JP2016156311A - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016156311A JP2016156311A JP2015034191A JP2015034191A JP2016156311A JP 2016156311 A JP2016156311 A JP 2016156311A JP 2015034191 A JP2015034191 A JP 2015034191A JP 2015034191 A JP2015034191 A JP 2015034191A JP 2016156311 A JP2016156311 A JP 2016156311A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve opening
- injector
- opening rate
- fuel
- cng
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
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).
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
Further, when the same material is used, for example, the wire diameter d of the second
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (5)
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015034191A JP2016156311A (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015034191A JP2016156311A (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Fuel injection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016156311A true JP2016156311A (en) | 2016-09-01 |
Family
ID=56825308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015034191A Pending JP2016156311A (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Fuel injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016156311A (en) |
-
2015
- 2015-02-24 JP JP2015034191A patent/JP2016156311A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10760521B2 (en) | Control device and control method for fuel pump | |
JP6090593B2 (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
US10634085B2 (en) | Control device for fuel pump and control method thereof | |
JP2008031947A (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP6658592B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP2013050065A (en) | Control device for fuel injection valve | |
US20160290248A1 (en) | Fuel supply system for internal combustion engine and control method therefor | |
JP2011163220A (en) | Control device for fuel supply system | |
JP2007187130A (en) | Controller for internal combustion engine | |
US20180230924A1 (en) | Injection control device | |
JP2016156311A (en) | Fuel injection device | |
WO2015151945A1 (en) | Controller for internal combustion engine | |
JP5982536B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
CN113167158B (en) | Control device | |
JP3984446B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US20190178196A1 (en) | Control device for fuel pump | |
JP5810140B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5181890B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
CN114729615B (en) | Fuel injection control device | |
WO2016132708A1 (en) | Fuel injection control device | |
JP6341164B2 (en) | Fuel injection control device | |
US20160237955A1 (en) | Fuel-injection system | |
JP6063793B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US20160369731A1 (en) | Method and Device for Controlling an Injector | |
WO2019039115A1 (en) | Fuel injection control device and fuel injection control method |