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2016年10月 1日 (土)

初心者向け”インジェクション制御”ってなんだ? #10

■第十回目は、インジェクター ・ その3

インジェクターの動作原理は、内部にソレノイドコイルが内蔵されており、電流が流れるとニードルバルブが開き、先端からガソリンが噴射される仕組みになっています。

今まで、”燃調”という言葉がたくさん出てきましたが、燃調の実態はこのインジェクターの制御にあります。

インジェクターの静的噴射量(単位時間あたりの噴射量)は、インジェクターそのもののハード的な性能、燃圧などで決まってきます。

そこで、どうやって噴射量を調整するかというと、インジェクターへの通電時間 =バルブ(弁)の開いている時間= ガソリン噴射時間を変化させることで燃調(空燃比)を制御しています。

つまり、ECUがコントロールしているのはこの通電時間となり、燃調マップには通電時間を設定していくことになります。

下の図を見てください。手書きですみません。

上がECUが出力する信号です。

ECUの信号はON/OFFしかありませんので、下の図のように四角い感じの波形になります。

ECUの信号が上がっている状態がON = 電圧がかかっている状態、下がっている状態がOFF = 電圧がかかっていない状態です。

下が、ニードルバルブの状態 = 弁の動作です。

下がっている状態は弁が閉まっています、上がった状態が弁が開いている状態です。

ECUの信号がON = 電圧がかかると、ニードルバルブがちょっと遅れて開き始めます。

その後、ECUの信号がOFFになると、ニードルバルブがちょっと遅れて閉じ始めます。

このように、ECUの信号に対して、実際のインジェクター内のメカ的な動作には遅れがあります。

ガソリン噴射量(時間)は以下の図で言うと、ECUが信号をON → OFFするまでの時間で決まり、エンジンが吸い込む空気の量に対し、適切にその時間をコントロールすることが燃調(空燃比制御)と言うことになります。

Dsc_1916__2

上の図のように、ECUからの信号に対して、インジェクターのメカはやや遅れて追従していきます。

よって、インジェクターの信号がONしている時間を無限に小さくすることはできません。

ニードルが完全に開き、かつ安定するまでの時間が必要となり、この時間を、最小通電時間といいます。

上の図で言うと、t1の時間で完全に開いていますが、プラスルファ安定時間を足した時間が最小通電時間となります。

だいたい、1.2~1.8msだそうです。(実際には、インジェクターの性能に依存する)

逆に最大通電時間もあります。以下の図でTmax。

ニードルバルブが開いた後、閉じる場合もおなじく若干遅れが生じ、かつメカの安定を待つ必要があります。

弁が閉じた後の安定時間は、一般的に0.6ms程度必要と言われています。以下の図でTrest。(実際の時間はインジェクターの仕様によります)

インジェクターの噴射サイクルは、エンジン回転数と噴射回数によって決まります。

ミニの場合は、1回転で2回噴射しますので、

例えば、6000rpmだと10msで1回転なので、5msごとにインジェクターが噴射しています。

5mから0.6msを引いた値が、6000prmでの最大通電時間となります。

TmaxとTrestの合計時間に対するTmaxの比率を開弁率といったりもします。

フルコンの仕様によると思いますが、マップ上で最大通電時間に近い値を設定すると、各種の補正値によって実際の通電時間が最大通電時間を上回り、常に通電したままの状態が続く場合があります。

インジェクタに通電したままの状態が続くとどうなるか...

Dsc_1917_

■第一回、空燃比:
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/05/1-143e.html

■第二回、空燃比その2:
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/06/2-27ad.html

■第三回、燃調マップ:
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/06/3-b167.html

■第四回、インジェクション方式:
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/07/4-960d.html

■第五回、SPI、MPI:
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/07/5-a9a4.html

■第六回、スピードデンシティ方式
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/08/6-bb9c.html

■第七回、マスフロー方式、スロットルスピード方式
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/08/post-c1d7.html

■第八回、インジェクター ・ その1
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/09/8-0307.html

■第九回、インジェクター ・ その2
http://mini98.cocolog-nifty.com/blog/2016/09/9-bcef.html

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