JPH0219629A - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection device for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
ピエゾ圧電素子により燃料噴射制御を行なうようにした
燃料噴射制御装置において、燃料噴射時に初めてピエゾ
圧電素子の駆動制御パルスを発生する駆動制御回路が公
知である(特開昭60−237869号公報参照)。In a fuel injection control device that controls fuel injection using a piezoelectric element, a drive control circuit that generates a drive control pulse for the piezoelectric element only during fuel injection is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-237869). .
しかしながらピエゾ圧電素子に駆動制御パルスを印加し
始めた当初はピエゾ圧電素子に十分な電荷がチャージ及
びディスチャージされず、その結果ピエゾ圧電素子が十
分に伸縮しない。従って機関始動時に燃料噴射をすべく
ピエゾ圧電素子に駆動制御パルスを印加してもピエゾ圧
電素子が十分に伸縮しないために少量の燃料しか噴射さ
れず、斯くして機関の始動が困難であるという問題があ
る。However, at the beginning of applying a drive control pulse to the piezoelectric element, sufficient electric charge is not charged or discharged to the piezoelectric element, and as a result, the piezoelectric element does not expand or contract sufficiently. Therefore, even if a drive control pulse is applied to the piezoelectric element to inject fuel when starting the engine, the piezoelectric element does not expand or contract sufficiently, so only a small amount of fuel is injected, making it difficult to start the engine. There's a problem.
上記問題点を解決するために本発明によれば、機関運転
時に高圧燃料が常時燃料噴射弁に供給され、この燃料噴
射弁からの高圧燃料の噴射が圧電素子の充放電作用によ
り制御される燃料噴射装置において、機関始動時に正規
の燃料噴射に先立って圧電素子を少なくとも一回充放電
するようにしている。In order to solve the above problems, according to the present invention, high-pressure fuel is constantly supplied to the fuel injection valve during engine operation, and the injection of the high-pressure fuel from the fuel injection valve is controlled by the charging and discharging action of a piezoelectric element. In the injection device, the piezoelectric element is charged and discharged at least once when starting the engine and prior to regular fuel injection.
本発明は上記した構成によって、機関始動時に正規の燃
料噴射に先立って圧電素子を少なくとも−・回充放電す
ることとなる。このため、初回噴射時から圧電素子充放
電電位差を大きくとることができるので、圧電素子の十
分な変位量が得られ、機関の始動性が向上する。According to the present invention, with the above-described configuration, the piezoelectric element is charged and discharged at least -.times. prior to regular fuel injection when starting the engine. Therefore, since the piezoelectric element charging/discharging potential difference can be made large from the time of the first injection, a sufficient amount of displacement of the piezoelectric element can be obtained, and the startability of the engine is improved.
第2図および第3図を参照すると、1はディーゼル機関
本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4
はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は排気弁、8
は燃焼室5内に配置された燃料噴I・1弁、9は吸気マ
ニホルドを夫々示し、吸気マニホルド9の人口部は過給
機]゛に接続される。Referring to Figures 2 and 3, 1 is the diesel engine body, 2 is the cylinder block, 3 is the cylinder head, and 4 is the cylinder block.
is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake valve, 7 is an exhaust valve, 8
1 represents a fuel injection I/1 valve disposed within the combustion chamber 5, and 9 represents an intake manifold, and an intake portion of the intake manifold 9 is connected to a supercharger.
燃料噴射弁8は燃料供給管lOを介して各気筒に共通の
燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11はその内
部に容積一定の蓄圧室12を佇し、この蓄圧室12内の
燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁8に供給され
る。一方、蓄圧室12は燃料供給管1;3を介して吐出
圧制御可能な燃料供給ポンプ14の吐出[1に連結され
る。燃料供給ポンプ14の吸込口は燃料ポンプ15の吐
出口に連結され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料り
IJ’−バタンク16に連結される。また、各燃料噴射
弁8は燃料返戻導管17を介して燃料リザーバタンク1
6に連結される。燃料ポンプ15ば燃料リザーバタンク
16内の燃料を燃料供給ポンプ14内に送り込むために
設けられており、燃料ポンプ15がなくても燃料供給ポ
ンプ14内に燃料を吸込むことが可能な場合には燃料ポ
ンプ15を特に設ける必要はない。これに対して燃料供
給ポンプ14は高圧の燃料を吐出するために設けられて
おり、燃料供給ポンプ14から吐出された高圧の燃料は
蓄圧室12内に蓄積される。The fuel injection valve 8 is connected to a fuel accumulator pipe 11 common to each cylinder via a fuel supply pipe IO. The fuel accumulator pipe 11 has a pressure accumulator chamber 12 with a constant volume inside thereof, and the fuel in the pressure accumulator chamber 12 is supplied to the fuel injection valve 8 via the fuel supply pipe 10. On the other hand, the pressure accumulation chamber 12 is connected to the discharge [1] of a fuel supply pump 14 whose discharge pressure can be controlled via a fuel supply pipe 1;3. The suction port of the fuel supply pump 14 is connected to the discharge port of a fuel pump 15, and the suction port of the fuel pump 15 is connected to a fuel tank 16. Further, each fuel injection valve 8 is connected to the fuel reservoir tank 1 via a fuel return conduit 17.
6. The fuel pump 15 is provided to feed the fuel in the fuel reservoir tank 16 into the fuel supply pump 14, and if the fuel can be sucked into the fuel supply pump 14 without the fuel pump 15, the fuel There is no particular need to provide the pump 15. On the other hand, the fuel supply pump 14 is provided to discharge high-pressure fuel, and the high-pressure fuel discharged from the fuel supply pump 14 is accumulated in the pressure accumulation chamber 12.
機関クランクシャフトには一対のディスク72゜73が
取付けられ、これらディスク72 、73の歯付外円面
に対向してクランク基準位置センサ67及びクランク角
センサ66が配置される。クランク基準位置センサ67
は例えば1番気筒が吸気上死点にあることを示す出力パ
ルスを発生し、従ってこのクランク基準位置センサ67
の出力パルスからいずれの気筒の燃料噴射弁8を作動せ
しめるかを決定することができる。クランク角センサ6
6はクランクシャツI・が一定角度回転する毎に出力パ
ルスを発生し、従ってクランク角センサ66の出力パル
スから機関回転数を計算することができる。A pair of disks 72 and 73 are attached to the engine crankshaft, and a crank reference position sensor 67 and a crank angle sensor 66 are arranged opposite the toothed outer circular surfaces of these disks 72 and 73. Crank reference position sensor 67
For example, the crank reference position sensor 67 generates an output pulse indicating that the No. 1 cylinder is at the intake top dead center.
It is possible to determine which cylinder's fuel injection valve 8 is to be operated from the output pulse. Crank angle sensor 6
6 generates an output pulse every time the crank shirt I. rotates by a certain angle, and therefore the engine speed can be calculated from the output pulse of the crank angle sensor 66.
82は駆動制御回路であり、クランク角センサ66、ク
ランク基準位置センサ67、スタータスイッチ68及び
イグニッションスイッチ71の信号に基づき、燃料噴射
弁8を制御する。A drive control circuit 82 controls the fuel injection valve 8 based on signals from the crank angle sensor 66, crank reference position sensor 67, starter switch 68, and ignition switch 71.
第4図に燃料噴射弁8の側断面図を示す。第4図を参照
すると、20は先端に噴射孔21を有するノズルボディ
を示しており、ノズルボディ20内には噴射孔21を開
閉可能にニードル22が挿入されている。FIG. 4 shows a side sectional view of the fuel injection valve 8. Referring to FIG. 4, 20 indicates a nozzle body having an injection hole 21 at its tip, and a needle 22 is inserted into the nozzle body 20 so that the injection hole 21 can be opened and closed.
ノズルボディ20はボディ23に嵌合され、燃料は燃料
導入口24、封止プラグ25の装着された燃料通路26
、燃料通路27、燃料溜り室28、貯留室29を介して
噴射孔21から噴射される。The nozzle body 20 is fitted into the body 23, and the fuel is supplied through a fuel passage 26 equipped with a fuel inlet 24 and a sealing plug 25.
, the fuel is injected from the injection hole 21 via the fuel passage 27, the fuel reservoir chamber 28, and the storage chamber 29.
ニードル22開閉による燃料噴射の制御は、直接的には
噴射孔21の直上流側のシー!・部30で行われる。ニ
ードル22には、テーバ状の受圧面31が形成されてお
り、受圧面31に燃料圧力を受けることによりニードル
22は開弁方向に動く。Fuel injection control by opening and closing the needle 22 is directly controlled by the sea! - Held in section 30. A tapered pressure receiving surface 31 is formed on the needle 22, and when the pressure receiving surface 31 receives fuel pressure, the needle 22 moves in the valve opening direction.
この受圧面31周りに燃料溜り室28が形成されている
。貯留室29は、燃料溜り室28と噴射孔21との間に
形成され、噴射孔21近傍まで細長く延びている。この
貯留室29の通路断面積は、燃料溜り室28に至る燃料
通路27の断面積よりも大に形成されている。また、貯
留室29の断面積は、噴射孔21の総面積に比べ10倍
以上とすることが好ましく、さらに貯留室29の容積は
、0、5 cc以上確保することが好ましい。A fuel reservoir chamber 28 is formed around this pressure receiving surface 31. The storage chamber 29 is formed between the fuel reservoir chamber 28 and the injection hole 21, and extends in a long and narrow manner to the vicinity of the injection hole 21. The passage cross-sectional area of this storage chamber 29 is formed to be larger than the cross-sectional area of the fuel passage 27 leading to the fuel reservoir chamber 28. Further, the cross-sectional area of the storage chamber 29 is preferably at least 10 times the total area of the injection holes 21, and the volume of the storage chamber 29 is preferably 0.5 cc or more.
ニードル22の上端部は、デイスタンスピース32、ノ
ックピン33を介してボディ23に接続され、この部分
には圧縮スプリング34が介装されている。ノズルボデ
ィ20はリテーニングナツト35によりボディ23に連
結されている。二ドル22の上部とノズルボディ20の
内周部との間には、僅かなりリアランス36が形成され
ており、クリアランス36を介して燃料溜り室28から
燃料が上方に形成される圧力室37に充満されるように
なっている。The upper end of the needle 22 is connected to the body 23 via a distance piece 32 and a knock pin 33, and a compression spring 34 is interposed in this portion. The nozzle body 20 is connected to the body 23 by a retaining nut 35. A slight clearance 36 is formed between the upper part of the needle 22 and the inner circumference of the nozzle body 20, and through the clearance 36, fuel flows from the fuel reservoir chamber 28 to a pressure chamber 37 formed upward. It is supposed to be filled.
圧力室37は、ピストン38下端とボディ23上端との
間に形成され、圧力室37における燃料圧力はニードル
22の開閉方向の力として作用できるようになっている
。ピストン38は、ケース39内に摺動可能に嵌挿され
、皿ハネ4oにより−F方に付勢されている。ケース3
9は、ノックビン4■により位置決めされ、圧力室37
は、ビス1−ン38外周に設けられた0リング42、パ
ンクアンプリング43によってシールされている。ケー
ス39は、ナツト44を介してボディ23に固定されて
いる。The pressure chamber 37 is formed between the lower end of the piston 38 and the upper end of the body 23, and the fuel pressure in the pressure chamber 37 can act as a force in the opening/closing direction of the needle 22. The piston 38 is slidably inserted into the case 39 and is biased in the -F direction by a disc spring 4o. Case 3
9 is positioned by the knock bottle 4■, and the pressure chamber 37
is sealed by an O-ring 42 and a puncture amplifier ring 43 provided on the outer periphery of the screw 1-ring 38. The case 39 is fixed to the body 23 via a nut 44.
ケース39内に伸縮作動可能な電子式アクチュエータ4
5が設けられている。46はピエゾ圧電素子であり、そ
の両側にセラミックプレー1−47゜48、金属プレー
1−49.50が設げられている。51は調整シムを示
している。電歪式アクナユエータ45は、リード線52
を介して接続された駆動制御回路82により伸縮制御さ
れる。Electronic actuator 4 that can be expanded and contracted inside the case 39
5 is provided. 46 is a piezoelectric element, and ceramic plates 1-47.48 and metal plates 1-49.50 are provided on both sides thereof. 51 indicates an adjustment shim. The electrostrictive actuator 45 has a lead wire 52
Expansion and contraction are controlled by a drive control circuit 82 connected via.
燃料導入口24は、燃料供給導管■0に接続される。The fuel inlet 24 is connected to the fuel supply conduit ■0.
上記のように構成された燃料噴射弁においては、供給さ
れてくる燃料は、燃料導入口24、燃料通路2G 、
27を介して燃料溜り室28に送られ、さらにはクリア
ランス36を介して圧力室37、噴射孔側の貯留室29
に充満される。ピエゾ圧電素子46が収縮すると、受圧
面31で受ける燃料圧力によりニードル22がリフトシ
て開弁され、噴射孔21から燃料が噴射される。ピエゾ
圧電素子4Gが伸畏すると、圧力室37の圧力が高まり
、この圧力を介してニードル22が下方に押されて閉弁
され、噴射が終了する。In the fuel injection valve configured as described above, the supplied fuel is supplied through the fuel inlet 24, the fuel passage 2G,
27 to the fuel storage chamber 28, and further via the clearance 36 to the pressure chamber 37 and the fuel storage chamber 29 on the injection hole side.
is filled with. When the piezoelectric element 46 contracts, the fuel pressure received by the pressure receiving surface 31 lifts the needle 22 to open the valve, and fuel is injected from the injection hole 21. When the piezoelectric element 4G extends, the pressure in the pressure chamber 37 increases, and the needle 22 is pushed downward through this pressure to close the valve, and the injection ends.
第1図に示される駆動制御回路82は電子制御ユニット
80と駆動回路81とにより(14成される。The drive control circuit 82 shown in FIG. 1 is composed of an electronic control unit 80 and a drive circuit 81 (14).
駆動回路81は電源57と、す゛イリスタ53と、充電
側コイル54と、放電側コイル55と、ナイリスタ56
とを具備する。ピエゾ圧電素子46の一方の端子は電源
57のマイナス側端子に接続される。ピエゾ圧電素子4
Gの他方の端子は一方では充電用コイル54およびサイ
リスタ53を介して電源57のプラス側端子に接続され
、他方では放電用コイル55およびサイリスタ56を介
して電源57のマイナス側端子に接続される。駆動回路
81と同様の駆動回路が、燃料噴射弁8の数に対応した
数だけ設けられるが、第1図には代表的に1つだけ示し
ている。駆動回路69 、70も同様に代表的に各1ず
つ示している。The drive circuit 81 includes a power source 57, a nyristor 53, a charging side coil 54, a discharging side coil 55, and a nyristor 56.
and. One terminal of the piezoelectric element 46 is connected to a negative terminal of a power source 57. Piezoelectric element 4
The other terminal of G is connected to the positive terminal of the power source 57 via the charging coil 54 and thyristor 53 on the one hand, and to the negative terminal of the power source 57 via the discharging coil 55 and thyristor 56 on the other hand. . A number of drive circuits similar to the drive circuit 81 are provided corresponding to the number of fuel injection valves 8, but only one is representatively shown in FIG. Similarly, one each of drive circuits 69 and 70 is shown as a representative.
一方、電子制御ユニット80はディジタルコンピュータ
からなり、双方向性バス6oによって相互に接続された
ROM(リートオンリメモリ)61、RAM (ランダ
ムアクセスメモリ)62、CI)U(マイクロプロセッ
サ)63、入力ポートロ4および出力ポートロ5を具備
する。人力ポートロ4にはクランク角センサ66及びク
ランク基準位置センサ67の出力パルスが入力される。On the other hand, the electronic control unit 80 is composed of a digital computer, and includes a ROM (read only memory) 61, a RAM (random access memory) 62, a CI (microprocessor) 63, and an input port controller that are interconnected by a bidirectional bus 6o. 4 and an output port 5. The output pulses of the crank angle sensor 66 and the crank reference position sensor 67 are input to the manual port 4.
更に入力ポートロ4にはスタータスイッチ68が接続さ
れる。一方、出力ポートロ5は対応する駆動回路69
、70を介して各サイリスク53 、56のゲート端子
に接続される。また、電子制御ユニッl−80はイグニ
ッションスイッチ71に接続され、イグニッションスイ
ッチ71がオンになったときに電子制御ユニット80に
電力が供給される。Further, a starter switch 68 is connected to the input port 4. On the other hand, the output port 5 has a corresponding drive circuit 69
, 70 to the gate terminals of each of the cyrisks 53, 56. Further, the electronic control unit 1-80 is connected to the ignition switch 71, and power is supplied to the electronic control unit 80 when the ignition switch 71 is turned on.
第5図はピエゾ圧電素子46の駆動制御が開始されてか
ら暫くした後のピエゾ圧電素子46の駆動制御のタイム
チャートを示している。電子制御ユニット80の制御信
号の立上がり時に、サイリスク56のゲートにトリガパ
ルスが与えられ、ナイリスタ56がオンになる。サイリ
スク56がオンになるとピエゾ圧電素子46にチャージ
された電荷が放電用コイル55およびサイリスタ56を
介してディスチャージされ、斯くしてピエゾ圧電素子4
6の端子電圧が低下する。このとき放電用コイル55と
ピエゾ圧電素子46からなる発振回路によってピエゾ圧
電素子46の端子電圧は0(V)以下となる。これによ
りピエゾ圧電素子46が収縮して圧力室37内の圧力が
低下するため、受圧面31で受ける燃料圧力により二一
ドル22がリフトして燃料噴射が開始される。FIG. 5 shows a time chart of the drive control of the piezoelectric element 46 after a while after the drive control of the piezoelectric element 46 is started. At the rising edge of the control signal of the electronic control unit 80, a trigger pulse is applied to the gate of the Cyrisk 56, turning the Nylister 56 on. When the thyristor 56 is turned on, the electric charge charged in the piezoelectric element 46 is discharged via the discharging coil 55 and the thyristor 56, and thus the piezoelectric element 4
6 terminal voltage decreases. At this time, the terminal voltage of the piezoelectric element 46 becomes 0 (V) or less due to the oscillation circuit consisting of the discharge coil 55 and the piezoelectric element 46. As a result, the piezoelectric element 46 contracts and the pressure inside the pressure chamber 37 decreases, so that the fuel pressure received by the pressure receiving surface 31 lifts the twenty-one dollar 22 and starts fuel injection.
次に電子制御ユニット80の制御信号の立下がり時に、
サイリスタ53のゲーI・にトリガパルスが与えられ、
(ノイリスタ53がオンになる。サイリスタ53がオン
になると電源57からサイリスタおよび充電用コイル5
4を介して電荷がピエゾ圧電素子46に次第にチャージ
され、それに伴なってピエゾ圧電素子46の端子電圧が
次第に増大する。このときピエゾ圧電素子32の端子電
圧は充電用コイル54とピエゾ圧電素子32 (コンデ
ンサとみなしうる)からなる発振回路によって電源52
の電圧Eよりも高くなる。次いでサイリスタ53に逆方
向の電圧が印加されるとサイリスタ53はオフとなる。Next, when the control signal of the electronic control unit 80 falls,
A trigger pulse is given to the gate I of the thyristor 53,
(The Noiristor 53 turns on. When the thyristor 53 turns on, the power supply 57 connects the thyristor and the charging coil 5.
4, the piezoelectric element 46 is gradually charged with electric charge, and the terminal voltage of the piezoelectric element 46 gradually increases accordingly. At this time, the terminal voltage of the piezoelectric element 32 is applied to the power supply 52 by an oscillation circuit consisting of a charging coil 54 and the piezoelectric element 32 (which can be regarded as a capacitor).
becomes higher than the voltage E of . Next, when a reverse voltage is applied to the thyristor 53, the thyristor 53 is turned off.
これによりピエゾ圧電素子46が伸長して圧力室37の
圧力が増大し、この圧力を介してニードル22が下方に
押されて燃ネ、)噴射が停止する。As a result, the piezoelectric element 46 expands and the pressure in the pressure chamber 37 increases, which pushes the needle 22 downward and stops fuel injection.
ピエゾ圧電素子46にチャージされた電荷がディスチャ
ージされると燃料噴射が開始され、電荷がチャージされ
ると燃料噴射が停止するので電子制御ユニソI−80の
制御信号の立上がり時に燃料噴射が開始され、立下がり
時に燃料噴射が停止することになる。When the electric charge charged in the piezoelectric element 46 is discharged, fuel injection is started, and when the electric charge is charged, the fuel injection is stopped, so the fuel injection is started at the rising edge of the control signal of the electronically controlled Uniso I-80, Fuel injection will stop at the time of falling.
第5図は前述したようにピエゾ圧電素子46の駆動制御
が開始されてから暫く経過した後を示しており、ごのと
きにはピエゾ圧電素子46に十分な量の電荷がチャージ
される。しかしながらピエゾ圧電素子46の駆動制御を
開始した直後ではピエゾ圧電素子46にチャージおよび
ディスチャージされる電荷量は少なく、従ってピエゾ圧
電素子46の伸縮量が小さくなる。次にこのごとについ
て第6図を参照しつつ説明する。FIG. 5 shows the state some time after the drive control of the piezoelectric element 46 was started as described above, and at this time the piezoelectric element 46 is charged with a sufficient amount of electric charge. However, immediately after starting drive control of the piezoelectric element 46, the amount of charge charged and discharged to the piezoelectric element 46 is small, and therefore the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element 46 becomes small. Next, this will be explained with reference to FIG.
第6図はピエゾ圧電素子46の端子電圧を示しており、
第6図に示されるようにピエゾ圧電素子46の駆動制御
が開始される前はピエゾ圧電素子46の端子電圧は0
(V)となっている。ところでピエゾ圧電素子46ヘチ
ヤージしうる電荷量は電源57の電圧Eとピエゾ圧電素
子46の端子電圧との差ΔV、に比例する。従ってt、
ではΔVに比例した電荷量がチャージされる。一方、ピ
エゾ圧電素子46からディスチャージしうる電荷量はピ
エゾ圧電素子46の端子電圧Δ■2に比例する。従って
t2ではΔV2に比例した電荷量がディスチャージされ
、その結果ピエゾ圧電素子46の端子電圧は0 (V)
以下となる。次いで(3ではΔv3に比例した電荷量が
チャージされるのでチャージされる電荷量が増大し、ピ
エゾ圧電素子4Gの端子電圧Δ■4が高くなる。次いで
L4ではΔ■4に比例した電荷量がディスチャージされ
るのでディスチャージされる電荷量が増大し、ピエゾ圧
電素子46の端子電圧が更に低くなる。ごのようにピエ
ゾ圧電素子46のチャージおよびディスチャージが繰返
されるとチャージおよびディスチャージされる電荷量が
次第に増大して最終的に一定値に落ちつく。このときが
第5図に示されている。従ってピエゾ圧電素子46の駆
動制御を開始したときにはピエゾ圧電素子46にチャー
ジおよびディスチャージされる電荷量が少ないためにピ
エゾ圧電素子46の伸縮量が小ざ(、従って少量の燃料
しか噴射できないことになる。従って機関始動時に燃料
噴射をずべくピエゾ圧電素子46を駆動しても少量の燃
料しか噴射されず、ピエゾ圧電素子46の駆動が何回か
繰返されてピエゾ圧電素子46に十分な量の電荷をチャ
ージできるようになってから所望の燃料量を噴射できる
ようになる。従って機関の始動に時間を要し、始動性が
悪化するという問題がある。そこで本発明では機関始動
時において、正規の燃料噴射に先立ってピエゾ圧電素子
46を少なくとも1回充放電し、正規の燃料噴射を行な
うべきときにはピエゾ圧電素子46が十分な量の電荷を
充放電できるようにしておき、それによって機関を容易
に始動できるようにしている。FIG. 6 shows the terminal voltage of the piezoelectric element 46,
As shown in FIG. 6, before the drive control of the piezoelectric element 46 is started, the terminal voltage of the piezoelectric element 46 is 0.
(V). Incidentally, the amount of charge that can be charged to the piezoelectric element 46 is proportional to the difference ΔV between the voltage E of the power source 57 and the terminal voltage of the piezoelectric element 46. Therefore, t,
Then, an amount of charge proportional to ΔV is charged. On the other hand, the amount of charge that can be discharged from the piezoelectric element 46 is proportional to the terminal voltage Δ■2 of the piezoelectric element 46. Therefore, at t2, an amount of charge proportional to ΔV2 is discharged, and as a result, the terminal voltage of the piezoelectric element 46 is 0 (V).
The following is true. Next, in (3), the amount of charge proportional to Δv3 is charged, so the amount of charged charge increases, and the terminal voltage Δ■4 of the piezoelectric element 4G increases.Next, in L4, the amount of charge proportional to Δv3 increases. As the piezoelectric element 46 is repeatedly charged and discharged, the amount of charge discharged increases, and the terminal voltage of the piezoelectric element 46 further decreases.As shown in FIG. It increases and finally settles down to a constant value. This time is shown in FIG. 5. Therefore, when the drive control of the piezoelectric element 46 is started, the amount of charge charged and discharged to the piezoelectric element 46 is small. In this case, the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element 46 is small (therefore, only a small amount of fuel can be injected. Therefore, even if the piezoelectric element 46 is driven to inject fuel at the time of starting the engine, only a small amount of fuel is injected. The desired amount of fuel can be injected after the piezoelectric element 46 is driven several times to charge a sufficient amount of electric charge to the piezoelectric element 46. Therefore, it takes time to start the engine. Therefore, in the present invention, when starting the engine, the piezoelectric element 46 is charged and discharged at least once before the regular fuel injection, and when the regular fuel injection should be performed, the piezoelectric element 46 is charged and discharged at least once. The element 46 is allowed to charge and discharge a sufficient amount of charge, thereby making it easier to start the engine.
次に第7図を参照して本発明によるピエゾ圧電素子46
の駆動制御方法の第1の実施例について説明する。Next, referring to FIG. 7, a piezoelectric element 46 according to the present invention
A first embodiment of the drive control method will be described.
第7図を参照すると機関始動時にはイグニッションスイ
ッチ71がオンされた後スタータスイッチ68がオンさ
れる。スタータスイッチ68オン後、例えば第1気筒の
吸気行程と判定されると、電子制御ユニイト80から第
1気筒のピエゾ圧電素子制御信号が2パルス出力される
。これによりピエゾ圧電素子46はダミー駆動される。Referring to FIG. 7, when starting the engine, the ignition switch 71 is turned on, and then the starter switch 68 is turned on. After the starter switch 68 is turned on, if it is determined that it is the intake stroke of the first cylinder, for example, the electronic control unit 80 outputs two pulses of the piezoelectric element control signal of the first cylinder. As a result, the piezoelectric element 46 is dummy driven.
ピエゾ圧電素子46をダミー駆動するための制御信号(
以下「ダミーパルス」という)の1パルス幅は、通常運
転状態における正規の燃料噴射を制御する信号の1パル
ス幅より短か(設定され、例えばo、 t maに設定
される。第1のダミーパルスの立上がり時■に第1気筒
のピエゾ圧電素子46が放電される。しかし、このとき
もともとピエゾ圧電素子4Gには電荷が充電されていな
いため、ピエゾ圧電素子の端子電圧はO■のままである
。従って燃料は全く噴射されない。第1ダミーパルスの
立下がり時◎で、第1気筒のピエゾ圧電素子46が充電
される。このときのピエゾ圧電素子46の端子電圧はv
lである。次に第2ダミーパルスの立上がり時Oでピエ
ゾ圧電素子46が放電される。A control signal for dummy driving the piezoelectric element 46 (
The width of one pulse of the first dummy pulse (hereinafter referred to as "dummy pulse") is shorter than the width of one pulse of the signal that controls regular fuel injection in the normal operating state (for example, set to o, tma. At the rising edge of the pulse ■, the piezoelectric element 46 of the first cylinder is discharged.However, at this time, since the piezoelectric element 4G is not originally charged, the terminal voltage of the piezoelectric element remains O■. Therefore, no fuel is injected. At the falling edge of the first dummy pulse, the piezoelectric element 46 of the first cylinder is charged. At this time, the terminal voltage of the piezoelectric element 46 is v.
It is l. Next, at the rising edge of the second dummy pulse, the piezoelectric element 46 is discharged.
このとき燃料が噴射されるが、燃料噴射時間がQ、 l
msと非常に短時間であるため、噴射される燃料量は
非常に微量である。この噴射された燃料は予混合気を形
成し、着火遅れを防止して良好な燃焼に寄与することが
できる。第2ダミーパルスの立下がり時■でピエゾ圧電
素子46が再び充電される。このときのピエゾ圧電素子
46の端子電圧■2は、定常状態におけるピエゾ圧電素
子46の端子電圧V、とほぼ等しくなり、機関を回転駆
動するための正規の噴射を支障なく実行することが可能
な状態となる。正規噴射すべき時期■において、通常の
正規燃料噴射が実行される。以後、正規燃料噴射すべき
時期毎に正規燃料噴射が実行され、これにより機関が回
転駆動される。同様に、他の気筒においても、始動時、
正規の燃料噴射に先立って、各気筒の吸気行程において
各圧電素子46がダミー駆動される。At this time, fuel is injected, and the fuel injection time is Q, l
Since the time is very short (ms), the amount of fuel injected is very small. This injected fuel forms a premixture, which prevents ignition delay and contributes to good combustion. At the falling edge of the second dummy pulse (3), the piezoelectric element 46 is charged again. The terminal voltage (2) of the piezoelectric element 46 at this time is approximately equal to the terminal voltage V of the piezoelectric element 46 in a steady state, and it is possible to carry out regular injection for rotationally driving the engine without any trouble. state. At the timing (3) when regular fuel injection is to be performed, regular fuel injection is performed. Thereafter, regular fuel injection is performed at every timing when regular fuel injection is to be performed, thereby rotationally driving the engine. Similarly, in other cylinders, when starting,
Prior to regular fuel injection, each piezoelectric element 46 is dummy driven during the intake stroke of each cylinder.
以上のように本実施例によれば、正規の燃料噴射に先立
ってピエゾ圧電素子46を充放電し、正規の燃料噴射を
行なうべきときにはピエゾ圧電素子46に十分な量の電
荷を充放電できるので、正規燃料噴射の最初から所望の
燃料量を噴射することができ、斯くして良好な機関の始
動が確保される。As described above, according to this embodiment, the piezoelectric element 46 is charged and discharged prior to regular fuel injection, and a sufficient amount of charge can be charged and discharged to the piezoelectric element 46 when regular fuel injection should be performed. , a desired amount of fuel can be injected from the beginning of regular fuel injection, thus ensuring a good engine start.
上記実施例を実行するためのルーチンを第8図に示す。A routine for executing the above embodiment is shown in FIG.
このルーチンは一定クランク角毎の割込みによって実行
される。イグニッションスイッチ71がオンになったと
き、フラグFXが0に、カウンタCが8にセットされ、
スタータスイッチ68がオンになったときこのルーチン
が起動される。This routine is executed by an interrupt at every fixed crank angle. When the ignition switch 71 is turned on, the flag FX is set to 0, the counter C is set to 8,
This routine is activated when starter switch 68 is turned on.
まずステップ90でカウンタCが0でないか否か判定さ
れる。始動時初期においてはC=8のため肯定判定され
ステップ91に進む。ステップ91では、クランク角が
吸入下死点から圧縮上死点の間にある第X気筒が第1ダ
ミー駆動タイミングか否か判定される。例えば第1気筒
のクランク角が吸入下死点と圧縮上死点の間にある場合
x−1であり、第1気筒が第1ダミー駆動タイミングか
否か判定される。肯定判定されるとステップ110でダ
ミー駆動時間TDを0.1 msとした後、ステップ9
2に進み、第1気筒のピエゾ圧電素子46がダミー駆動
される。ステップ93ではフラグFXずなわらフラグF
1が1にセットされる。First, in step 90, it is determined whether the counter C is not 0 or not. At the initial stage of startup, since C=8, an affirmative determination is made and the process proceeds to step 91. In step 91, it is determined whether the X-th cylinder whose crank angle is between the suction bottom dead center and the compression top dead center is at the first dummy drive timing. For example, if the crank angle of the first cylinder is between the suction bottom dead center and the compression top dead center, x-1 is established, and it is determined whether the first cylinder is at the first dummy drive timing. If an affirmative determination is made, the dummy drive time TD is set to 0.1 ms in step 110, and then step 9
2, the piezoelectric element 46 of the first cylinder is dummy driven. In step 93, the flag FX Zunawara flag F
1 is set to 1.
ステップ94ではCが1だげ滅しられ、例えばこの場合
C=7となる。ステップ91で否定判定されるとステッ
プ95でFx= 1か否か判定される。In step 94, C is decremented by 1, and in this case, for example, C=7. If a negative determination is made in step 91, it is determined in step 95 whether Fx=1.
例えばこの場合、x=1であるためFl−1か否か判定
される。FINlの場合、第1ダミー駆動が実行されて
いないため、何も実行しないでこのルーチンを終了する
。F1=1の場合ステップ96に進み第1気筒第2ダミ
ー駆動タイミングか否か判定される。すなわちフラグF
x = 1か否か判定するごとによって、ダミー駆動
を行なう場合には必ず第1ダミー駆動から実行されるこ
ととなる。ステップ96で肯定判定されると、ステップ
Litでダミー駆動時間T DをO,l msとした後
ステ・7ブ97で第2ダミー駆動が実行される。この後
、ステップ94でCがさらに1だけ減じられ、例えばこ
の場合6になる。第1及び第2ダミー駆動実行後、ステ
ップ98で第1気筒正規噴射タイミングか否か判定され
る。肯定判定されるとステップ99で正規噴射が実行さ
れる。正規噴射の噴射時朋及び噴射時間は図示しない他
のルーチンにより算出される。否定判定されると何も実
行しないでこのルーチンを終了する。For example, in this case, since x=1, it is determined whether it is Fl-1 or not. In the case of FINl, since the first dummy drive has not been executed, this routine ends without executing anything. If F1=1, the process proceeds to step 96, where it is determined whether or not it is the first cylinder second dummy drive timing. That is, flag F
Depending on whether x = 1 or not, if dummy driving is to be performed, the first dummy driving is always performed. If an affirmative determination is made in step 96, the dummy drive time T D is set to O, l ms in step Lit, and then in step 7 block 97, the second dummy drive is executed. After this, in step 94, C is further reduced by 1, for example to 6 in this case. After executing the first and second dummy drives, it is determined in step 98 whether or not it is the first cylinder normal injection timing. If the determination is affirmative, normal injection is executed in step 99. The injection time and injection time of regular injection are calculated by another routine not shown. If the determination is negative, this routine ends without executing anything.
次に第1気筒の圧縮上死点を過ぎるとXは3とされ、第
3気筒について同様の処理が実行される。Next, when the compression top dead center of the first cylinder is passed, X is set to 3, and the same process is executed for the third cylinder.
その後同様にXは順番に4,2とされ同様の処理が実行
される。カウンタCは、ダミー駆動1回毎に1ずつ減じ
られ、全気筒について2回ずつダミ駆動が実行されたと
きC−0となる。C−0となった後はダミー駆動は実行
されず正規噴射だけが実行され、通常の機関運転がなさ
れる。Thereafter, X is sequentially set to 4 and 2 in the same way, and similar processing is executed. The counter C is decremented by 1 every time the dummy drive is performed, and becomes C-0 when the dummy drive is executed twice for all cylinders. After reaching C-0, dummy drive is not executed, only regular injection is executed, and normal engine operation is performed.
次に第9図を参照して第2の実施例につい゛C説明する
。Next, the second embodiment will be explained with reference to FIG.
第9図を参照して、イグニッションスイッチ71がオン
されたとき(5からlQOms経過した時点Lbで全気
筒−斉に第1ダミー駆動が実行され、さらにt6から1
0+ms経過した時点t7で第2ダミー駆動が実行され
る。その後り、でスタータスイッチ68がオンされて機
関が始動され、各気筒の正規噴射タイミング毎に正規噴
ル1が実行される。Referring to FIG. 9, when the ignition switch 71 is turned on (at time Lb when lQOms have elapsed from 5), the first dummy drive is executed simultaneously on all cylinders, and further from t6 to 1QOms.
The second dummy drive is executed at time t7 when 0+ms has elapsed. Thereafter, the starter switch 68 is turned on to start the engine, and regular injection 1 is executed at each regular injection timing for each cylinder.
本実施例によれば第1の実施例同様、正規噴射の最初か
ら所望の燃料量を噴射することができ、良好な機関の始
動が確保される。According to this embodiment, as in the first embodiment, a desired amount of fuel can be injected from the beginning of regular injection, and a good engine start can be ensured.
また本実施例では機関始動前に圧電素子46をダミー駆
動しているため、ダミー駆動時には蓄圧室12 (第2
図参照)内の燃料には圧力がかかっていない。このため
、ダミー駆動によって燃料が噴射されるおそれがない。Furthermore, in this embodiment, since the piezoelectric element 46 is dummy-driven before the engine is started, the pressure accumulator 12 (second
There is no pressure on the fuel inside (see figure). Therefore, there is no fear that fuel will be injected by the dummy drive.
第2の実施例を実行するためのルーチンを第10図に示
す。本ルーチンは機関始動時のみ起動される。FIG. 10 shows a routine for executing the second embodiment. This routine is activated only when the engine is started.
まずステップlOOに、拾いてイグニッションスイッチ
71がオンか否か判定される。1定判定された場合のみ
、ステップ101に進みダミー駆動時間′1” I)が
0.11113とされる。ステップ102ではタイマが
起動される。ステップ103ではタイマのカウント値′
I″lが100m5以上か否か判定される。[r定判定
された場合のみ、ステップ104に進み、第1ダミー駆
動が実行される。ステップ105では他のタイマが駆動
され、ステップ106でこのタイマの)Jラント値T
2がlQms以上か否か判定される。肯定判定されると
ステップ107で第2ダミー駆動が実行され本ルーチン
を終了する。以後スタータスイノチロ8がオンされた後
他のルーチンによって正規噴射が実行される。First, in step lOO, it is determined whether or not the ignition switch 71 is on. Only when it is determined that 1 is constant, the process proceeds to step 101 and the dummy drive time '1'' I) is set to 0.11113. In step 102, the timer is started. In step 103, the timer count value '1'' is set to 0.11113.
It is determined whether I"l is 100m5 or more. [Only when it is determined that r is constant, the process proceeds to step 104, and the first dummy drive is executed. In step 105, another timer is driven, and in step 106, this timer is timer) J runt value T
It is determined whether or not 2 is greater than or equal to lQms. If the determination is affirmative, the second dummy drive is executed in step 107, and this routine ends. Thereafter, after the starter engine 8 is turned on, normal injection is executed by another routine.
本発明によれば正規の燃料噴射に先立って圧電素子を充
放電する。その結果、正規の燃料噴射を行なうべきとき
には圧電素子に上置な量の電荷を充放電できるので、正
規燃料噴射の最初から所望の燃料量を噴射することがで
き、斯(して良好な機関の始動を確保することができる
。According to the present invention, the piezoelectric element is charged and discharged prior to regular fuel injection. As a result, when regular fuel injection should be performed, the piezoelectric element can be charged and discharged with an additional amount of electric charge, so that the desired amount of fuel can be injected from the beginning of regular fuel injection, thus ensuring a good engine performance. It is possible to ensure the start of the engine.
第1図はピエゾ圧電素子の駆動制御回路の構成図、第2
図は4気筒デイ一ゼル機関を図解的に示した平面図、第
3図はディーゼル機関の側面断面図、第4図は燃料噴射
弁の側面断面図、第5図はピエゾ圧電素子の駆動制御が
開始されてから暫らく経過したときの駆動制御のタイム
チャート、第6図はピエゾ圧電素子の駆動制御を開始し
たときのピエゾ圧電素子の端子電圧を示すタイムチャー
ト、第7図は第1の実施例によるピエゾ圧電素子の駆動
制御のタイムチャート、第8図は第1の実施例を実行す
るためのフローチャー1・、第9図は第2の実施例によ
るピエゾ圧電素子の駆動制御のタイムチャート、第10
図は第2の実施例を実行するためのフローチャー1−を
示す。
8・・・燃料噴射弁、 46・・・圧電素子、8
2・・・駆動制御回路。Figure 1 is a configuration diagram of the piezoelectric element drive control circuit, Figure 2
The figure is a plan view schematically showing a four-cylinder diesel engine, Figure 3 is a side sectional view of the diesel engine, Figure 4 is a side sectional view of the fuel injection valve, and Figure 5 is drive control of the piezoelectric element. Fig. 6 is a time chart showing the terminal voltage of the piezoelectric element when drive control of the piezoelectric element is started, and Fig. 7 is a time chart of the drive control after a while has elapsed since the start of the drive control. A time chart of the drive control of the piezoelectric element according to the embodiment, FIG. 8 is a flowchart 1 for executing the first embodiment, and FIG. 9 is a time chart of the drive control of the piezoelectric element according to the second embodiment. Chart, No. 10
The figure shows a flowchart 1- for implementing the second embodiment. 8...Fuel injection valve, 46...Piezoelectric element, 8
2... Drive control circuit.
Claims (1)
該燃料噴射弁からの前記高圧燃料の噴射が圧電素子の充
放電作用により制御される燃料噴射装置において、機関
始動時に正規の燃料噴射に先立って前記圧電素子を少な
くとも一回充放電するようにした内燃機関の燃料噴射装
置。High-pressure fuel is constantly supplied to the fuel injection valve during engine operation,
In the fuel injection device in which the injection of the high-pressure fuel from the fuel injection valve is controlled by the charging and discharging action of a piezoelectric element, the piezoelectric element is charged and discharged at least once before regular fuel injection when starting the engine. Fuel injection system for internal combustion engines.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16867088A JPH0219629A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Fuel injection device for internal combustion engine |
US07/295,296 US4966119A (en) | 1988-01-12 | 1989-01-10 | Fuel injection control device for use in an engine |
DE8989100417T DE68902316T2 (en) | 1988-01-12 | 1989-01-11 | FUEL INJECTION CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES. |
EP89100417A EP0324450B1 (en) | 1988-01-12 | 1989-01-11 | A fuel injection control device for use in an engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16867088A JPH0219629A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Fuel injection device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0219629A true JPH0219629A (en) | 1990-01-23 |
Family
ID=15872318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16867088A Pending JPH0219629A (en) | 1988-01-12 | 1988-07-08 | Fuel injection device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0219629A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010265769A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Honda Motor Co Ltd | Device for controlling engine output during in-gear |
JP2012167617A (en) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Toyota Motor Corp | Control device of multi-cylinder internal combustion engine |
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JPS62235788A (en) * | 1986-04-07 | 1987-10-15 | Hitachi Ltd | Driving method for electrostrictive element |
JPS6338639A (en) * | 1986-08-05 | 1988-02-19 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP16867088A patent/JPH0219629A/en active Pending
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