JP3351036B2 - Fuel injection device - Google Patents
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料圧が高くなるほど開弁されるために
は高いバッテリ電圧が必要となる電磁式燃料噴射弁を備
えた燃料噴射装置が本出願人によりすでに提案されてい
る（特願平４−１２２２３５号参照）。2. Description of the Related Art A fuel injection device having an electromagnetic fuel injection valve that requires a high battery voltage to open a valve as the fuel pressure becomes higher has already been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. Hei. -122235).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の燃
料噴射弁においてバッテリ電圧が低下すると燃料噴射弁
が開弁されるのに必要な電気エネルギが供給されず、そ
の結果燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が一定に維持
された場合には燃料噴射弁が開弁されないために燃料噴
射を行えなくなるという問題がある。However, when the battery voltage drops in the above-described fuel injector, the electric energy required for opening the fuel injector is not supplied, and as a result, the fuel supplied to the fuel injector is not supplied. If the pressure is kept constant, fuel injection cannot be performed because the fuel injection valve is not opened.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、燃料を噴射するために開弁される
電磁式燃料噴射弁と、該燃料噴射弁に燃料を供給するた
めの機関駆動式燃料ポンプとを備え、該燃料噴射弁は、
燃料圧が高くなるほど開弁されるためには高いバッテリ
電圧が必要となる内燃機関用燃料噴射装置において、上
記バッテリ電圧が予め定められた設定電圧よりも低くな
ったときには上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を
低下させるようにしている。According to the present invention, there is provided an electromagnetic fuel injection valve which is opened for injecting fuel, and wherein the fuel injection valve comprises a fuel injection valve. And an engine-driven fuel pump for supplying
In an internal combustion engine fuel injection device that requires a higher battery voltage to open as the fuel pressure becomes higher, when the battery voltage becomes lower than a predetermined set voltage, the battery is supplied to the fuel injection valve. To reduce the fuel pressure.
【０００５】[0005]
【作用】バッテリ電圧が設定電圧よりも低くなったとき
には燃料噴射弁が開弁可能であるように燃料圧を低下さ
せる。When the battery voltage becomes lower than the set voltage, the fuel pressure is reduced so that the fuel injection valve can be opened.
【０００６】[0006]
【実施例】図１を参照すると、１はシリンダブロック、
２はピストン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は
吸気弁、６は排気弁、７は吸気ポート、８は排気ポー
ト、９は電磁式燃料噴射弁をそれぞれ示す。燃料噴射弁
９は燃料分配管１０を介して高圧ポンプ１１に連結さ
れ、高圧ポンプ１１は燃料供給管１２を介して燃料タン
ク１３内に配置された低圧ポンプ１４に連結される。図
１に示した実施例において燃料噴射弁９は燃焼室４内に
燃料を噴射する、いわゆる筒内直接噴射式燃料噴射弁か
ら構成され、このため燃料噴射弁９に供給される燃料の
圧力は吸気通路内に燃料を噴射する場合に比べて高くす
る必要があるので低圧ポンプ１４の他に高圧ポンプ１１
を設けている。また、燃料分配管１０内には高圧ポンプ
１１から燃料噴射弁９に向けて流通可能な逆止弁１５が
配置され、一方燃料供給管１２内には圧力レギュレータ
１６および燃料フィルタ１７が配置される。圧力レギュ
レータ１６は高圧ポンプ１１に供給される燃料の圧力を
ほぼ一定に維持する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG.
Reference numeral 2 denotes a piston, 3 denotes a cylinder head, 4 denotes a combustion chamber, 5 denotes an intake valve, 6 denotes an exhaust valve, 7 denotes an intake port, 8 denotes an exhaust port, and 9 denotes an electromagnetic fuel injection valve. The fuel injection valve 9 is connected to a high-pressure pump 11 via a fuel distribution pipe 10, and the high-pressure pump 11 is connected to a low-pressure pump 14 disposed in a fuel tank 13 via a fuel supply pipe 12. In the embodiment shown in FIG. 1, the fuel injection valve 9 is constituted by a so-called in-cylinder direct injection type fuel injection valve which injects fuel into the combustion chamber 4, so that the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 9 is It is necessary to increase the pressure as compared with the case where fuel is injected into the intake passage.
Is provided. A check valve 15 that can flow from the high-pressure pump 11 to the fuel injection valve 9 is disposed in the fuel distribution pipe 10, while a pressure regulator 16 and a fuel filter 17 are disposed in the fuel supply pipe 12. . The pressure regulator 16 keeps the pressure of the fuel supplied to the high-pressure pump 11 almost constant.
【０００７】燃料噴射弁９の側面断面図が示された図２
を参照すると、１８はハウジング、１９はノズル口２０
を備えたノズル、２１はニードル、２２はニードル２１
と一体的に連結されかつ磁性材料からなる可動コア、２
３はソレノイドコイル、２４は磁性材料からなるステー
タ、２５は圧縮ばね、２６は燃料分配管１０に連結され
た燃料通路をそれぞれ示す。なお、燃料噴射弁９にはバ
ッテリ５７（図１）から電気エネルギが供給され、また
燃料噴射弁９は電子制御ユニット５０（図１）の出力信
号に基づいて制御される。FIG. 2 is a side sectional view of the fuel injection valve 9.
Reference numeral 18 denotes a housing, and 19 denotes a nozzle port 20.
Nozzle, 21 is a needle, 22 is a needle 21
A movable core integrally formed with a magnetic material,
Reference numeral 3 denotes a solenoid coil, 24 denotes a stator made of a magnetic material, 25 denotes a compression spring, and 26 denotes a fuel passage connected to the fuel distribution pipe 10. The fuel injection valve 9 is supplied with electric energy from a battery 57 (FIG. 1), and the fuel injection valve 9 is controlled based on an output signal of an electronic control unit 50 (FIG. 1).
【０００８】燃料噴射を開始すべきときにはソレノイド
２３が付勢される。ソレノイド２３が付勢されると可動
コア２２に上向きの電磁吸引力が作用し、この上向きの
力が可動コア２２に作用する下向きの力、すなわち圧縮
ばね２５のばね力および燃料通路２６内の燃料圧による
力、よりも大きくなると可動コア２２がニードル２１と
共に上昇し、その結果ニードル２１がノズル口２０を開
放するために燃料噴射が開始される。一方燃料噴射を停
止すべきときにはソレノイド２３が消勢される。ソレノ
イド２３が消勢されると圧縮ばね２５のばね力および燃
料通路２６内の燃料圧による力によって可動コア２２が
下降し、その結果ニードル２１がノズル口２０を閉鎖す
るために燃料噴射が停止される。When fuel injection is to be started, the solenoid 23 is energized. When the solenoid 23 is urged, an upward electromagnetic attraction force acts on the movable core 22, and the upward force acts on the movable core 22 in a downward direction, that is, the spring force of the compression spring 25 and the fuel in the fuel passage 26. When the force due to the pressure becomes larger, the movable core 22 rises together with the needle 21, and as a result, the fuel injection is started because the needle 21 opens the nozzle port 20. On the other hand, when the fuel injection should be stopped, the solenoid 23 is deenergized. When the solenoid 23 is deenergized, the movable core 22 descends due to the spring force of the compression spring 25 and the force due to the fuel pressure in the fuel passage 26, and as a result, the fuel injection is stopped because the needle 21 closes the nozzle port 20. You.
【０００９】一方、図１に示した実施例において高圧ポ
ンプ１１はダイアフラム式ポンプから構成される。高圧
ポンプ１１の断面図が示された図３を参照すると、２７
はハウジング、２８はハウジング２７内に形成されたカ
ム室、２９はカム室２８内に配置されたカム、３０はク
ランクシャフト（図示しない）に連結されたカム回転
軸、３１はプランジャ挿入孔３２内に摺動可能に挿入さ
れたプランジャ、３３はプランジャ挿入孔３１を介して
カム室２８に連通されたオイル室、３４は燃料分配管１
０に連通されたポンプ室、３５はオイル室３３とポンプ
室３４とを隔離するダイアフラム、３６はポンプ室３４
と燃料供給管１２とを連結する燃料ポート、３７は燃料
ポート３６内に配置された開閉制御弁、３８はソレノイ
ドコイル、３９は圧縮ばね、４０は磁性材料からなるス
テータをそれぞれ示す。またハウジング２７内には一対
のポート４１が形成され、各ポート４１の一端はプラン
ジャ挿入孔３２周面に開口し、各ポート４１の他端はカ
ム室２８内に開口する。なお、カム室２８、各ポート４
１、プランジャ挿入孔３２、およびオイル室３３内はほ
ぼ大気圧の作動油によって満たされている。一方燃料ポ
ート３６およびポンプ室３４内は燃料で満たされてい
る。On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, the high-pressure pump 11 comprises a diaphragm pump. Referring to FIG. 3, which shows a cross-sectional view of the high-pressure pump 11, 27
Is a housing, 28 is a cam chamber formed in the housing 27, 29 is a cam arranged in the cam chamber 28, 30 is a cam rotation shaft connected to a crankshaft (not shown), 31 is a plunger insertion hole 32 The plunger slidably inserted into the oil chamber 33, the oil chamber communicated with the cam chamber 28 through the plunger insertion hole 31, and the fuel distribution pipe 1
The pump chamber communicates with the pump chamber, a diaphragm for separating the oil chamber 33 and the pump chamber from each other, and a pump chamber for the oil chamber.
Reference numeral 37 denotes an open / close control valve disposed in the fuel port 36, 38 denotes a solenoid coil, 39 denotes a compression spring, and 40 denotes a stator made of a magnetic material. A pair of ports 41 are formed in the housing 27, one end of each port 41 is opened on the peripheral surface of the plunger insertion hole 32, and the other end of each port 41 is opened in the cam chamber 28. The cam chamber 28, each port 4
1. The inside of the plunger insertion hole 32 and the oil chamber 33 is filled with hydraulic oil at substantially atmospheric pressure. On the other hand, the fuel port 36 and the pump chamber 34 are filled with fuel.
【００１０】次に高圧ポンプ１１の作動について説明す
る。プランジャ３１が上死点に位置しているときソレノ
イド３８はすでに消勢されているが開閉制御弁３７には
ポンプ室３４内の燃料圧によって上向きの力が作用して
おり、その結果開閉制御弁３７は閉弁されている。ま
た、ダイアフラム３５は上方に、すなわちポンプ室３４
に向けて変位している。プランジャ３１がプランジャ上
死点から下降し始めるとオイル室３３内の圧力が低下し
始め、その結果ダイアフラム３５が下方に変位し始め
る。ダイアフラム３５が下方に変位し始めるとポンプ室
３４の容積が増大されるのでポンプ室３４内の燃料圧が
低下する。開閉制御弁３７に作用する上向きの力、すな
わちポンプ室３４内の燃料圧による力、が開閉制御弁３
７に作用する下向きの力、すなわち圧縮ばね３９のばね
力および燃料ポート３６内の燃料圧による力、よりも小
さくなると開閉制御弁３７が下方に変位して開弁し、そ
の結果燃料ポート３６内の燃料がポンプ室３４内に流入
し始める。次いでプランジャ３１がプランジャ下死点近
傍まで下降するとオイル室３３内の圧力とポンプ室３４
内の圧力とはほぼ等しくなり、このためダイアフラム３
５の変位量はほぼ零となる。一方、プランジャ３１上死
点近傍においてプランジャ３１周面によって閉鎖されて
いたポート４１のプランジャ挿入孔３２側各開口はプラ
ンジャ３１が下降するのにつれて開口し、その結果ポー
ト４１を介してプランジャ挿入孔３２とカム室２８とが
連通される。次いで各ポート４１はプランジャ３１の下
死点直前において全開する。Next, the operation of the high-pressure pump 11 will be described. When the plunger 31 is located at the top dead center, the solenoid 38 is already deenergized, but an upward force is applied to the on / off control valve 37 by the fuel pressure in the pump chamber 34, and as a result, the on / off control valve 37 is closed. Further, the diaphragm 35 is moved upward, that is, the pump chamber 34.
Displaced toward. When the plunger 31 starts to descend from the plunger top dead center, the pressure in the oil chamber 33 starts to decrease, and as a result, the diaphragm 35 starts to be displaced downward. When the diaphragm 35 starts to be displaced downward, the volume of the pump chamber 34 increases, so that the fuel pressure in the pump chamber 34 decreases. The upward force acting on the on / off control valve 37, that is, the force due to the fuel pressure in the pump chamber 34, is applied to the on / off control valve 3
7, the opening / closing control valve 37 is displaced downward and opens when the pressure is smaller than the downward force acting on the fuel port 7, that is, the spring force of the compression spring 39 and the force due to the fuel pressure in the fuel port 36. Starts flowing into the pump chamber 34. Next, when the plunger 31 descends to the vicinity of the plunger bottom dead center, the pressure in the oil chamber 33 and the pump chamber 34
And the pressure in the diaphragm 3
The displacement amount of No. 5 becomes almost zero. On the other hand, each opening of the port 41 on the side of the plunger insertion hole 32 which has been closed by the peripheral surface of the plunger 31 near the top dead center of the plunger 31 opens as the plunger 31 descends. And the cam chamber 28 are communicated. Next, each port 41 is fully opened just before the bottom dead center of the plunger 31.
【００１１】プランジャ３１が下死点から上昇し次いで
プランジャ３１周面によってポート４１が閉鎖されると
オイル室３３内の圧力が上昇し始める。オイル室３３内
の圧力が上昇し始めるとダイアフラム３５が上方に向け
て変位するのでポンプ室３４の容積が減少し始める。こ
のとき開閉制御弁３７は開弁されているのでポンプ室３
４内の燃料が燃料ポート３６を介して燃料供給管１２内
に逆流する。次いでソレノイド３８が付勢されると開閉
制御弁３７が上方に変位して閉弁し、その結果プランジ
ャ３１の上昇に伴いポンプ室３４内の燃料が加圧され始
める。次いでポンプ室３４内の燃料圧が逆止弁１５（図
１）の開弁圧に達すると逆止弁１５が開弁し、ポンプ室
３４内の燃料が燃料噴射弁９に向けて吐出される。な
お、開閉制御弁３７が一旦閉弁されると開閉制御弁３７
はポンプ室３４内の燃料圧によって閉弁状態に維持され
るので開閉制御弁３７を閉弁位置まで上昇させるのに必
要な短時間だけソレノイド３８を付勢すればよい。When the plunger 31 rises from the bottom dead center and the port 41 is closed by the peripheral surface of the plunger 31, the pressure in the oil chamber 33 starts to rise. When the pressure in the oil chamber 33 starts to increase, the volume of the pump chamber 34 starts to decrease because the diaphragm 35 is displaced upward. At this time, since the on-off control valve 37 is opened, the pump chamber 3
The fuel in 4 flows back into fuel supply pipe 12 through fuel port 36. Next, when the solenoid 38 is energized, the open / close control valve 37 is displaced upward and closed, and as a result, the fuel in the pump chamber 34 starts to be pressurized with the rise of the plunger 31. Next, when the fuel pressure in the pump chamber 34 reaches the valve opening pressure of the check valve 15 (FIG. 1), the check valve 15 opens, and the fuel in the pump chamber 34 is discharged toward the fuel injection valve 9. . Note that once the open / close control valve 37 is closed, the open / close control valve 37 is closed.
Is maintained in the closed state by the fuel pressure in the pump chamber 34, the solenoid 38 may be energized for a short time necessary to raise the open / close control valve 37 to the closed position.
【００１２】図１に示した実施例では高圧ポンプ１１の
燃料吐出量を制御することによって燃料分配管１０内の
燃料圧、すなわち燃料噴射弁９の燃料通路２６（図２）
内の燃料圧を目標燃料圧に一致させるようにしており、
また開閉制御弁３７の閉弁時間を制御することによって
高圧ポンプ１１の燃料吐出量を制御している。開閉制御
弁３７の閉弁時間を長くすると開閉制御弁３７の開弁時
間が短くなり、その結果ポンプ室３４から燃料ポート３
６を介して燃料供給管１２内に逆流する燃料量が減少す
るので高圧ポンプ１１の燃料吐出量が増大される。これ
に対し開閉制御弁３７の閉弁時間を短くすると開閉制御
弁３７の開弁時間が長くなり、その結果ポンプ室３４か
ら燃料供給管１２内に逆流する燃料量が増大するので高
圧ポンプ１１の燃料吐出量が減少される。なお、ソレノ
イド３８は電子制御ユニット５０（図１）の出力信号に
基づいて制御される。In the embodiment shown in FIG. 1, the fuel pressure in the fuel distribution pipe 10, that is, the fuel passage 26 of the fuel injection valve 9 (FIG. 2) is controlled by controlling the amount of fuel discharged from the high-pressure pump 11.
The internal fuel pressure is made to match the target fuel pressure,
In addition, the amount of fuel discharged from the high-pressure pump 11 is controlled by controlling the closing time of the opening / closing control valve 37. Increasing the closing time of the on-off control valve 37 shortens the opening time of the on-off control valve 37. As a result, the fuel port 3
Since the amount of fuel flowing back into the fuel supply pipe 12 through 6 decreases, the amount of fuel discharged from the high-pressure pump 11 increases. On the other hand, when the closing time of the on-off control valve 37 is shortened, the opening time of the on-off control valve 37 is lengthened. As a result, the amount of fuel flowing backward from the pump chamber 34 into the fuel supply pipe 12 is increased. The fuel output is reduced. Note that the solenoid 38 is controlled based on an output signal of the electronic control unit 50 (FIG. 1).
【００１３】開閉制御弁３７の開弁時期および閉弁時期
が示された図４を参照すると、開閉制御弁３７の開弁時
期からカム２９の回転角ＴＣだけ遡った時期においてソ
レノイド３８をオンにし開閉制御弁３７を閉弁するよう
にしている。ところが開閉制御弁３７の開弁時期は図４
に示すようにプランジャ３１上死点からカム回転角αだ
け進んだ時期において一定とみなすことができるので本
発明による実施例ではカム回転角ＴＣ、すなわち開閉制
御弁３７の閉弁時期を制御することによって開閉制御弁
３７の閉弁時間を制御し、高圧ポンプ１１の燃料吐出量
を制御している。すなわち回転角ＴＣを大きくすると開
閉制御弁３７閉弁時期が早くされ開閉制御弁３７閉弁時
間が長くなるので高圧ポンプ１１の燃料吐出量が増大さ
れ、一方回転角ＴＣを小さくすると開閉制御弁３７閉弁
時期が遅くされ開閉制御弁３７閉弁時間が短くなるので
高圧ポンプ１１の燃料吐出量が減少される。なお、閉弁
時期ＴＣは燃料噴射弁９における要求燃料量に依存して
求められる基本閉弁時期ＴＣＢとフィードバック補正係
数Ｔｆとの和として求められる（後述する）。またソレ
ノイド３８は機関運転状態に応じた短時間だけオンにさ
れる。Referring to FIG. 4 showing the opening timing and closing timing of the on-off control valve 37, the solenoid 38 is turned on at a timing that is earlier than the opening timing of the on-off control valve 37 by the rotation angle TC of the cam 29. The opening / closing control valve 37 is closed. However, the opening timing of the on-off control valve 37 is shown in FIG.
Can be regarded as constant at a timing advanced from the top dead center of the plunger 31 by the cam rotation angle α as shown in FIG. 7, the embodiment according to the present invention controls the cam rotation angle TC, that is, the closing timing of the opening / closing control valve 37. This controls the valve closing time of the opening / closing control valve 37 to control the fuel discharge amount of the high-pressure pump 11. That is, when the rotation angle TC is increased, the closing timing of the opening / closing control valve 37 is advanced and the closing time of the opening / closing control valve 37 is increased, so that the fuel discharge amount of the high-pressure pump 11 is increased. Since the valve closing timing is delayed and the closing time of the opening / closing control valve 37 is shortened, the fuel discharge amount of the high-pressure pump 11 is reduced. Note that the valve closing timing TC is obtained as the sum of the basic valve closing timing TCB and the feedback correction coefficient Tf obtained depending on the required fuel amount of the fuel injection valve 9 (described later). The solenoid 38 is turned on only for a short time according to the engine operating state.
【００１４】再び図１を参照すると電子制御ユニット５
０はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス５
１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、Ｃ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５およ
び出力ポート５６を具備する。燃料噴射弁９に接続され
たバッテリ５７にはバッテリ電圧に比例した出力電圧を
発生する電圧センサ５８が取付けられ、電圧センサ５８
の出力電圧はＡＤ変換器５９を介して入力ポート５５に
入力される。燃料分配管１０には燃料分配管１０内の燃
料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ６０が
取付けられ、燃料圧センサ６０の出力電圧はＡＤ変換器
６１を介して入力ポート５５に入力される。負荷センサ
６２は例えばアクセルペダル（図示しない）の踏込み量
に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はＡＤ変換
器６３を介して入力ポート５５に入力される。また、ク
ランク角センサ６４は例えばクランクシャフトが３０度
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは入
力ポート５５に入力される。上死点センサ６５は例えば
１番気筒が吸気上死点に達したときに出力パルスを発生
し、この出力パルスは入力ポート５５に入力される。Ｃ
ＰＵ５４ではクランク角センサ６４の出力パルスと上死
点センサ６５の出力パルスとから現在のクランク角が計
算され、また現在のカム２９回転角が計算される。さら
にクランク角センサ６４の出力パルスから機関回転数が
計算される。一方、出力ポート５６は対応する駆動回路
６６を介して燃料噴射弁９のソレノイド２３および高圧
ポンプ１１のソレノイド３８にそれぞれ接続される。Referring again to FIG. 1, the electronic control unit 5
0 is a digital computer and has a bidirectional bus 5
ROM (read only memory) 52, RAM (random access memory) 53, C
A PU (microprocessor) 54, an input port 55 and an output port 56 are provided. A voltage sensor 58 for generating an output voltage proportional to the battery voltage is attached to a battery 57 connected to the fuel injection valve 9.
Is input to the input port 55 via the AD converter 59. A fuel pressure sensor 60 that generates an output voltage proportional to the fuel pressure in the fuel distribution pipe 10 is attached to the fuel distribution pipe 10, and the output voltage of the fuel pressure sensor 60 is input to an input port 55 via an AD converter 61. Is done. The load sensor 62 generates, for example, an output voltage proportional to the depression amount of an accelerator pedal (not shown). The crank angle sensor 64 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, for example, and the output pulse is input to the input port 55. The top dead center sensor 65 generates an output pulse when, for example, the first cylinder reaches the intake top dead center, and this output pulse is input to the input port 55. C
The PU 54 calculates the current crank angle from the output pulse of the crank angle sensor 64 and the output pulse of the top dead center sensor 65, and calculates the current rotation angle of the cam 29. Further, the engine speed is calculated from the output pulse of the crank angle sensor 64. On the other hand, the output port 56 is connected to the solenoid 23 of the fuel injection valve 9 and the solenoid 38 of the high-pressure pump 11 via a corresponding drive circuit 66.
【００１５】ところで燃料噴射を開始すべく燃料噴射弁
９のソレノイド２３がオンにされると可動コア２２に上
向きの電磁吸引力が作用し、この上向きの力が可動コア
２２に作用する下向きの力、すなわち圧縮ばね２５のば
ね力および燃料通路２６内の燃料圧による力、よりも大
きくなると可動コア２２がニードル２１と共に上昇する
ために燃料噴射が開始される。ところがソレノイド２３
に電気エネルギを供給するバッテリ５７の電圧が低下す
ると可動コア２２に作用する電磁吸引力が低下し、その
結果燃料通路２６（図２）内の燃料圧を一定に維持する
ようにした場合には可動コア２２に作用する上向きの
力、すなわちソレノイド２３による電磁吸引力、が可動
コア２２に作用する下向きの力、すなわち圧縮ばね２５
のばね力および燃料通路２６内の燃料圧による力、を克
服できなくなり、したがって可動コア２２が上昇できな
いために燃料噴射を行えなくなる。この問題を解決する
ためソレノイド２３の例えば巻数を増加させて電磁吸引
力を確保することが考えられるが、この場合燃料噴射弁
９の寸法が大きくなるという不具合を生じる。あるいは
例えばコンデンサに予め蓄えられた電気エネルギを燃料
噴射弁９開弁時に放電することも考えられるが、この場
合には構造が複雑になりまたコストが増大するという問
題が生じる。そこで本発明による実施例ではバッテリ５
７の電圧が予め定められた設定電圧よりも低くなったと
きには燃料通路２６内の燃料圧を低下させるようにして
いる。その結果バッテリ５７の電圧が低下して燃料噴射
を開始すべきときに可動コア２２に作用する上向きの力
が低下したときにも可動コア２２が上昇可能となり、し
たがって燃料噴射を継続して行うことができる。しかも
燃料噴射弁９の寸法を大きくすることなく、またコスト
を増大することなく燃料噴射を確保することができる。When the solenoid 23 of the fuel injection valve 9 is turned on to start fuel injection, an upward electromagnetic attraction force acts on the movable core 22, and the upward force acts on the movable core 22 as a downward force. That is, when the spring force of the compression spring 25 and the force due to the fuel pressure in the fuel passage 26 become larger, the movable core 22 rises together with the needle 21 and fuel injection is started. However, the solenoid 23
When the voltage of the battery 57 that supplies electric energy to the fuel cell decreases, the electromagnetic attraction acting on the movable core 22 decreases, and as a result, the fuel pressure in the fuel passage 26 (FIG. 2) is kept constant. An upward force acting on the movable core 22, that is, an electromagnetic attraction force by the solenoid 23, is applied to the movable core 22 by a downward force, that is, a compression spring 25.
And the force due to the fuel pressure in the fuel passage 26 cannot be overcome, and therefore the fuel cannot be injected because the movable core 22 cannot rise. In order to solve this problem, it is conceivable to increase the number of turns of the solenoid 23, for example, to secure the electromagnetic attraction force. In this case, however, a problem occurs in that the size of the fuel injection valve 9 increases. Alternatively, for example, it is conceivable to discharge the electric energy stored in advance in the capacitor when the fuel injection valve 9 is opened, but in this case, the structure becomes complicated and the cost increases. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the battery 5
When the voltage of the fuel cell 7 becomes lower than a predetermined voltage, the fuel pressure in the fuel passage 26 is reduced. As a result, the movable core 22 can be raised even when the upward force acting on the movable core 22 decreases when the voltage of the battery 57 decreases and fuel injection should be started, so that the fuel injection can be continued. Can be. Moreover, fuel injection can be ensured without increasing the size of the fuel injection valve 9 and without increasing the cost.
【００１６】図５には本発明による実施例における燃料
分配管１０内の目標燃料圧ＰＦとバッテリ５７の電圧Ｖ
Ｂとの関係が示される。図５に示したマップは予めＲＯ
Ｍ５２内に記憶されている。図５を参照するとバッテリ
５７の電圧ＶＢが設定電圧ＶＢ０よりも高いときには燃
料分配管１０内の目標燃料圧ＰＦは一定値ＰＦ０に維持
される。これに対しバッテリ５７の電圧ＶＢが設定電圧
ＶＢ０よりも低くなったときには燃料分配管１０内の目
標燃料圧ＰＦは一定値ＰＦ０よりも低く設定される。上
述のように本発明による実施例では燃料分配管１０内の
燃料圧Ｐｆが目標燃料圧ＰＦに一致するように高圧ポン
プ１１の燃料吐出量が制御されているので目標燃料圧Ｐ
Ｆを一定値ＰＦ０よりも低く設定することによって燃料
分配管１０内の燃料圧Ｐｆを低下させることができる。FIG. 5 shows the target fuel pressure PF in the fuel distribution pipe 10 and the voltage V of the battery 57 in the embodiment according to the present invention.
The relationship with B is shown. The map shown in FIG.
It is stored in M52. Referring to FIG. 5, when voltage VB of battery 57 is higher than set voltage VB0, target fuel pressure PF in fuel distribution pipe 10 is maintained at a constant value PF0. On the other hand, when the voltage VB of the battery 57 becomes lower than the set voltage VB0, the target fuel pressure PF in the fuel distribution pipe 10 is set lower than the constant value PF0. As described above, in the embodiment according to the present invention, the fuel discharge amount of the high-pressure pump 11 is controlled such that the fuel pressure Pf in the fuel distribution pipe 10 matches the target fuel pressure PF.
By setting F to be lower than the fixed value PF0, the fuel pressure Pf in the fuel distribution pipe 10 can be reduced.
【００１７】次に図６を参照して上述の実施例を実行す
るためのルーチンを説明する。図６を参照すると、まず
ステップ７０では電圧センサ５８の出力電圧に基づいて
バッテリ５７の電圧ＶＢが求められる。次いでステップ
７１ではステップ７０において求められたバッテリ５７
電圧ＶＢから図５に示したマップに基づいて燃料分配管
１０内の目標燃料圧ＰＦが計算される。ステップ７２で
はすでに求められている機関回転数Ｎおよび機関負荷Ｌ
から図７に示したマップに基づいて燃料噴射弁９から噴
射すべき要求燃料量ＱＦが計算され、ステップ７３では
ステップ７２において求められた要求燃料量ＱＦから図
８に示したマップに基づいて開閉制御弁３７の基本閉弁
時期に相当するカム回転角ＴＣＢ（図４）が求められ
る。図８からわかるように要求燃料量ＱＦが多いときほ
どカム回転角ＴＣＢは大きくされる。次いでステップ７
４では燃料圧センサ６０の出力電圧に基づいて燃料分配
管１０内の現在の燃料圧Ｐｆが計算され、ステップ７５
では目標燃料圧ＰＦおよび燃料分配管１０内の現在の燃
料圧Ｐｆなどに基づいて燃料分配管１０内の燃料圧Ｐｆ
を目標燃料圧ＰＦに一致させるフィードバック補正係数
Ｔｆが求められる。ステップ７６ではステップ７３にお
いて求められたカム回転角ＴＣＢにフィードバック補正
係数Ｔｆを加算することによって開閉制御弁３７の閉弁
時期に相当するカム回転角ＴＣが求められる。次いで処
理サイクルを終了する。なお図７および図８に示したマ
ップは予めＲＯＭ５２内にそれぞれ記憶されている。Next, a routine for executing the above-described embodiment will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 6, first, at step 70, the voltage VB of the battery 57 is obtained based on the output voltage of the voltage sensor 58. Next, at step 71, the battery 57 obtained at step 70 is obtained.
The target fuel pressure PF in the fuel distribution pipe 10 is calculated from the voltage VB based on the map shown in FIG. In step 72, the engine speed N and the engine load L already determined
The required fuel amount QF to be injected from the fuel injection valve 9 is calculated based on the map shown in FIG. 7 from the map shown in FIG. 7, and in step 73, the required fuel amount QF obtained in step 72 is opened and closed based on the map shown in FIG. A cam rotation angle TCB (FIG. 4) corresponding to the basic closing timing of the control valve 37 is obtained. As can be seen from FIG. 8, the cam rotation angle TCB increases as the required fuel amount QF increases. Then step 7
In step 4, the current fuel pressure Pf in the fuel distribution pipe 10 is calculated based on the output voltage of the fuel pressure sensor 60, and step 75
Then, the fuel pressure Pf in the fuel distribution pipe 10 is determined based on the target fuel pressure PF, the current fuel pressure Pf in the fuel distribution pipe 10, and the like.
Is adjusted to match the target fuel pressure PF. In step 76, a cam rotation angle TC corresponding to the closing timing of the opening / closing control valve 37 is obtained by adding the feedback correction coefficient Tf to the cam rotation angle TCB obtained in step 73. Next, the processing cycle ends. The maps shown in FIGS. 7 and 8 are stored in the ROM 52 in advance.
【００１８】ところで本発明による実施例では燃料噴射
弁９における基本燃料噴射時間Ｔは要求燃料量ＱＦから
計算される。この基本燃料噴射時間Ｔと要求燃料量ＱＦ
との関係は図９に示すようなマップの形で予めＲＯＭ５
２内に記憶されている。図９からわかるように要求燃料
量ＱＦが多いときほど基本燃料噴射時間Ｔは大きくされ
る。図９に示した基本燃料噴射時間Ｔは燃料分配管１０
内の目標燃料圧ＰＦが一定値ＰＦ０（図５）であるとき
に要求燃料量ＱＦだけ燃料噴射するための最適な燃料噴
射時間である。ところが燃料分配管１０内の目標燃料圧
ＰＦを図５のマップに基づいて一定値ＰＦ０よりも低く
した場合に燃料噴射弁９から基本燃料噴射時間Ｔだけ燃
料噴射を行うと燃料噴射弁９から噴射される燃料量が要
求燃料量ＱＦよりも少なくなってしまう。そこで本発明
による実施例では次式で定義される補正係数Ｋを基本燃
料噴射時間Ｔに乗算することによって燃料噴射時間ＴＡ
Ｕを求め、目標燃料圧ＰＦにおける燃料噴射量が要求燃
料量ＱＦに一致するようにしている。 Ｋ＝（ＰＦ０／ＰＦ）1/2 In the embodiment according to the present invention, the basic fuel injection time T at the fuel injection valve 9 is calculated from the required fuel amount QF. The basic fuel injection time T and the required fuel amount QF
Is stored in the ROM 5 in advance in the form of a map as shown in FIG.
2 is stored. As can be seen from FIG. 9, the basic fuel injection time T increases as the required fuel amount QF increases. The basic fuel injection time T shown in FIG.
This is the optimum fuel injection time for injecting the fuel by the required fuel amount QF when the target fuel pressure PF is within a constant value PF0 (FIG. 5). However, when the target fuel pressure PF in the fuel distribution pipe 10 is made lower than the fixed value PF0 based on the map of FIG. 5, when the fuel is injected from the fuel injection valve 9 for the basic fuel injection time T, the fuel is injected from the fuel injection valve 9. The required fuel amount is smaller than the required fuel amount QF. Accordingly, in the embodiment according to the present invention, the fuel injection time TA is multiplied by the correction coefficient K defined by the following equation to the basic fuel injection time T.
U is determined so that the fuel injection amount at the target fuel pressure PF matches the required fuel amount QF. K = (PF0 / PF) 1/2
【００１９】図１０には燃料噴射時間を計算するための
ルーチンが示される。図１０を参照すると、まずステッ
プ８０では図９のマップに基づいて基本燃料噴射時間Ｔ
が計算される。次いでステップ８１ではすでに求められ
ている目標燃料圧ＰＦから補正係数Ｋが計算される。次
いでステップ８２では補正係数Ｋを基本燃料噴射時間Ｔ
に乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵが計算され
る。FIG. 10 shows a routine for calculating the fuel injection time. Referring to FIG. 10, first, at step 80, the basic fuel injection time T based on the map of FIG.
Is calculated. Next, at step 81, a correction coefficient K is calculated from the target fuel pressure PF already obtained. Next, at step 82, the correction coefficient K is set to the basic fuel injection time T.
Is multiplied to calculate the fuel injection time TAU.
【００２０】これまで述べてきた実施例において高圧ポ
ンプ１１はダイアフラム式ポンプから構成されている。
しかしながら高圧ポンプ１１を燃料吐出量が制御可能
な、例えば容量式ポンプから構成することもできる。In the embodiments described above, the high-pressure pump 11 is constituted by a diaphragm pump.
However, the high-pressure pump 11 may be constituted by, for example, a positive displacement pump capable of controlling the fuel discharge amount.
【００２１】[0021]
【発明の効果】バッテリ電圧が低下したときにも燃料噴
射を確保できる。The fuel injection can be ensured even when the battery voltage drops.
【図１】本発明による実施例を適用した内燃機関の全体
図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine to which an embodiment according to the present invention is applied.
【図２】燃料噴射弁の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a fuel injection valve.
【図３】高圧ポンプの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a high-pressure pump.
【図４】高圧ポンプの開閉制御弁の開弁時期および閉弁
時期を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing a valve opening timing and a valve closing timing of an open / close control valve of a high-pressure pump.
【図５】目標燃料圧ＰＦとバッテリ電圧ＶＢとの関係を
示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a target fuel pressure PF and a battery voltage VB.
【図６】高圧ポンプの開閉制御弁の閉弁時期を計算する
ためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for calculating a closing timing of an open / close control valve of a high-pressure pump.
【図７】要求燃料量と機関回転数および機関負荷との関
係を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a required fuel amount, an engine speed, and an engine load.
【図８】要求燃料量と基本閉弁時期との関係を示す線図
である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a required fuel amount and a basic valve closing timing.
【図９】要求燃料量と基本燃料噴射時間との関係を示す
線図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a required fuel amount and a basic fuel injection time.
【図１０】燃料噴射時間を計算するためのフローチャー
トである。FIG. 10 is a flowchart for calculating a fuel injection time.
４…燃焼室 ９…燃料噴射弁 １０…燃料分配管 １１…高圧ポンプ １４…低圧ポンプ ５７…バッテリ ５８…電圧センサ ６０…燃料圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Combustion chamber 9 ... Fuel injection valve 10 ... Fuel distribution pipe 11 ... High pressure pump 14 ... Low pressure pump 57 ... Battery 58 ... Voltage sensor 60 ... Fuel pressure sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 37/06 F02M 51/00 F02D 41/22 395 F02D 41/38 F02D 45/00 310 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02M 51/00 F02M 51/00 F (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 37/06 F02M 51 / 00 F02D 41/22 395 F02D 41/38 F02D 45/00 310
Claims (1)
燃料噴射弁と、該燃料噴射弁に燃料を供給するための機
関駆動式燃料ポンプとを備え、該燃料噴射弁は、燃料圧
が高くなるほど開弁されるためには高いバッテリ電圧が
必要となる内燃機関用燃料噴射装置において、上記バッ
テリ電圧が予め定められた設定電圧よりも低くなったと
きには上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を低下さ
せるようにした燃料噴射装置。 An electromagnetic fuel injection valve which is opened to inject fuel, and an engine driven fuel pump for supplying fuel to the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve has a fuel pressure In a fuel injection device for an internal combustion engine that requires a higher battery voltage in order to open as the valve becomes higher, the fuel supplied to the fuel injection valve when the battery voltage becomes lower than a predetermined set voltage A fuel injection device that reduces the pressure of the fuel.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP18628593A JP3351036B2 (en) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18628593A JP3351036B2 (en) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | Fuel injection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0742641A JPH0742641A (en) | 1995-02-10 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3351036B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-07-28 JP JP18628593A patent/JP3351036B2/en not_active Expired - Fee Related
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