JP2017075542A - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017075542A JP2017075542A JP2015202102A JP2015202102A JP2017075542A JP 2017075542 A JP2017075542 A JP 2017075542A JP 2015202102 A JP2015202102 A JP 2015202102A JP 2015202102 A JP2015202102 A JP 2015202102A JP 2017075542 A JP2017075542 A JP 2017075542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- magnetic field
- temperature
- injector
- injection
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 101150064138 MAP1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003503 early effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
燃料を噴射するインジェクタを備える燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device including an injector for injecting fuel.
従来、内燃機関の燃料噴射装置では、インジェクタを用いて高圧の燃料をエンジンの各気筒に噴射している。インジェクタは、燃料を噴射する噴孔を備えるボディと、このボディに収容されており噴孔を開閉する弁体と、この弁体を往復動させる駆動部と、を有している。制御部が駆動部を制御することで、弁体による噴孔の開閉が調整され、インジェクタからの燃料の噴射量や噴射タイミング等が変化する。 Conventionally, in a fuel injection device for an internal combustion engine, high pressure fuel is injected into each cylinder of the engine using an injector. The injector includes a body having an injection hole for injecting fuel, a valve body that is accommodated in the body and opens and closes the injection hole, and a drive unit that reciprocates the valve body. When the control unit controls the drive unit, the opening / closing of the injection hole by the valve body is adjusted, and the amount of fuel injected from the injector, the injection timing, and the like change.
特許文献1には、弁体の一端に磁石が取り付けられており、この磁石がコイルを通過する際に生じる電圧変化に基づいて、弁体の動作位置を検出する構成が開示されている。また、制御部は磁石の温度変化によって生じるコイルからの出力電圧を補正し、動作位置の検出精度を高めている。
インジェクタ内の燃料温度が異なると、燃料の密度や噴射後の燃料の霧化状態等が変化する。インジェクタの噴射量を適正化するためには、燃料温度を考慮して弁体の動作を制御できることが望ましい。 When the fuel temperature in the injector is different, the density of the fuel, the atomized state of the fuel after injection, and the like change. In order to optimize the injection amount of the injector, it is desirable that the operation of the valve body can be controlled in consideration of the fuel temperature.
本発明は上記課題に鑑みてされたものであり、インジェクタの噴射を適正に制御可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device capable of appropriately controlling injection of an injector.
上記課題を解決するために、本発明では、燃料を噴射する噴孔を備えるボディと、前記ボディに収容されており前記噴孔の開閉を切り替える弁体と、前記弁体を往復動させる駆動部と、を備えるインジェクタを有し、前記インジェクタには、前記弁体の移動量に伴う磁界の変化を検出し、検出された前記磁界の変化に応じた位置信号を出力する磁気センサが設けられており、前記弁体の所定位置における前記位置信号と、前記磁気センサの温度特性とをもとに、前記インジェクタ内の燃料温度を判定する温度判定部と、判定された前記燃料温度に基づいて前記駆動部を駆動するための駆動信号を補正する補正部と、を有している。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a body including an injection hole for injecting fuel, a valve body that is accommodated in the body and switches between opening and closing of the injection hole, and a drive unit that reciprocates the valve body And a magnetic sensor that detects a change in the magnetic field associated with the amount of movement of the valve body and outputs a position signal in accordance with the detected change in the magnetic field. And a temperature determination unit that determines a fuel temperature in the injector based on the position signal at a predetermined position of the valve body and a temperature characteristic of the magnetic sensor, and based on the determined fuel temperature A correction unit that corrects a drive signal for driving the drive unit.
上記のように構成された発明では、磁気センサは、弁体の移動量に伴う磁界の変化を検出し、検出された磁界の変化に応じた位置信号を出力する。温度判定部は、磁気センサから出力される予め定められた弁体の位置に応じた位置信号と、磁気センサの温度特性とをもとに、インジェクタ内の燃料温度を判定する。補正部は、判定された燃料温度をもとに駆動部を駆動するための駆動信号を補正する。 In the invention configured as described above, the magnetic sensor detects a change in the magnetic field associated with the amount of movement of the valve body, and outputs a position signal corresponding to the detected change in the magnetic field. A temperature determination part determines the fuel temperature in an injector based on the position signal according to the position of the predetermined valve body output from a magnetic sensor, and the temperature characteristic of a magnetic sensor. The correction unit corrects a drive signal for driving the drive unit based on the determined fuel temperature.
そのため、温度判定部は、インジェクタ内を流れる燃料温度を、磁気センサが検出した位置信号から判定することが可能となる。補正部は判定された燃料温度をもとに弁体の駆動を制御するための駆動信号を補正することで、インジェクタの噴射を適正化することが可能となる。 Therefore, the temperature determination unit can determine the temperature of the fuel flowing through the injector from the position signal detected by the magnetic sensor. The correction unit corrects the drive signal for controlling the drive of the valve body based on the determined fuel temperature, thereby making it possible to optimize the injection of the injector.
以下、図面を参照しつつ本発明にかかる燃料噴射装置の実施形態の一例について説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, an example of an embodiment of a fuel injection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
1.第1実施形態
図1は、燃料噴射装置100の概略構成を示す図である。燃料噴射装置100は、インジェクタ10と、ECU(ECU: Electronic Control Unit)50と、NEセンサ53と、アクセルポジションセンサ54を備えている。インジェクタ10は、エンジンのシリンダヘッドに搭載されており、コモンレール(蓄圧室)から供給される燃料をエンジンの各気筒の燃焼室へ噴射する。図1では、便宜上、1つのインジェクタ10のみを図示しているが、実際には、燃料噴射装置100はエンジンの気筒数に応じた数のインジェクタ10を備えている。
1. First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
なお、燃料としては、軽油、ジメチルエーテル(DME)、バイオディーゼル(BDF(登録商標))、又は軽油と他の燃料を合成した合成油を用いることができる。燃料としては、非磁性体であることが望ましい。 As the fuel, light oil, dimethyl ether (DME), biodiesel (BDF (registered trademark)), or synthetic oil obtained by synthesizing light oil and another fuel can be used. The fuel is preferably a non-magnetic material.
以下では、インジェクタ10がシリンダヘッドに搭載された状態において、インジェクタ10の噴孔が形成されている側を『下側』と記載し、インジェクタ10の噴孔が形成されている側とは反対側を『上側』と記載する。また、『開弁方向D1』とは下側から上側に向かう方向を意味し、『閉弁方向D2』とは上側から下側に向かう方向を意味する。
Hereinafter, in a state where the
インジェクタ10は、燃料を噴射するものであり、ボディ11と、ニードル弁20と、付勢部材24と、コマンドピストン25と、駆動部30と、磁気センサ40と、を備えている。この実施形態において、ニードル弁20が弁体として機能する。
The
ボディ11は、燃料通路12と、弁収容室13と、噴孔14と、圧力制御室15と、リーク流路16と、を備えている。燃料通路12は、ボディ11内部において燃料が流れる通路であり、吸入口で不図示のコモンレールと繋がっている。弁収容室13は、下側の径がニードル弁20の径に応じて狭められており、ニードル弁20を開弁方向D1と閉弁方向D2とで摺動可能に保持するガイドとして機能する。また、弁収容室13は下側で燃料通路12と連通しており、ニードル弁20に対して開弁方向D1の燃料圧力を作用させる油圧室としても機能する。噴孔14はボディ11の下側に形成され、燃料が噴射される孔であり、弁収容室13と連通している。圧力制御室15は燃料通路12と連通しており、ニードル弁20に対して閉弁方向D2の燃料圧力を作用させる。また、圧力制御室15はオリフィス17を通じてリーク流路16と連通している。リーク流路16は、圧力制御室15からの戻り燃料が流れる流路であり、不図示の燃料タンクに繋がっている。
The
ニードル弁20は、開弁方向D1と閉弁方向D2とに往復動することでインジェクタ10を閉弁状態と開弁状態とに切り替える部材であり、摺動部21と、先端部22と、被検出部23と、を備えている。摺動部21は、一部の径が異なる円柱状の部材により形成されており、開弁方向D1と閉弁方向D2とに摺動可能に弁収容室13に収容されている。先端部22は、摺動部21の下側に形成された円錐台状の部位であり、噴孔14に向けられた状態で弁収容室13に収容されている。被検出部23は、ニードル弁20の往復動を検出するための対象となる部位であり、摺動部21の上側に位置している。被検出部23は摺動部21よりも径が大きい円柱状の部位により構成されている。被検出部23の形状は図1に示すものに限定されず、ニードル弁20の往復動が検出される対象となるものであればどのような形状であってもよい。
The
弁収容室13における上側にはニードル弁20に対して閉弁方向D2の付勢力を与える付勢部材24が配置されている。付勢部材24は、例えば、プレッシャーピンと、リターンスプリングを備えている。
An
圧力制御室15には、内部の燃料圧の変化に応じて開弁方向D1と閉弁方向D2とに摺動するコマンドピストン25が収容されている。圧力制御室15の燃料圧が所定の値に維持されている場合、コマンドピストン25は、付勢部材24を介してニードル弁20に閉弁方向D2の力を与える。一方、圧力制御室15の燃料圧が所定の値以下となると、コマンドピストン25は開弁方向D1に摺動する。その結果、弁収容室13の燃料圧が圧力制御室15の燃料圧を上回り、ニードル弁20に対して開弁方向D1の力が加えられる。
The
駆動部30は、圧力制御室15に圧力変化を生じさせるものであり、バルブ31と、ソレノイド32と、を備えている。バルブ31は、開弁方向D1と閉弁方向D2とに摺動することで圧力制御室15のオリフィス17の開閉を切り替える。ソレノイド32は、ECU50による制御に基づいてバルブ31を摺動させることで、圧力制御室15の燃料圧を変化させる。バルブ31が圧力制御室15のオリフィス17を開弁すると、圧力制御室15内の燃料がリーク流路16に流れ、圧力制御室15の燃料圧を低下させる。
The driving unit 30 causes a pressure change in the
インジェクタ10は駆動部30にソレノイド32を備えるソレノイド式を例に説明を行ったが、駆動部30にピエゾ素子を備えるピエゾ式であってもよい。この場合、ピエゾ素子の変位に伴って、コマンドピストン25が摺動し、圧力制御室15に燃料圧の変化をもたらす。
The
磁気センサ40は、磁界の変化に基づいてニードル弁20の移動量を検出し、この移動量に応じた出力電圧(位置信号)を出力するものであり、固定部41と、磁界発生部42と、検出素子45と、を備えている。この第1の実施形態では、磁気センサ40はインジェクタ10の弁収容室13に配置されており、ニードル弁20の摺動に伴う被検出部23の移動量を検出する。
The
固定部41は、磁界発生部42と検出素子45とをボディ11の弁収容室13に固定する。例えば、固定部41は弁収容室13の内径よりも大きい内径を備える円環状の非磁性部材で構成されている。固定部41の内周側には、磁界発生部42と検出素子45とが配置されている。図1では、固定部41は弁収容室13の壁部に埋め込まれるよう配置されており、ニードル弁20の被検出部23が固定部41の内側を通過できるようになっている。
The fixing
磁界発生部42は、被検出部23の周囲に磁界を生じさせる部材であり、磁極の向きが異なる磁石43,44(図1では、磁石43がN極であり、磁石44がS極である。)により構成されている。磁石43と磁石44とは、ニードル弁20の往復方向で配列するよう固定部41の内周側に固定されている。そのため、固定部41の内側には、磁石43から磁石44に向かう磁力線(磁界)が生じている。なお、磁石43をN極とし磁石44をS極としたことは一例に過ぎず、磁石43をS極とし、磁石44をN極とするものであってもよい。
The magnetic field generator 42 is a member that generates a magnetic field around the detected
検出素子45は、磁界発生部42によって生じる磁力線(磁界)の変化を検出し出力電圧VHを出力する。検出素子45は、摺動方向において磁石43と磁石44との間に位置するよう固定部41の内周側に固定されている。また、検出素子45は感受面をニードル弁20に向けた状態で固定部41に配置されている。検出素子45の出力端子は、ECU50に接続されており、磁界発生部42で発生する磁力線の変化を出力電圧VHとしてECU50に出力する。
The detection element 45 detects a change in magnetic field lines (magnetic field) generated by the magnetic field generator 42 and outputs an output voltage VH. The detection element 45 is fixed to the inner peripheral side of the fixing
例えば、検出素子45は、ホール素子や磁気抵抗効果素子(MRセンサ)により構成される。 For example, the detection element 45 is configured by a Hall element or a magnetoresistive element (MR sensor).
この実施形態では、磁界発生部42(磁石43)は、ニードル弁20の摺動方向において、駆動部30(ソレノイド32)と検出素子45との間に位置している。ソレノイド32と検出素子45との間に磁界発生部42を位置させることで、検出素子45がソレノイド32から生じる磁界を誤検出することを抑制することができる。
In this embodiment, the magnetic field generator 42 (magnet 43) is located between the drive unit 30 (solenoid 32) and the detection element 45 in the sliding direction of the
ECU50は、インジェクタ10の噴射を制御するものであり、制御部51と、電子駆動装置(EDU: Electronic Driving Unit)52と、を備えている。この実施形態では、ECU50の内部にEDU52を備える構成としているが、ECU50とEDU52とが別体で構成されていてもよい。
The
制御部51は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリ、入出力インタフェース等、を中心とするマイクロコンピュータから主に構成されている。また、制御部51は、磁気センサ40、NEセンサ53、アクセルポジションセンサ54等と接続されており、各センサからの出力をRAMに記憶し、又はセンサからの出力をもとにROMまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムを実行することができる。制御部51が制御プログラムを実行することによりインジェクタ10による燃料噴射を制御するための駆動信号である噴射パルスINJを出力することができる。
The
EDU52は、制御部51から出力された噴射パルスINJに基づいて、インジェクタ10(駆動部30)に生じる駆動電流DRCの状態を制御する。例えば、EDU52は、駆動部30に供給する高電圧を発生する高電圧発生回路や、高圧電圧を供給するインジェクタ10を切り替えるための複数のスイッチング素子や、高圧発生回路やスイッチング素子の駆動を制御するマイクロコンピュータを備えている。EDU52は噴射パルスINJを受信すると、噴射対象となるインジェクタ10に対してこの高圧電圧を印加し、駆動電流DRCを生じさせる。
The
NEセンサ53は、クランクシャフトの回転角を示すパルサギアを検知し、クランク角に応じたクランク角信号NEを出力する。アクセルポジションセンサ54は、アクセルユニットに取り付けられており、アクセルの踏み量に応じたアクセル信号(VACCP)を出力する。 The NE sensor 53 detects a pulsar gear indicating the rotation angle of the crankshaft and outputs a crank angle signal NE corresponding to the crank angle. The accelerator position sensor 54 is attached to the accelerator unit and outputs an accelerator signal (VACCP) corresponding to the amount of depression of the accelerator.
インジェクタ10の無噴射状態では、EDU52は高圧電圧を駆動部30に印加せず、駆動部30には駆動電流DRCが流れない。そのため、インジェクタ10内において、圧力制御室15と弁収容室13との燃料圧差が生じず、コマンドピストン25や付勢部材24によりニードル弁20に閉弁方向D2の力が与えられている(閉弁状態)。一方、インジェクタ10の噴射状態では、EDU52は高圧電圧を駆動部30に印加し、駆動部30には駆動電流DRCが流れる。そのため、ソレノイド32がバルブ31を開弁方向D1に摺動させ、圧力制御室15の燃料圧を弁収容室13の燃料圧よりも低くする。その結果、ニードル弁20に開弁方向D1の力が与えられ、ニードル弁20は開弁方向D1に摺動する(開弁状態)。
In the non-injection state of the
次に、ECU50内で生成される噴射パルスINJと、インジェクタ10の噴射との関係を、図2をもとに説明する。図2(a)は、噴射パルスINJの波形を示す図である。図2(b)は、駆動部30に流れる駆動電流DRCの波形を示す図である。図2(c)は、磁気センサ40の出力電圧VHの波形を示す図である。図2(d)は、インジェクタ10の状態(閉弁状態と開弁状態)を説明する図である。
Next, the relationship between the injection pulse INJ generated in the
以下では、ニードル弁20が噴孔14を塞いでいない状態を全開状態とも記載し、ニードル弁20が噴孔14を塞いでいる状態を全閉状態と記載する。また、全閉状態から全開状態に至るまでにニードル弁20の被検出部23の往復方向(摺動方向)での位置の変化をリフト量ΔLとも記載する。例えば、図2(d)では、リフト量ΔLは、被検出部23の下側の面の高さの変化を示している。なお、リフト量ΔLの基準となる位置は、図2(d)に記載されたものに限定されないことはいうまでもなく、その基準となる位置は、適宜、設定されるものであればよい。
Hereinafter, a state where the
図2(a)に示すように、噴射パルスINJは、Low状態においてインジェクタ10が燃料を噴射しない無噴射期間を設定し、Hi状態においてインジェクタ10が燃料を噴射する噴射期間を設定している。噴射パルスINJの立ち上がり時期は、インジェクタ10の開弁のタイミングを示す噴射時期INTを規定し、噴射パルスINJの波長は、燃料が噴射される期間を示す噴射期間INPを規定している。ECU50が噴射パルスINJの立ち上がり時期を進めることで、駆動電流DRCが発生する時期が進み、立ち上り時期を遅らせることで駆動電流DRCが発生する時期が遅くなる。また、ECU50が噴射パルスINJの波長を長くすることで、駆動電流DRCが流れる期間が長くなり、波長を短くすることで、駆動電流DRCが流れる期間が短くなる。
As shown in FIG. 2A, the injection pulse INJ sets a non-injection period in which the
噴射パルスINJの波形を規定する波長や立ち上がり時期は、エンジンのクランク角に同期して規定されている。制御部51は、噴射パルスINJの波長や立ち上がり時期を、NEセンサ53から出力されるクランク角信号NEや不図示のタイマーからの出力をもとに設定する。
The wavelength and rise time that define the waveform of the injection pulse INJ are defined in synchronization with the crank angle of the engine. The
図2(b)に示すように、噴射パルスINJによって生じる駆動電流DRCの波形は、大電流部RCと定電流部CCとを含んでいる。大電流部RCは、ソレノイド32が、全閉状態でのニードル弁20を開弁方向D1に摺動させるために必要なエネルギーを確保するために設定されており、所定の電流値により設定されている。定電流部CCは、大電流部RCの発生後、ニードル弁20の位置を継続するために設定されており、大電流部RCと比べて低い電流値により設定されている。また、定電流部CCは大電流部RCと比べて変動幅が小さくなっている。
As shown in FIG. 2B, the waveform of the drive current DRC generated by the ejection pulse INJ includes a large current portion RC and a constant current portion CC. The large current portion RC is set to secure energy necessary for the solenoid 32 to slide the
図2(c)(d)に示すように、ニードル弁20がボディ11内で摺動すると、磁気センサ40はリフト量ΔLに伴う磁力線の変化を感知し、ECU50に出力電圧VHを出力する。全閉状態でのニードル弁20は、リフト量ΔLが0であるため、出力電圧VHは低い値を維持している。駆動電流DRCが大電流部RCである場合、ニードル弁20が開弁方向D1に摺動し、リフト量ΔLが増加する。その結果、磁気センサ40からの出力電圧VHは増加する。駆動電流DRCが定電流部CCに変化すると、ニードル弁20のリフト量ΔLは変化せず、出力電圧VHが一定となる。その後、駆動電流DRCの発生が止まると、ニードル弁20が閉弁方向D2に摺動し、出力電圧VHが低下する。
As shown in FIGS. 2C and 2D, when the
次に、磁気センサ40の出力と温度特性について、図3を用いて説明する。図3(a)は、温度T0におけるニードル弁20のリフト量ΔLの変化と、検出素子45から出力される出力電圧VHとの関係を示している。図3(b)は、任意のリフト量(図ではΔL0)における検出素子45の温度特性を示している。
Next, the output and temperature characteristics of the
磁気センサ40は、温度特性を有しており、温度Tの変化に応じて出力電圧VHが変動する。図3(a)は、ある温度(T0)での磁気センサ40の出力特性示しており、同じ温度であれば、入力(リフト量ΔL)と出力(出力電圧VH)とは同じ関係を維持する。一方、磁気センサ40の温度特性により、同じ入力(リフト量ΔL)であっても、温度が異なれば、同じ出力(出力電圧VH)とはならない。図3(b)では、温度がT1、T0、T2の順に変化することで、対応する出力電圧VHが減少している。
The
出力電圧VHとリフト量ΔLとが予め定められていれば、この温度特性を利用することで磁気センサ40の周囲の温度を判定することが可能となる。そのため、この実施形態においては、ECU50は磁気センサ40からの出力電圧VHをもとにインジェクタ10内の燃料温度TFを判定し、判定された燃料温度TFを用いて噴射パルスINJを補正している。
If the output voltage VH and the lift amount ΔL are determined in advance, the temperature around the
次に、ECU50がインジェクタ10内の燃料温度TFをもとに、噴射パルスINJを補正する処理を、図4を用いて説明する。図4に示すフローチャートにおいて、ECU50は、ステップS12により温度判定部として機能し、ステップS15,S16により補正部として機能する。
Next, a process in which the
ステップS11では、ECU50は、機関運転条件を読み込む。機関運転条件は、内燃機関であるエンジンを運転させるために必要とされる諸条件であり、吸入空気量、吸入空気圧、冷却水温等を含んでいる。例えば、これら機関運転条件は、ECU50に接続された不図示のセンサ(エアフロメータ、吸気圧センサ、水温センサ)で検出され、ECU50によって管理されている。
In step S11, the
ステップS12では、ECU50は、ニードル弁20が燃料温度THを判定するための位置(リフト量ΔL)に達しているか否かを判定する。例えば、ECU50は、ニードル弁20のリフト量ΔLが全閉状態となる期間を記憶しており、現在がこの期間に該当するか否かを判定する。全閉状態であれば、リフト量ΔLが一定となるため、変動の少ない出力電圧VHを取得することが可能となる。ニードル弁20のリフト量ΔLはクランク角と同期しているため、ECU50は、NEセンサ53からの出力により得られるクランク角や、タイマーによるカウント量をもとに、現在が閉弁状態に該当するか否かを判定する。
In step S12, the
ステップS12において、ECU50は、燃料温度THを判定するための位置として、全開状態を用いるものであってもよい。例えば、全開状態の内、駆動電流DRCが定電流部CCとなる期間であれば、リフト量ΔLが一定となるため、変動の少ない出力電圧VHを取得することが可能となる。
In step S12, the
ニードル弁20のリフト量ΔLが燃料温度THを判定する位置になければ(ステップS12:NO)、ECU50は、リフト量ΔLが定められた位置に達するまで遅延する。
If the lift amount ΔL of the
ニードル弁20のリフト量ΔLが燃料温度THを判定する位置であれば(ステップS12:YES)、ステップS13では、ECU50は、磁気センサ40からの出力電圧VHを読み込む。ステップS13における出力電圧VHの読み込みは、複数回行い平均を取るものであってもよい。
If the lift amount ΔL of the
これ以外にも、全閉状態が判定された後、ステップS13において、ニードル弁20を一定のリフト量ΔLだけ移動させて磁気センサ40からの出力電圧VHを読み込むものであってもよい。
In addition, after the fully closed state is determined, the output voltage VH from the
ステップS14では、出力電圧VHをもとに燃料温度TFを判定する。ECU50は、ステップS12で読み込んだ出力電圧VHの値と、磁気センサ40の温度特性とをもとに、インジェクタ10の燃料温度TFを判定する。磁気センサ40の温度特性の取得は、例えば、ECU50が記憶する温度特性Mapを用いて行う。この温度特性Map1には、図3(b)に示したように、特定のリフト量ΔLにおける出力電圧VHと燃料温度THとの関係が記憶されている。
In step S14, the fuel temperature TF is determined based on the output voltage VH. The
ステップS15では、ECU50は、ステップS14で判定した燃料温度TFをもとに、噴射パルスINJの噴射期間INPを補正する。例えば、ECU50は燃料温度TFと噴射期間INPとの関係を示す噴射期間Mapを記憶しており、この噴射期間Mapに記憶された値を参照することで、噴射パルスINJの噴射期間INPを補正する。
In step S15, the
図5(a)は、一例としての噴射期間Mapを説明する図である。噴射期間Mapは、燃料温度TFと噴射期間INPとの対応関係を規定しており、ステップS12で判定された燃料温度TFが高くなるに従い、噴射期間INPが長くなるよう値が規定されている。燃料温度TFが高くなるに従い燃料密度が低くなるため、同じ噴射期間INPであっても噴射量が少なくなる。燃料温度TFの変化に応じた噴射量のばらつきを抑制するため、噴射期間Mapには燃料温度TFが高くなるに従い、噴射期間TPが長くなるよう値を規定している。 FIG. 5A is a diagram illustrating an injection period Map as an example. The injection period Map defines the correspondence between the fuel temperature TF and the injection period INP, and a value is defined such that the injection period INP becomes longer as the fuel temperature TF determined in step S12 increases. Since the fuel density decreases as the fuel temperature TF increases, the injection amount decreases even during the same injection period INP. In order to suppress the variation in the injection amount according to the change in the fuel temperature TF, a value is defined in the injection period Map so that the injection period TP becomes longer as the fuel temperature TF becomes higher.
また、噴射期間Mapでは、ECU50から出力される指令噴射圧の変化に応じて、燃料温度TFと噴射期間INPとの関係が変化するよう各値が規定されている。指令噴射圧はステップS11において読み取られた機関条件に応じて判定される。指令噴射圧が低くなるに従い、同じ噴射期間INPであっても噴射量が少なくなる。そのため、噴射期間Mapは、指令噴射圧が低下するに従い、燃料温度TFに対応する噴射期間INPが長くなるよう値を規定している。
In the injection period Map, each value is defined so that the relationship between the fuel temperature TF and the injection period INP changes according to the change in the command injection pressure output from the
ステップS16では、ECU50は、ステップS14で取得した燃料温度TFをもとに、噴射パルスINJの噴射時期INTを補正する。例えば、ECU50は燃料温度TFと噴射時期INTとの関係を示す噴射時期Mapを記憶しており、噴射時期Mapに記憶された値をもとに、噴射パルスINJの噴射時期INTを補正する。
In step S16, the
図5(b)は、一例としての噴射時期Mapを説明する図である。噴射時期Mapは、燃料温度TFと噴射時期INTとの対応関係を記憶しており、ステップS12で判定された燃料温度TFが高くなるに従い、噴射時期INTが進む(早くなる)よう規定されている。燃料温度TFが高くなるに従い燃料の密度が低くなり、同じ噴射期間INPであっても噴射量が少なくなる。燃料温度TFの変化に応じた噴射量のばらつきを抑制するため、噴射時期Mapは、燃料温度TFが高くなるに従い、噴射時期INTが早まるようその値を規定している。 FIG. 5B is a diagram illustrating an injection timing Map as an example. The injection timing Map stores the correspondence between the fuel temperature TF and the injection timing INT, and is specified such that the injection timing INT advances (earlies) as the fuel temperature TF determined in step S12 increases. . As the fuel temperature TF increases, the fuel density decreases, and the injection amount decreases even during the same injection period INP. In order to suppress the variation in the injection amount according to the change in the fuel temperature TF, the injection timing Map defines the value so that the injection timing INT is advanced as the fuel temperature TF increases.
また、噴射期間Mapでは、内燃機関の負荷の変化に応じて、燃料温度TFと噴射期間INPとの関係が変化するよう値を規定している。負荷が低くなるに従い、必要な燃料消費は低減するため、噴射期間Mapは、負荷が低下するに従い、燃料温度TFに対応する噴射時期INTを遅くなるよう規定している。 Further, in the injection period Map, a value is defined such that the relationship between the fuel temperature TF and the injection period INP changes according to a change in the load of the internal combustion engine. Since the required fuel consumption decreases as the load decreases, the injection period Map stipulates that the injection timing INT corresponding to the fuel temperature TF is delayed as the load decreases.
なお、本実施形態では、噴射時期INTを燃料温度TFのみから補正する構成としているが、これに限定されず、燃料温度TFとリフト量ΔLとを用いて噴射時期INTを補正するものであってもよい。 In this embodiment, the injection timing INT is corrected only from the fuel temperature TF. However, the present invention is not limited to this, and the injection timing INT is corrected using the fuel temperature TF and the lift amount ΔL. Also good.
ステップS17では、制御部51は、ステップS15、S16によって補正された補正後の噴射パルスINJをEDU52に出力する。EDU52は制御部51からの補正後の噴射パルスINJに波形に応じて、インジェクタ10の駆動部30を駆動させ、燃料を噴射させる。
In step S17, the
以上説明したようのこの第1の実施形態では、ECU50は、磁気センサ40からの出力電圧VHから燃料温度TFを判定し、判定された燃料温度をもとにニードル弁20の駆動を適正に制御することが可能となる。磁気センサ40により判定される対象はインジェクタ10内での燃料温度TFであるため、インジェクタ10外部での温度から燃料温度TFを判定する場合と比べて、補正量をより燃料温度TFに適したものとすることができる。
In the first embodiment as described above, the
磁気センサ40は、ニードル弁20に設けられた被検出部23と、ボディ11に配置されており磁界を生じさせる磁界発生部42と、ボディ11に配置されており磁界発生部42が発生する磁気の変化を検出する検出素子45と、を有している。上記構成とすることで、磁界を発生させる磁界発生部42を、ニードル弁20ではなくボディ11側に配置することになり、ニードル弁20の重量増加を抑制することができる。その結果、駆動部30の作用に対するニードル弁20の応答性を高くすることができる。
The
駆動部30は、ニードル弁20の噴孔14の開閉を行う端とは反対の端側に配置されたソレノイド32によりニードル弁20を往復動させ、磁界発生部42は、ソレノイド32と検出素子45との間に位置している。上記構成とすることで、ニードル弁20を往復動させるソレノイド32と検出素子45との間に磁界発生部42を位置させることになり、検出素子45がソレノイド32から生じる磁界を誤検出することを抑制することができる。その結果、ニードル弁の位置の変化をより精度よく検出することができる。
The drive unit 30 reciprocates the
ECU50(温度判定部)は、ニードル弁20が全閉又は全開の位置にある場合の出力電圧VHを用いて、燃料温度VFを判定する。上記構成とすることで、信号波形が安定している状態での出力電圧VHをもとに燃料温度TFを判定することができる。その結果、燃料温度TFをより精度よく判定することが可能となる。また、全閉状態での出力電圧VHを温度判定に用いることで、インジェクタ10が燃料を噴射する直前の燃料温度VFを判定することができ、燃料の噴射直前に急な燃料温度VFの変化が生じた場合でもこの温度変化を補正に対応づけることが可能となる。
The ECU 50 (temperature determination unit) determines the fuel temperature VF using the output voltage VH when the
ECU50(補正部)は、判定された燃料温度VFが高くなるに従い、噴射期間が長くなるよう駆動信号を補正する。上記構成とすることで、燃料温度VFの変化に伴う噴射量のばらつきを抑制することができる。 The ECU 50 (correction unit) corrects the drive signal so that the injection period becomes longer as the determined fuel temperature VF becomes higher. By setting it as the said structure, the dispersion | variation in the injection amount accompanying the change of the fuel temperature VF can be suppressed.
ECU50(補正部)は、判定された燃料温度VFが高くなるに従い、噴射時期が早くなるよう駆動信号を補正する。上記構成とすることで、燃料温度VFの変化に伴う噴射量のばらつきを抑制することができる。 The ECU 50 (correction unit) corrects the drive signal so that the injection timing is advanced as the determined fuel temperature VF increases. By setting it as the said structure, the dispersion | variation in the injection amount accompanying the change of the fuel temperature VF can be suppressed.
2.第2実施形態
この第2実施形態に係る燃料噴射装置100では、磁気センサの構成が第1の実施形態と異なる。図6は、第2実施形態に係る磁気センサ140の形状を示す斜視図である。
2. Second Embodiment In the
磁気センサ140は、検出素子141と、磁界を発生させるとともに検出素子141を固定する磁界発生部142とを備えている。磁界発生部142は弁収容室13の内径よりも大きい内径を備える円環状の部材で構成されている。磁界発生部142は弁収容室13の壁部に埋め込まれるよう配置されており、被検出部23が磁界発生部142の内側を通過できるようになっている。検出素子141は、感受面をニードル弁20に向けた状態で、磁界発生部142の下側に配置されており、磁界発生部142で生じた磁界の変化を検出できるようになっている。また、磁界発生部142はニードル弁20の摺動方向において、ソレノイド32と検出素子45との間に位置している。
The
なお、磁界発生部142は円環状のすべての部位が磁化されている必要はなく、検出素子141が配置される附近の一部のみを磁化するものであってもよい。
The magnetic
この第2実施形態に係る燃料噴射装置100では、磁界発生部142を円環状に形成することで、発生させる磁界を強くし、ニードル弁20の摺動に伴う磁界の変化を検出素子45が検出し易くすることができる。また、磁界発生部142が固定部としての機能を有することで、別の固定部を必要としないため、磁気センサ140の構成をより簡素化することができる。
In the
3.第3実施形態
インジェクタ10は、上述した第1及び第2実施形態に係る構成に限定されない。例えば、磁気センサは、ニードル弁20の上側に配置された磁界発生部と、弁収容室13の上側に配置された検出回路と、を備える構成としてもよい。例えば、検出回路は、弁収容室13の上側に配置されたコイルと、コイルに流れる電流を検知する増幅回路と、を有している。この第3実施形態における磁気センサでは、ニードル弁20の摺動に応じて磁界発生部がコイルの内側を通過すると、コイルは磁界の変化に応じた電流を流す。増幅回路はこの電流を増幅等することで出力信号としてECU50に出力する。
3. Third Embodiment The
この第3実施形態に係る燃料噴射装置100では、ニードル弁20に磁界発生部を備える構成においても、本発明の作用・効果を奏することが可能となる。
In the
10…インジェクタ、11…ボディ、14…噴孔、20…ニードル弁、30…駆動部、40…磁気センサ、50…ECU、100…燃料噴射装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記インジェクタには、前記弁体の移動量に伴う磁界の変化を検出し、検出された前記磁界の変化に応じた位置信号を出力する磁気センサ(40)が設けられており、
前記弁体の所定位置における前記位置信号と、前記磁気センサの温度特性とをもとに、前記インジェクタ内の燃料温度を判定する温度判定部(50)と、
判定された前記燃料温度に基づいて前記駆動部を駆動するための駆動信号を補正する補正部(50)と、
を有する燃料噴射装置。 A body (11) having an injection hole (14) for injecting fuel, a valve body (20) housed in the body and switching the opening and closing of the injection hole, and a drive unit (30) for reciprocating the valve body And an injector (10) comprising:
The injector is provided with a magnetic sensor (40) that detects a change in the magnetic field associated with the amount of movement of the valve body and outputs a position signal according to the detected change in the magnetic field.
A temperature determination unit (50) for determining a fuel temperature in the injector based on the position signal at a predetermined position of the valve body and a temperature characteristic of the magnetic sensor;
A correction unit (50) for correcting a drive signal for driving the drive unit based on the determined fuel temperature;
A fuel injection device.
前記ボディに配置されており磁界を生じさせる磁界発生部(42)と、
前記ボディに配置されており、前記弁体の移動に応じて前記磁界発生部が発生する磁気の変化を検出する検出素子(45)と、を有する請求項1に記載の燃料噴射装置。 The magnetic sensor is
A magnetic field generator (42) disposed in the body for generating a magnetic field;
The fuel injection device according to claim 1, further comprising a detection element (45) disposed on the body and configured to detect a change in magnetism generated by the magnetic field generation unit in accordance with the movement of the valve body.
前記磁界発生部は、前記ソレノイドと前記検出素子との間に位置している、請求項2に記載の燃料噴射装置。 The drive unit reciprocates the valve body by a solenoid (32) disposed on an end side opposite to an end for opening and closing the nozzle hole of the valve body,
The fuel injection device according to claim 2, wherein the magnetic field generation unit is located between the solenoid and the detection element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015202102A JP6515777B2 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015202102A JP6515777B2 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Fuel injection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017075542A true JP2017075542A (en) | 2017-04-20 |
JP6515777B2 JP6515777B2 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=58551127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015202102A Expired - Fee Related JP6515777B2 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Fuel injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6515777B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020525706A (en) * | 2017-06-30 | 2020-08-27 | リカルド ユーケー リミテッド | Injector |
US11585306B2 (en) | 2020-12-14 | 2023-02-21 | Denso Corporation | Injection control device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05296091A (en) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Komatsu Ltd | Fuel injection device for diesel engine |
JPH11159422A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Nippon Soken Inc | Fuel injection valve for internal combustion engine |
JP2000047083A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device |
JP2003003925A (en) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Denso Corp | Fuel supply system for alternative fuel |
JP2003155944A (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Hino Motors Ltd | Fuel feeding device for dme engine |
JP2011170260A (en) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Ricoh Co Ltd | Imaging apparatus with shake correction function |
JP2013192334A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nippon Soken Inc | Displacement amount detection device |
-
2015
- 2015-10-13 JP JP2015202102A patent/JP6515777B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05296091A (en) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Komatsu Ltd | Fuel injection device for diesel engine |
JPH11159422A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Nippon Soken Inc | Fuel injection valve for internal combustion engine |
JP2000047083A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device |
JP2003003925A (en) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Denso Corp | Fuel supply system for alternative fuel |
JP2003155944A (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Hino Motors Ltd | Fuel feeding device for dme engine |
JP2011170260A (en) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Ricoh Co Ltd | Imaging apparatus with shake correction function |
JP2013192334A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nippon Soken Inc | Displacement amount detection device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020525706A (en) * | 2017-06-30 | 2020-08-27 | リカルド ユーケー リミテッド | Injector |
JP7271448B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-05-11 | リカルド ユーケー リミテッド | injector |
US11585306B2 (en) | 2020-12-14 | 2023-02-21 | Denso Corporation | Injection control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6515777B2 (en) | 2019-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9435281B2 (en) | Method for reducing performance variation of an electromagnetically-activated actuator | |
US9726100B2 (en) | Actuator with deadbeat control | |
US9932947B2 (en) | Actuator with residual magnetic hysteresis reset | |
US10655583B2 (en) | Optimum current drive for a actuator control | |
US7931008B2 (en) | Systems and methods for detecting failed injection events | |
JP6157889B2 (en) | Control device for fuel injection valve | |
US9932926B2 (en) | Injector controlling method using opening duration | |
US20120247428A1 (en) | Method and Control Unit for Operating a Valve | |
US9863355B2 (en) | Magnetic force based actuator control | |
US20120080536A1 (en) | Method for controlling a fuel injector | |
EP2450552A3 (en) | Control system of internal combustion engine | |
US8996280B2 (en) | Method for operating a fuel injector of an internal combustion engine, and control device for an internal combustion engine | |
US11149598B2 (en) | Fuel injection control device and fuel injection control method | |
JP6304156B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP3505453B2 (en) | Fuel injection control device | |
WO2012065843A1 (en) | Method and apparatus for operating an injection valve | |
JP2017057798A (en) | Control device, and fuel injection system | |
JP6515777B2 (en) | Fuel injection device | |
US6606978B2 (en) | Internal combustion engine fuel injection apparatus and control method thereof | |
US11193444B2 (en) | Fuel injection valve control device and control method for the same | |
CN109555614B (en) | Method for calibrating a force or pressure sensor | |
CN113167185B (en) | Fuel injection control device | |
WO2016170739A1 (en) | Fuel injection control device | |
US20170350356A1 (en) | Injector for injecting a fluid, use of an injector and method for manufacturing an injector | |
US9347395B2 (en) | Method for improving closely-spaced multiple-injection performance from solenoid actuated fuel injectors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181015 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190401 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6515777 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |