JP3063118B2 - Fuel injection device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関用の燃料噴射装置に関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
［従来の技術］ 第９図は内燃機関に用いられている燃料噴射装置の全
体的な構成を示したもので、この噴射装置は、噴射指令
信号が与えられたときに内燃機関１の吸気管1a内（燃料
噴射空間内）に燃料を噴射するインジェクタ２と、燃料
タンク３から燃料を汲み上げてインジェクタ２に至る燃
料供給管路４に燃料を圧送する燃料ポンプ５と、燃料供
給管路４と燃料タンク３との間に設けられた圧力調整器
（プレッシャレギュレータ）６とを備えている。[Prior Art] FIG. 9 shows an overall configuration of a fuel injection device used in an internal combustion engine. This injection device is provided with an intake pipe of the internal combustion engine 1 when an injection command signal is given. An injector 2 for injecting fuel into 1a (in the fuel injection space); a fuel pump 5 for pumping fuel from a fuel tank 3 to a fuel supply pipe 4 leading to the injector 2; A pressure regulator (pressure regulator) 6 provided between the fuel tank 3 and the fuel tank 3.
燃料ポンプ５はバッテリ７を電源として動作し、イン
ジェクタ２に燃料を供給している。The fuel pump 5 operates using the battery 7 as a power supply, and supplies fuel to the injector 2.
インジェクタ２は電磁石により駆動されて開閉するニ
ードルバルブと該ニードルバルブが開かれたときに燃料
を噴射するノズルとを備えていて、このインジェクタ２
には燃料ポンプ側から加えられる圧力と機関１の吸気管
内の圧力との差圧が燃圧として常時印加されている。The injector 2 includes a needle valve that is driven by an electromagnet to open and close, and a nozzle that injects fuel when the needle valve is opened.
, The pressure difference between the pressure applied from the fuel pump side and the pressure in the intake pipe of the engine 1 is constantly applied as the fuel pressure.
圧力調整器６には通常燃料ポンプから与えられる圧力
の外に内燃機関の吸気マニホルド内の圧力が与えられて
いて、両圧力の差（燃圧）が設定値を超えたときに燃料
ポンプから供給される燃料の一部を燃料タンク３に戻す
ようになっている。この圧力調整器により、インジェク
タに加わる燃圧が回転数に対してほぼ一定に保たれるよ
うになっている。The pressure in the intake manifold of the internal combustion engine is given to the pressure regulator 6 in addition to the pressure normally given from the fuel pump. When the difference (fuel pressure) between the two pressures exceeds a set value, the pressure is supplied from the fuel pump. A part of the fuel is returned to the fuel tank 3. The pressure regulator keeps the fuel pressure applied to the injector substantially constant with respect to the rotational speed.
インジェクタ２を駆動するため、インジェクタ駆動装
置８が設けられている。このインジェクタ駆動装置は、
インジェクタの励磁コイルに印加する駆動電圧を発生す
る駆動電源回路と、マイクロコンピュータにより実現さ
れる噴射指令信号発生手段９から噴射指令信号Vsが与え
られたときに上記駆動電源回路からインジェクタ２の励
磁コイルに駆動電流を流すインジェクタトリガ回路とに
より構成されている。An injector driving device 8 is provided to drive the injector 2. This injector drive is
A drive power supply circuit for generating a drive voltage to be applied to the excitation coil of the injector; and an excitation coil for the injector 2 from the drive power supply circuit when the injection command signal Vs is given from the injection command signal generation means 9 realized by a microcomputer. And an injector trigger circuit for supplying a drive current to the circuit.
噴射指令発生手段９は、例えば内燃機関により駆動さ
れる信号発電機10から得られるパルス信号Vpから回転数
情報と機関の回転角度情報とを得て、各回転数における
噴射開始位置を演算し、該噴射開始位置でインジュクタ
駆動装置８に所定の時間幅の噴射指令信号Vs与える。こ
の噴射指令号Vsが与えられている間駆動電源回路からイ
ンジェクタの励磁コイルに第６図に示すような駆動電圧
Viが与えられる。励磁コイルにはインダクタンスがある
ため、励磁コイルを流れる駆動電流Iijの立上りが遅れ
る。噴射指令信号が与えられた後一定の遅れ時間ｔbが
経過して駆動電流Iijが所定の噴射開始レベルIonに達す
るとインジェクタ２のニードルバルブが開いて吸気マニ
ホルド内に霧状の燃料が噴射される。The injection command generating means 9 obtains rotation speed information and rotation angle information of the engine from a pulse signal Vp obtained from, for example, a signal generator 10 driven by an internal combustion engine, and calculates an injection start position at each rotation speed. At the injection start position, an injection command signal Vs having a predetermined time width is given to the injector driving device 8. While the injection command signal Vs is given, the drive power supply circuit applies a drive voltage as shown in FIG. 6 to the exciting coil of the injector.
Vi is given. Since the exciting coil has inductance, the rise of the drive current Iij flowing through the exciting coil is delayed. When a predetermined delay time tb elapses after the injection command signal is given and the drive current Iij reaches a predetermined injection start level Ion, the needle valve of the injector 2 opens to spray mist fuel into the intake manifold. .
インジェクタ２からの燃料噴射量は燃圧と噴射時間と
により決まる。また噴射時間を一定とした場合、燃圧が
大きいほど噴射量が多くなる。The fuel injection amount from the injector 2 is determined by the fuel pressure and the injection time. When the injection time is constant, the injection amount increases as the fuel pressure increases.
機関への燃料の供給は定められた区間内で行う必要が
あるため、インジェクタからの燃料の噴射が有効な期間
（噴射有効期間と言う。）は第８図に示したように機関
の回転数Ｎ［rpm］の上昇に伴って短くなっていく。即
ち、機関の回転数が高くなればなるほど短い時間内に所
定量の燃料を噴射させることが必要になり、機関の高速
時に必要な燃料噴射量を確保しようとすると、燃圧はあ
る程度高く設定せざるを得ない。Since the supply of fuel to the engine must be performed within a predetermined section, the period during which fuel injection from the injector is effective (called an effective injection period) is as shown in FIG. It becomes shorter with an increase in N [rpm]. That is, the higher the engine speed, the more it is necessary to inject a predetermined amount of fuel in a shorter time. In order to secure the required fuel injection amount when the engine is running at a high speed, the fuel pressure must be set to a certain high level. Not get.
インジェクタからの燃料の噴射量は、噴射指令信号を
与える時間の長さを変えることにより調整できるが、機
関が必要とする燃費（燃料消費量）［/Hr］は一般に
回転数の上昇及びスロットル開度の増大に伴って増加し
ていくため、インジェクタに噴射指令信号を与える時間
の長さは回転数の上昇に伴って長くしていく必要があ
り、スロットル開度の増大に伴って長くしていく必要が
ある。The amount of fuel injected from the injector can be adjusted by changing the length of time during which the injection command signal is given. However, the fuel consumption (fuel consumption) [/ Hr] required by the engine is generally increased by increasing the rotational speed and opening the throttle. Since the fuel injection rate increases with an increase in the degree of rotation, the length of time for giving the injection command signal to the injector must be increased with an increase in the rotational speed, and is increased with an increase in the throttle opening. We have to go.
実際の燃料噴射装置においては、燃料ポンプ５とイン
ジェクタ２との間に更に燃料の脈動を緩和するためのダ
ンパ等が挿入されることがあるが、第９図ではこれらの
図示を省略してある。In an actual fuel injection device, a damper or the like for further reducing fuel pulsation may be inserted between the fuel pump 5 and the injector 2, but these are not shown in FIG. .
［発明が解決しようとする課題］ 燃料噴射装置のインジェクタは電磁石により駆動され
るため、励磁コイルのインダクタンスにより、第６図に
示したように駆動電圧が印加されてから駆動電流Iijが
所定の噴射開始レベルIonに達して燃料の噴射が開始さ
れるまでに遅れ時間ｔbが生じるのを避けられない。[Problems to be Solved by the Invention] Since the injector of the fuel injection device is driven by the electromagnet, the drive current Iij is predetermined after the drive voltage is applied as shown in FIG. 6 due to the inductance of the exciting coil. It is unavoidable that a delay time tb occurs before the fuel injection is started after reaching the start level Ion.
従来は機関の低速時から高速時まで駆動電圧Viを回転
数の如何に拘らず一定に保持していたため、第７図に示
した直線ａのように駆動電圧が印加されてから燃料が噴
射されるまでの遅れ時間（噴射遅れ時間と言う。）が回
転数の如何に拘らず一定であった。Conventionally, the drive voltage Vi is kept constant regardless of the number of revolutions from low to high engine speeds, so that the fuel is injected after the drive voltage is applied as shown by the straight line a in FIG. The delay time (referred to as the injection delay time) was constant regardless of the rotational speed.
ところが、噴射有効期間は第８図に示したように回転
数の上昇に伴って短くなっていくため、上記のように、
噴射遅れ時間が回転数の如何に拘らず一定であると、噴
射有効期間に対して噴射遅れ時間が占める割合が、回転
数の上昇に伴って大きくなっていき、機関の回転数が高
くなればなるほど燃料の増量の要求に応えることが困難
になるという問題があった。However, as shown in FIG. 8, the injection effective period becomes shorter with an increase in the rotational speed.
If the injection delay time is constant irrespective of the rotational speed, the ratio of the injection delay time to the injection effective period increases with the increase in the rotational speed, and if the engine rotational speed increases, There was a problem that it became difficult to meet the demand for increasing the amount of fuel.
本発明の目的は、機関の高速時の噴射遅れ時間を短く
して、高速時にも燃料の増量の要求に容易に応えること
ができるようにした燃料噴射装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel injection device capable of shortening an injection delay time at a high speed of an engine and easily responding to a request for increasing the amount of fuel even at a high speed.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、励磁コイルを備えて該励磁コイルに所定レ
ベル以上の駆動電流が与えられているときに内燃機関の
燃料噴射空間に燃料を噴射するインジェクタと、燃料タ
ンクからインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、
励磁コイルに印加する駆動電圧を発生する駆動電源回路
と、噴射指令信号が与えられたときに駆動電源回路から
インジェクタの励磁コイルに駆動電流を流すインジェク
タトリガ回路とを備えた燃料噴射装置に係わるものであ
る。Means for Solving the Problems The present invention provides an injector that includes an exciting coil and injects fuel into a fuel injection space of an internal combustion engine when a drive current of a predetermined level or more is applied to the exciting coil, A fuel pump for supplying fuel from the tank to the injector;
Related to a fuel injection device comprising: a drive power supply circuit for generating a drive voltage applied to an excitation coil; and an injector trigger circuit for passing a drive current from the drive power supply circuit to an excitation coil of the injector when an injection command signal is given. It is.
本発明においては、上記駆動電源回路が、内燃機関に
より駆動される交流発電機と、該交流発電機の出力を整
流して内燃機関の回転数の上昇に伴って大きさが増大す
る直流電圧を駆動電圧として出力する整流器と、内燃機
関の高速時に整流器が出力する駆動電圧が設定値を超え
ないように制御する電圧調整器とを備えた回路からなっ
ていて、内燃機関の始動時から回転数の上昇に伴って駆
動電圧の大きさを増大させて、内燃機関の高速時に該駆
動電圧の大きさを設定値以下に制限する特性を有するよ
うに構成される。In the present invention, the drive power supply circuit converts an AC generator driven by the internal combustion engine and a DC voltage whose magnitude increases with an increase in the rotation speed of the internal combustion engine by rectifying the output of the AC generator. The circuit comprises a rectifier that outputs a drive voltage and a voltage regulator that controls the drive voltage output by the rectifier at a high speed of the internal combustion engine so as not to exceed a set value. The magnitude of the drive voltage is increased with the rise of the internal combustion engine, and the characteristic is such that the magnitude of the drive voltage is limited to a set value or less at a high speed of the internal combustion engine.
なおインジェクタの励磁コイルに印加する駆動電圧
は、必ずしも機関の全回転速度領域で回転数の上昇に伴
って増大させる必要はなく、所定の回転数以上の領域で
のみ回転数の上昇に伴って駆動電圧を増大させるように
しても良い。The drive voltage applied to the excitation coil of the injector does not necessarily need to be increased with the rotation speed in the entire rotation speed region of the engine. The voltage may be increased.
［作用］ 上記のように、内燃機関により駆動される交流発電機
と、該交流発電機の出力を整流して内燃機関の回転数の
上昇に伴って大きさが増大する直流電圧を駆動電圧とし
て出力する整流器と、内燃機関の高速時に整流器が出力
する駆動電圧が設定値を超えないように制御する電圧調
整器とを備えた回路により駆動電源回路を構成して、該
駆動電源回路が、内燃機関の始動時から回転数の上昇に
伴って駆動電圧の大きさを増大させて、内燃機関の高速
時には該駆動電圧の大きさを設定値以下に制限する特性
を有するようにしておくと、インジェクタの励磁コイル
に印加される駆動電圧は、第５図に符号a,b,cで示した
ように、機関の回転数の上昇に伴って高くなっていく。
一般にコイルに電圧を印加した際に流れる電流の立上が
りは、印加する電圧が高ければ高い程速くなるため、上
記のように、機関の回転数の上昇に伴って駆動電圧を増
大させるように駆動電源回路を構成しておくと、第５図
の曲線A,B,Cのように、インジェクタの励磁コイルに流
れる駆動電流の立上がりが回転数の上昇に伴って速くな
っていき、励磁コイルに駆動電圧を印加してから駆動電
流が噴射開始レベルIonに達するまでの遅れ時間は、第
５図のt3,t2及びt1のように、回転数の上昇に伴って短
くなっていく。[Operation] As described above, an AC generator driven by an internal combustion engine and a DC voltage that rectifies the output of the AC generator and increases in magnitude with an increase in the rotation speed of the internal combustion engine are used as drive voltages. A drive power supply circuit is configured by a circuit including a rectifier for output and a voltage regulator for controlling a drive voltage output by the rectifier at a high speed of the internal combustion engine so as not to exceed a set value. When the internal combustion engine has a characteristic of limiting the magnitude of the drive voltage to a set value or less when the internal combustion engine is running at a high speed, the injector is used to increase the magnitude of the drive voltage as the engine speed increases from the start of the engine. The drive voltage applied to the exciting coil increases as the number of revolutions of the engine increases, as indicated by reference numerals a, b, and c in FIG.
In general, the rise of the current flowing when a voltage is applied to the coil increases as the applied voltage increases, and as described above, the drive power source increases the drive voltage as the engine speed increases. When the circuit is configured, the rise of the drive current flowing through the exciting coil of the injector becomes faster as the rotational speed increases, as shown by curves A, B, and C in FIG. The delay time from application of the drive current to when the drive current reaches the injection start level Ion becomes shorter as the rotational speed increases, as shown at t3, t2 and t1 in FIG.
したがって上記のように構成すると、機関の回転数の
上昇に伴って噴射遅れ時間を短くして、機関の高速時に
噴射有効期間に対して噴射遅れ時間が占める割合が大き
くなるのを防ぐことができ、機関の高速時にも燃料の増
量要求に容易に応えることができる。Therefore, with the configuration described above, the injection delay time can be shortened with an increase in the engine speed, and the ratio of the injection delay time to the injection effective period at the time of high engine speed can be prevented from increasing. Even when the engine is running at high speed, it is possible to easily respond to the demand for increasing the amount of fuel.
また、上記のように駆動電源回路に電圧調整器を設け
ておくと、機関の高速時に駆動電圧が設定値を超えない
ようにすることができるため、高速時にィンジェクタに
過大な電圧が印加されるを防ぐことができる。Further, if the voltage regulator is provided in the drive power supply circuit as described above, the drive voltage can be prevented from exceeding the set value at the time of high speed of the engine, so that an excessive voltage is applied to the injector at high speed. Can be prevented.
［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の実施例の構成を概略的に示したもの
で、同図において１は内燃機関、２はインジェクタ、３
は燃料タンク、５は燃料ポンプ、６は圧力調整器であ
り、これらは第９図に示した従来のものと同様である。FIG. 1 schematically shows the configuration of an embodiment of the present invention, in which 1 is an internal combustion engine, 2 is an injector,
, A fuel tank, 5 a fuel pump, and 6 a pressure regulator, which are the same as the conventional one shown in FIG.
インジェクタ駆動装置８は、励磁コイルに印加する駆
動電圧を発生する駆動電源回路801と、噴射指令信号Vs
が与えられたときに駆動電源回路801からインジェクタ
２の励磁コイルに駆動電流を流すインジェクタトリガ回
路802とからなっている。この例では駆動電源回路801
が、内燃機関１の出力軸に取り付けられた磁石式交流発
電機11と、該交流発電機11の出力を整流する全波整流器
12とを備えていて、内燃機関の始動時から高速時にかけ
て、インジェクタ２の励磁コイルに印加される駆動電圧
の大きさが、機関の回転数の上昇に伴って増大していく
ように構成されている。The injector driving device 8 includes a driving power supply circuit 801 that generates a driving voltage to be applied to the exciting coil, and an injection command signal Vs
, An injector trigger circuit 802 for flowing a drive current from the drive power supply circuit 801 to the exciting coil of the injector 2 when supplied. In this example, the driving power supply circuit 801
A magnet type alternator 11 mounted on the output shaft of the internal combustion engine 1 and a full-wave rectifier for rectifying the output of the alternator 11
12, the magnitude of the drive voltage applied to the exciting coil of the injector 2 increases from the start of the internal combustion engine to the high speed as the engine speed increases. ing.
また図示してないが、内燃機関の高速時にインジェク
タ２の励磁コイルに印加される電圧が過大になるのを防
ぐために、駆動電源回路801の整流器の出力側に電圧調
整器が接続されていて、該電圧調整器により、駆動電圧
が設定値を超えるのが防止されるようになっている。こ
の電圧調整器は例えば、インジェクタ２の励磁コイルの
両端の電圧を検出して、該検出電圧が設定値を超えたと
きに整流器の出力を短絡するか、または整流器の出力が
インジェクタに印加されるのを阻止する回路（スイッチ
回路）により構成できる。Although not shown, a voltage regulator is connected to the output side of the rectifier of the drive power supply circuit 801 in order to prevent the voltage applied to the exciting coil of the injector 2 from becoming excessive at high speed of the internal combustion engine, The voltage regulator prevents the drive voltage from exceeding a set value. This voltage regulator detects, for example, the voltage across the exciting coil of the injector 2 and short-circuits the output of the rectifier when the detected voltage exceeds a set value, or the output of the rectifier is applied to the injector. (Switch circuit).
インジェクタトリガ回路802は噴射指令信号Vsが与え
られている間導通状態を保持するスイッチからなり、該
スイッチが導通状態にある期間駆動電源回路801の直流
出力電圧がインジェクタ２の励磁コイルに印加されるよ
うになっている。The injector trigger circuit 802 is composed of a switch that maintains a conductive state while the injection command signal Vs is given, and the DC output voltage of the drive power supply circuit 801 is applied to the exciting coil of the injector 2 while the switch is in the conductive state. It has become.
磁石式交流発電機11は内燃機関の出力軸に取り付けら
れたフライホイール磁石回転子11aと、機関のケース等
に取り付けられた固定子11bとからなり、固定子11bの電
機子巻線に誘起する交流電圧が駆動電源回路801の整流
器12の入力端子に印加されている。The magnet-type alternator 11 includes a flywheel magnet rotor 11a attached to an output shaft of an internal combustion engine, and a stator 11b attached to an engine case or the like, which induces an armature winding of the stator 11b. An AC voltage is applied to the input terminal of the rectifier 12 of the drive power supply circuit 801.
上記交流発電機の回転子11aのヨークを構成するフラ
イホイールの外周に信号発生用の誘導子磁極部が設けら
れ、この磁極部に信号発電子11cが対向させられてい
る。フライホイールの外周の磁極部と信号発電子11cと
により信号発電機が構成され、機関の所定の回転角度位
置でフライホイールの外周の磁極部が信号発電子11cに
対向する毎に信号発電子11cがパルス信号Vpを発生す
る。An inductor magnetic pole portion for generating a signal is provided on the outer periphery of a flywheel constituting a yoke of the rotor 11a of the AC generator, and the signal generator 11c is opposed to this magnetic pole portion. A signal generator is constituted by the magnetic pole portion on the outer periphery of the flywheel and the signal generator 11c.Each time the magnetic pole portion on the outer periphery of the flywheel faces the signal generator 11c at a predetermined rotation angle position of the engine, the signal generator 11c is generated. Generates a pulse signal Vp.
噴射指令発生手段９は、パルス信号Vpから回転数情報
と機関の回転角度情報とを得て、各回転数における噴射
開始位置を演算し、該噴射開始位置でインジェクタトリ
ガ回路802に所定の時間幅の噴射指令信号Vsを与える。The injection command generating means 9 obtains the rotation speed information and the rotation angle information of the engine from the pulse signal Vp, calculates the injection start position at each rotation speed, and gives the injector trigger circuit 802 a predetermined time width at the injection start position. Injection command signal Vs.
インジェクタ２の一例を第３図に示した。同図におい
て201はインジェクタ本体で、この本体の一端には、噴
射口202の周囲にバルブシート203を有するバルブボディ
204と、該バルブボディ内に設けられて噴射口202を開閉
するニードル205とからなるニードルバルブ206が取り付
けられている。本体201内には励磁コイル207と鉄心208
と、鉄心208に吸引されるアマチュア209とからなる電磁
石210が配置され、アマチュア209がニードル205に連結
されている。本体201内にはまた復帰ばね211が設けら
れ、この復帰ばねによりニードル205が常時噴射口202を
閉じるように付勢されている。本体201の他端側には燃
料の入口212が設けられ、この入口側にはフィルタ213が
取り付けられている。本体201にはまたコネクタ214が取
り付けられ、該コネクタの端子215からコイル207に給電
されるようになっている。An example of the injector 2 is shown in FIG. In the figure, reference numeral 201 denotes an injector body, and a valve body having a valve seat 203 around an injection port 202 at one end of the body.
A needle valve 206 including a needle 204 and a needle 205 provided in the valve body to open and close the injection port 202 is attached. Excitation coil 207 and iron core 208 inside main body 201
And an electromagnet 210 composed of an armature 209 attracted to the iron core 208, and the armature 209 is connected to the needle 205. A return spring 211 is also provided in the main body 201, and the needle 205 is constantly biased by the return spring 211 so as to close the injection port 202. A fuel inlet 212 is provided at the other end of the main body 201, and a filter 213 is attached to the inlet. A connector 214 is also attached to the main body 201, and power is supplied to the coil 207 from the terminal 215 of the connector.
上記のインジェクタ２は例えば機関の吸気管に取り付
けられ、噴射口202が吸気管内（燃料噴射空間内）に指
向される。インジェクタ２の入口212は配管４を介して
燃料ポンプ５の吐出口に接続され、該入口212に所定の
圧力（燃圧）で燃料が供給される。またコネクタ214に
図示しないケーブルが接続されて、該ケーブルを介して
インジェクタ駆動装置８に接続される。The injector 2 is attached to, for example, an intake pipe of an engine, and the injection port 202 is directed into the intake pipe (the fuel injection space). An inlet 212 of the injector 2 is connected to a discharge port of a fuel pump 5 via a pipe 4, and fuel is supplied to the inlet 212 at a predetermined pressure (fuel pressure). Further, a cable (not shown) is connected to the connector 214, and is connected to the injector driving device 8 via the cable.
インジェクタ駆動装置８から駆動コイル207に駆動電
圧Viが与えられると、鉄心208が励磁されるため、アマ
チュア209が該鉄心に吸引され、ニードル205が電磁石側
に移動してニードルバルブが開く。これにより噴射口20
2から燃料が霧状となって吸気管内に噴射される。噴射
指令信号が消滅すると、コイル207が消磁され、復帰ば
ね211の付勢力によりニードル205が噴射口202を閉じる
位置に復帰する。When a driving voltage Vi is applied from the injector driving device 8 to the driving coil 207, the iron core 208 is excited, the armature 209 is attracted by the iron core, the needle 205 moves to the electromagnet side, and the needle valve opens. This allows the injection port 20
From 2 fuel is atomized and injected into the intake pipe. When the injection command signal disappears, the coil 207 is demagnetized, and the needle 205 returns to the position where the injection port 202 is closed by the urging force of the return spring 211.
本実施例において、噴射指令発生手段９から噴射指令
信号が与えられると、インジェクタトリガ回路802のス
イッチが導通して駆動電源回路801の出力電圧を駆動電
圧としてインジェクタの励磁コイルに印加する。これに
よりインジェクタの励磁コイルに駆動電流Iijが流れ、
該駆動電流が所定の噴射開始レベルIonに達するとイン
ジェクタのニードルバルブが開かれて燃料の噴射が開始
される。噴射指令信号が消滅するとインジェクタトリガ
回路802のスイッチが遮断状態になるため、インジェク
タの駆動電流が零になり、ニードルバルブが閉じて燃料
の噴射が停止する。In this embodiment, when an injection command signal is given from the injection command generating means 9, the switch of the injector trigger circuit 802 is turned on, and the output voltage of the drive power supply circuit 801 is applied as a drive voltage to the exciting coil of the injector. This causes the drive current Iij to flow through the exciting coil of the injector,
When the drive current reaches a predetermined injection start level Ion, the needle valve of the injector is opened and fuel injection is started. When the injection command signal disappears, the switch of the injector trigger circuit 802 is turned off, the drive current of the injector becomes zero, the needle valve closes, and the fuel injection stops.
上記のように、インジェクタ駆動装置８の駆動電源回
路801を、内燃機関により駆動される交流発電機と、該
発電機の出力を整流する整流器と、内燃機関の高速時に
整流器が出力する駆動電圧が設定値を超えないように制
御する電圧調整器を備えた回路により構成すると、イン
ジェクタの駆動電圧Viは内燃機関の始動時から高速時に
かけて機関の回転数Ｎの上昇に伴って増大していく。ま
た電圧調整器の働きにより、インジェクタの励磁コイル
に印加される駆動電圧Viは、機関の高速時に過大になる
ことがないように設定値以下に制限される。駆動電圧Vi
の回転数Ｎに対する変化の特性は例えば第４図の曲線ａ
のようになる。As described above, the drive power supply circuit 801 of the injector drive device 8 includes an AC generator driven by an internal combustion engine, a rectifier for rectifying the output of the generator, and a drive voltage output by the rectifier at high speed of the internal combustion engine. When configured with a circuit provided with a voltage regulator for controlling so as not to exceed the set value, the drive voltage Vi of the injector increases as the engine speed N increases from the start of the internal combustion engine to the high speed. The drive voltage Vi applied to the exciting coil of the injector is limited to a set value or less by the function of the voltage regulator so that the driving voltage Vi does not become excessive when the engine is running at high speed. Drive voltage Vi
The characteristic of the change with respect to the rotation speed N is, for example, a curve a in FIG.
become that way.
このようにインジェクタの駆動電圧を回転数の上昇に
伴って増大させるように構成すると、インジェクタの噴
射遅れ時間を回転数の上昇に伴って短くすることができ
る。When the driving voltage of the injector is increased as the rotational speed increases, the injection delay time of the injector can be shortened as the rotational speed increases.
例えば機関の回転数Ｎが2,000rpm,4,000rpm及び6,000
rpmのときの駆動電圧Viがそれぞれ第５図に符号a,b及び
ｃで示した通りであったとすると、これらの回転数にお
いてインジェクタの励磁コイルに流れる駆動電流Iijは
それぞれ第５図の曲線A,B及びＣのようになり、噴射指
令信号が与えられてから駆動電流Iijが噴射開始レベルI
onに達して実際に噴射が開始されるまでの遅れ時間は、
t3→t2→t1のように回転数の上昇に伴って短くなってい
く。したがって回転数Ｎに対する噴射遅れ時間の特性は
第７図の曲線ｂのようになる。For example, when the engine speed N is 2,000 rpm, 4,000 rpm and 6,000 rpm
Assuming that the drive voltage Vi at rpm is as shown by reference numerals a, b and c in FIG. 5, the drive current Iij flowing through the exciting coil of the injector at these rotation speeds is represented by the curve A in FIG. , B and C, and the drive current Iij is changed to the injection start level I after the injection command signal is given.
The delay time from on to the actual start of injection is
As the rotation speed increases, the length becomes shorter as t3 → t2 → t1. Therefore, the characteristic of the injection delay time with respect to the rotational speed N is as shown by a curve b in FIG.
上記のように、回転数の上昇に伴ってインジェクタの
駆動電圧を増大させてやると、回転数の上昇に伴って噴
射遅れ時間を短くして機関の高速時に噴射有効期間に対
して噴射遅れ時間が占める割合が大きくなるのを防ぐこ
とができるため、機関の高速時にも燃料の増量要求に容
易に応えることができる。As described above, if the drive voltage of the injector is increased with an increase in the rotation speed, the injection delay time is shortened with the increase in the rotation speed, and the injection delay time is increased with respect to the injection effective period at a high engine speed. Therefore, it is possible to easily respond to a demand for increasing the amount of fuel even when the engine is running at high speed.
インジェクタトリガ回路802は、例えば、第２図に示
すように、抵抗R1と、コレクタエミッタ回路が抵抗R1を
通してインジェクタの励磁コイル207に直列に接続され
たNPNトランジスタTr1とにより構成できる。この例で
は、トランジスタTr1のエミッタが接地されていて、励
磁コイル207と抵抗R1とトラジスタTr1のコレクタエミッ
タ回路との直列回路の両端に駆動電源回路801が出力す
る駆動電圧Vi印加され、トランジスタTr1のベースに噴
射指令信号Vsが与えられる。The injector trigger circuit 802 can be composed of, for example, as shown in FIG. 2, a resistor R1 and an NPN transistor Tr1 whose collector-emitter circuit is connected in series to the exciting coil 207 of the injector through the resistor R1. In this example, the emitter of the transistor Tr1 is grounded, and the drive voltage Vi output from the drive power supply circuit 801 is applied to both ends of a series circuit of the exciting coil 207, the resistor R1, and the collector-emitter circuit of the transistor Tr1, and the transistor Tr1 An injection command signal Vs is provided to the base.
上記の実施例において、燃料ポンプ５はバッテリによ
り駆動しても良いが、この燃料ポンプを内燃機関により
駆動される発電機11の出力により駆動するようにしても
良い。燃料ポンプ５を発電機11により駆動するようにす
ると、機関の回転数の上昇に伴って燃料ポンプの駆動電
圧が上昇してその吐出圧が増大するため、インジェクタ
２の入口に加えられる燃圧を機関の回転数の上昇に伴っ
て増大させるようにすることができる。このように回転
数に応じて燃圧を変化させる場合には、圧力調整器６を
通して燃料タンク３に燃料を戻す経路を省略することが
できる。In the above embodiment, the fuel pump 5 may be driven by a battery, but the fuel pump 5 may be driven by the output of a generator 11 driven by an internal combustion engine. When the fuel pump 5 is driven by the generator 11, the driving voltage of the fuel pump increases as the engine speed increases and the discharge pressure increases, so that the fuel pressure applied to the inlet of the injector 2 is reduced by the engine pressure. Can be increased with an increase in the number of rotations. When the fuel pressure is changed in accordance with the rotation speed in this manner, a path for returning fuel to the fuel tank 3 through the pressure regulator 6 can be omitted.
インジェクタからの単位時間当たりの燃料噴射量は燃
圧の上昇に伴って増加していくため、上記のように機関
の回転数の上昇に応じて燃圧を増大させるようにする
と、機関の高速時の単位時間当たりの噴射量を増大させ
ることができ、噴射有効期間が短くなる高速時において
も、燃料増量要求に容易に応えることができる。Since the fuel injection amount per unit time from the injector increases with an increase in the fuel pressure, if the fuel pressure is increased in accordance with the increase in the engine speed as described above, the unit at high engine speed The injection amount per hour can be increased, and the fuel increase demand can be easily met even at a high speed when the injection effective period is short.
また機関の低速時には単位時間当たりの噴射量が少な
くなるため、機関の低速時に過剰な燃料が供給されるの
を防ぐことができる。Further, since the injection amount per unit time is reduced when the engine is running at a low speed, it is possible to prevent excessive fuel from being supplied when the engine is running at a low speed.
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、内燃機関の始動時か
ら高速時にかけて機関の回転数の上昇に伴ってインジェ
クタの駆動電圧を増大させるようにしたので、回転数の
上昇に伴って噴射遅れ時間を短くして機関の高速時に噴
射有効期間に対して噴射遅れ時間が占める割合が大きく
なるのを防ぐことができ、機関の高速時にも燃料の増量
要求に容易に応えることができる利点がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the drive voltage of the injector is increased as the engine speed increases from the start of the internal combustion engine to the time of high speed. To prevent the ratio of injection delay time to the effective injection period from increasing when the engine is running at high speed, and to easily meet the demand for increased fuel even at high engine speeds. There are advantages that can be.
また発明によれば、機関の高速時に駆動電圧が設定値
を超えないようにすることができるため、高速時にイン
ジェクタに過大な電圧が印加されるを防ぐことができ
る。According to the invention, the driving voltage can be prevented from exceeding the set value at the time of high speed of the engine, so that an excessive voltage can be prevented from being applied to the injector at the time of high speed.
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明の他の実施例の要部を示すブロック図、第３図は本
発明で用いることができるインジェクタの構造例を示し
た断面図、第４図は本発明におけるインジェクタの駆動
電圧と機関の回転数との関係の一例を示した線図、第５
図は本発明の実施例におけるインジェクタの駆動電圧と
駆動電流との関係を示した波形図、第６図は従来の噴射
装置におけるインジェクタの駆動電圧と駆動電流との関
係を示した波形図、第７図は噴射遅れ時間と回転数との
関係を示した線図、第８図は機関の燃料噴射有効機関と
回転数との関係の一例を示した線図、第９図は従来の燃
料噴射装置の構成を示したブロック図である。 １……内燃機関、２……インジェクタ、３……燃料タン
ク、５……燃料ポンプ、８……インジェクタ駆動装置、
801……駆動電源回路、802……インジェクタトリガ回
路、11……磁石式交流発電機。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a main part of another embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a structural example of an injector which can be used in the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the drive voltage of the injector and the engine speed in the present invention.
FIG. 6 is a waveform diagram showing a relationship between a drive voltage and a drive current of an injector in an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a waveform diagram showing a relationship between a drive voltage and a drive current of an injector in a conventional injection device. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the injection delay time and the rotational speed, FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the engine effective for fuel injection of the engine and the rotational speed, and FIG. 9 is a diagram showing the conventional fuel injection. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the device. 1 ... internal combustion engine, 2 ... injector, 3 ... fuel tank, 5 ... fuel pump, 8 ... injector driving device,
801: drive power supply circuit, 802: injector trigger circuit, 11: magnet type alternator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｆ０２Ｍ 51/02 Ｆ (72)発明者 荒川 祥伸 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (72)発明者 薩川 龍次 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (72)発明者 遠藤 常昭 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−259129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−185640（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−227844（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46150（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−44342（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30937（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119645（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−115559（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−95545（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−166739（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−159551（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭35−4256（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−28283（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 F02D 29/06 F02M 51/02 F16K 31/06 H02P 9/08 - 9/48 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H02P 9/48 F02M 51/02 F (72) Inventor Yoshinobu Arakawa 3744 Ooka, Numazu-shi, Shizuoka Prefecture Kokusan Denki Co., Ltd. (72 Inventor Ryuji Satsukawa 3744 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture, Japan (72) Inventor Tsuneaki Endo 3744 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture, Japan Kokusai Denki Co., Ltd. (56) References 259129 (JP, A) JP-A-61-185640 (JP, A) JP-A-1-227844 (JP, A) JP-A-2-46150 (JP, A) JP-A-2-36934 (JP, A) JP-A-50-44342 (JP, A) JP-A-2-30937 (JP, A) JP-A-2-119645 (JP, A) JP-A-63-115559 (JP, U) JP-A-1-95545 (JP, U) Japanese Utility Model Hei 1-166739 (JP, U) Japanese Utility Model Hei 1-159551 (JP, U) JP-B 35-4256 (JP, B1) JP-B 49-28283 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/00 F02D 29 / 06 F02M 51/02 F16K 31/06 H02P 9/08-9/48
Claims (1)
ベル以上の駆動電流が与えられているときに内燃機関の
燃料噴射空間に燃料を噴射するインジェクタと、燃料タ
ンクから前記インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプ
と、前記励磁コイルに印加する駆動電圧を発生する駆動
電源回路と、噴射指令信号が与えられたときに前記駆動
電源回路から前記インジェクタの励磁コイルに前記駆動
電流を流すインジェクタトリガ回路とを備えた燃料噴射
装置において、 前記駆動電源回路は、前記内燃料機関により駆動される
交流発電機と、該交流発電機の出力を整流して前記内燃
機関の回転数の上昇に伴って大きさが増大する直流電圧
を前記駆動電圧として出力する整流器と、内燃機関の高
速時に前記整流器が出力する駆動電圧が設定値を超えな
いように制御する電圧調整器とを備えて、前記内燃機関
の始動時から回転数の上昇に伴って前記駆動電圧の大き
さを増大させて、、内燃機関の高速時には該駆動電圧の
大きさを設定値以下に制限する特性を有する回路からな
っていることを特徴とする燃料噴射装置。An injector for injecting fuel into a fuel injection space of an internal combustion engine when a drive current of a predetermined level or more is applied to the excitation coil; and supplying fuel to the injector from a fuel tank. A fuel pump, a drive power supply circuit that generates a drive voltage to be applied to the excitation coil, and an injector trigger circuit that flows the drive current from the drive power supply circuit to the excitation coil of the injector when an injection command signal is given. In the fuel injection device, the drive power supply circuit, an AC generator driven by the internal fuel engine, rectifies the output of the AC generator and increases in size with an increase in the rotation speed of the internal combustion engine A rectifier that outputs a DC voltage that increases as the drive voltage, and a drive voltage that the rectifier outputs at a high speed of the internal combustion engine does not exceed a set value. A voltage regulator for controlling the internal combustion engine to increase the magnitude of the drive voltage as the engine speed increases from the start of the internal combustion engine, and to increase the magnitude of the drive voltage when the internal combustion engine is running at high speed. A fuel injection device comprising a circuit having a characteristic of limiting the value to a set value or less.
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