JPH04231641A - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection device for internal combustion engineInfo
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に駆動されるイ
ンジェクタを用いて内燃機関に燃料を供給する内燃機関
用燃料噴射装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine that uses an electrically driven injector to supply fuel to the engine.
【０００２】0002
【従来の技術】インジェクタは、ノズルとノズルを開閉
するニードルバルブと該ニードルバルブを駆動する電磁
石とを備えたもので、機関の吸気マニホールド等に取付
けられる。インジェクタには燃料ポンプから所定の圧力
（燃圧）で燃料が供給され、ニードルバルブを駆動する
電磁石の励磁コイル（インジェクタの駆動コイル）に駆
動電流が与えられたときにバルブが開いてノズルから燃
料を噴射させる。機関に供給される燃料の量はインジェ
クタのバルブを開く時間（燃料噴射時間）と燃圧とによ
り決まる。2. Description of the Related Art An injector is equipped with a nozzle, a needle valve for opening and closing the nozzle, and an electromagnet for driving the needle valve, and is attached to the intake manifold of an engine. Fuel is supplied to the injector at a predetermined pressure (fuel pressure) from the fuel pump, and when driving current is applied to the excitation coil (injector drive coil) of the electromagnet that drives the needle valve, the valve opens and fuel is discharged from the nozzle. Make it spray. The amount of fuel supplied to the engine is determined by the time the injector valve is opened (fuel injection time) and the fuel pressure.
【０００３】図１９は従来用いられていた燃料噴射装置
の構成を示したもので、同図において１は内燃機関、２
は機関の回転軸に取付けられた発電機、３は機関の吸気
マニホールド等に取付けられたインジェクタである。４
は発電機２の出力で図示しない充電回路を通して充電さ
れるバッテリで、このバッテリの出力はインジェクタ３
を駆動する駆動回路５に供給されている。６は燃料噴射
位置（回転角度位置）を制御する噴射タイミング制御回
路で、この制御回路には、機関の回転軸に取付けられた
ロータ７とピックアップコイル８とを備えた信号発生装
置９から得られる回転角検出用のパルス信号が入力され
ている。信号発生装置９のロータ７は周方向に並んだ多
数のリラクタを備えていて、機関が微小角度回転する毎
にピックアップコイル８からパルス信号を出力する。噴
射タイミング制御回路６は、これらのパルス信号から機
関の回転角度情報を得て、所定の燃料噴射位置で駆動回
路５に所定の信号幅（角度）の噴射タイミング信号を与
える。駆動回路５は噴射タイミング信号が与えられてい
る間閉じるスイッチを備えていて、該スイッチが閉じて
いる間バッテリ９を電源としてインジェクタ３に駆動電
流を流す。FIG. 19 shows the configuration of a conventionally used fuel injection device. In the figure, 1 indicates an internal combustion engine, and 2 indicates an internal combustion engine.
3 is a generator attached to the rotating shaft of the engine, and 3 is an injector attached to the intake manifold of the engine. 4
is a battery that is charged by the output of the generator 2 through a charging circuit (not shown), and the output of this battery is charged by the injector 3.
The signal is supplied to a drive circuit 5 that drives the. Reference numeral 6 denotes an injection timing control circuit that controls the fuel injection position (rotational angular position), and this control circuit includes a signal generator 9 that is provided with a rotor 7 and a pickup coil 8 that are attached to the rotating shaft of the engine. A pulse signal for rotation angle detection is input. The rotor 7 of the signal generator 9 includes a large number of reluctors arranged in the circumferential direction, and outputs a pulse signal from the pickup coil 8 every time the engine rotates by a minute angle. The injection timing control circuit 6 obtains engine rotation angle information from these pulse signals and provides an injection timing signal with a predetermined signal width (angle) to the drive circuit 5 at a predetermined fuel injection position. The drive circuit 5 includes a switch that closes while the injection timing signal is applied, and while the switch is closed, a drive current flows through the injector 3 using the battery 9 as a power source.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】図１９に示した従来の
燃料噴射装置では、所定の燃料噴射位置で所定の信号幅
の噴射タイミング信号を得るために機関に信号発生装置
９を取付ける必要があったため、部品点数が増加し、コ
ストが高くなるのを避けられなかった。また従来の燃料
噴射装置はバッテリを必要とするため、バッテリを搭載
していない装置（車両、船外機、農機具等）には適用す
ることができなかった。更に従来の装置では、噴射タイ
ミング制御回路で信号発生装置から得られるパルス信号
を計数することにより燃料噴射位置を求めて、該燃料噴
射位置で所定の信号幅の噴射指令信号を発生させる必要
があったため、噴射タイミング制御回路の構成が複雑に
なるという問題があった。In the conventional fuel injection system shown in FIG. 19, it is necessary to attach a signal generator 9 to the engine in order to obtain an injection timing signal with a predetermined signal width at a predetermined fuel injection position. Therefore, it was inevitable that the number of parts would increase and the cost would rise. Further, since conventional fuel injection devices require a battery, they cannot be applied to devices not equipped with a battery (vehicles, outboard motors, agricultural machinery, etc.). Furthermore, in the conventional device, it is necessary to determine the fuel injection position by counting the pulse signals obtained from the signal generator in the injection timing control circuit, and to generate an injection command signal with a predetermined signal width at the fuel injection position. Therefore, there was a problem that the configuration of the injection timing control circuit became complicated.
【０００５】本発明の目的は、信号発生装置やバッテリ
を用いないで、また複雑な噴射タイミング制御回路を用
いることなく、所定の燃料噴射位置で燃料の噴射を行わ
せることができるようにした内燃機関用燃料噴射装置を
提供することにある。[0005] An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of injecting fuel at a predetermined fuel injection position without using a signal generator, a battery, or a complicated injection timing control circuit. An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an engine.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明においては、内燃
機関の燃料噴射区間で半波出力を発生する交流発電機を
設けて、該交流発電機をインジェクタの駆動電源とした
。[Means for Solving the Problems] In the present invention, an alternating current generator that generates a half-wave output is provided in a fuel injection section of an internal combustion engine, and the alternating current generator is used as a driving power source for an injector.
【０００７】本発明においてはまた、内燃機関の燃料噴
射区間で半波出力を発生する交流発電機と、該交流発電
機の出力を整流する半波整流器とを備えた半波整流電源
を構成して、該半波整流電源をインジェクタの駆動電源
としてもよい。[0007] The present invention also comprises a half-wave rectified power supply comprising an alternator that generates a half-wave output in a fuel injection section of an internal combustion engine, and a half-wave rectifier that rectifies the output of the alternator. Then, the half-wave rectified power source may be used as a driving power source for the injector.
【０００８】[0008]
【作用】上記のように、内燃機関の燃料噴射区間で半波
出力を発生する交流発電機を設けて、該交流発電機をイ
ンジェクタの駆動電源とすると、該半波出力でインジェ
クタに駆動電流を流して燃料の噴射を行わせることがで
きる。例えば機関の吸気行程で燃料の噴射を行わせるも
のとすると、該吸気行程の区間交流発電機が半波の電圧
を誘起するように、発電機の極数と磁極間隔とを設定し
ておくことにより、吸気行程でインジェクタに駆動電流
を流して燃料の噴射を行わせることができる。[Operation] As described above, if an alternator that generates a half-wave output is provided in the fuel injection section of an internal combustion engine and the alternator is used as a drive power source for the injector, the half-wave output will provide a drive current to the injector. This allows fuel to be injected. For example, if fuel is to be injected during the intake stroke of the engine, the number of poles and the spacing between the magnetic poles of the generator should be set so that the AC generator induces a half-wave voltage during the intake stroke. Accordingly, a driving current can be applied to the injector during the intake stroke to inject fuel.
【０００９】また交流発電機の出力を半波整流器を通し
てインジェクタに供給するようにすると、発電機から得
られる正負の半波の出力のうち、燃料の噴射に無用の半
波をカットすることができるため、所定の燃料噴射区間
のみインジェクタを駆動することができる。Furthermore, by supplying the output of the alternator to the injector through a half-wave rectifier, it is possible to cut out the half-waves that are unnecessary for fuel injection out of the positive and negative half-wave outputs obtained from the generator. Therefore, the injector can be driven only in a predetermined fuel injection section.
【００１０】0010
【実施例】図１は本願第１の発明の基本構成を示したも
ので、同図において１は内燃機関、２は内燃機関１の回
転軸に取付けられた交流発電機、３は機関の吸気マニホ
ールド等に取付けられたインジェクタである。交流発電
機２は例えば磁石式の交流発電機からなり、この例では
、発電機２の出力が直接インジェクタ３に供給されてい
る。[Embodiment] Fig. 1 shows the basic configuration of the first invention of the present application, in which 1 is an internal combustion engine, 2 is an alternator attached to the rotating shaft of the internal combustion engine 1, and 3 is an intake air of the engine. This is an injector attached to a manifold, etc. The alternator 2 is, for example, a magnetic alternator, and in this example, the output of the generator 2 is directly supplied to the injector 3.
【００１１】今内燃機関１が単気筒の２サイクル機関で
あるとすると、そのクランク角は図３のように変化する
。図３においてＴＤＣは機関の「上死点」を意味し、Ｂ
ＴＤＣは「上死点前」を意味する。またＡＴＤＣは「上
死点後」を意味し、ＢＤＣは「下死点」を意味する。こ
の例では、上死点前９０度の位置から上死点までの９０
度の区間が吸気行程であるとし、この吸気行程の区間イ
ンジェクタ３から燃料を噴射するものとする。Assuming that the internal combustion engine 1 is a single-cylinder, two-stroke engine, its crank angle changes as shown in FIG. In Figure 3, TDC means the "top dead center" of the engine, and B
TDC means "before top dead center." Further, ATDC means "after top dead center", and BDC means "bottom dead center". In this example, the distance from 90 degrees before top dead center to 90 degrees before top dead center is
It is assumed that the section of 1.5 degrees is an intake stroke, and fuel is injected from the injector 3 in this section of the intake stroke.
【００１２】この場合、発電機２としては、例えば図４
に示す磁石発電機を用いるものとする。図４において２
００は機関の回転軸（クランク軸）に取付けられたカッ
プ状のヨーク２０１の周壁部の内周に円弧状の永久磁石
２０２と２０３とを取付けた２極の磁石回転子、２０４
はＩ字形の鉄心２０５に発電コイル２０６を巻回した固
定子である。In this case, as the generator 2, for example, as shown in FIG.
The magnet generator shown in is used. In Figure 4, 2
00 is a two-pole magnet rotor 204 in which arc-shaped permanent magnets 202 and 203 are attached to the inner periphery of the peripheral wall of a cup-shaped yoke 201 attached to the rotating shaft (crankshaft) of the engine.
is a stator in which a power generating coil 206 is wound around an I-shaped iron core 205.
【００１３】磁石２０１及び２０３はともに１３５度の
極弧角を有し、１８０度間隔で対称に配置されている。
磁石２０２及び２０３はそれぞれの内周側の磁極の極性
を異にするようにヨークの径方向に異なる極性で着磁さ
れている。Magnets 201 and 203 both have a polar arc angle of 135 degrees and are symmetrically spaced 180 degrees apart. The magnets 202 and 203 are magnetized with different polarities in the radial direction of the yoke so that the magnetic poles on the inner circumferential side of each magnet have different polarities.
【００１４】また固定子の鉄心２０５の両端の磁極部２
０５ａ，２０５ａの極弧角は４５度に設定され、鉄心２
０５はその長手方向を機関の上死点と下死点とを結ぶ直
線と一致させた状態で機関のケースやカバー等に固定さ
れいてる。[0014] Also, the magnetic pole portions 2 at both ends of the stator core 205
The polar arc angles of 05a and 205a are set to 45 degrees, and the iron core 2
05 is fixed to the case or cover of the engine with its longitudinal direction aligned with the straight line connecting the top dead center and bottom dead center of the engine.
【００１５】図５（Ａ）ないし（Ｃ）は図１のように構
成した場合のタイミングチャートで、同図（Ａ）には機
関の吸気行程を斜線で示してある。また図５（Ｂ）は図
４の交流発電機２の出力波形を示し、図５（Ｃ）はイン
ジェクタ３の動作を示している。図５（Ｃ）において、
ＯＮはインジェクタが燃料を噴射していることを示し、
ＯＦＦは燃料の噴射を停止していることを示している。FIGS. 5A to 5C are timing charts for the configuration shown in FIG. 1, in which the intake stroke of the engine is indicated by diagonal lines. Further, FIG. 5(B) shows the output waveform of the alternator 2 in FIG. 4, and FIG. 5(C) shows the operation of the injector 3. In FIG. 5(C),
ON indicates that the injector is injecting fuel;
OFF indicates that fuel injection is stopped.
【００１６】図１の装置において機関を回転させると、
発電機２は図５（Ｂ）に示したように、上死点前９０度
の位置から上死点ＴＤＣまでの吸気行程の間正の半波の
電圧Ｖｐ を出力し、上死点後９０度の位置から下死点
ＢＤＣまでの間負の半波の電圧Ｖｎ を出力する。これ
らの電圧Ｖｐ ，Ｖｎ がインジェクタ３の駆動コイル
に印加されるため、インジェクタ３は図５（Ｃ）に示し
たように、上死点前９０度の位置から上死点ＴＤＣまで
の吸気行程の間及び上死点後９０度の位置から下死点Ｂ
ＤＣまでの間そのバルブを開いて燃料を噴射する。When the engine is rotated in the apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 5(B), the generator 2 outputs a positive half-wave voltage Vp during the intake stroke from a position 90 degrees before top dead center to top dead center TDC, and outputs a positive half-wave voltage Vp at 90 degrees after top dead center. A negative half-wave voltage Vn is output from the position of 10° to the bottom dead center BDC. Since these voltages Vp and Vn are applied to the drive coil of the injector 3, the injector 3 operates during the intake stroke from the position 90 degrees before the top dead center to the top dead center TDC, as shown in FIG. 5(C). and from a position 90 degrees after top dead center to bottom dead center B
The valve is opened until DC and fuel is injected.
【００１７】図２は本願第２の発明の基本構成を示した
もので、この場合には発電機２の出力が半波整流器１０
を介してインジェクタの駆動コイルに供給されている。FIG. 2 shows the basic configuration of the second invention of the present application, in which the output of the generator 2 is connected to the half-wave rectifier 10.
is supplied to the injector's drive coil via.
【００１８】図１の例においては、上死点後９０度の位
置から下死点ＢＤＣまでの区間でも燃料の噴射が行われ
るが、この区間は排気行程であるので、本来燃料の噴射
は行わなくても良い。In the example shown in FIG. 1, fuel injection is also performed in the section from 90 degrees after top dead center to bottom dead center BDC, but since this section is the exhaust stroke, fuel injection is not normally performed. You don't have to.
【００１９】図２のように、発電機２の出力を半波整流
器１０を通してインジェクタの駆動コイルに供給すると
、発電機の負の半波の出力電圧Ｖｎ がカットされるた
め、図５（Ｄ）に示したように、インジェクタは吸気行
程にのみ燃料を噴射することになり、必要がない区間で
燃料の噴射が行われるのが防止される。As shown in FIG. 2, when the output of the generator 2 is supplied to the drive coil of the injector through the half-wave rectifier 10, the negative half-wave output voltage Vn of the generator is cut, so that the voltage Vn shown in FIG. As shown in , the injector injects fuel only during the intake stroke, thereby preventing fuel from being injected in an unnecessary section.
【００２０】尚排気行程で燃料を噴射した場合、噴射さ
れた燃料は機関のシリンダ内に流入すること無く、吸気
ポート内に滞留し、次に吸気行程で噴射された燃料とと
もにシリンダ内に供給されるので、排気行程で燃料を噴
射させるようにしても、燃料が無駄になることはない。[0020] When fuel is injected during the exhaust stroke, the injected fuel does not flow into the cylinder of the engine, but stays in the intake port, and is then supplied into the cylinder together with the fuel injected during the intake stroke. Therefore, even if fuel is injected during the exhaust stroke, no fuel is wasted.
【００２１】上記の説明では、クランク角にして３６０
度で機関の各行程が一巡する２サイクル機関を例にとっ
たが、上記実施例の装置をクランク角にして７２０度で
各行程が一巡する４サイクル機関に適用する場合には、
機関のクランク軸で減速機を介して発電機２を駆動して
、クランク軸が７２０度回転する間に発電機の回転子が
３６０度回転するようにすれば良い。In the above explanation, the crank angle is 360
Although we have taken as an example a two-stroke engine in which each stroke of the engine completes one cycle at a crank angle of 720 degrees, if the device of the above embodiment is applied to a four-stroke engine in which each stroke completes one cycle at a crank angle of 720 degrees,
The generator 2 may be driven by the engine crankshaft via a speed reducer so that the rotor of the generator rotates 360 degrees while the crankshaft rotates 720 degrees.
【００２２】また上記の実施例では、吸気行程でインジ
ェクタを動作させるようにしたが、発電機の取付け位置
や、磁極構造を変更することにより、燃料噴射位置及び
噴射区間（角度）を任意に設定することができる。Furthermore, in the above embodiment, the injector is operated during the intake stroke, but by changing the installation position of the generator and the magnetic pole structure, the fuel injection position and injection section (angle) can be set arbitrarily. can do.
【００２３】上記のように、機関の回転に同期して出力
を発生する交流発電機をインジェクタの駆動電源とすれ
ば、機関の回転速度や運転状態の如何を問わず、また機
関の回転速度が過渡的な変化をしている最中でも、燃料
噴射位置及び噴射区間を常にほぼ一定にすることができ
る。As mentioned above, if the injector is driven by an alternator that generates output in synchronization with the rotation of the engine, the rotation speed of the engine will be constant regardless of the engine rotation speed or operating condition. Even during transient changes, the fuel injection position and injection section can always be kept almost constant.
【００２４】内燃機関に１回毎に吸入される空気の量は
基本的には低速でも高速でも同じである。しかしながら
実際には高速回転になればなるほど吸入効率が低下する
。ここで吸入効率（正しくは体積効率）は、大気圧Ｐ、
絶対温度Ｔにおいて吸入した新気の重量を大気圧Ｐ、絶
対温度Ｔにおいて行程容積を占める新気の重量で割った
値であり、理想的には１であるが、実際には０．６ 〜
０．７ の値をとる。従って吸入される空気の量Ａは回
転速度の上昇に伴って減少する。The amount of air drawn into the internal combustion engine each time is basically the same whether the engine is running at low speed or high speed. However, in reality, the higher the rotation speed, the lower the suction efficiency becomes. Here, the suction efficiency (correctly volumetric efficiency) is the atmospheric pressure P,
It is the value obtained by dividing the weight of fresh air taken in at absolute temperature T by the weight of fresh air occupying the stroke volume at atmospheric pressure P and absolute temperature T. Ideally it is 1, but in reality it is 0.6 ~
It takes a value of 0.7. Therefore, the amount A of air taken in decreases as the rotational speed increases.
【００２５】一方インジェクタは機関のいかなる運転状
態においても予め設定された角度の範囲しか噴射動作を
行わないため、機関の速度が高くなればなるほど噴射時
間は短くなり、燃料の供給量Ｆは回転速度の上昇に伴っ
て減少する。On the other hand, since the injector only injects within a preset angle range in any operating state of the engine, the higher the engine speed, the shorter the injection time, and the fuel supply amount F depends on the rotational speed. decreases as the value increases.
【００２６】これらのことから、上記のように発電機の
半波の出力でインジェクタを駆動して噴射区間を一定と
した場合には、機関に供給される混合気の割合を示す空
燃比Ａ／Ｆが機関の回転速度の如何に拘らずほぼ一定に
なる傾向になる。From these facts, when the injector is driven by the half-wave output of the generator to keep the injection period constant as described above, the air-fuel ratio A/, which indicates the ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine, is F tends to be approximately constant regardless of the rotational speed of the engine.
【００２７】一般には、機関の回転速度の上昇に対する
吸入効率の低下割合よりは回転速度の上昇に対するイン
ジェクタの燃料噴射量の減少割合の方が大きいため、空
燃比は回転速度の上昇に伴って大きくなっていく傾向に
なる。この現象を抑制するためには、上記発電機２とし
て磁石発電機を用いるのが良い。磁石発電機では回転速
度の上昇に伴って発電機の出力電圧が増加し、各半波の
立上がりが早くなっていくため、回転速度の上昇に伴っ
て、インジェクタが噴射動作を開始するまでの時間を短
くすることができ、燃料噴射量の減少を抑えることがで
きる。In general, the rate of decrease in the amount of fuel injected by the injector with respect to an increase in rotational speed is greater than the rate of decrease in intake efficiency with respect to an increase in engine rotational speed, so the air-fuel ratio increases as the rotational speed increases. It tends to become more and more. In order to suppress this phenomenon, it is preferable to use a magnet generator as the generator 2. In a magnet generator, the output voltage of the generator increases as the rotation speed increases, and the rise of each half wave becomes faster.As the rotation speed increases, the time it takes for the injector to start injection operation increases. can be made shorter, and a decrease in fuel injection amount can be suppressed.
【００２８】上記の説明では、発電機の出力または発電
機の半波整流出力を直接インジェクタに供給するとした
が、本発明においては、発電機とインジェクタとの間、
または整流器とインジェクタとの間に制御回路を付加し
て、発電機の各半波においてインジェクタに駆動電流が
流れ始める位置（燃料噴射位置）または駆動電流が流れ
る区間を回転速度等に応じて変化させたり、インジェク
タに供給される燃料の圧力（燃圧）を制御することによ
り燃料の供給量を制御したりすることを何等妨げない。In the above explanation, the output of the generator or the half-wave rectified output of the generator is directly supplied to the injector, but in the present invention, between the generator and the injector,
Alternatively, a control circuit can be added between the rectifier and the injector to change the position where the drive current starts flowing to the injector (fuel injection position) or the section where the drive current flows in each half wave of the generator depending on the rotation speed, etc. There is no hindrance to controlling the amount of fuel supplied by controlling the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the injector.
【００２９】例えば機関の回転速度の上昇に伴う吸入空
気量の低下の割合と、インジェクタによる燃料供給量と
の割合が一致しないために空燃比が一定にならない場合
には、インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプの回転
を機関の回転速度に応じて制御することによりインジェ
クタの燃圧を制御したり、発電機とインジェクタとの間
にスイッチ機能を有する素子またはツェナーダイオード
のようなしきい値を有する素子を挿入する等して、発電
機の各半波の出力が立上ってからインジェクタに駆動電
流が流れるまでの時間を制御したりすることにより、空
燃比を一定に近付けるように制御することができる。For example, if the air-fuel ratio does not become constant because the rate of decrease in the amount of intake air due to an increase in the rotational speed of the engine does not match the rate of the amount of fuel supplied by the injector, the fuel is supplied to the injector. The fuel pressure of the injector can be controlled by controlling the rotation of the fuel pump according to the rotational speed of the engine, or an element with a switch function or an element with a threshold value such as a Zener diode can be inserted between the generator and the injector. By controlling the time from when the output of each half-wave of the generator rises until the driving current flows to the injector, the air-fuel ratio can be controlled to be close to a constant value.
【００３０】発電機の各半波の出力電圧が立上ってから
インジェクタに駆動電流が流れ始めるまでの時間を制御
する制御回路の一例を図１７に示した。この例では、発
電機２の出力が、ダイオードＤ１ ，Ｄ２ と、トラン
ジスタＴｒ１と、サイリスタＴｈ１と、ツェナーダイオ
ードＺＤ１ と、抵抗Ｒ１ ないしＲ３ とコンデンサ
Ｃ１ とからなる制御回路を介してインジェクタ３に供
給されている。FIG. 17 shows an example of a control circuit that controls the time from when the output voltage of each half wave of the generator rises until the drive current starts flowing to the injector. In this example, the output of the generator 2 is supplied to the injector 3 via a control circuit consisting of diodes D1 and D2, a transistor Tr1, a thyristor Th1, a Zener diode ZD1, resistors R1 to R3, and a capacitor C1. ing.
【００３１】この図１７に示した制御回路において、発
電機２が図１８（Ａ）に示すような半波の出力電圧を発
生し、該出力電圧が設定レベルＶｔ に達すると、抵抗
Ｒ１ とＲ２ とからなる分圧回路の出力電圧（抵抗Ｒ
２の両端の電圧）がツェナーダイオードＺＤ１ のツェ
ナー電圧に達するため、該ツェナーダイオードＺＤ１
が導通してサイリスタＴｈ１にトリガ信号を与える。こ
れによりトランジスタＴｒ１にベース電流が流れ、該ト
ランジスタが導通してインジェクタ３に駆動電流Ｉが流
れる。この駆動電流は発電機の半波の出力電圧が零にな
ってサイリスタＴｈ１がしゃ断状態になるまで流れる。
図１８（Ｂ）は駆動電流Ｉが流れる期間を示している。In the control circuit shown in FIG. 17, the generator 2 generates a half-wave output voltage as shown in FIG. 18(A), and when the output voltage reaches the set level Vt, the resistors R1 and R2 The output voltage of the voltage divider circuit (resistance R
2) reaches the Zener voltage of the Zener diode ZD1, the Zener diode ZD1
becomes conductive and provides a trigger signal to the thyristor Th1. As a result, a base current flows through the transistor Tr1, the transistor becomes conductive, and a drive current I flows through the injector 3. This drive current flows until the half-wave output voltage of the generator becomes zero and the thyristor Th1 is cut off. FIG. 18(B) shows the period during which the drive current I flows.
【００３２】図１７のような制御回路を付加すると、抵
抗Ｒ１ 及びＲ２からなる分圧回路の分圧比を適宜に調
整することにより、発電機の半波の出力電圧が立上って
からインジェクタに駆動電流が流れ始める間での時間を
適宜に設定することができ、これにより燃料噴射時間を
適宜に設定することができる。また機関の温度や大気圧
等の制御条件を検出するセンサとして、検出値に応じて
抵抗値が変化するものを用いて、抵抗Ｒ１ またはＲ２
を該センサで置き換えることにより、温度や大気圧等
の制御条件に応じて燃料噴射時間を変化させることがで
きる。When a control circuit as shown in FIG. 17 is added, by appropriately adjusting the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit consisting of resistors R1 and R2, the injector is controlled after the half-wave output voltage of the generator has risen. The time period during which the driving current begins to flow can be set appropriately, and thereby the fuel injection time can be appropriately set. In addition, as a sensor for detecting control conditions such as engine temperature and atmospheric pressure, a sensor whose resistance value changes depending on the detected value is used, and a resistor R1 or R2 is used.
By replacing the sensor with the sensor, the fuel injection time can be changed depending on control conditions such as temperature and atmospheric pressure.
【００３３】図６は、２サイクル２気筒内燃機関に本発
明を適用した実施例の構成を示したもので、同図におい
て１Ａ及び１Ｂはそれぞれ内燃機関１の第１及び第２の
気筒、１２は吸気管１２ａと２つの分岐管１２ｂ１，１
２ｂ２とを有するスロットルボディ、１３は吸気管１２
ａに取付けられたスロットルバルブで、スロットルボデ
ィの分岐管１２ｂ１及び１２ｂ２がそれぞれ第１の気筒
及び第２の気筒に接続されている。インジェクタ３は吸
気管１２ａに取付けられ、内燃機関に取付けられた交流
発電機２の出力がインジェクタ３に供給されている。こ
こで第１の気筒及び第２の気筒の行程の位相差は１８０
度である。FIG. 6 shows the configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a two-stroke, two-cylinder internal combustion engine. In the same figure, 1A and 1B are the first and second cylinders of the internal combustion engine 1, is the intake pipe 12a and two branch pipes 12b1, 1
2b2; 13 is an intake pipe 12;
Branch pipes 12b1 and 12b2 of the throttle body are connected to a first cylinder and a second cylinder, respectively, at a throttle valve attached to a. The injector 3 is attached to the intake pipe 12a, and the output of an alternator 2 attached to the internal combustion engine is supplied to the injector 3. Here, the phase difference between the strokes of the first cylinder and the second cylinder is 180
degree.
【００３４】図７はこの実施例の内燃機関の各気筒のク
ランク角と行程との関係を示したダイヤグラムで、同図
においてＩＯは吸気孔が開く位置を示し、ＩＣは吸気孔
が閉じる位置を示している。またＥＯ及びＥＣはそれぞ
れ排気孔が開く位置及び閉じる位置を示し、ＳＯ及びＳ
Ｃはそれぞれ掃気孔が開く位置及び閉じる位置を示して
いる。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the crank angle and stroke of each cylinder of the internal combustion engine of this embodiment. In the diagram, IO indicates the position where the intake hole opens, and IC indicates the position where the intake hole closes. It shows. In addition, EO and EC indicate the opening and closing positions of the exhaust hole, respectively, and SO and S
C indicates the open and closed positions of the scavenging holes, respectively.
【００３５】本実施例において、燃料噴射区間を吸気行
程に設定した場合の噴射タイミングを図８に示した。ま
た発電機とインジェクタの関係を示す等価回路を図９に
示した。In this embodiment, the injection timing when the fuel injection period is set to the intake stroke is shown in FIG. Further, an equivalent circuit showing the relationship between the generator and the injector is shown in FIG.
【００３６】本実施例によると、第１の気筒１Ａの吸気
行程及び第２の気筒１Ｂの吸気行程においてインジェク
タ３が動作して燃料を噴射する。インジェクタから噴射
される燃料は吸気行程時に発生する負圧により、２つの
気筒の内、吸気行程中の気筒に吸入されることになる。
従って発電機の一方の半波の出力で吸気行程中の第１の
気筒に燃料を供給し、他方の半波において吸気行程中の
第２の気筒に燃料を供給して、両気筒をバランス良く動
作させることができる。According to this embodiment, the injector 3 operates to inject fuel during the intake stroke of the first cylinder 1A and the intake stroke of the second cylinder 1B. The fuel injected from the injector is sucked into the cylinder during the intake stroke of the two cylinders due to the negative pressure generated during the intake stroke. Therefore, the output of one half-wave of the generator supplies fuel to the first cylinder during the intake stroke, and the output of the other half-wave supplies fuel to the second cylinder during the intake stroke, thereby maintaining both cylinders in a well-balanced manner. It can be made to work.
【００３７】図１０は、本発明の他の実施例を示したも
ので、この実施例では、機関の第１の気筒１Ａ及び第２
の気筒１Ｂにそれぞれ別のスロットルボディ１２Ａ及び
１２Ｂを接続し、それぞれのスロットルボディにスロッ
トルバルブ１３Ａ及び１３Ｂを設けている。そしてスロ
ットルボディ１２Ａ及び１２Ｂにそれぞれインジェクタ
３Ａ及び３Ｂを取付け、発電機２の異なる半波の出力を
半波整流器１０Ａ及び１０Ｂを通してインジェクタ３に
供給している。この場合の等価回路を図１１に示し、噴
射タイミングを図１２に示した。この実施例によれば、
各気筒の吸気行程において、各気筒に燃料を供給するこ
とができる。FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the first cylinder 1A and the second cylinder of the engine are
Separate throttle bodies 12A and 12B are connected to each cylinder 1B, and each throttle body is provided with a throttle valve 13A and 13B. Injectors 3A and 3B are attached to throttle bodies 12A and 12B, respectively, and different half-wave outputs of generator 2 are supplied to injector 3 through half-wave rectifiers 10A and 10B. The equivalent circuit in this case is shown in FIG. 11, and the injection timing is shown in FIG. 12. According to this example,
Fuel can be supplied to each cylinder during the intake stroke of each cylinder.
【００３８】尚図１０のように第１の気筒及び第２の気
筒に対して別々にスロットルボディ１２Ａ及び１２Ｂを
設ける代りに、図６において分岐管１２ｂ１及び１２ｂ
２にそれぞれインジェクタ３Ａ及び３Ｂを取り付けるよ
うにしても良い。Note that instead of separately providing the throttle bodies 12A and 12B for the first cylinder and the second cylinder as shown in FIG. 10, branch pipes 12b1 and 12b are provided in FIG.
The injectors 3A and 3B may be attached to each of the injectors 2 and 2, respectively.
【００３９】図１３は２サイクル３気筒内燃機関に本発
明を適用した実施例を示したもので、同図において１Ａ
ないし１Ｃはそれぞれ内燃機関１の第１ないし第３の気
筒を示している。この実施例では、第１の気筒１Ａない
し第３の気筒１Ｃに対してそれぞれスロットルバルブ１
３Ａないし１３Ｃが取付けられたスロットルボディ１２
Ａないし１２Ｃを接続し、スロットルボディ１２Ａない
し１２Ｃにそれぞれインジェクタ３Ａないし３Ｃを取付
けている。内燃機関のクランク軸に取付けられた発電機
２は、図１４に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ３相の発電コ
イル２ｕないし２ｗが星形結線された３相交流磁石発電
機からなり、３相の発電コイルのそれぞれの半波出力が
それぞれ半波整流器１０Ａないし１０Ｃを介してインジ
ェクタ３Ａないし３Ｂの駆動コイルに供給されている。FIG. 13 shows an embodiment in which the present invention is applied to a two-stroke, three-cylinder internal combustion engine.
1 to 1C indicate first to third cylinders of the internal combustion engine 1, respectively. In this embodiment, the throttle valves 1 for each of the first cylinder 1A to the third cylinder 1C are
Throttle body 12 with 3A to 13C installed
A to 12C are connected, and injectors 3A to 3C are attached to throttle bodies 12A to 12C, respectively. The generator 2 attached to the crankshaft of the internal combustion engine is, as shown in FIG. The half-wave outputs of the phase generator coils are supplied to the drive coils of the injectors 3A-3B via half-wave rectifiers 10A-10C, respectively.
【００４０】この実施例の第１の気筒ないし第３の気筒
の吸気行程は図１５（Ａ）ないし（Ｃ）に斜線を施して
示した通りであり、これらの吸気行程でそれぞれの気筒
に燃料を供給するものとする。発電機２から得られる３
相の出力は１２０度の位相差を有し、整流器１０Ａない
し１０Ｃを通してインジェクタ３Ａないし３Ｃにそれぞ
れ供給される半波の出力は図１５（Ｄ）ないし（Ｆ）に
示すようになる。インジェクタ３Ａないし３Ｂの噴射タ
イミングはそれぞれ図１５（Ｇ）ないし（Ｉ）に示す通
りである。この実施例でも各気筒の吸気行程時に各気筒
のインジェクタから燃料噴射が行われる。The intake strokes of the first to third cylinders in this embodiment are shown with diagonal lines in FIGS. 15(A) to 15(C). shall be provided. 3 obtained from generator 2
The phase outputs have a phase difference of 120 degrees, and the half-wave outputs supplied to the injectors 3A to 3C through the rectifiers 10A to 10C, respectively, are as shown in FIGS. 15(D) to (F). The injection timings of the injectors 3A and 3B are as shown in FIGS. 15(G) to 15(I), respectively. Also in this embodiment, fuel is injected from the injector of each cylinder during the intake stroke of each cylinder.
【００４１】上記の実施例では、発電機２の出力をイジ
ェクタのみに供給しているが、発電機２の出力でインジ
ェクタと内燃機関用点火装置との双方を駆動するように
することもできる。図１６はその一例を示したもので、
この例では内燃機関１のクランク軸１ａに取付けられた
鉄製のフライホイール２０の外周に凹部が設けられて該
凹部内に磁石２１が取付けられ、フライホイール２０及
び磁石２１により３極の磁石回転子２２が構成されてい
る。磁石回転子２２の周囲にはコの字形の鉄心２３に発
電コイル２４を巻回して構成した固定子２５と、同じく
コの字形の鉄心２６に点火コイル２７を巻回して構成し
た固定子２８とが配置され、これらの固定子はそれぞれ
の磁極部を所定のギャップを介して磁石回転子の外周に
対向させた状態で機関のケース等に対して固定されてい
る。磁石回転子２２と固定子２５及び２８とにより発電
機２が構成されている。In the above embodiment, the output of the generator 2 is supplied only to the ejector, but it is also possible to use the output of the generator 2 to drive both the injector and the ignition device for the internal combustion engine. Figure 16 shows an example.
In this example, a recess is provided on the outer periphery of an iron flywheel 20 attached to the crankshaft 1a of an internal combustion engine 1, and a magnet 21 is installed in the recess. 22 are configured. Around the magnet rotor 22, a stator 25 is constructed by winding a power generating coil 24 around a U-shaped iron core 23, and a stator 28 is constructed by winding an ignition coil 27 around a U-shaped iron core 26. are arranged, and these stators are fixed to the case of the engine, etc., with their respective magnetic pole portions facing the outer periphery of the magnet rotor through a predetermined gap. A generator 2 is constituted by a magnet rotor 22 and stators 25 and 28.
【００４２】点火コイル２７の１次コイルには１次電流
制御回路２９が接続され、２次コイルには機関の気筒に
取付けられた点火プラグ３０が接続されている。点火コ
イル２７と１次電流制御回路２９と点火プラグ３０とに
より内燃機関用点火装置が構成されている。固定子２５
は、機関の吸気行程で発電コイル２４に正の半サイクル
の電圧を誘起させるようにその位置が定められ、この発
電コイル２４の正の半サイクルの電圧が整流器１０を通
してインジェクタ３に印加されている。また固定子２８
は、機関の点火時期よりも所定の角度だけ位相が進んだ
位置で点火コイル２７の１次コイルに電圧を誘起させる
ようにその位置が定められている。１次電流制御回路２
９は、機関の点火時期に点火コイルの１次電流に急激な
変化を生じさせて点火コイルの２次コイルに高電圧を誘
起させる。この高電圧により点火プラグ３０に火花を生
じさせて機関を点火する。A primary current control circuit 29 is connected to the primary coil of the ignition coil 27, and a spark plug 30 attached to a cylinder of the engine is connected to the secondary coil. The ignition coil 27, primary current control circuit 29, and spark plug 30 constitute an ignition system for an internal combustion engine. Stator 25
is positioned so as to induce a positive half-cycle voltage in the generator coil 24 during the intake stroke of the engine, and the positive half-cycle voltage of the generator coil 24 is applied to the injector 3 through the rectifier 10. . Also, the stator 28
is positioned so as to induce a voltage in the primary coil of the ignition coil 27 at a position where the phase is a predetermined angle ahead of the ignition timing of the engine. Primary current control circuit 2
9 causes a sudden change in the primary current of the ignition coil at the ignition timing of the engine to induce a high voltage in the secondary coil of the ignition coil. This high voltage causes the spark plug 30 to generate a spark to ignite the engine.
【００４３】上記の説明では、２サイクル２気筒内燃機
関及び２サイクル３気筒内燃機関を例にとったが、発電
機の回転子の磁極構造（例えば磁石回転子の極数、各磁
極の周方向長さ等）や固定子鉄心の形状、巻線仕様等を
変更することにより、発電機の出力の相数及び各半波の
期間に相当するクランク角を適宜に設定することができ
るため、単気筒はもとより、４気筒以上の多気筒内燃機
関にも本発明を適用することができる。In the above explanation, a two-stroke, two-cylinder internal combustion engine and a two-stroke, three-cylinder internal combustion engine were taken as examples. By changing the length, etc.), the shape of the stator core, the winding specifications, etc., the number of output phases of the generator and the crank angle corresponding to each half-wave period can be set appropriately. The present invention can be applied not only to cylinders but also to multi-cylinder internal combustion engines having four or more cylinders.
【００４４】尚図１４に示した例では、３相の発電コイ
ル２ｕ〜２ｗを星形結線しているが、これらの発電コイ
ルを三角結線するようにしても良い。また１２０度間隔
の位相差をもって交流電圧を誘起する３つの発電コイル
を相互に結線することなく、該３つの発電コイルからそ
れぞれ異なるインジェクタに駆動電流を供給するように
しても良い。４気筒以上の内燃機関のインジェクタを駆
動するために更に多相の発電コイルを設ける場合も同様
である。In the example shown in FIG. 14, the three-phase power generating coils 2u to 2w are connected in a star shape, but these power generating coils may be connected in a triangular manner. Alternatively, the three power generating coils that induce alternating current voltages with a phase difference of 120 degrees may not be connected to each other, and drive currents may be supplied from the three power generating coils to different injectors, respectively. The same applies to the case where a multiphase power generation coil is further provided to drive the injector of an internal combustion engine having four or more cylinders.
【００４５】またクランク軸の２回転で発電機が１回転
するように、機関の出力軸に減速機を介して発電機を取
付けることにより、４サイクル機関にも本発明の装置を
適用することができる。The device of the present invention can also be applied to a four-cycle engine by attaching the generator to the output shaft of the engine via a reducer so that the generator rotates once for every two rotations of the crankshaft. can.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内燃機
関の燃料噴射区間で半波出力を発生する交流発電機を設
けて、この発電機からインジェクタに駆動電流を供給す
るようにしたので、複雑な駆動回路を用いることなく、
インジェクタを駆動することができる利点がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an alternating current generator that generates a half-wave output is provided in the fuel injection section of an internal combustion engine, and a driving current is supplied from the generator to the injector. Therefore, without using a complicated drive circuit,
There is an advantage that the injector can be driven.
【００４７】特に請求項２に記載した発明によれば、交
流発電機の出力を半波整流器を通してインジェクタに供
給するようにしたので、発電機から得られる正負の半波
の出力のうち、燃料の噴射に無用の半波をカットするこ
とができ、所定の燃料噴射区間のみインジェクタを駆動
することができる利点がある。In particular, according to the invention described in claim 2, the output of the alternating current generator is supplied to the injector through the half-wave rectifier, so that of the positive and negative half-wave outputs obtained from the generator, the fuel This has the advantage of being able to cut unnecessary half-waves in injection and driving the injector only during a predetermined fuel injection period.
【図１】本願第１の発明の基本構成を示す構成図である
。FIG. 1 is a configuration diagram showing the basic configuration of the first invention of the present application.
【図２】本願第２の発明の基本構成を示す構成図である
。FIG. 2 is a configuration diagram showing the basic configuration of the second invention of the present application.
【図３】図１の構成の説明に用いる単気筒２サイクル機
関のクランク角と各行程との関係を示すダイヤグラムで
ある。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the crank angle and each stroke of the single-cylinder, two-stroke engine used to explain the configuration of FIG. 1;
【図４】図１の構成の説明で用いる発電機の構成を示し
た構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of a generator used in explaining the configuration of FIG. 1;
【図５】図１の装置において図４の発電機を用いた場合
の動作を説明するための線図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation when the generator of FIG. 4 is used in the apparatus of FIG. 1;
【図６】本発明の実施例の構成を概略的に示した構成図
である。FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図７】図６の実施例における機関の各気筒のクランク
角と各行程との関係を示すダイヤグラムである。7 is a diagram showing the relationship between the crank angle of each cylinder of the engine and each stroke in the embodiment of FIG. 6; FIG.
【図８】図６の実施例の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of FIG. 6;
【図９】図６の実施例の電気的な構成を示す等価回路図
である。9 is an equivalent circuit diagram showing the electrical configuration of the embodiment of FIG. 6. FIG.
【図１０】本発明の他の実施例の構成を概略的に示した
構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing the configuration of another embodiment of the present invention.
【図１１】図１０の実施例の電気的な構成を示した等価
回路図である。11 is an equivalent circuit diagram showing the electrical configuration of the embodiment of FIG. 10. FIG.
【図１２】図１０の実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。12 is a timing chart illustrating the operation of the embodiment of FIG. 10. FIG.
【図１３】本発明の更に他の実施例の構成を概略的に示
した構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram schematically showing the configuration of still another embodiment of the present invention.
【図１４】図１３の実施例の電気的な構成を示す接続図
である。FIG. 14 is a connection diagram showing the electrical configuration of the embodiment of FIG. 13;
【図１５】図１３の実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。FIG. 15 is a timing chart illustrating the operation of the embodiment of FIG. 13;
【図１６】本発明の更に他の実施例を示した構成図であ
る。FIG. 16 is a configuration diagram showing still another embodiment of the present invention.
【図１７】本発明の燃料噴射装置において用いることが
できる制御回路の一例を示した回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing an example of a control circuit that can be used in the fuel injection device of the present invention.
【図１８】図１７の制御回路の動作を説明するための電
圧、電流波形図である。18 is a voltage and current waveform diagram for explaining the operation of the control circuit of FIG. 17. FIG.
【図１９】従来の燃料噴射装置の構成を概略的に示した
構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a conventional fuel injection device.
１…内燃機関、１Ａ〜１Ｃ…機関の気筒、２…交流発電
機、３，３Ａ〜３Ｃ…インジェクタ、１０，１０Ａ〜１
０Ｃ…半波整流器。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Internal combustion engine, 1A-1C... Engine cylinder, 2... Alternator, 3, 3A-3C... Injector, 10, 10A-1
0C...Half wave rectifier.
Claims (2)
発生する交流発電機をインジェクタの駆動電源としたこ
とを特徴とする内燃機関用電子燃料噴射装置。1. An electronic fuel injection device for an internal combustion engine, characterized in that an alternating current generator that generates a half-wave output in a fuel injection section of the internal combustion engine is used as a driving power source for an injector.
発生する交流発電機と、前記交流発電機の出力を整流す
る半波整流器とを備えた半波整流電源をインジェクタの
駆動電源としたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射装
置。2. The drive power source for the injector is a half-wave rectified power source comprising an alternator that generates a half-wave output in the fuel injection section of the internal combustion engine, and a half-wave rectifier that rectifies the output of the alternator. A fuel injection device for an internal combustion engine, characterized by:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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