JP4138793B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

この発明は燃料噴射装置、特に、プランジャの往復運動により燃料を加圧する機能と燃料噴射弁の機能とを有する燃料噴射モジュールを備え、２輪車のエンジンの燃料制御等に適した燃料噴射装置に関するものである。

エンジンの回転数や負荷に応じて燃料供給量をコントロールユニットが演算して燃料噴射弁に駆動信号を与える従来の電子制御燃料噴射装置においては、電磁力によってプランジャを往復運動させ、燃料を吸引し加圧して噴射する燃料噴射モジュールが提案されている。（例えば特許文献１参照）。

前記の燃料噴射モジュールは、コントロールユニットから与えられた駆動信号でソレノイドコイルに通電し、プランジャが燃料を加圧して所定の燃料圧力で噴射し、その後、プランジャがスプリングで押し戻される時に次に噴射するための燃料を吸引する構成とされている。

燃料噴射モジュールを用いた燃料噴射装置は、燃料の加圧と調圧を燃料ポンプとレギュレータで行い加圧燃料をインジェクタで噴射する方式の燃料噴射装置に比べて構成部品が少なく、また噴射時にだけ通電するため平均消費電力が少ないというメリットがあり、特に発電機やバッテリーの能力が低い小型の２輪車には好適である。

また、この装置においては、プランジャポンプにより圧送された燃料が噴射ノズルにて噴射される前に、ベーパ（気泡）混じりの燃料を、予めリターンパイプにより燃料タンクに向けて還流させるディスチャージ機構が設けられている。

さらに、アイドル運転状態、燃料を噴射しない燃料カット制御モード時あるいは停止しかつ電源がオンとされた状態の如く、燃料内にベーパが発生し易い運転状態又は高温停止状態にあるとき、ソレノイドコイルに対して燃料の噴射に至らないパルス通電（以下パージ駆動、パージ駆動通電時間と云う）を行うことにより、ベーパが効率良く排出されると共に、還流される燃料流量も増加して冷却作用も高められる。

このため、ベーパの発生が抑制されて燃料の噴射が安定し、さらに、再始動性を向上させるための提案も行なわれている。（例えば特許文献２参照）。

特開２００１−２２１１３７号公報 特開２００３−２２７４３２号公報

従来の燃料噴射装置は前記のように構成されているため、運転者がスロットルを開いた状態でエンジンを始動させた場合、特に、運転者によるエンジンと駆動系の接続操作が不要な車両においては、急発進に至る可能性があり、発進時の安全性が確保できない場合があった。

この発明は上述のような問題点を解決するためになされたもので、ソレノイドコイルに対して燃料の噴射に至らないパルス駆動を行ない、発生するベーパを確実に戻し通路に向けて排出することができると共に、エンジン始動直後の急発進を防止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する。

この発明に係る燃料噴射装置は、プランジャの往復運動により燃料を吸引し、加圧して噴射する燃料噴射モジュールと、エンジンの運転状態にもとづいて、エンジンを始動させる前の状態である始動前制御モードを判定するモード判定手段を有し、始動前制御モード時に、前記燃料噴射モジュールに対して燃料の噴射に至らないパルス幅の駆動信号を与えるコントロールユニットとを備えた燃料噴射装置において、前記コントロールユニットが検出するエンジン始動時のスロットル開度が所定の判定開度以上の時、前記燃料噴射モジュールに対して始動に必要な燃料噴射を行わず、燃料の噴射に至らないパルスの駆動を継続するものである。

この発明に係る燃料噴射装置は前記のように構成されているので、エンジン始動時にスロットルが所定開度以上開いている状態においては、ソレノイドコイルに対して燃料の噴射に至らないパージ駆動通電時間を継続する結果、ベーパが効率良く排出されると共に、エンジンに対して燃料の供給を停止することができる。

さらに、点火カットも行うことにより、残留燃料がある場合にもエンジン始動を禁止することができ、急発進を抑制することができる。また、この時、始動禁止情報を表示装置１４に与えるため、運転者は始動禁止であることを知ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による燃料噴射装置がエンジンに取り付けられた状態を示す概略構成図、図２は、燃料噴射モジュールの構成及び動作を示す模式図である。

図１において、コントロールユニット１は、エンジンＥの吸入空気の温度を計測する吸気温センサ２、スロットル弁３の開度を計測するスロットルポジションセンサ４、スロットル弁３の下流の吸入空気圧力を計測する吸気圧センサ５、エンジンＥの壁面温度を計測するエンジン温度センサ６、同じくエンジンＥのクランク位置を計測するクランク角センサ７の情報から、適切な燃料噴射時期、燃料噴射量を演算し、燃料噴射モジュール８に駆動信号を出力する。また同じく、前記各種センサの情報から、適切な点火信号を点火コイル９に出力し、さらに、エンジンＥの制御状態や警告情報は表示装置１４に出力するようにされている。

燃料噴射モジュール８は、図２に示すように、燃料噴射モジュール８内部のソレノイドコイル１０１に通電することにより発生する電磁力でプランジャ１０２を矢印で示すように、図において下方に動かし、燃料タンク１０からフィードパイプ１１、燃料フィルタ１２を経由して、矢印ｃで示すように吸入側チェックバルブ１０６を経て供給された燃料を加圧し、所定の圧力で矢印ｂで示すように噴射する。

ソレノイドコイル１０１への通電が止まると、プランジャ１０２は図示しないリターンスプリングによって図において上方に押し上げられて元の位置に戻るが、その際、矢印ｃで示すように、吸入側チェックバルブ１０６を経て次に噴射するための燃料を吸引する。なお、余剰の燃料や、燃料に含まれる空気（ベーパ）は図２のリターン通路チェックバルブ１０３から矢印ａで示すように流出し、リターンパイプ１３を経て燃料タンク１０に戻される。

さらに詳しく説明する。コントロールユニット１からの駆動信号により、ソレノイドコイル１０１への通電が開始されると、プランジャ１０２が図中に矢印で示すように下方に移動して燃料を加圧する。その際、プランジャ１０２がリターン通路チェックバルブ１０３に到達するまで（無効噴射時間）は、燃料噴射モジュール内の燃料（ガソリン）は一部リターン通路チェックバルブ１０３を通り、矢印ａで示すように流れて燃料噴射モジュールの外に流出する。さらに、この流れによって燃料噴射モジュール内のベーパも一緒に燃料噴射モジュールの外に吐き出される。（パージ噴射制御）

コントロールユニット１からの駆動信号がさらに継続し、ソレノイドコイル１０１への通電が続けられると、プランジャ１０２がさらに図２において下方に移動して燃料を加圧し、所定の圧力を超えると、燃料噴射モジュール内の燃料は、噴射側チェックバルブ１０４、噴射口１０５を通り、矢印ｂで示すようにエンジンＥに噴射される。

その後、ソレノイドコイル１０１への通電が完了すると、図示しないリターンスプリングでプランジャ１０２が図２において上方に戻る際に、吸入側チェックバルブ１０６を通して、矢印ｃで示すように燃料を吸引する。

図３は、燃料噴射モジュール８内部のソレノイドコイル１０１に通電するための駆動信号と、燃料噴射モジュール８の動作を示した模式図で、（ａ）は駆動信号を示し、（ｂ）は動作を示している。

コントロールユニット1から図３（ａ）に示すような駆動信号が燃料噴射モジュール８に送られ、燃料噴射モジュール８内のソレノイドコイル１０１に通電が開始されると、図３（ｂ）に示すように、燃料噴射モジュール８内のプランジャ１０２が図２において下方に移動して燃料を加圧すると共に、所定の圧力で噴射し、ソレノイドコイル１０１への通電完了後、図示しないリターンスプリングでプランジャ１０２が図２において上方に移動して元の位置に戻る際に、上述のように燃料を吸引する。

コントロールユニット１が燃料噴射モジュール８に与える駆動信号は、基本噴射量を決める基本噴射時間に大気圧、吸気温、エンジン温、スロットル操作による補正が加えられ、さらに、無効噴射時間が加えられる。この無効噴射時間は、図３（ｂ）に示すように、燃料噴射モジュール８内で燃料が加圧され噴射されるまでの時間である。

一般に、吸気温度やエンジン温度が低く、またスロットル操作により加速状態にある場合には、駆動信号の時間は長くなる。この駆動信号は、クランク角センサ７によって検出されたクランク角情報にもとづき、コントロールユニット１の図示しない記憶装置にあらかじめプログラミングされた所定のタイミングでクランク回転に同期して、燃料噴射モジュール８に出力される。

図４は実施の形態１における燃料噴射モジュールのエンジン停止時からエンジン始動装置によってエンジンを始動する時の動作を示した模式図で、（ａ）は電源のＯＮ、ＯＦＦ状態を示す図、（ｂ）はクランク角センサ７の出力信号を示す図、（ｃ）はスロットル開度の状況を示す図、（ｄ）は燃料噴射モジュール８のソレノイドコイルに印加される駆動パルス、（ｅ）はソレノイドコイルの電流、（ｆ）は燃料噴射の状況を示す図、（ｇ）は点火信号を示す図である。

図４（ａ）に示すように、燃料噴射装置の電源がＯＮされると図４（ｄ）に示すように、所定間隔で無効噴射時間分の駆動信号（パルス）を燃料噴射モジュール８に対して送り、ソレノイドコイルに図４（ｅ）に示すように通電してプランジャポンプ１０２を駆動し、前記ディスチャージ機構を利用し、燃料噴射モジュール８内のベーパを強制的に燃料噴射モジュールの外に吐き出し、さらに、図示しない蓄電コンデンサに電力を蓄電する。

エンジン停止状態から始動状態に移行した場合はエンジン始動に必要な噴射制御を行なうが、図４（ｂ）に示すようにエンジンが始動状態に移行した際に、図４（ｃ）に示すように、スロットルポジションセンサ４によって検出したスロットル開度信号に対して、コントロ−ルユニット１が所定の判定開度以上であることを検出した場合は、急発進の可能性があると判定して図４（ｆ）に示すように燃料噴射を行なわず、図４（ｄ）に示すように、エンジン始動状態に移行した後も無効噴射時間分の駆動信号（パルス）によるパージ噴射を所定時間あるいは所定回数継続する。

さらに、急発進の恐れがある状態において、点火制御においても図４（ｇ）に示すように点火コイル１２への通電および点火指令を行なわず、点火カットを行ない、燃料が残留している時にもエンジン始動を禁止する。

また、上述のとおり、始動に必要な燃料噴射を行なわず、無効噴射時間分の駆動信号によるパージ噴射を継続し、点火制御においても点火カットを行なって始動禁止とした場合には、表示装置１４に対して、始動禁止状態の情報を与え、その旨を表示する。

表示時装置１４が、例えば、ランプである場合には、コントロールユニット１はランプの点灯あるいは点滅指示を行なう。

この発明の実施の形態１による燃料噴射装置がエンジンに取り付けられた状態を示す概略構成図である。 実施の形態１による燃料噴射モジュールの構成及び動作を示す模式図である。 実施の形態１による燃料噴射モジュールへの駆動信号と動作を示す模式図である。 実施の形態１による燃料噴射モジュールのエンジン始動禁止状態における駆動信号及び動作並びに点火制御を示す模式図である。

符号の説明

１ コントロールユニット、 ２ 吸気温センサ、 ３ スロットル弁、
４ スロットルポジションセンサ、 ５ 吸気圧センサ、 ６ エンジン温度センサ、
７ クランク角センサ、 ８ 燃料噴射モジュール、 ９ 点火コイル、
１０ 燃料タンク、 １１ フィードパイプ、 １２ 燃料フィルタ、
１３ リターンパイプ、 １４ 表示装置、 Ｅ エンジン、
１０１ ソレノイドコイル、 １０２ プランジャ、
１０３ リターン通路チェックバルブ、 １０４ 噴射側チェックバルブ、
１０５ 噴射口、 １０６ 吸入側チェックバルブ。

Claims (3)

1. プランジャの往復運動により燃料を吸引し、加圧して噴射する燃料噴射モジュールと、エンジンの運転状態にもとづいて、エンジンを始動させる前の状態である始動前制御モードを判定するモード判定手段を有し、始動前制御モード時に、前記燃料噴射モジュールに対して燃料の噴射に至らないパルス幅の駆動信号を与えるコントロールユニットとを備えた燃料噴射装置において、
   前記コントロールユニットが検出するエンジン始動時のスロットル開度が所定の判定開度以上の時、前記燃料噴射モジュールに対して始動に必要な燃料噴射を行なわず、燃料の噴射に至らないパルスの駆動を継続することを特徴とする燃料噴射装置。
2. プランジャの往復運動により燃料を吸引し、加圧して噴射する燃料噴射モジュールと、エンジンの運転状態にもとづいて、エンジンを始動させる前の状態である始動前制御モードを判定するモード判定手段を有し、始動前制御モード時に、前記燃料噴射モジュールに対して燃料の噴射に至らないパルス幅の駆動信号を与えるコントロールユニットとを備えた燃料噴射装置において、
   前記コントロールユニットが検出するエンジン始動時のスロットル開度が所定の判定開度以上の時、エンジン始動時の点火をカットすることを特徴とする燃料噴射装置。
3. プランジャの往復運動により燃料を吸引し、加圧して噴射する燃料噴射モジュールと、エンジンの運転状態にもとづいて、エンジンを始動させる前の状態である始動前制御モードを判定するモード判定手段を有し、始動前制御モード時に、前記燃料噴射モジュールに対して燃料の噴射に至らないパルス幅の駆動信号を与えるコントロールユニットとを備えた燃料噴射装置において、
   前記コントロールユニットが検出するエンジン始動時のスロットル開度が所定の判定開度以上の時、エンジン始動を禁止する状態を判定すると共にエンジン始動が禁止状態であることを表示する手段を備えたことを特徴とする燃料噴射装置。

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