JP2016156311A - Fuel injection device - Google Patents

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和雅 末廣
Kazumasa Suehiro
和雅 末廣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device capable of expanding a dynamic range of fuel injection.SOLUTION: A CNG injector 47 includes a spring constituted by a first elastic part having first elastic force and a second elastic part having second elastic force larger than the first elastic force, and a solenoid coil compressing the spring 67 to a valve open side. The CNG injector 47 is opened at a first opening valve rate when the first elastic part is compressed, and is opened at a second opening valve rate larger than the first opening valve rate when the second elastic part is compressed. An ECU 100 controls the CNG injector 47 to open at the first opening valve rate or the second opening valve rate by increasing or decreasing exciting current or exciting voltage to the solenoid coil.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel into an internal combustion engine.

近年、自動車等の車両において、CNG(Compressed Natural Gas:圧縮天然ガス)などのガス燃料を用いるCNG自動車、または、CNGとガソリンを切り換えて用いるバイフューエル自動車が開発されている。   In recent years, in vehicles such as automobiles, CNG automobiles that use gas fuel such as CNG (Compressed Natural Gas) or bi-fuel automobiles that switch between CNG and gasoline have been developed.

従来のこの種の車両には燃料噴射装置が搭載されており、燃料噴射装置は、インジェクタを全閉と全開の何れかにのみ制御可能なため、インジェクタに供給される燃料の圧力を一定に保ちつつインジェクタの開弁時間を調整することで燃料噴射量を制御している(特許文献1参照)。   This type of conventional vehicle is equipped with a fuel injection device, and the fuel injection device can control the injector only in a fully closed state or a fully open state, so that the pressure of the fuel supplied to the injector is kept constant. Meanwhile, the fuel injection amount is controlled by adjusting the valve opening time of the injector (see Patent Document 1).

特開2011−153529号公報JP 2011-153529 A

しかしながら、CNGの組成はガソリンと比較して産地等による差異が大きいため、特許文献1に記載の従来の燃料噴射装置にあっては、インジェクタの最大噴射量を最小噴射量で除した値であるダイナミックレンジの大きさが十分ではなく、エンジンの全ての運転状態に対応できないという問題があった。   However, since the composition of CNG has a large difference depending on the production area, etc., compared with gasoline, the conventional fuel injection device described in Patent Document 1 is a value obtained by dividing the maximum injection amount of the injector by the minimum injection amount. There was a problem that the dynamic range was not large enough to handle all engine operating conditions.

例えば、従来の燃料噴射装置は、CNGの組成によってはインジェクタのダイナミックレンジ内でエンジンを良好に運転することができないため、エミッションを増加させたり、動力性能を悪化させてしまうおそれがあった。   For example, the conventional fuel injection device cannot operate the engine well within the dynamic range of the injector depending on the composition of CNG, and there is a possibility that the emission may be increased or the power performance may be deteriorated.

また、従来の燃料噴射装置は、ガス燃料である高圧のCNGを空気に噴射するため、特に要求噴射量が小さい場合に、高圧で噴射されたCNGによって空気の吸入が阻害され、適切な混合気を得ることができないおそれがあった。   In addition, since the conventional fuel injection device injects high-pressure CNG, which is gas fuel, into the air, particularly when the required injection amount is small, the intake of air is inhibited by the high-pressure injected CNG, and an appropriate air-fuel mixture is obtained. There was a possibility that could not be obtained.

このようなダイナミックレンジの制限による課題は、燃料がCNGの場合だけでなく、燃料がガソリンの場合にも存在する。例えば、ガソリンを噴射する燃料噴射装置では、最小噴射量付近での燃料噴射が不安定であるため、要求噴射量が小さい場合にエンジンを良好に運転することができないおそれがあった。   The problem due to the limitation of the dynamic range exists not only when the fuel is CNG but also when the fuel is gasoline. For example, in a fuel injection device that injects gasoline, since fuel injection near the minimum injection amount is unstable, there is a possibility that the engine cannot be operated satisfactorily when the required injection amount is small.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので、燃料噴射のダイナミックレンジを拡大することができる燃料噴射装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a fuel injection device capable of expanding the dynamic range of fuel injection.

本発明は、上記目的達成のため、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタの駆動を制御する制御部と、を備える燃料噴射装置において、前記インジェクタが、第1の弾性力を有する第1弾性部と、前記第1の弾性力より大きな第2の弾性力を有する第2弾性部とからなるスプリングと、前記スプリングを開弁側に圧縮させるソレノイドコイルと、を有し、前記第1弾性部が圧縮されることで第1開弁率で開弁し、さらに前記第2弾性部が圧縮されることで第1開弁率より大きな第2開弁率で開弁し、前記制御部が、前記ソレノイドコイルへの励磁電流または励磁電圧を増減することで、前記第1開弁率または前記第2開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel injection device including an injector that injects fuel into an internal combustion engine, and a control unit that controls driving of the injector, wherein the injector has a first elastic force. A first elastic portion; a spring composed of a second elastic portion having a second elastic force greater than the first elastic force; and a solenoid coil that compresses the spring toward the valve opening side. The elastic part is compressed to open at a first valve opening rate, and the second elastic part is compressed to open at a second valve opening rate larger than the first valve opening rate, and the control unit However, the injector is controlled to open at the first valve opening rate or the second valve opening rate by increasing or decreasing the exciting current or exciting voltage to the solenoid coil.

本発明によれば、ソレノイドコイルへの励磁電流または励磁電圧を増減してインジェクタを第1開弁率または第2開弁率で精度良く開弁させることができる。このため、ダイナミックレンジを拡大させることができる。   According to the present invention, the injector can be accurately opened at the first valve opening rate or the second valve opening rate by increasing or decreasing the exciting current or exciting voltage to the solenoid coil. For this reason, the dynamic range can be expanded.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a vehicle equipped with a fuel injection device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置のCNG用インジェクタの構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the CNG injector of the fuel injection device according to the embodiment of the present invention. 図3(a)は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置のCNG用インジェクタのスプリングを示す断面図であり、図3(b)は、スプリングのばね特性を示す図である。FIG. 3A is a cross-sectional view showing a spring of a CNG injector of the fuel injection device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a view showing a spring characteristic of the spring. 図4は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置のCNG用インジェクタへの励磁電流と開弁率の時系列変化を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing time-series changes in the excitation current to the CNG injector and the valve opening rate of the fuel injection device according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置によって実行される高流量判定処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a flow of high flow rate determination processing executed by the fuel injection device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置によって実行される燃料組成調整判定処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the fuel composition adjustment determination process executed by the fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

以下、図1から図6を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置を搭載した車両1は、内燃機関10と、燃料供給装置20と、制御部としてのECU100とを含んで構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. As shown in FIG. 1, a vehicle 1 equipped with a fuel injection device according to an embodiment of the present invention includes an internal combustion engine 10, a fuel supply device 20, and an ECU 100 as a control unit.

内燃機関10は、ガス燃料としてのCNGと、液体燃料としてのガソリンを利用可能なバイフューエル内燃機関である。したがって、車両1は、バイフューエル自動車である。   The internal combustion engine 10 is a bi-fuel internal combustion engine that can use CNG as gas fuel and gasoline as liquid fuel. Therefore, the vehicle 1 is a bi-fuel vehicle.

内燃機関10は、不図示のエアクリーナと、スロットルバルブ11と、サージタンク12と、吸気マニホールド14とを、空気の通過方向における上流側から下流側に向けて順に備えている。   The internal combustion engine 10 includes an air cleaner (not shown), a throttle valve 11, a surge tank 12, and an intake manifold 14 in order from the upstream side to the downstream side in the air passage direction.

サージタンク12に流入した空気は、内燃機関10に設けられた複数(本実施形態では4つ)の気筒13に個別対応する吸気マニホールド14に分流される。吸気マニホールド14内では、燃料供給装置20によって供給された燃料(CNGまたはガソリン)と空気とを混合した混合燃料が生成され、この混合燃料が気筒13内に供給される。   The air flowing into the surge tank 12 is diverted to the intake manifolds 14 individually corresponding to a plurality (four in this embodiment) of cylinders 13 provided in the internal combustion engine 10. In the intake manifold 14, a mixed fuel obtained by mixing the fuel (CNG or gasoline) supplied by the fuel supply device 20 and air is generated, and this mixed fuel is supplied into the cylinder 13.

各気筒13では、4つの工程が順番に行われる。詳しくは、ピストン15が上死点から図1における下方に移動するタイミングで、気筒13内には吸気バルブ16を介して混合燃料が供給される(吸気工程)。そして、混合燃料が供給された気筒13内では、ピストン15の図1における上方への移動によって混合燃料が圧縮される(圧縮工程)。   In each cylinder 13, four processes are performed in order. Specifically, the mixed fuel is supplied into the cylinder 13 via the intake valve 16 at the timing when the piston 15 moves downward from the top dead center in FIG. 1 (intake process). In the cylinder 13 supplied with the mixed fuel, the mixed fuel is compressed by the upward movement of the piston 15 in FIG. 1 (compression process).

その後、上死点に到達したピストン15が再び図1における下方に移動し始めるタイミングで、不図示のプラグの点火によって気筒13内で混合燃料が燃焼し、この燃焼による推進力がピストン15を介してクランクシャフト17に伝達される(燃焼工程)。   After that, at the timing when the piston 15 that has reached the top dead center starts to move downward again in FIG. To the crankshaft 17 (combustion process).

その後、クランクシャフト17が、伝達された推進力によって規定の方向に回転し、下死点に到達したピストン15が、図1における上方に移動し、燃焼した混合燃料である排気ガスが、排気バルブ18を介して気筒13外に排気される(排気工程)。   Thereafter, the crankshaft 17 is rotated in a specified direction by the transmitted propulsive force, and the piston 15 that has reached the bottom dead center is moved upward in FIG. 1, and the exhaust gas that is the burned mixed fuel is discharged into the exhaust valve. 18 is exhausted to the outside of the cylinder 13 via an exhaust 18 (exhaust process).

次に、燃料供給装置20について説明する。燃料供給装置20は、ガソリンタンク31に貯留されるガソリンを内燃機関10の各気筒13に供給するためのガソリン供給系30と、CNGタンク41に高圧で貯留されるCNGを内燃機関10の各気筒13に供給するためのCNG供給系40とを備えている。   Next, the fuel supply device 20 will be described. The fuel supply device 20 includes a gasoline supply system 30 for supplying gasoline stored in the gasoline tank 31 to each cylinder 13 of the internal combustion engine 10, and CNG stored in the CNG tank 41 at high pressure for each cylinder of the internal combustion engine 10. 13 is provided with a CNG supply system 40 for supplying to the apparatus 13.

ガソリン供給系30には、ガソリンタンク31内からガソリンを吸引する燃料ポンプ32と、この燃料ポンプ32から吐出された燃料が圧送されるガソリン用デリバリパイプ33とが設けられている。ガソリン用デリバリパイプ33にはガソリン用インジェクタ34が設けられている。   The gasoline supply system 30 is provided with a fuel pump 32 for sucking gasoline from the gasoline tank 31 and a gasoline delivery pipe 33 to which fuel discharged from the fuel pump 32 is pumped. The gasoline delivery pipe 33 is provided with a gasoline injector 34.

ガソリン用インジェクタ34は、ECU100によって、吸気マニホールド14内へのガソリンの噴射タイミングおよび噴射時間の長さが制御される。   In the gasoline injector 34, the ECU 100 controls the injection timing of the gasoline into the intake manifold 14 and the length of the injection time.

CNG供給系40には、CNGタンク41に接続される高圧燃料配管42と、この高圧燃料配管42の下流端(図1では右端)に接続されるCNG用デリバリパイプ43とが設けられている。   The CNG supply system 40 is provided with a high-pressure fuel pipe 42 connected to the CNG tank 41 and a CNG delivery pipe 43 connected to a downstream end (right end in FIG. 1) of the high-pressure fuel pipe 42.

高圧燃料配管42には、CNGタンク41との間に、常閉型の電磁弁を備えた元弁44が設けられている。元弁44はECU100によって開閉動作される。元弁44が閉弁状態である場合、CNGタンク41内は密閉状態となる。   A main valve 44 having a normally closed electromagnetic valve is provided between the high pressure fuel pipe 42 and the CNG tank 41. The main valve 44 is opened and closed by the ECU 100. When the main valve 44 is in a closed state, the inside of the CNG tank 41 is in a sealed state.

また、高圧燃料配管42には、元弁44よりも下流側(図1における右側)に遮断弁45が設けられている。遮断弁45はECU100によって開閉動作される。元弁44および遮断弁45がともに開弁状態である場合には、CNGタンク41内のCNGが高圧燃料配管42を介してCNG用デリバリパイプ43に供給される。遮断弁45が閉弁状態になった場合には、CNG用デリバリパイプ43にCNGが供給されなくなる。   Further, the high-pressure fuel pipe 42 is provided with a shut-off valve 45 on the downstream side (right side in FIG. 1) of the main valve 44. The shut-off valve 45 is opened and closed by the ECU 100. When both the main valve 44 and the shutoff valve 45 are open, the CNG in the CNG tank 41 is supplied to the CNG delivery pipe 43 through the high-pressure fuel pipe 42. When the shut-off valve 45 is closed, CNG is not supplied to the CNG delivery pipe 43.

また、高圧燃料配管42には、遮断弁45よりも下流側にレギュレータ46が設けられている。レギュレータ46は、CNGタンク41(即ち、上流側)から供給されるCNGの圧力、即ち燃圧を減圧させる。レギュレータ46は、規定の燃圧のCNGがCNG用デリバリパイプ43に供給されるように作動する。   The high-pressure fuel pipe 42 is provided with a regulator 46 on the downstream side of the shutoff valve 45. The regulator 46 reduces the pressure of the CNG supplied from the CNG tank 41 (that is, the upstream side), that is, the fuel pressure. The regulator 46 operates so that CNG having a prescribed fuel pressure is supplied to the CNG delivery pipe 43.

CNG用デリバリパイプ43には、本発明におけるインジェクタとしてのCNG用インジェクタ47が設けられおり、このCNG用インジェクタ47は、内燃機関10の各気筒13に個別対応する各吸気マニホールド14内にCNGを噴射する。本実施形態では、4つのCNG用インジェクタ47がCNG用デリバリパイプ43に設けられている。   The CNG delivery pipe 43 is provided with a CNG injector 47 as an injector in the present invention. The CNG injector 47 injects CNG into each intake manifold 14 individually corresponding to each cylinder 13 of the internal combustion engine 10. To do. In the present embodiment, four CNG injectors 47 are provided in the CNG delivery pipe 43.

CNG用インジェクタ47は、ECU100によって、吸気マニホールド14へのCNGの噴射タイミングおよび噴射時間の長さが制御される。   In the CNG injector 47, the ECU 100 controls the timing of CNG injection to the intake manifold 14 and the length of the injection time.

次に、CNG用インジェクタ47について説明する。図2に示すように、本実施形態のCNG用インジェクタ47は、いわゆる常閉型の電磁弁である。CNG用インジェクタ47は、略円筒状の本体ハウジング60を備えている。   Next, the CNG injector 47 will be described. As shown in FIG. 2, the CNG injector 47 of the present embodiment is a so-called normally closed electromagnetic valve. The CNG injector 47 includes a substantially cylindrical main body housing 60.

本体ハウジング60の軸線方向(図2では上下方向であって、一点鎖線で示す軸線61が延びる方向)における一端側(図2では上側)には、閉塞部材63が設けられており、この閉塞部材63は、本体ハウジング60に設けられた貫通孔62の一端を閉塞している。   A closing member 63 is provided on one end side (upper side in FIG. 2) of the main body housing 60 in the axial direction (the vertical direction in FIG. 2 and the direction in which the axis 61 indicated by a one-dot chain line extends). 63 closes one end of a through-hole 62 provided in the main body housing 60.

また、貫通孔62内において軸線方向における中途位置には、ボビン64と、このボビン64の外周側に巻かれたソレノイドコイル66とが設けられている。また、ボビン64の内周側にはスプリング67が軸線方向に伸縮自在に設けられている。スプリング67の一端側は閉塞部材63に支持されている。   A bobbin 64 and a solenoid coil 66 wound around the outer periphery of the bobbin 64 are provided in the through hole 62 at an intermediate position in the axial direction. A spring 67 is provided on the inner peripheral side of the bobbin 64 so as to be extendable and contractable in the axial direction. One end side of the spring 67 is supported by the closing member 63.

また、本体ハウジング60の軸線方向における他端側(図2では下側)には、バルブボディ69が設けられており、このバルブボディ69は、収容孔68を有している。バルブボディ69の一端部は、本体ハウジング60の貫通孔62内に位置している。バルブボディ69の他端部は、本体ハウジング60外(即ち、本体ハウジング60の図2における下方)に位置している。   Further, a valve body 69 is provided on the other end side (lower side in FIG. 2) in the axial direction of the main body housing 60, and the valve body 69 has an accommodation hole 68. One end portion of the valve body 69 is located in the through hole 62 of the main body housing 60. The other end of the valve body 69 is located outside the main body housing 60 (that is, below the main body housing 60 in FIG. 2).

バルブボディ69は可動鉄心70を支持しており、この可動鉄心70は、収容孔68内において軸線方向に摺動する。可動鉄心70には、スプリング67によって常に軸線方向における他方側(図2では下側)への付勢力が付与されている。   The valve body 69 supports a movable iron core 70, and the movable iron core 70 slides in the axial direction within the accommodation hole 68. The movable iron core 70 is always given a biasing force toward the other side (downward in FIG. 2) in the axial direction by a spring 67.

可動鉄心70は、ソレノイドコイル66に電力が供給されることで、ソレノイドコイル66で発生する電磁力によって、スプリング67からの付勢力に抗して軸線方向における一方側(図2では上側)に摺動(移動)する。   The movable iron core 70 is slid to one side (the upper side in FIG. 2) in the axial direction against the biasing force from the spring 67 by the electromagnetic force generated by the solenoid coil 66 when electric power is supplied to the solenoid coil 66. Move (move).

また、収容孔68内には、可動鉄心70と一体摺動可能に設けられた弁体71と、収容孔68の軸線方向における他方側(図2では下側)の開口を閉塞するように配置された弁座72とが設けられている。弁座72には噴射口73が設けられている。   Further, in the accommodation hole 68, a valve body 71 provided so as to be slidable integrally with the movable iron core 70 and an opening on the other side (lower side in FIG. 2) in the axial direction of the accommodation hole 68 are closed. The valve seat 72 is provided. The valve seat 72 is provided with an injection port 73.

噴射口73は、ソレノイドコイル66に電力が供給されない場合には弁体71によって閉塞される。そのため、ソレノイドコイル66に電力が供給されない場合には、CNG用インジェクタ47からは、CNGが内燃機関10に噴射されない。   The injection port 73 is closed by the valve body 71 when electric power is not supplied to the solenoid coil 66. Therefore, when power is not supplied to the solenoid coil 66, CNG is not injected from the CNG injector 47 into the internal combustion engine 10.

一方、ソレノイドコイル66に電力が供給された場合、このソレノイドコイル66から発生した電磁力によって可動鉄心70および弁体71が弁座72から離間する方向に移動し、噴射口73が開放状態になる。そのため、ソレノイドコイル66に電力が供給された場合、不図示の吸入口からCNG用インジェクタ47内に供給されたCNGが、噴射口73から内燃機関10に噴射される。   On the other hand, when electric power is supplied to the solenoid coil 66, the movable iron core 70 and the valve body 71 are moved away from the valve seat 72 by the electromagnetic force generated from the solenoid coil 66, and the injection port 73 is opened. . Therefore, when electric power is supplied to the solenoid coil 66, CNG supplied from the suction port (not shown) into the CNG injector 47 is injected from the injection port 73 into the internal combustion engine 10.

ここで、本実施形態のスプリング67は、図3(a)に示すように、第1の弾性力を有する第1弾性部67Aと、第1の弾性力より大きな第2の弾性力を有する第2弾性部67Bとからなる圧縮コイルスプリングとして構成されている。   Here, as shown in FIG. 3A, the spring 67 of the present embodiment has a first elastic portion 67A having a first elastic force and a second elastic force having a second elastic force larger than the first elastic force. It is comprised as a compression coil spring which consists of 2 elastic parts 67B.

このため、スプリング67は、図3(b)に示すように、非線形の特性を有しており、荷重P1が作用したときには、たわみがδ1となり、荷重P2が作用したときには、たわみがδ2となる。   Therefore, as shown in FIG. 3B, the spring 67 has a non-linear characteristic. When the load P1 is applied, the deflection is δ1, and when the load P2 is applied, the deflection is δ2. .

図3(a)、図3(b)において、スプリング67は、荷重P1が作用したときに第1弾性部67Aが圧縮されることでたわみがδ1となり、荷重P2が作用したときに第2弾性部67Bがさらに圧縮されることでたわみがδ2となる。   3A and 3B, the spring 67 has a deflection of δ1 due to the compression of the first elastic portion 67A when the load P1 is applied, and the second elasticity when the load P2 is applied. The deflection becomes δ2 by further compressing the portion 67B.

ここで、第1弾性部67Aおよび第2弾性部67Bのそれぞれのばね定数kは、以下の数式(1)で表される。

Figure 2016156311
Here, the respective spring constants k of the first elastic portion 67A and the second elastic portion 67B are expressed by the following mathematical formula (1).
Figure 2016156311

数式(1)によれば、第1弾性部67Aより第2弾性部67Bの弾性力を大きくするには、第1弾性部67Aと第2弾性部67Bとを異なる材質で構成すればよい。
また、同様の材質で構成する場合は、例えば、第2弾性部67Bの線径dを第1弾性部67Aより大きくすればよい。または、第2弾性部67Bの平均コイル径Dを第1弾性部67Aより小さくすればよい。または、第2弾性部67Bの長さL2を第1弾性部67Aの長さL1より短く(巻き数を少なく)すればよい。
According to Equation (1), in order to increase the elastic force of the second elastic portion 67B from the first elastic portion 67A, the first elastic portion 67A and the second elastic portion 67B may be made of different materials.
Further, when the same material is used, for example, the wire diameter d of the second elastic portion 67B may be made larger than that of the first elastic portion 67A. Alternatively, the average coil diameter D of the second elastic portion 67B may be made smaller than that of the first elastic portion 67A. Alternatively, the length L2 of the second elastic portion 67B may be shorter (the number of turns) than the length L1 of the first elastic portion 67A.

本実施形態では、CNG用インジェクタ47は、電流制御により駆動される。ソレノイドコイル66に供給される電流は、所定の低電流(以下、単に低電流という)または所定の高電流(以下、単に高電流という)に切り換えられる。   In the present embodiment, the CNG injector 47 is driven by current control. The current supplied to the solenoid coil 66 is switched to a predetermined low current (hereinafter simply referred to as a low current) or a predetermined high current (hereinafter simply referred to as a high current).

なお、CNG用インジェクタ47を電圧制御により駆動してもよく、この場合、ソレノイドコイル66に供給される電圧は、所定の低電圧または所定の高電圧に切り換えられる。   The CNG injector 47 may be driven by voltage control. In this case, the voltage supplied to the solenoid coil 66 is switched to a predetermined low voltage or a predetermined high voltage.

ソレノイドコイル66に供給される励磁電流が低電流である場合、ソレノイドコイル66は荷重P1を発生する。この場合、スプリング67に荷重P1が作用し、スプリング67の第1弾性部67Aが圧縮されることで、スプリング67のたわみはδ1となり、CNG用インジェクタ47の開弁率が第1開弁率となる。   When the exciting current supplied to the solenoid coil 66 is a low current, the solenoid coil 66 generates a load P1. In this case, the load P1 acts on the spring 67 and the first elastic portion 67A of the spring 67 is compressed, so that the deflection of the spring 67 becomes δ1, and the valve opening rate of the CNG injector 47 becomes the first valve opening rate. Become.

一方、ソレノイドコイル66に供給される励磁電流が高電流である場合、ソレノイドコイル66は荷重P2を発生する。この場合、スプリング67に荷重P2が作用し、スプリング67の第1弾性部67Aに加えて第2弾性部67Bがさらに圧縮されることで、スプリング67のたわみはδ2となり、CNG用インジェクタ47の開弁率が第1開弁率より大きな第2開弁率となる。   On the other hand, when the exciting current supplied to the solenoid coil 66 is a high current, the solenoid coil 66 generates a load P2. In this case, the load P2 is applied to the spring 67, and the second elastic portion 67B is further compressed in addition to the first elastic portion 67A of the spring 67, so that the deflection of the spring 67 becomes δ2, and the CNG injector 47 is opened. The valve rate becomes a second valve opening rate larger than the first valve opening rate.

CNG用インジェクタ47は、このように第1弾性部67Aと第2弾性部67Bとからスプリング67を構成することで、第1開弁率または第2開弁率で精度良く開弁することができる。ここで、第2開弁率は、例えば、全開、すなわち100%の開弁率である。また、第1開弁率は、例えば50%の開弁率である。   The CNG injector 47 can be accurately opened at the first valve opening rate or the second valve opening rate by configuring the spring 67 from the first elastic portion 67A and the second elastic portion 67B as described above. . Here, the second valve opening rate is, for example, fully open, that is, a valve opening rate of 100%. The first valve opening rate is, for example, a valve opening rate of 50%.

図4に示すように、CNG用インジェクタ47は、ECU100からソレノイドコイル66に励磁電流が供給されることで開弁する。図4において、励磁電流は、低電流を破線で示し、高電流を実線で示している。また、インジェクタ開弁率は、低電流が供給されたときの開弁率を破線で示し、高電流が供給されたときの開弁率を実線で示している。   As shown in FIG. 4, the CNG injector 47 is opened when an excitation current is supplied from the ECU 100 to the solenoid coil 66. In FIG. 4, the excitation current indicates a low current by a broken line and a high current by a solid line. The injector valve opening rate indicates the valve opening rate when a low current is supplied by a broken line, and indicates the valve opening rate when a high current is supplied by a solid line.

CNG用インジェクタ47は、励磁電流が破線で示す低電流のときに、第1弾性部67Aが圧縮されることで第1開弁率で開弁する。また、CNG用インジェクタ47は、励磁電流が実線で示す高電流のときに、さらに第2弾性部67Bが圧縮されることで第1開弁率より大きな第2開弁率で開弁する。   When the exciting current is a low current indicated by a broken line, the CNG injector 47 opens at the first valve opening rate by compressing the first elastic portion 67A. Further, when the exciting current is a high current indicated by a solid line, the CNG injector 47 opens at a second valve opening rate larger than the first valve opening rate by further compressing the second elastic portion 67B.

CNG用インジェクタ47に供給される励磁電流は、過励磁電流と保持電流とに区別される。過励磁電流は、閉弁状態にあるCNG用インジェクタ47に対して開弁状態にさせるために必要な開弁力を付与するための励磁電流である。保持電流は、過励磁電流が供給されて開弁状態になったCNG用インジェクタ47に対して開弁状態を保持させるために必要な保持力を付与する励磁電流である。   The exciting current supplied to the CNG injector 47 is classified into an overexciting current and a holding current. The overexcitation current is an excitation current for applying a valve opening force necessary for opening the CNG injector 47 in the valve closing state. The holding current is an exciting current that gives a holding force necessary for holding the valve open state to the CNG injector 47 that has been opened due to the supply of the overexcitation current.

CNG用インジェクタ47を開弁状態にさせるために必要な開弁力は、開弁状態を保持させるために必要な保持力より小さい。そのため、保持電流は過励磁電流より小さい電流値に設定される。   The valve opening force required to open the CNG injector 47 is smaller than the holding force required to hold the valve open state. Therefore, the holding current is set to a current value smaller than the overexcitation current.

本実施形態では、励磁電流の高電流と低電流は、保持電流が高電流であるか低電流であるかにおいて異なっており、過励磁電流は等しくなっている。そのため、CNG用インジェクタ47を第1開弁率まで開弁させる場合は、第2開弁率まで開弁させる場合よりも短い時間で閉弁状態から第1開弁率まで開弁できるため、応答性がよい。   In the present embodiment, the high and low excitation currents differ depending on whether the holding current is high or low, and the overexcitation currents are equal. Therefore, when opening the CNG injector 47 to the first valve opening rate, the valve opening state can be opened from the closed state to the first valve opening rate in a shorter time than when opening to the second valve opening rate. Good sex.

また、励磁電流が高電流のときと低電流のときとで、過励磁電流は等しいため、CNG用インジェクタ47への電流供給回路が複雑化することがない。   Further, since the overexcitation current is the same when the excitation current is high and when the excitation current is low, the current supply circuit to the CNG injector 47 is not complicated.

なお、CNG用インジェクタ47を電圧制御により駆動する場合、励磁電圧の高電圧と低電圧は、保持電圧が高電圧であるか低電圧であるかにおいて異なっており、過励磁電圧は等しくなっている。   When the CNG injector 47 is driven by voltage control, the high and low excitation voltages differ depending on whether the holding voltage is high or low, and the over-excitation voltages are equal. .

図4において、時間t1に低電流の励磁電流が供給されると、CNG用インジェクタ47は、時間t2で第1開弁率まで開弁している。一方、時間t1に高電流の励磁電流が供給されると、CNG用インジェクタ47は、時間t3で第2開弁率まで開弁している。   In FIG. 4, when a low excitation current is supplied at time t1, the CNG injector 47 is opened to the first valve opening rate at time t2. On the other hand, when a high excitation current is supplied at time t1, the CNG injector 47 is opened to the second valve opening rate at time t3.

また、図4において、励磁電流が高電流のときと低電流のときとで、CNG用インジェクタ47の燃料噴射量を等しくする場合、低電流を供給してCNG用インジェクタ47を駆動する低電流駆動時間を、高電流を供給してCNG用インジェクタ47を駆動する高電流駆動時間より長くする。すなわち、インジェクタ開弁率の波形に囲まれる領域の面積を、低電流のときと高電流のときとで等しくする。   Further, in FIG. 4, when the fuel injection amount of the CNG injector 47 is made equal between when the excitation current is high and when it is low, the low current drive for supplying the low current to drive the CNG injector 47 is performed. The time is set longer than the high current driving time for driving the CNG injector 47 by supplying a high current. That is, the area of the region surrounded by the waveform of the injector valve opening rate is made equal when the current is low and when the current is high.

図4では、励磁電流が低電流のときにCNG用インジェクタ47が第1開弁率で開弁する低電流駆動時間は、時間t2から時間t5までの期間である。また、励磁電流が高電流のときにCNG用インジェクタ47が第2開弁率で開弁する高電流駆動時間は、時間t3から時間t4までの期間である。   In FIG. 4, the low current driving time during which the CNG injector 47 opens at the first valve opening rate when the exciting current is low is the period from time t2 to time t5. Further, the high current drive time during which the CNG injector 47 opens at the second valve opening rate when the exciting current is high is a period from time t3 to time t4.

なお、本実施形態のECU100は、CNG用インジェクタ47のソレノイドコイル66に対する駆動信号のデューティ比(Duty比)を調整することにより、過励磁電流および保持電流を制御している。そのため、過励磁電流でのデューティ比は、保持電流でのデューティ比よりも大きい。   The ECU 100 according to the present embodiment controls the overexcitation current and the holding current by adjusting the duty ratio (Duty ratio) of the drive signal for the solenoid coil 66 of the CNG injector 47. Therefore, the duty ratio at the overexcitation current is larger than the duty ratio at the holding current.

次に、ECU100について説明する。ECU100は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。   Next, the ECU 100 will be described. The ECU 100 includes a computer unit that includes a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an input port, and an output port.

ECU100のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをECU100として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ECU100において、CPUがROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ECU100として機能する。   A program for causing the computer unit to function as the ECU 100 is stored in the ROM of the ECU 100 together with various control constants, various maps, and the like. That is, in the ECU 100, the computer unit functions as the ECU 100 when the CPU executes a program stored in the ROM.

ECU100の入力ポートには、不図示のクランク角センサおよびアクセルポジションセンサ等の各種センサ類が接続されている。ECU100の出力ポートには、CNG用インジェクタ47、ガソリン用インジェクタ34が接続されている。   Various sensors such as a crank angle sensor and an accelerator position sensor (not shown) are connected to the input port of the ECU 100. A CNG injector 47 and a gasoline injector 34 are connected to the output port of the ECU 100.

ECU100は、クランク角センサが検出したエンジン回転数、アクセルポジションセンサが検出したアクセル開度等の車両1の運転状態に基づいて、CNG用インジェクタ47またはガソリン用インジェクタ34の駆動を制御する。   The ECU 100 controls the driving of the CNG injector 47 or the gasoline injector 34 based on the operating state of the vehicle 1 such as the engine speed detected by the crank angle sensor and the accelerator opening detected by the accelerator position sensor.

ECU100は、不図示の励磁電流−開弁率相関マップを記憶しており、この励磁電流−開弁率相関マップには、CNG用インジェクタ47を第1開弁率および第2開弁率で開弁させる励磁電流としての低電流および高電流の値がそれぞれ定められている。   The ECU 100 stores an excitation current-valve opening rate correlation map (not shown). The excitation current-valve opening rate correlation map opens the CNG injector 47 at the first valve opening rate and the second valve opening rate. Values of a low current and a high current are determined as excitation currents to be valved.

ECU100は、励磁電流−開弁率相関マップに基づいて、CNG用インジェクタ47のソレノイドコイル66への励磁電流を低電流に減少または高電流に増加させることで、第1開弁率または第2開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御する。   The ECU 100 reduces the excitation current to the solenoid coil 66 of the CNG injector 47 to a low current or increases it to a high current on the basis of the excitation current-valve opening rate correlation map. The CNG injector 47 is controlled to open at the valve rate.

本実施形態では低電流の励磁電流が基本駆動電流(初期値)であり、ECU100は、CNG用インジェクタ47に、内燃機関10が所定の基本的な運転状態のときは、基本駆動電流として低電流の励磁電流をソレノイドコイル66に供給し、CNG用インジェクタ47を第1開弁率で開弁するように制御する。   In this embodiment, the low current excitation current is the basic drive current (initial value), and the ECU 100 causes the CNG injector 47 to provide a low current as the basic drive current when the internal combustion engine 10 is in a predetermined basic operation state. Is supplied to the solenoid coil 66, and the CNG injector 47 is controlled to open at the first valve opening rate.

そして、ECU100は、後述するように、要求噴射量が所定の閾値より大きい場合、または、燃料フィードバック補正量が所定の閾値以上である場合に、CNG用インジェクタ47に、高電流の励磁電流を供給し、CNG用インジェクタ47を第2開弁率で開弁するように制御する。   Then, as will be described later, the ECU 100 supplies a high excitation current to the CNG injector 47 when the required injection amount is larger than a predetermined threshold value or when the fuel feedback correction amount is equal to or larger than the predetermined threshold value. The CNG injector 47 is controlled to open at the second valve opening rate.

したがって、CNG用インジェクタ47が低電流により第1開弁率で駆動される場合は、高電流により第2開弁率で駆動される場合より噴射時間が長く設定される。これと逆に、CNG用インジェクタ47が高電流により第2開弁率で駆動される場合は、低電流により第1開弁率で駆動される場合より噴射時間が短く設定される。   Therefore, when the CNG injector 47 is driven at a first valve opening rate with a low current, the injection time is set longer than when it is driven at a second valve opening rate with a high current. On the contrary, when the CNG injector 47 is driven at a second valve opening rate with a high current, the injection time is set shorter than when it is driven at a first valve opening rate with a low current.

CNG用インジェクタ47が第1開弁率で駆動される場合は、第2開弁率で駆動される場合よりも、要求噴射量が小さい場合でも安定して燃料を噴射でき、また、ガス燃料であるCNGの噴射が穏やかになるため空気の吸入が阻害されず、空気との混合が良好に行われる。   When the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate, the fuel can be injected more stably even when the required injection amount is smaller than when driven at the second valve opening rate. Since the injection of a certain CNG becomes gentle, the inhalation of air is not hindered and mixing with air is performed well.

次に、図5を参照して、本実施形態に係るECU100によって実行される高流量判定処理の流れについて説明する。高流量判定処理は、要求噴射量が大きい場合にCNG用インジェクタ47の開弁率を第1開弁率から第2開弁率に切り換えて燃料噴射を行うようにする処理である。なお、この高流量判定処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。   Next, the flow of the high flow rate determination process executed by the ECU 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The high flow rate determination process is a process for performing fuel injection by switching the valve opening rate of the CNG injector 47 from the first valve opening rate to the second valve opening rate when the required injection amount is large. This high flow rate determination process is repeatedly executed at predetermined time intervals.

図5に示すように、ECU100は、先ず、基本噴射時間を演算する(ステップS1)。ここでは、不図示のエアフローセンサで計測された空気量に基づいて、ECU100は基本噴射時間を演算する。   As shown in FIG. 5, the ECU 100 first calculates a basic injection time (step S1). Here, ECU 100 calculates the basic injection time based on the air amount measured by an air flow sensor (not shown).

次いで、ECU100は、基本噴射時間が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS2)。このステップS2で用いられる閾値は、基本駆動電流である低電流によりCNG用インジェクタ47を第1開弁率で駆動する際に、CNG用インジェクタ47が常に開弁状態にならないような値に設定される。また、基本噴射時間が所定の閾値以上になる場合とは、エンジン負荷が大きい等のために要求噴射量が所定の噴射量以上である場合である。   Next, the ECU 100 determines whether or not the basic injection time is equal to or greater than a predetermined threshold (step S2). The threshold value used in step S2 is set to a value that prevents the CNG injector 47 from always opening when the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate by the low current that is the basic drive current. The The case where the basic injection time is equal to or greater than the predetermined threshold is a case where the required injection amount is equal to or greater than the predetermined injection amount because the engine load is large.

ステップS2で基本噴射時間が所定の閾値未満であると判定した場合、ECU100は、基本駆動電流を維持する(ステップS3)。ここでは、ECU100は、CNG用インジェクタ47への励磁電流を、基本駆動電流である低電流に維持する。これにより、CNG用インジェクタ47は、励磁電流として低電流が供給されることで第1開弁率で駆動する。   When it is determined in step S2 that the basic injection time is less than the predetermined threshold, the ECU 100 maintains the basic drive current (step S3). Here, the ECU 100 maintains the excitation current to the CNG injector 47 at a low current that is a basic drive current. Thus, the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate by being supplied with a low current as an exciting current.

その後、ECU100は、基本駆動電流である低電流に応じて実噴射時間を演算し(ステップS4)、この高流量判定処理の1回のルーチンを終了する。   Thereafter, the ECU 100 calculates the actual injection time according to the low current that is the basic drive current (step S4), and ends one routine of this high flow rate determination process.

一方、ステップS2で基本噴射時間が所定の閾値以上であると判定した場合、ECU100は、励磁電流を高電流に増加する(ステップS5)。これにより、CNG用インジェクタ47は、励磁電流として高電流が供給されることで第2開弁率で駆動する。   On the other hand, when it is determined in step S2 that the basic injection time is equal to or greater than the predetermined threshold, ECU 100 increases the excitation current to a high current (step S5). As a result, the CNG injector 47 is driven at the second valve opening rate when a high current is supplied as an exciting current.

その後、ECU100は、高電流に応じて実噴射時間を演算し(ステップS6)、この高流量判定処理の1回のルーチンを終了する。なお、第2開弁率が100%で第1開弁率が50%の開弁率とする場合、ステップS6で算出される実噴射時間は、ステップS4で算出される実噴射時間の50%の時間となる。   Thereafter, the ECU 100 calculates the actual injection time in accordance with the high current (step S6), and ends one routine of this high flow rate determination process. When the second valve opening rate is 100% and the first valve opening rate is 50%, the actual injection time calculated in step S6 is 50% of the actual injection time calculated in step S4. It will be time.

この高流量判定処理によれば、基本噴射時間が所定の閾値未満となるようなエンジン負荷の小さい運転領域では、CNG用インジェクタ47が第1開弁率で駆動されることで相対的に弱い噴射が行われるので、CNGの強い噴射により空気の吸入が阻害されることがなく、CNGと空気との混合が良好に行われる。また、CNG用インジェクタ47を第1開弁率で駆動することで、CNG用インジェクタ47の駆動のための消費電力が低減され、燃費が向上する。   According to this high flow rate determination process, in the operation region where the engine load is small such that the basic injection time is less than a predetermined threshold, the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate, thereby causing a relatively weak injection. Therefore, air inhalation is not hindered by strong CNG injection, and CNG and air are mixed well. Further, by driving the CNG injector 47 at the first valve opening rate, power consumption for driving the CNG injector 47 is reduced, and fuel efficiency is improved.

また、基本噴射時間が所定の閾値以上となるようなエンジン負荷の大きい運転領域では、CNG用インジェクタ47が第2開弁率で駆動されることで単位時間の噴射量を大きくできるので、要求噴射量が満たされる。   Further, in an operating region where the engine load is large such that the basic injection time is equal to or greater than a predetermined threshold, the CNG injector 47 can be driven at the second valve opening rate to increase the injection amount per unit time. The amount is satisfied.

次に、図6を参照して、本実施形態に係るECU100によって実行される燃料組成調整判定処理の流れについて説明する。燃料組成調整判定処理は、CNGの燃料組成に応じてインジェクタの開弁率を第1開弁率と第2開弁率との間で切り換えて燃料噴射を行うようにする処理である。なお、この燃料組成調整判定処理は、内燃機関10の始動毎に実行される。   Next, a flow of the fuel composition adjustment determination process executed by the ECU 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The fuel composition adjustment determination process is a process in which fuel injection is performed by switching the valve opening rate of the injector between the first valve opening rate and the second valve opening rate in accordance with the fuel composition of CNG. The fuel composition adjustment determination process is executed every time the internal combustion engine 10 is started.

図6に示すように、ECU100は、先ず、CNG用インジェクタ47への励磁電流を基本駆動電流に設定する(ステップS11)。すなわち、ECU100は、励磁電流を、基本駆動電流である低電流に設定する。   As shown in FIG. 6, the ECU 100 first sets the excitation current to the CNG injector 47 to the basic drive current (step S11). That is, ECU 100 sets the excitation current to a low current that is a basic drive current.

次いで、ECU100は、燃料フィードバック補正量が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS12)。ここで、燃料フィードバック補正量は、CNGの組成に応じて決定される補正量であり、例えば、主成分であるメタンの少ないCNGが用いられる場合は、燃料フィードバック補正量は増加する。ステップS12における所定の閾値は、燃料フィードバック補正の補正限界値に相当する。   Next, the ECU 100 determines whether or not the fuel feedback correction amount is greater than or equal to a predetermined threshold value (step S12). Here, the fuel feedback correction amount is a correction amount determined according to the composition of CNG. For example, when CNG with a small amount of methane as the main component is used, the fuel feedback correction amount increases. The predetermined threshold value in step S12 corresponds to a correction limit value for fuel feedback correction.

ステップS12で燃料フィードバック補正量が所定の閾値未満であると判定した場合、ECU100は、このステップS12を再び実行する。したがって、ECU100は、CNG用インジェクタ47への励磁電流を、基本駆動電流である低電流に維持する。   When it is determined in step S12 that the fuel feedback correction amount is less than the predetermined threshold value, the ECU 100 executes step S12 again. Therefore, the ECU 100 maintains the excitation current to the CNG injector 47 at a low current that is a basic drive current.

一方、ステップS12で燃料フィードバック補正量が所定の閾値以上であると判定した場合、ECU100は、CNG用インジェクタ47への励磁電流を高電流に増加し(ステップS13)、次いで、高電流に応じて実噴射時間を演算する(ステップS14)。その後、ECU100は、この燃料組成調整判定処理を終了する。   On the other hand, when it is determined in step S12 that the fuel feedback correction amount is equal to or greater than the predetermined threshold, the ECU 100 increases the excitation current to the CNG injector 47 to a high current (step S13), and then according to the high current. The actual injection time is calculated (step S14). Thereafter, the ECU 100 ends the fuel composition adjustment determination process.

このように、燃料組成調整判定処理によれば、ECU100は、燃料フィードバック補正量が所定の閾値以上の場合に、CNG用インジェクタ47を第2開弁率で駆動する。CNG用インジェクタ47が第2開弁率で駆動されることで単位時間の噴射量を大きくできるので、燃料フィードバック補正の適用後の要求噴射量が満たされる。   Thus, according to the fuel composition adjustment determination process, the ECU 100 drives the CNG injector 47 at the second valve opening rate when the fuel feedback correction amount is equal to or greater than the predetermined threshold value. Since the CNG injector 47 is driven at the second valve opening rate, the injection amount per unit time can be increased, so that the required injection amount after application of the fuel feedback correction is satisfied.

また、燃料フィードバック補正量が所定の閾値未満の場合、CNG用インジェクタ47が第1開弁率で駆動される。この場合、高流量判定処理においてCNG用インジェクタ47が第1開弁率で駆動されるときと同様に、相対的に弱い噴射が行われるので、CNGの強い噴射により空気の吸入が阻害されることがなく、CNGと空気との混合が良好に行われる。また、CNG用インジェクタ47を第1開弁率で駆動することで、CNG用インジェクタ47の駆動のための消費電力が低減され、燃費が向上する。   When the fuel feedback correction amount is less than the predetermined threshold value, the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate. In this case, since the relatively weak injection is performed in the same manner as when the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate in the high flow rate determination process, the intake of air is inhibited by the strong injection of CNG. The mixing of CNG and air is performed well. Further, by driving the CNG injector 47 at the first valve opening rate, power consumption for driving the CNG injector 47 is reduced, and fuel efficiency is improved.

なお、燃料組成は内燃機関10の運転中に変化することはないため、ステップS12で燃料フィードバック補正量が所定の閾値以上であると判定された場合、内燃機関10の運転中はCNG用インジェクタ47への励磁電流が高電流に維持される。   Since the fuel composition does not change during operation of the internal combustion engine 10, if it is determined in step S12 that the fuel feedback correction amount is greater than or equal to a predetermined threshold value, the CNG injector 47 during operation of the internal combustion engine 10 will be described. The excitation current to is maintained at a high current.

以上のように、本実施形態に係る燃料噴射装置は、CNG用インジェクタ47が、第1の弾性力を有する第1弾性部67Aと、第1の弾性力より大きな第2の弾性力を有する第2弾性部67Bとからなるスプリング67と、このスプリング67を開弁側に圧縮させるソレノイドコイル66と、を有し、第1弾性部67Aが圧縮されることで第1開弁率で開弁し、さらに第2弾性部67Bが圧縮されることで第1開弁率より大きな第2開弁率で開弁する。   As described above, in the fuel injection device according to the present embodiment, the CNG injector 47 has the first elastic portion 67A having the first elastic force and the second elastic force larger than the first elastic force. A spring 67 comprising two elastic portions 67B and a solenoid coil 66 for compressing the spring 67 to the valve opening side, and the first elastic portion 67A is compressed to open at a first valve opening rate. Further, the second elastic portion 67B is compressed, so that the valve is opened at a second valve opening rate larger than the first valve opening rate.

また、ECU100が、ソレノイドコイル66への励磁電流または励磁電圧を増減することで、第1開弁率または第2開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御する。   In addition, the ECU 100 controls the CNG injector 47 to open at the first valve opening rate or the second valve opening rate by increasing or decreasing the exciting current or exciting voltage to the solenoid coil 66.

この構成により、ソレノイドコイル66への励磁電流または励磁電圧を増減してCNG用インジェクタ47を第1開弁率または第2開弁率で精度良く開弁させることができる。このため、ダイナミックレンジを拡大させることができる。   With this configuration, the excitation current or excitation voltage to the solenoid coil 66 can be increased or decreased to open the CNG injector 47 with high accuracy at the first valve opening rate or the second valve opening rate. For this reason, the dynamic range can be expanded.

さらに、CNG用インジェクタ47が第1開弁率で駆動されるときは相対的に弱い噴射が行われるので、CNGの強い噴射により空気の吸入が阻害されることがなく、CNGと空気との混合が良好に行われる。   Furthermore, when the CNG injector 47 is driven at the first valve opening rate, a relatively weak injection is performed, so that the strong CNG injection does not hinder the inhalation of air, and the mixture of CNG and air Is done well.

また、CNG用インジェクタ47を第1開弁率で駆動することで、CNG用インジェクタ47の駆動のための消費電力が低減され、燃費が向上する。さらに、要求噴射量が所定の燃料噴射量となるような運転領域では、CNG用インジェクタ47が第2開弁率で駆動されることで単位時間の噴射量を大きくできるので、要求噴射量を満たすことができる。   Further, by driving the CNG injector 47 at the first valve opening rate, power consumption for driving the CNG injector 47 is reduced, and fuel efficiency is improved. Further, in the operation region where the required injection amount becomes the predetermined fuel injection amount, the injection amount per unit time can be increased by driving the CNG injector 47 at the second valve opening rate, so that the required injection amount is satisfied. be able to.

また、CNG用インジェクタ47を第1開弁率まで開弁させる場合は、第2開弁率まで開弁させる場合よりも短い時間で閉弁状態から第1開弁率まで開弁できるため、応答性を向上できる。   Also, when opening the CNG injector 47 to the first valve opening rate, the valve opening state can be opened from the closed state to the first valve opening rate in a shorter time than when opening to the second valve opening rate. Can be improved.

また、本実施形態に係る燃料噴射装置は、CNG用インジェクタ47の第2開弁率が100%の開弁率である。   In the fuel injection device according to the present embodiment, the second valve opening rate of the CNG injector 47 is 100%.

この構成により、CNG用インジェクタ47に設定された最大噴射量を用いることができるので、ダイナミックレンジをより拡大させることができる。   With this configuration, the maximum injection amount set in the CNG injector 47 can be used, so that the dynamic range can be further expanded.

また、本実施形態に係る燃料噴射装置は、ECU100が、燃料の燃料組成に応じて、第1開弁率または第2開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御する。   Further, in the fuel injection device according to the present embodiment, the ECU 100 controls the CNG injector 47 so that the valve opens at the first valve opening rate or the second valve opening rate according to the fuel composition of the fuel.

この構成により、燃料組成に幅がある燃料を用いる場合であっても、全ての燃料組成において、内燃機関10を良好に運転させることができる。   With this configuration, even when a fuel having a wide range of fuel composition is used, the internal combustion engine 10 can be operated satisfactorily for all fuel compositions.

また、本実施形態に係る燃料噴射装置は、ECU100が、内燃機関10の要求噴射量が所定噴射量以上のときは、第2開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御し、要求噴射量が所定噴射量未満のときは、第1開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御する。   In the fuel injection device according to the present embodiment, when the required injection amount of the internal combustion engine 10 is equal to or greater than the predetermined injection amount, the ECU 100 controls the CNG injector 47 to open at the second valve opening rate. When the injection amount is less than the predetermined injection amount, the CNG injector 47 is controlled to open at the first valve opening rate.

この構成により、全ての要求噴射量の範囲において、内燃機関を良好に運転させることができる。   With this configuration, the internal combustion engine can be operated satisfactorily in the range of all required injection amounts.

また、本実施形態に係る燃料噴射装置は、ECU100が、ソレノイドコイル66への励磁電流または励磁電圧のうち、CNG用インジェクタ47の開弁状態を保持するための保持電流または保持電圧を増減することで、第1開弁率または第2開弁率で開弁するようCNG用インジェクタ47を制御する。   Further, in the fuel injection device according to the present embodiment, the ECU 100 increases or decreases the holding current or holding voltage for holding the valve open state of the CNG injector 47 out of the exciting current or exciting voltage to the solenoid coil 66. Thus, the CNG injector 47 is controlled to open at the first valve opening rate or the second valve opening rate.

この構成により、励磁電流が高電流のときと低電流のときとで、過励磁電流は等しいため、CNG用インジェクタ47への電流供給回路が複雑化することを回避できる。   With this configuration, since the overexcitation current is the same when the excitation current is high and low, it is possible to avoid complication of the current supply circuit to the CNG injector 47.

上述の通り、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。   While embodiments of the present invention have been disclosed as described above, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

例えば、図3に示すスプリング67をガソリン用インジェクタ34に用いるとともに、ガソリン用インジェクタ34への励磁電流を高電流または低電流に切り換えることで、ガソリン用インジェクタ34のダイナミックレンジを拡大させることができる。   For example, the dynamic range of the gasoline injector 34 can be expanded by using the spring 67 shown in FIG. 3 for the gasoline injector 34 and switching the excitation current to the gasoline injector 34 to a high current or a low current.

また、前述の実施形態では、低電流を基本駆動電流としているが、高電流を基本駆動電流にしてもよい。すなわち、高電流により第2開弁率でCNG用インジェクタ47またはガソリン用インジェクタ34を開弁させる状態を内燃機関10の基本的な運転状態とし、運転状態に応じてこれらのインジェクタを低電流により第1開弁率で開弁させるように切り換えを行ってもよい。   In the above-described embodiment, the low drive current is the basic drive current, but the high current may be the basic drive current. That is, a state in which the CNG injector 47 or the gasoline injector 34 is opened at a second valve opening rate due to a high current is set as a basic operation state of the internal combustion engine 10, and these injectors are operated at a low current according to the operation state. Switching may be performed so that the valve is opened at one valve opening rate.

10...内燃機関、47...CNG用インジェクタ(インジェクタ)、66...ソレノイドコイル、67...スプリング、67A...第1弾性部、67B...第2弾性部、100...ECU(制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 47 ... CNG injector (injector), 66 ... Solenoid coil, 67 ... Spring, 67A ... 1st elastic part, 67B ... 2nd elastic part, 100 ... ECU (control unit)

Claims (5)

内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタの駆動を制御する制御部と、を備える燃料噴射装置において、
前記インジェクタが、
第1の弾性力を有する第1弾性部と、前記第1の弾性力より大きな第2の弾性力を有する第2弾性部とからなるスプリングと、
前記スプリングを開弁側に圧縮させるソレノイドコイルと、を有し、
前記第1弾性部が圧縮されることで第1開弁率で開弁し、さらに前記第2弾性部が圧縮されることで第1開弁率より大きな第2開弁率で開弁し、
前記制御部が、前記ソレノイドコイルへの励磁電流または励磁電圧を増減することで、前記第1開弁率または前記第2開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御することを特徴とする燃料噴射装置。
In a fuel injection device comprising: an injector that injects fuel into an internal combustion engine; and a control unit that controls driving of the injector;
The injector is
A spring composed of a first elastic part having a first elastic force and a second elastic part having a second elastic force larger than the first elastic force;
A solenoid coil for compressing the spring to the valve opening side,
The first elastic portion is compressed to open at a first valve opening rate, and the second elastic portion is further compressed to open at a second valve opening rate greater than the first valve opening rate,
The fuel is characterized in that the controller controls the injector to open at the first valve opening rate or the second valve opening rate by increasing or decreasing an exciting current or exciting voltage to the solenoid coil. Injection device.
前記インジェクタの第2開弁率が100%の開弁率であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。   2. The fuel injection device according to claim 1, wherein the second valve opening rate of the injector is 100%. 前記制御部が、燃料の燃料組成に応じて、前記第1開弁率または前記第2開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射装置。   The said control part controls the said injector to open at the said 1st valve opening rate or the said 2nd valve opening rate according to the fuel composition of a fuel, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Fuel injectors. 前記制御部が、前記内燃機関の要求噴射量が所定噴射量以上のときは、前記第2開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御し、
前記要求噴射量が所定噴射量未満のときは、前記第1開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の燃料噴射装置。
When the required injection amount of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined injection amount, the control unit controls the injector to open at the second valve opening rate,
The fuel according to any one of claims 1 to 3, wherein when the required injection amount is less than a predetermined injection amount, the injector is controlled to open at the first valve opening rate. Injection device.
前記制御部が、前記ソレノイドコイルへの励磁電流または励磁電圧のうち、前記インジェクタの開弁状態を保持するための保持電流または保持電圧を増減することで、前記第1開弁率または前記第2開弁率で開弁するよう前記インジェクタを制御することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の燃料噴射装置。
The control unit increases or decreases the holding current or holding voltage for holding the valve opening state of the injector among the exciting current or the exciting voltage to the solenoid coil, so that the first valve opening rate or the second valve opening rate is increased. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the injector is controlled to open at a valve opening rate.
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