JP2023030657A - 電子制御燃料噴射装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アマチャーが戻しばねによりインナーヨークに当接して生じる衝撃音の発生およびアマチャーおよびインナーヨークの損傷を部品の追加することなしに防止する。【解決手段】電磁コイル４を励磁して待機位置にあるアマチャー９をプランジャー７方向に移動させて加圧室３内に嵌挿されたプランジャー７を噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度に戻しばね８に抗して先端方向に移動させ、燃料タンクから燃料取入れ管路１０およびインレットチェックバルブ１１を介して加圧室３に供給された燃料を加圧して加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２と戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出させた後、電磁コイル４の励磁を停止してアマチャー９およびプランジャー７を戻しばね８により待機位置に到達させる前に電磁コイル４を再励磁してアマチャー９の戻り速度を減速させてアマチャー９がストッパ１５に当接する際の衝撃を緩和する。【選択図】図３

Description

本発明は、往復運動するプランジャーにより加圧室に供給された燃料を圧送して噴射ノズルからエンジンの吸気口に噴射する電子制御燃料噴射装置の制御方法に関するものである。

従来、電磁駆動されるプランジャーのポンプ作用により燃料を圧送して噴射ノズルから燃料をエンジンの吸気口に噴射するようにした電子制御燃料噴射装置が例えば特開２００７－２６３０１６号公報などに提示されている。

この従来の電子制御燃料噴射装置は、図１に示すように、先端方向にエンジンの吸気口（図示せず）へ向けた噴射弁１と噴射ノズル２を備えた筒状の加圧室３の基端方向に内周面が前記加圧室３よりも大径の筒状で外周に電線を巻回して電磁コイル４を形成した筒状のボビン５の内側に配置した図示する上下に配置された一対のインナーヨーク６，６が間にスペーサー６１を介して連設されており、前記インナーヨーク６，６内に軸線方向に往復運動するように嵌挿、配置され、その先端方向に配置された前記加圧室３に軸線方向に往復運動可能に嵌挿されたプランジャー７と連動するアマチャー９が常時は基端方向に向けて付勢する戻しばね８によりストッパ１５に当接させた状態で軸線方向に所定の待機位置にあり、前記電磁コイル４を励磁してアマチャー９を戻しばね８に抗して先端方向に移動させてプランジャー７を先端方向に移動させ、燃料タンク（図示せず）から燃料取入れ管路１０およびインレットチェックバルブ１１を介して前記加圧室３に供給された燃料を加圧して前記噴射弁１を介して前記噴射ノズル２からエンジン（図示せず）に噴射と、電磁コイル４の励磁を解除してアマチャー９と一体のプランジャー７を戻しばね８の付勢力により基端方向に移動させ、再度、燃料を加圧室３に供給する操作を繰り返すものである。

そして、従来のこの種の電子制御燃料噴射装置は、電磁コイル４により駆動されるプランジャー７で燃料ポンプと噴射弁１を一体化したものであり、燃料ポンプ部分が圧力レギュレーターとしての機能も併有することから、インレットチェックバルブ１１を介して加圧室３へ燃料を供給する際に生じる圧力損失により燃料内にベーパーが生じることになる。

そこで、前記燃料を供給する際に生じるベーパーを、燃料に自然に流入しているベーパーを含めて加圧室３に設けられた排出燃料を調整するスピルバルブ１２からアマチャー９を囲むインナーヨーク６の外側面とその外周に配置される電磁コイル４を巻回するボビン５の内壁面との間に形成した戻し通路１３に送るとともに、図２に示すように、この戻し通路１３に連通して形成された図示する上側のインナーヨーク６に形成された切込み窓６２を介して前記加圧室３へ供給された燃料の一部を図示する上部に被せたヘッドキャップ６３に備えた燃料戻り管路１４から燃料タンク（図示せず）に戻すことが行われている。

しかしながら、この種の電子制御燃料噴射装置では、エンジン停止後においてもエンジンのから伝わる熱により高温にさらされることでエンジン停止後の再始動の際には加圧室３内が多量のベーパーで満たされる結果、その後におけるエンジンの再始動を妨げる要因の1つになっていた。

そこで、エンジン停止後に加圧室３内が多量のベーパーで満たされたことが原因でエンジンの再始動が困難なときに、噴射弁１を開放してエンジンを始動させる前に、前記電磁コイル４に噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度に電流を印可してアマチャー９（プランジャー７）を駆動させ、加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２から戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出することでエンジンの再始動を容易にすることが行われている。

ところで、図４は前記再始動時前における再始動を容易にする制御方法における電磁コイル４への電流の制御とそのときの前記電子制御燃料噴射装置における振動の状態を経時的に示した状態図であり、初めに前記図１に示した電磁コイル４に噴射ノズル２から燃料を噴射しない程度の時間（Ｔ１）だけパルス電流（Ｉ１）を印加してアマチャー９（プランジャー７）を駆動させ、加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２から戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出した後、前記噴射パルスの電流（Ｉ１）を停止すると、アマチャー９（プランジャー７）が戻しばね８により基端方向に押されてストッパ１５に当接する元の待機位置に復帰するが、そのときにアマチャー９がストッパ１５に衝突して振動が生じる。

このとき、未だエンジンが停止している静寂な状況であり、振動が駆動音として外部に伝わるが、前記衝突するアマチャー９は磁性体である硬質の金属により形成されるとともに、ストッパ１５は硬質の合成樹脂などにより形成されるのでアマチャー９とストッパ１５が衝突するときに生じる駆動音（振動）が使用者に不快感を与えることになり、また、互いに衝突するアマチャー９とストッパ１５は硬度の高い材質により形成されるので損傷し易いという問題があり、特に、前記噴射ノズル２から燃料を噴出させない程度に電流を印加してアマチャー９（プランジャー７）を駆動させて加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーを排出するには多くの場合に一度のプランジャー７の駆動では困難で、必然的に複数回にわたってアマチャー９（プランジャー７）の往復運動することになり、問題を大きくしている。

また、この種の電子制御燃料噴射装置において、アマチャー９とストッパ１５との当接による磨耗、損傷を防止する手段として、例えばゴム材などの衝撃吸収体を設けたものが特開昭５５－３５１３５号公報に提示されているが、別部品を付加することは部品管理を含めて製造行程が複雑となるばかりか使用により衝撃吸収体が劣化或いは損傷するので保守や修理が必要であるという問題もある。

特開２００７－２６３０１６号公報 特開昭５５－３５１３５号公報

本発明は、上記のような電子制御燃料噴射装置における問題点を解決しようとするものであり、停止後に加圧室内が多量のベーパーで満たされたことが原因でエンジンの再始動が困難なときに、電磁コイルに噴射ノズルから燃料を噴射させない程度に電流を印可してプランジャーを駆動させ、加圧室内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブと戻し通路を介して燃料戻り管路へと排出させる際にアマチャーが戻しばねによりストッパに当接して生じる衝撃音の発生およびアマチャーおよびストッパの損傷を部品の追加することなしに防止或いは軽減する制御方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、加圧室に嵌挿されるプランジャーを、常時は戻しばねによりストッパに当接させた待機位置にあって電磁コイルの励磁により移動させるアマチャーにより往復運動させて加圧室に供給された燃料を加圧して噴射ノズルからエンジンに噴射するとともに前記加圧室へ供給された燃料の一部を戻し通路を介して燃料戻り管路から燃料タンクに戻すことで前記燃料に混入するベーパーを排出する電子制御燃料噴射装置において、前記電磁コイルを励磁して前記待機位置にあるアマチャーをプランジャー方向に移動させて前記加圧室内に嵌挿されたプランジャーを前記噴射ノズルから燃料を噴射させない程度に戻しばねに抗して先端方向に移動させ、加圧室に供給された燃料を加圧して前記加圧室内の燃料中に含まれるベーパーを燃料戻り管路へと排出させた後、前記電磁コイルの励磁を停止して前記アマチャーおよびプランジャーを前記戻しばねによる待機位置に到達させる前に前記電磁コイルを再励磁してアマチャーの戻り速度を減速させて前記アマチャーがストッパに当接する際の衝撃を緩和して静音化を図ることを特徴とする。

また、本発明において、前記再励磁の励磁時間および励磁時期が、アマチャーおよびプランジャーを所定の待機位置に押し戻すための前記戻しばねの付勢力に応じて決定されることにより再励磁による効果を確実に発揮させるとともに無駄な電力を要しない。

本発明である電子制御燃料噴射装置の制御方法によると、停止後に加圧室内が多量のベーパーで満たされたことが原因でエンジンの再始動が困難なときに、電磁コイルに噴射ノズルから燃料を噴射させない程度に電流を印可してプランジャーを駆動させ、加圧室内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブと戻し通路を介して燃料戻り管路へと排出させる際にアマチャーが戻しばねによりストッパに当接して生じる衝撃音の発生およびアマチャーおよびストッパの損傷を部品の追加することなしに防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態および従来例に用いられる電子燃料噴射装置を示す正面縦断面図である。 図１に示した実施の形態の一部を切裁した電子燃料噴射装置を示す正面縦断面図である。 本発明である電子燃料噴射装置の制御方法における再始動時の電磁コイルへの電流の制御とそのときの電子燃料噴射装置における振動の状態を経時的に示した状態図である。 従来例である電子燃料噴射装置の制御方法における再始動時の電磁コイルへの電流の制御とそのときの電子燃料噴射装置における振動の状態を経時的に示した状態図である。

以下に本発明の電子制御燃料噴射装置における実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明である電子制御燃料噴射装置の制御方法を実施する際に使用する電子制御燃料噴射装置の一例を示すものであるが、構造自体および燃料噴射の作動状況は前記従来例に示したものと同様であり、詳細な説明は省略する。

次に、図３に示した本発明における電子燃料噴射装置の制御方法におけるエンジン再始動時の電磁コイルへの電流の制御とそのときの電子燃料噴射装置における振動状態を経時的に示した状態図を参照して更に説明すると、加圧室３にベーパーが混入した状態でエンジンを始動させる際に、噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度にアマチャー９（プランジャー７）を往復運動させて加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２と戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出させる際に、前記図４に示した従来例の場合と同様に、電磁コイル４にパルス電流（Ｉ１）を（Ｔ１）時間だけ印加して励磁し、戻しばね８により待機位置にあるアマチャー９をプランジャー７方向に移動させて加圧室３内に嵌挿されたプランジャー７を噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度に戻しばね８に抗して先端方向に移動させ、燃料タンク（図示せず）から燃料取入れ管路１０およびインレットチェックバルブ１１を介して加圧室３に供給された燃料を加圧して加圧室３の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２から戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出させた後、電磁コイル４の励磁を停止する。

このとき、前記従来例では、図４に示したように、噴射パルスの電流（Ｉ１）を停止すると、アマチャー９（プランジャー７）が戻しばね８により基端方向に押されてストッパ１５に当接する元の待機位置に復帰する際にアマチャー９がストッパ１５に衝突して振動が生じたが、本実施の形態では、電磁コイル４の励磁を停止してアマチャー９およびプランジャー７を戻しばね８により待機位置（アマチャー９の基端がストッパ１５に当接する位置）に到達させる前、即ち、図３に示した前記電磁コイル４の励磁を停止してから所定の時間（Ｔ２）経過後に電磁コイル４に所定の再励磁パルス電流（Ｉ２）を所定の時間（Ｔ３）印加して戻りばね８の付勢力に抗してアマチャー９の戻り速度を減速させる。

そのため、図４に示した従来例のように前記アマチャー９がストッパ１５に当接する際の衝撃が緩和されて静音化および部品損傷の低減を図ることができる。

このように、本実施の形態によると、エンジンの再始動時において加圧室３内の燃料に含まれるベーパーを排除するために噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度にアマチャー９（プランジャー７）を往復運動させて加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２と戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出させた後に、アマチャー９（プランジャー７）を戻しばね８により待機位置に戻させる際の衝撃を防ぐことが可能で、使用者に不快音を与えることを防止して加圧室３にベーパーを含む燃料が存在する際のエンジンの再始動を容易にし、且つ、従来例のような衝撃がないので部品の損傷を目的とした保守や修理も不要である。

また、本実施の形態である電子燃料噴射装置の制御方法は、従来のように非衝撃部材のような部品をストッパ１５やアマチャー９に装着する必要がなく、前記電磁コイル４の励磁を停止してから所定の時間（Ｔ２）だけ経過後に電磁コイル４に所定の再励磁パルス電流（Ｉ２）を所定の時間（Ｔ３）だけ印可するという電気的な制御を行うだけであり、部品の管理や組み立てが複雑になることがなく、また、既存の電子燃料噴射装置にも簡単に適用することができる。

更に、前記図３に示した再励磁の時間Ｔ３およびその励磁時期（Ｔ１＋Ｔ２）は、アマチャー９およびプランジャー７を所定の待機位置に押し戻すための戻しばね８の付勢力に応じて算出し、決定されることにより再励磁による効果を確実に発揮させるとともに無駄な電力を要しない。

尚、本実施の形態は、加圧室３にベーパーが混入した状態でエンジンを始動させる際に、噴射ノズル２から燃料を噴射させない程度にアマチャー９（プランジャー７）を往復運動させて加圧室３内の燃料中に含まれるベーパーをスピルバルブ１２と戻し通路１３を介して燃料戻り管路１４へと排出させるための制御に係るものであり、アマチャー９（プランジャー７）の往復動作が比較的緩慢なときに適用されるので制御し易いが、通常のエンジンの運転時についても適用することはいうまでもない。

１ 噴射弁、２ 噴射ノズル、３ 加圧室、４ 電磁コイル、５ ボビン、６ インナーヨーク、７ プランジャー、８ 戻しばね、９ アマチャー、１０ 燃料取入れ管路、１１ インレットチェックバルブ、１２ スピルバルブ、１３ 戻し通路、１４ 燃料戻り管路、１５ ストッパ、６１ スペーサー、６２ 切込み窓、６３ ヘッドカバー

Claims (2)

1. 加圧室に嵌挿されるプランジャーを、常時は戻しばねによりストッパに当接させた待機位置にあって電磁コイルの励磁により移動させるアマチャーにより往復運動させて加圧室に供給された燃料を加圧して噴射ノズルからエンジンに噴射するとともに前記加圧室へ供給された燃料の一部を戻し通路を介して燃料戻り管路から燃料タンクに戻すことで前記燃料に混入するベーパーを排出する電子制御燃料噴射装置において、
   エンジンを始動させる際に、前記電磁コイルを励磁して前記待機位置にあるアマチャーをプランジャー方向に移動させて前記加圧室内に嵌挿されたプランジャーを前記噴射ノズルから燃料を噴射させない程度に戻しばねに抗して先端方向に移動させ、加圧室に供給された燃料を加圧して前記加圧室内の燃料中に含まれるベーパーを燃料戻り管路へと排出させた後、前記電磁コイルの励磁を停止して前記アマチャーおよびプランジャーを前記戻しばねによる待機位置に到達させる前に前記電磁コイルを再励磁してアマチャーの戻り速度を減速させて前記アマチャーがストッパに当接する際の衝撃を緩和して静音化を図ることを特徴とする電子制御燃料噴射装置の制御方法。
2. 前記再励磁の励磁時間および励磁時期が、アマチャーおよびプランジャーを所定の待機位置に押し戻すための前記戻しばねの付勢力に応じて決定されることを特徴とする請求項１記載の電子制御燃料噴射装置の制御方法。

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