stop state, a high-speed high-load state in which vapor is unlikely to be generated, or the like), the state is determined according to those states. The direction of power supply to the coil is switched, and the stroke of only the purge drive, both of the purge drive and the fuel injection drive, or the stroke of the fuel injection drive alone is appropriately selected to control the fuel injection. It is possible to inject a required amount of fuel according to the state of the above with high accuracy.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 to 11 show an embodiment in which an electronic control fuel injection device according to the present invention is applied to a fuel supply system for an engine mounted on a motorcycle. As shown in FIG. 1, the fuel supply system includes an electronically controlled fuel injection device 10 including a fuel tank 1 of a motorcycle, an electromagnetically driven pump unit 20 and a nozzle unit 30 arranged in an intake passage 2a of an engine 2, and a fuel supply system. , A low pressure filter 4 arranged in the middle of the feed pipe 3, a return pipe 5 for returning a part of the supplied fuel (excess fuel) to the fuel tank 1, and control for controlling the driving of the pump unit 20. A control unit (C / U) 40 as a means, a battery 50 as a power supply, a key switch 60 for turning on / off the power of the entire system and starting the engine 2 are provided.
[0022]
As shown in FIG. 1, the pump section 20 includes a cylindrical plunger 21, a sleeve 22 serving as a cylindrical body that accommodates the plunger 21 in a reciprocating manner, a yoke 23 disposed outside the sleeve 22 and passing magnetic lines of force, A coil 24, a check valve 25 that allows only a flow toward the inside of the pumping chamber P defined on the distal end side of the sleeve 22, a purge valve 26 that opens and closes a through passage 21 a formed in the plunger 21, and a fuel in the pumping chamber P Is provided with a check valve 27 and the like which allow discharge when the pressure is increased to a predetermined pressure or more. When the coil 24 is not energized, the plunger 21 is biased by a return spring (not shown) and is positioned at a rest position (a position closer to the left side in FIG. 1).
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the plunger 21 defines a discharge port where the purge valve 26 is seated and opened at one end of a through passage 21 a formed to penetrate in the reciprocating direction. When the coil 24 is not energized, the coil 24 is always driven in a fixed direction, and when the coil 24 is not energized, the coil 24 returns to the rest position by the urging force of the return spring.
Further, in the plunger 21, an N-pole is generated at one end and an S-pole is generated at the other end, or an S-pole and other electrodes are generated at one end depending on the direction of current supply (forward or reverse) to the coil 24. An N pole is generated at the end.
[0024]
As shown in FIG. 2, the purge valve 26 is reciprocally arranged on the plunger 21 so as to open and close the through passage 21 a on the side of the pressure feeding chamber P.
That is, as shown in FIG. 2, the purge valve 26 is connected to the valve portion 26a as a permanent magnet magnetized to the N-pole and the S-pole, and is slidably inserted into the through passage 21a. It is formed by the support portion 26b and the like. When the coil 24 is energized in one direction (forward direction), the valve is closed as shown in FIG. 2A, and when energized in the other direction (reverse direction), the valve is opened as shown in FIG. 2B. ing. In FIG. 2B, immediately after the other direction (reverse direction) of energization of the coil 24 is started, the lightweight purge valve 26 is opened and the heavy plunger 21 starts moving. The state is shown.
Here, as shown in FIG. 2A, a plurality of grooves 26b 'extending in the axial direction is formed in the outer peripheral surface of the support portion 26b, and when the purge valve 26 is in the open state, The pumping chamber P is communicated with the through passage 21a.
[0025]
Here, as a specific method of supporting the purge valve 26, as shown in FIG. 3, a flange 26 b ″ is provided at an end of the support 26 b, and the flange 26 b is disposed in the through passage 21 a of the plunger 21. A spring 26c for urging '' is provided. When the coil 24 is not energized, the purge valve 26 is formed to be normally closed by the urging force of the spring 26c.
Note that, even if the spring 26c is not provided, the purge valve 26 is closed by magnetic attraction acting between the valve portion 26a and the plunger 21 in a non-energized state as long as dropping from the plunger 21 can be prevented. Can also be held.
[0026]
The operation of the plunger 21 and the purge valve 26 by energizing / de-energizing the coil 24 will be described with reference to FIG.
First, in the non-energized state, as shown in FIG. 4A, the plunger 21 is at the rest position, and the purge valve 26 is actuated by the urging force of the spring 26c (see FIG. 3) and the magnetic attraction force. By contacting the plunger 21, the through passage 21a (discharge port) is closed.
[0027]
In this pause state, when the coil 24 is energized in one direction (positive direction), as shown in FIG. 4B, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23, and the generated electromagnetic force causes The plunger 21 moves downward (in a direction to compress the pumping chamber P). On the other hand, since an S pole is generated at the end of the plunger 21, the S pole and the N pole of the valve portion 26a attract each other, and the purge valve 26 is maintained in a state in which the through passage 21a is firmly closed. . That is, the fuel in the pumping chamber P is pressurized (pressurized) and the fuel injection drive is performed. When the power is turned off, the motor returns to the rest position shown in FIG.
As described above, when the fuel injection drive is performed, the purge valve 26 is closed beforehand in a non-energized state before the start of the drive, so that the pressure is increased from the beginning of the drive and the injection time (the time required for the pressure increase) is increased. Is shortened, and is effective in a device that emphasizes the injection characteristics.
[0028]
On the other hand, when the coil 24 is energized in the other direction (reverse direction) in the resting state, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23 as shown in FIG. , The plunger 21 moves downward (in a direction to compress the pumping chamber P). On the other hand, since an N pole is generated at the end of the plunger 21, the N pole and the N pole of the valve portion 26a repel each other, and the purge valve 26 moves downward to open the through passage 21a. Become. That is, a purge drive is performed in which the vapor or the fuel mixed with the vapor stagnant in the pressure feeding chamber P by the pump action of the plunger 21 is discharged through the through passage 21a. When the power is turned off, the motor returns to the rest position shown in FIG.
[0029]
As shown in FIG. 1, the nozzle unit 30 includes an orifice nozzle 31 having a predetermined throttle diameter, a poppet valve 32 that opens when the fuel passing through the orifice nozzle 31 is at or above a predetermined pressure, an injection port 33 that injects fuel, An assist air pipe 34 for supplying air (air) for atomizing the fuel is provided.
[0030]
In the electronic control fuel injection device 10 having the above configuration, when the coil 24 is energized in one direction (positive direction) with a predetermined pulse width to generate an electromagnetic driving force, FIGS. 2 (a) and 4 (b) Is performed, and the plunger 21 pressurizes the fuel in the pumping chamber P to a predetermined pressure. Then, the fuel pressurized to a predetermined value or more is opened through the check valve 27, is metered through the orifice nozzle 31, opens the poppet valve 32, and flows from the injection port 33 together with the assist air to the intake passage 2a. It is sprayed in mist.
[0031]
When the power supply to the coil 24 is cut off, the plunger 21 is pushed back to the rest position by the urging force of the return spring. At this time, the check valve 25 is opened, the fuel is sucked from the feed pipe 3 toward the pressure feed chamber P, and the fuel supply apparatus stands by for the next injection.
[0032]
On the other hand, when the coil 24 is energized in the other direction (reverse direction) with a predetermined pulse width to generate an electromagnetic driving force, the purge driving shown in FIGS. 2B and 4C is performed, and the plunger 21 is turned on. The purge valve 26 opens the through passage 21a at the same time as performing the pumping action of compressing the pumping chamber P. Then, the vapor or the fuel mixed with the vapor that has stayed in the pressure feeding chamber P is discharged toward the return pipe 5 through the through passage 21 a by the pump action of the plunger 21.
[0033]
When the power supply to the coil 24 is cut off, the purge valve 26 closes the through passage 21a, and at the same time, the plunger 21 is pushed back to the rest position by the urging force of the return spring. At this time, the check valve 25 is opened, the fuel is sucked from the feed pipe 3 toward the pressure feed chamber P, and the fuel supply apparatus stands by for the next injection.
[0034]
According to the electronic control fuel injection device 10, unlike the conventional device in which the purge drive is always performed when the fuel injection drive is performed, the purge drive Tp and the fuel injection drive Tinj are appropriately changed as shown in FIG. Depending on the operating state of the engine 2, for example, it is possible to perform a purge drive + fuel injection drive, only a purge drive, or only a fuel injection drive.
[0035]
In the case of performing the purge drive, as shown in FIG. 6A, by energizing the coil 24 in the opposite direction (other direction), the plunger 21 is driven (moved) from the rest position and the purge valve 26 is simultaneously operated. The valve is opened to discharge vapor and the like. At this time, since the plunger 21 performs a pumping operation, the vapor can be smoothly discharged even if the return pipe 5 is a valley-shaped pipe located below the outlet of the pump section 20. Therefore, the degree of freedom in arranging the return pipe 5 increases. Note that the stroke Sp and the drive time Tp of the plunger 21 can be appropriately controlled as needed. For example, the plunger 21 may be moved to the end of the movement range.
[0036]
On the other hand, when performing the fuel injection drive, as shown in FIG. 6B, by energizing the coil 24 in the forward direction (one direction), the plunger 21 is held while the purge valve 26 is kept closed. It is driven (moved) from the rest position to pump and inject fuel. At this time, as shown in FIG. 7, there is no conventional purge step before the injection step, and the injection step is started at the same time when the plunger 21 starts to move. Note that the stroke Sinj and the drive time Tinj of the plunger 21 can be appropriately controlled as needed, and the stroke Sinj can be shorter than the stroke Sp during the purge drive.
[0037]
Therefore, the invalid time until the actual injection is eliminated is eliminated. In particular, in the operation region with a small flow rate, the ratio of the injection amount to the driving time is small, and the injection accuracy is improved by eliminating the invalid time.
Further, since there is no purge step, the purge does not affect the fuel injection. That is, in the purge process, the movement of the plunger 21 may change depending on the presence or absence of the purge, but since there is no purge process itself, the influence of the purge can be prevented. As a result, the operation of the plunger 21 is stabilized, and the fuel injection is performed stably with high accuracy.
[0038]
Further, since the purge drive and the fuel injection drive can be driven separately, by performing the purge drive only when necessary, power consumption and the like can be reduced, and the injection characteristics can be improved. For example, in an operation state of high speed (high rotation) and high load, the fuel flow is so large that almost no vapor is generated and it is not necessary to perform the purge drive. The movement stroke Sinj of the plunger 21 required for the stroke can be shortened, so that the power consumption can be reduced and the injection characteristics can be improved.
Further, since the stroke required for driving the plunger 21 is shorter than before, the optimal design of the solenoid mechanism is possible, and the propulsion force (electromagnetic driving force) of the plunger 21 can be increased.
[0039]
As shown in FIG. 1, a control unit (C / U) 40 as a control unit performs various arithmetic processing and controls a control unit 41 such as a CPU and an MPU that issues a control signal, and a pump drive circuit that drives the pump unit 20. 42, a detection circuit 43 that detects various state quantities and outputs them to the control unit 41, a state of the key switch 60 (whether or not the power is on), a voltage of the battery 50, and the like, which is detected and output to the control unit 41. A circuit 44, a storage unit 45 storing various information including operation information of the engine, and the like are provided.
Here, the detection circuit 43 detects a state value such as a current value or a frequency of a drive pulse supplied to the coil 24 by the pump drive circuit 42, an opening degree of the throttle valve 2b, and a temperature of the engine 2 detected by the temperature sensor 2c. To detect.
[0040]
As shown in FIG. 8, the pump drive circuit 42 includes switch circuits 410, 411, 412, and 413 each including a field-effect transistor, a drive circuit 414 that drives the switch circuit 410, a drive circuit 415 that drives the switch circuit 411, A driving circuit 416 for driving the switching circuit 412, a driving circuit 417 for driving the switching circuit 413, a capacitor 418 having a predetermined capacitance (for example, about 100 μF), and the like are formed.
[0041]
In the pump drive circuit 42, as shown in FIG. 9, the respective switch circuits 410 to 413 are turned ON / OFF in accordance with the purge drive and the fuel injection drive, and as shown in FIG. When the current is stopped, the energy stored in the capacitor 418 is transferred to and stored in the capacitor 418 when the current is stopped, and the energy stored in the capacitor 418 is effectively used at the start of the next drive, so that the sudden current (voltage ).
[0042]
That is, when the purge drive is started, the switch circuits 411 and 412 are turned on, and a drive voltage in the opposite direction (other direction) is applied to the coil 24. At this time, the voltage V1 (for example, 60 V) stored in the capacitor 418 is applied first, and the power supply voltage V0 (for example, 12 V) is applied when the discharge of the capacitor 418 is completed.
On the other hand, when the purge drive is stopped, the switch circuits 411 and 412 are turned off, and the energy of the drive current passes through the diodes incorporated in the switch circuits 410 and 413, and is charged in the capacitor 418 as electric charges. Then, when the drive current becomes zero, the voltage rise of the capacitor 418 also stops.
[0043]
When the fuel injection drive is started, the switch circuits 410 and 413 are turned ON, and a positive (one-way) drive voltage is applied to the coil 24. At this time, the voltage V1 (for example, 60 V) initially stored in the capacitor 418 is applied as in the case of the purge drive, and the power supply voltage V0 (for example, 12 V) is applied when the discharge of the capacitor 418 is completed.
On the other hand, when the fuel injection driving is stopped, the switch circuits 410 and 413 are turned off, and the energy of the drive current passes through the diodes built in the switch circuits 411 and 412 and is charged as electric charges in the capacitor 418. Then, when the drive current becomes zero, the voltage rise of the capacitor 418 also stops.
[0044]
That is, when the purge drive and the fuel injection drive are performed alternately, the above operation is repeated, and the coil 24 is energized. This operation is the same when the purge drive is continuously performed and when the fuel injection drive is continuously performed.
In this way, by effectively utilizing the energy stored in the capacitor 418 when the coil 24 is energized at the time of the next drive, the speed of driving the plunger 21 is increased.
[0045]
Next, the driving of the electronic control fuel injection device 10 in the fuel supply system will be described with reference to the system diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG. First, when the key switch 60 is turned on (the power is turned on) (step S1), the control unit 41 issues a control signal to the pump drive circuit 42, and the pump drive circuit 42 performs a purge drive on the coil 24 ( Pulse energization for Tp) is performed (step S2).
[0046]
At the time of this pulse energization, the control unit 41 performs various arithmetic processes based on the state quantities detected by the detection circuits 43 and 44, issues a control signal to the pump drive circuit 42, and based on these control signals. Alternatively, a predetermined pulse width for the pump drive circuit 42 to perform the purge drive may be set, and the coil 24 may be pulsed.
[0047]
As described above, since the purge drive is performed before the engine 2 is started, the vapor retained inside is discharged in advance. In particular, when the engine 2 is stopped after high-load operation and the engine 2 is started after being left as it is, a large amount of vapor may be retained, but the generated vapor is discharged in advance. Therefore, the engine 2 can be started smoothly.
[0048]
Subsequently, it is determined whether the key switch 60 has been turned to the start position and the engine 2 has started (step S3). If the pump has not been started yet, the pump drive circuit 42 applies a pulse to the coil 24 for purge driving (Tp).
[0049]
Incidentally, the pulse energization for the purge drive (Tp) is preferably performed by measuring the time by providing a timer (not shown) or the like, and only for a predetermined time after the key switch 60 is turned on. To In addition, a counter (not shown) is provided to count the number of pulses, and the pulse is counted a predetermined number of times. As a result, useless driving after the paper is completely discharged is avoided, and power consumption is reduced.
[0050]
On the other hand, if it is determined in step S3 that the engine 2 has started, various state quantities are detected by the detection circuits 43 and 44 and the like, and the operating state of the engine 2 is detected (step S4). Based on this, it is determined whether or not the engine 2 is in an idling operation state (step S5).
[0051]
Here, when it is determined that the engine 2 is not in the idling operation state, the pump drive circuit 42 controls the coil 24 so as to inject fuel according to the operation state based on the control map and the like stored in the storage unit 45. For the fuel injection drive (Tinj).
[0052]
On the other hand, when it is determined in step S5 that the engine 2 is in the idling operation state, the control unit 41 determines the state quantity detected by the detection circuits 43 and 44, for example, the immediately preceding coil current and the power supply (battery 50). , And a control signal is issued to the pump drive circuit 42 by performing various arithmetic processes based on at least one state quantity among the voltage of the fuel injection drive (Tinj) immediately before and the like. Then, the pump drive circuit 42 performs pulse energization to add a purge drive (Tp) to the coil 24 based on these control signals.
[0053]
That is, the pump drive circuit 42 performs the purge drive (Tp) a plurality of times between one fuel injection drive (Tinj) for injecting fuel to the coil 24 and the next fuel injection drive (Tinj). Is performed. In the idling operation state, since the pulse width of the fuel injection drive (Tinj) is short and its cycle is relatively long, the purge drive (Tp) as described above can be easily inserted (added). As a result, even in the idle operation state where the fuel flow rate is small, the generated vapor can be efficiently discharged, the heat generated from the coil 24 can be cooled, and the generation of the vapor can be further suppressed.
[0054]
Subsequently, it is determined whether or not the key switch 60 is turned reversely to stop the engine 2 (step S7). Here, if it is determined that the engine 2 is still operating and not stopped, the process returns to step S4, and steps S4, S5, and S6 are repeated again.
[0055]
On the other hand, when it is determined in step S7 that the engine 2 has stopped, it is determined whether or not the key switch 60 has been turned off (step S8). Here, if it is determined that the key switch 60 is still in the on state (not turned off), the process returns to step S2, and the pump drive circuit 42 performs the purge drive on the coil 24 as described above. For the pulse. In other words, the pump drive circuit 42 supplies the coil 24 with a pulse for the purge drive (Tp) for a predetermined time or a predetermined number of times after the engine 2 is stopped.
[0056]
In particular, when the engine 2 is stopped immediately after the high load operation, a large amount of vapor is generated and stays inside the fuel passage. Therefore, even if the engine 2 is restarted (restarted) in this state, the injection amount becomes uneven because the vapor is mixed with the fuel and injected, so that the engine 2 is hard to start. Therefore, as described above, before the engine 2 is restarted, the purge driving (Tp) is performed to reliably discharge the vapor that has accumulated inside, so that the uniform fuel from which the vapor has been removed is injected. Thus, the engine 2 can be restarted smoothly.
[0057]
In this embodiment, the case where the purge valve 26 is closed when no power is supplied is shown. However, a spring for urging the purge valve 26 in a direction to open the through passage 21a is adopted, and when the power is not supplied, The valve may be opened. In this case, the vapor generated in the pressure feeding chamber in a non-energized state is naturally discharged, so that the vapor can always be prevented from staying. Further, when performing the purge drive, the vapor is efficiently discharged from the beginning of the drive. Therefore, the present invention is effective in an apparatus that emphasizes the purge characteristics.
[0058]
12 to 14 show other embodiments of the electronically controlled fuel injection device according to the present invention. This embodiment is the same as the above-described embodiment except that the structure of the pump unit 20 'of the electronically controlled fuel injection device 10' is different. Is omitted.
[0059]
That is, as shown in FIG. 12, the pump portion 20 'accommodates a cylindrical plunger 21', a plunger 21 'in a reciprocating manner, a sleeve 22' as a cylindrical body having a discharge port 22a 'on a wall surface, and a yoke. 23, a coil 24, a check valve 25, a purge valve 26 'for opening and closing the discharge port 22a', a check valve 27, and the like.
[0060]
As shown in FIGS. 12 to 14, the purge valve 26 'is arranged reciprocally along the sleeve 22' so as to open and close the discharge port 22a 'on the pressure feeding chamber P side. That is, as shown in FIG. 14, the purge valve 26 'is formed as a permanent magnet magnetized on the north pole and the south pole, and is slidably disposed in a predetermined range along the sleeve 22'.
[0061]
When the coil 24 is energized in one direction (forward direction), the valve is closed as shown in FIG. 13A, and when the coil 24 is energized in the other direction (reverse direction), the valve is opened as shown in FIG. 13B. ing. In FIG. 13A, immediately after the one-direction (positive direction) energization of the coil 24 is started, the lightweight purge valve 26 'is opened, and the heavy plunger 21' starts moving. The state in the middle is shown. Further, in this case, in a state where the coil 24 is not energized, as shown in FIG. 13B, the purge valve 26 'is held in a state where the discharge port 22a' is opened.
[0062]
The operation of the plunger 21 'and the purge valve 26' by energizing / deenergizing the coil 24 will be described with reference to FIG.
First, in the non-energized state, as shown in FIG. 14A, the plunger 21 'is located at the rest position, and the purge valve 26' is drawn toward the plunger 21 'by magnetic attraction. The discharge port 22a 'is open. As described above, since the purge valve 26 'is opened in the non-energized state, the vapor generated in the pumping chamber P is naturally discharged, and the stagnation of the vapor is always prevented.
[0063]
In this pause state, when the coil 24 is energized in one direction (positive direction), as shown in FIG. 14B, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23, and the generated electromagnetic force causes The plunger 21 'moves downward (in a direction to compress the pumping chamber P). On the other hand, since an N-pole is generated at the end of the plunger 21 ', the N-pole repels the N-pole of the purge valve 26', and the purge valve 26 'moves downward to close the discharge port 22a'. I do. That is, the fuel in the pumping chamber P is pressurized (pressurized) and the fuel injection drive is performed. It should be noted that, by turning off the power, it returns to the rest position shown in FIG.
[0064]
On the other hand, when the coil 24 is energized in the other direction (reverse direction) in the rest state, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23 as shown in FIG. , The plunger 21 'moves downward (in a direction to compress the pressure feeding chamber P). On the other hand, since an S pole is generated at the end of the plunger 21 ', the S pole and the N pole of the purge valve 26' are attracted to each other, and the purge valve 26 'is held at the same position and the discharge port 22a is discharged. 'Is kept open.
That is, a purge drive is performed in which the vapor or the fuel mixed with the vapor staying in the pressure feed chamber P due to the pump action of the plunger 21 'is discharged through the discharge port 22a'. It should be noted that, by turning off the power, it returns to the rest position shown in FIG.
[0065]
As described above, when the purge drive is performed, the purge valve 26 'is opened beforehand in a non-energized state before the start of the drive. It is effective in.
It should be noted that detailed contents such as the purge drive and the fuel injection drive are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0066]
15 and 16 show still another embodiment of the electronically controlled fuel injection device according to the present invention. In this embodiment, except that the structures of the pump unit 20 '' and the low-pressure filter 4 '' of the electronic control fuel injection device 10 '' and the piping of the feed pipes 3, 3 '' and the return pipe 5 '' are different from those described above. 1 to 4 are the same as those shown in FIGS. 1 to 4 and, therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0067]
That is, the low-pressure filter 4 ″ filters the fuel guided from the fuel tank 1 via the feed pipe 3, sends out the filtered fuel toward the feed pipe 3 ″, and generates the fuel in the pump unit 20 ″. It plays a role of guiding the evaporated vapor from the feed pipe 3 '' to the return pipe 5 ''.
[0068]
As shown in FIG. 15, the pump section 20 '' accommodates the plunger 21, the plunger 21 in a reciprocating manner, and a sleeve as a cylindrical body having an opening 22a '' for allowing the inflow of fuel and the discharge of fuel and vapor. 22 '', a yoke 23, a coil 24, a purge valve 26, a check valve 27, and the like. When the coil 24 is not energized, the plunger 21 is biased by a return spring (not shown) and is positioned at a rest position (a position closer to the left side in FIG. 15).
[0069]
As shown in FIG. 16, the purge valve 26 is reciprocally arranged on the plunger 21 so as to open and close the through passage 21a on the pressure feeding chamber P side, and energizes the coil 24 in one direction (positive direction). As shown in FIG. 16A, the valve is closed as shown in FIG. 16A, and on the other hand, the valve is opened as shown in FIG.
In FIG. 16B, immediately after the other direction (reverse direction) of energization of the coil 24 is started, the lightweight purge valve 26 is opened, and the heavy plunger 21 starts moving. The state is shown. Further, as shown in FIG. 3 described above, the purge valve 26 is formed so as to be always closed by the urging force of the spring 26c when the coil 24 is not energized.
[0070]
The operation of the plunger 21 and the purge valve 26 by energizing / de-energizing the coil 24 will be described with reference to FIG.
First, in the non-energized state, as shown in FIG. 4A, the plunger 21 is at the rest position, and the purge valve 26 contacts the plunger 21 by the urging force of the spring 26c and the magnetic attraction force. Thus, the through passage 21a (discharge port) is closed.
[0071]
In this pause state, when the coil 24 is energized in one direction (positive direction), as shown in FIG. 4B, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23, and the generated electromagnetic force causes The plunger 21 moves downward (in a direction to compress the pumping chamber P). On the other hand, since an S pole is generated at the end of the plunger 21, the S pole and the N pole of the valve portion 26a attract each other, and the purge valve 26 is maintained in a state in which the through passage 21a is firmly closed. . That is, the fuel in the pumping chamber P is pressurized (pressurized) and the fuel injection drive is performed.
[0072]
Subsequently, when the power supply to the coil 24 is cut off, the magnetic pole (N pole) generated in the yoke 24 disappears, and the plunger 21 is pushed back to the rest position shown in FIG. Begin to be. At this time, due to the pressure difference between the space on the upstream side of the plunger 21 and the pressure feed chamber P, the purge valve 26 releases the through passage 21a against the urging force of the spring 26c, and the upstream guided by the feed pipe 3 ''. The fuel on the side flows into the pressure feed chamber P through the through passage 21a.
Simultaneously with or immediately before or after the stop of the plunger 21, the barge valve 26 closes the through passage 21a by the urging force of the spring 26c, and waits for the next operation. By repeating the above operation, continuous fuel injection driving by suction and pressure feeding of fuel is performed.
[0073]
As described above, when the fuel injection drive is performed, the purge valve 26 is closed in advance in a non-energized state before the start of the drive, so that the pressure is increased from the beginning of the drive and the time required for the pressure increase is reduced. .
[0074]
On the other hand, when the coil 24 is energized in the other direction (reverse direction) in the resting state, a magnetic force line (dashed line) flows in the yoke 23 as shown in FIG. , The plunger 21 moves downward (in a direction to compress the pumping chamber P). On the other hand, since an N pole is generated at the end of the plunger 21, the N pole and the N pole of the valve portion 26a repel each other, and the purge valve 26 moves downward to open the through passage 21a. Become. That is, a purge drive is performed in which the vapor or the fuel mixed with the vapor stagnant in the pressure feeding chamber P by the pump action of the plunger 21 is discharged through the through passage 21a.
[0075]
Subsequently, when the power supply to the coil 24 is cut off, the magnetic pole (N pole) generated in the yoke 24 disappears, and the plunger 21 is pushed back to the rest position shown in FIG. Begin to be. At this time, due to the pressure difference between the space on the upstream side of the plunger 21 and the pressure feeding chamber P, the purge valve 26 releases the through passage 21a against the urging force of the spring 26c, and the upstream guided by the feed pipe 3 ''. The fuel on the side flows into the pressure feed chamber P through the through passage 21a.
Simultaneously with or immediately before or after the stop of the plunger 21, the barge valve 26 closes the through passage 21a by the urging force of the spring 26c, and waits for the next operation. By repeating the above operation, continuous purge drive by the suction and pump action of fuel is performed.
[0076]
It should be noted that detailed contents such as the purge drive and the fuel injection drive are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.
In this embodiment, the check valve 25 as shown in the above embodiment is not required, and the structure is simplified.
[0077]
In each of the above embodiments, the electronically controlled fuel injection devices 10, 10 ', 10''have been described in which the pumps 20, 20', 20 '' and the nozzle section 30 are integrated, but both are controlled. The present invention can be similarly applied to systems that are separately arranged and connected by a fuel pipe or the like.
In addition, the predetermined state of the engine 2 indicates an idling operation state and a state in which the key switch 60 is turned on and the engine 2 is stopped. However, even in a low load operation state other than the idling operation, the purge drive may be added. As far as possible, the same pulse energization is performed to enhance the vapor discharge efficiency, and to secure the cooling action to suppress the generation of vapor.
[0078]
Further, in the above-described embodiment, the case where the pulse energization for the purge drive is performed for a preset time or number of times has been described. However, instead of such a constant time or number of times, the fuel temperature or Based on temperature information such as the outside air temperature, the engine temperature, the oil temperature, and the coil temperature related to the fuel temperature, it is also possible to appropriately determine the time or the number of times of the pulse energization for the purge drive. As a result, power consumption can be reduced by avoiding unnecessary driving, and more accurate energization control according to the operating state of the engine can be performed.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the electronic control fuel injection device and the fuel injection control method of the present invention, a plunger that suctions and pumps fuel by reciprocating motion, a purge valve that opens and closes a discharge port to discharge vapor in a pressure feeding chamber, In a configuration including an exciting coil or the like that applies an electromagnetic driving force to the plunger, the purge valve is formed so as to be closed by energizing the coil in one direction and open by energizing the other direction. By appropriately switching the energizing direction to the coil, the purge drive or the fuel injection drive can be performed, so that the ineffective time at the time of fuel injection as in the related art can be omitted, and the purge drive is performed only when necessary. Thus, the vapor can be efficiently discharged. Further, since a coil for driving the plunger is also used to obtain an electromagnetic force for driving the purge valve, the structure is simplified, the size is reduced, and the power consumption is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply system employing an electronically controlled fuel injection device according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a pump portion forming part of an electronic control fuel injection device, wherein FIG. 2A is an enlarged sectional view showing a state in which a purge valve is closed, and FIG. 2B is a state in which the purge valve is opened; FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a support structure of a purge valve.
4A and 4B are diagrams illustrating the operation of a plunger and a purge valve, wherein FIG. 4A is a state diagram when power is not supplied, FIG. 4B is a state diagram when fuel injection is driven, and FIG. It is.
FIG. 5 shows a drive pulse (a conduction waveform) when the pump unit is driven.
FIGS. 6A and 6B show the driving characteristics of a plunger by energizing a coil, wherein FIG. 6A is a diagram illustrating a purge drive, and FIG. 6B is a diagram illustrating a fuel injection drive.
FIG. 7 is a graph illustrating characteristics of the device according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a pump drive circuit.
FIG. 9 is a drive diagram showing an operation of a switch circuit forming a part of the pump drive circuit.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing characteristics of a capacitor forming a part of the pump drive circuit.
FIG. 11 is a flowchart showing drive control of the electronically controlled fuel injection device according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply system employing an electronically controlled fuel injection device according to another embodiment.
FIGS. 13A and 13B show a pump portion forming a part of the electronic control fuel injection device, wherein FIG. 13A is an enlarged sectional view showing a state in which a purge valve is closed, and FIG. 13B is a state in which the purge valve is opened. FIG.
14A and 14B are diagrams illustrating the operation of a plunger and a purge valve, wherein FIG. 14A is a state diagram when power is not supplied, FIG. 14B is a state diagram when fuel injection is driven, and FIG. It is.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply system employing an electronically controlled fuel injection device according to still another embodiment.
16 (a) and 16 (b) show a pump section which forms a part of the electronic control fuel injection device, where (a) is an enlarged sectional view showing a state in which a purge valve is closed, and (b) is a state in which the purge valve is opened. FIG.
FIG. 17 is a graph showing driving characteristics of a plunger in a conventional electronically controlled fuel injection device.
[Explanation of symbols]
1 fuel tank
2 Engine
3,3 '' feed pipe
4,4 '' Low pressure filter
5,5 '' return pipe
10, 10 ', 10 "electronically controlled fuel injection device
P pumping room
20, 20 ', 20 "Pump unit
21, 21 'plunger
21a Through passage (discharge port)
22, 22 ', 22 "sleeve (cylindrical body)
22a 'outlet
22a '' opening
23 York
24 coils
25, 27 Check valve
26, 26 'Purge valve
30 Nozzle part
40 control unit (control means)
41 Control unit
42 Pump drive circuit
43,44 detection circuit
45 storage unit
50 Battery (power supply)
60 key switch

Claims

A plunger that sucks and pumps fuel by reciprocating motion, a purge valve that opens and closes a discharge port to discharge vapor in a pumping chamber fed by the plunger to a fuel tank, and an excitation for applying an electromagnetic driving force to the plunger An electronically controlled fuel injection device comprising:
The purge valve is formed so as to close when the coil is energized in one direction and open when energized in the other direction.
An electronically controlled fuel injection device characterized by the above-mentioned.

The plunger has a through passage formed therethrough in the reciprocating direction and communicating with the pumping chamber and defining the discharge port,
The purge valve is reciprocally disposed so as to open and close the through-path on the pressure feed chamber side, and is magnetized so as to generate attraction or repulsion with a magnetic pole generated in the plunger by energizing the coil. ing,
The electronically controlled fuel injection device according to claim 1, wherein:

The plunger is accommodated reciprocally, and has a cylindrical body defining the discharge port communicating with the pressure feeding chamber on a wall surface,
The purge valve is reciprocally arranged so as to open and close the discharge port on the pressure feed chamber side, and is magnetized so as to generate a magnetic pole generated in the plunger by energization of the coil and to attract or repel. ing,
The electronically controlled fuel injection device according to claim 1, wherein:

The purge valve is formed to open the discharge port when the coil is not energized,
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 1 to 3, wherein:

The purge valve is formed to close the discharge port when the coil is not energized,
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 1 to 3, wherein:

Control means for controlling energization of the coil to inject fuel according to the state of the engine,
When the engine is in a predetermined state, the control means energizes the coil so as to perform purge driving for opening the purge valve and / or fuel injection driving for injecting fuel by closing the valve. Control,
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, wherein:

The control means, when the engine is in an idle operation state, performs energization control on the coil so as to perform the purge drive.
7. The electronically controlled fuel injection device according to claim 6, wherein:

The control means, when a power supply for starting the engine is turned on before starting, performs energization control on the coil to perform the purge drive.
The electronically controlled fuel injection device according to claim 6 or 7, wherein:

9. The control device according to claim 6, wherein the control unit controls the energization of the coil to perform the purge drive for a predetermined time after the power is turned on. 9. An electronically controlled fuel injection device as described.

The control unit performs pulse energization control on the coil to perform the purge drive a predetermined number of times after the power is turned on.
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 6 to 9, wherein:

The control means performs energization control on the coil to perform the purge drive based on at least one state quantity of a current of the coil, a voltage of a power supply, and a pulse energization frequency for injecting fuel.
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 6 to 10, wherein:

The control means sets a pulse width for energizing the coil to perform the purge drive based on the temperature information.
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 6 to 11, wherein:

The control means determines whether to perform the purge drive based on temperature information,
The electronically controlled fuel injection device according to any one of claims 6 to 12, wherein:

A plunger that sucks and pumps fuel by reciprocating motion, a purge valve that opens and closes a discharge port to discharge vapor in a pumping chamber fed by the plunger to a fuel tank, and an excitation for applying an electromagnetic driving force to the plunger A fuel injection control method for controlling fuel injection, comprising:
By switching the direction of current supply to the coil, a purge drive for opening the purge valve to discharge vapor and a fuel injection drive for closing the purge valve to inject fuel are selectively performed.
A fuel injection control method characterized by the above-mentioned.