JP6539314B2

JP6539314B2 - Fuel injection device

Info

Publication number: JP6539314B2
Application number: JP2017146046A
Authority: JP
Inventors: 義人安川; 秀治江原; 石川　亨; 石川　　亨; 安部　元幸; 元幸安部; 亮草壁
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: JP2017207071A

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給するための燃料噴射弁、特に低燃費化と高出力化の両立を実現する燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve for supplying fuel to an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection valve that achieves both fuel economy and high output.

近年、自動車の燃費規制が強化されてきており、自動車用内燃機関には低燃費化が求められている。一方で内燃機関には高出力化も求められている。低燃費化と高出力化を同時に達成するためには、エンジンの広い運転領域に適合するために、噴射量制御範囲の拡大が必要となる。そのためには、燃料噴射部の流路断面積を決めている弁体のリフト量（ストローク）を変えられることが望ましい。 In recent years, the fuel consumption regulations of automobiles have been tightened, and a reduction in fuel consumption has been demanded of internal combustion engines for automobiles. On the other hand, higher output is also required for internal combustion engines. In order to simultaneously achieve low fuel consumption and high power, it is necessary to expand the injection amount control range in order to fit into a wide operating range of the engine. For that purpose, it is desirable to be able to change the lift amount (stroke) of the valve body which determines the flow passage cross-sectional area of the fuel injection part.

これを実現するための燃料噴射弁として、２つの可動子を有する構成が特許文献１で開示されている。 As a fuel injection valve for realizing this, Patent Document 1 discloses a configuration having two movers.

特開２００４−２２５６５９号公報JP 2004-225659 A

しかしながら、特許文献１では、それぞれの可動子が動かす対象が異なり、ストロークが２段にはなってはいない。 However, in patent document 1, the object which each mover moves is different, and the stroke does not become 2 steps.

本発明の目的は、低燃費化と高出力化の両立といったエンジンの広い運転状態に必要とされる燃料噴射量の制御範囲を広げるために、弁体のストローク量を可変することが可能な燃料噴射弁を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a fuel capable of varying the stroke amount of the valve in order to widen the control range of the fuel injection amount required for a wide operating state of the engine, such as coexistence of low fuel consumption and high output. It is in providing an injection valve.

前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention adopts the following composition.

弁体と、コイルと、前記コイルの内周側に配置される内部固定鉄心と、前記コイルの外周側に配置される外部固定鉄心と、前記弁体を動かすように構成された可動子と、を備え、前記可動子は、前記弁体とは別体で構成されるとともに前記弁体が挿通される孔が形成され前記内部固定鉄心および前記外部固定鉄心に吸引されるように構成された第一の可動子と、前記内部固定鉄心に吸引されるように構成された第二の可動子と、有するようにする。A valve body, a coil, an inner fixed core disposed on the inner circumferential side of the coil, an outer fixed core disposed on the outer circumferential side of the coil, and a mover configured to move the valve body; And the mover is configured separately from the valve body, and a hole is formed through which the valve body is inserted, and the mover is configured to be attracted to the inner fixed core and the outer fixed core. One movable element and a second movable element configured to be attracted to the internal stationary core are included.

本発明の燃料噴射弁によれば、複数のストロークを構成することで、燃料噴射量の制御範囲が広くなることにより、エンジンの広い運転領域で最適な燃料噴射を実現する事が出来る。 According to the fuel injection valve of the present invention, by configuring the plurality of strokes, the control range of the fuel injection amount is broadened, whereby optimum fuel injection can be realized in a wide operating range of the engine.

本発明の実施形態に係る燃料噴射弁の構造を示す断面図である。It is a sectional view showing the structure of the fuel injection valve concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る第二の可動子を燃料噴射弁上方から見た図である。It is the figure which looked at the 2nd needle | mover which concerns on embodiment of this invention from the fuel injection valve upper direction. 本発明の実施形態に係る図１における弁体の直交方向の断面図である。It is sectional drawing of the orthogonal direction of the valve body in FIG. 1 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第二の可動子と弁体を組合せた可動体の断面図である。It is sectional drawing of the movable body which combined the 2nd needle | mover which concerns on embodiment of this invention, and a valve body. 本発明の実施形態に係る第一の可動子を燃料噴射弁上方から見た上視図である。It is the upper view which looked at the 1st mover concerning the embodiment of the present invention from the fuel injection valve upper part. 図３ａのＡ−Ａ拡大断面図である。It is AA expanded sectional view of FIG. 3 a. 本発明の実施形態に係る固定鉄心部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the fixed iron core part concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る可動部の拡大図である。It is an enlarged view of the movable part concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る、小ストロークをするときの可動部の拡大図である。It is an enlarged view of a movable part at the time of making a small stroke concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る、小ストロークをするときの駆動電流波形及び弁体変位図である。It is a drive current waveform and valve body displacement figure at the time of making a small stroke based on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る、小ストロークの可動部の拡大図である。It is an enlarged view of a small stroke movable part concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る、大ストロークをするときの可動部の拡大図である。It is an enlarged view of a movable part at the time of making a large stroke concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る、大ストロークをするときの駆動電流波形である。It is a drive current waveform at the time of making a large stroke based on embodiment of this invention.

（実施例１）
本発明の第１の実施形態に係る燃料噴射弁について、図１〜図７を参照しながら以下に説明する。図１は本発明の実施形態に係る燃料噴射弁の構造を示す断面図である。図２乃至３は本発明の実施形態に係る可動子の説明図である。図４は本発明の実施形態に係る固定鉄心部の拡大断面図である。図５は本発明の実施形態に係る可動部の拡大図である。図６は本発明の実施形態に係る、小ストロークをするときの可動部の拡大図及び駆動電流波形である。図７は本発明の実施形態に係る、大ストロークをするときの可動部の拡大図及び駆動電流波形である。 Example 1
A fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention. 2 to 3 are explanatory views of the mover according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a fixed core portion according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an enlarged view of the movable part according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is an enlarged view of a movable portion and a drive current waveform when making a small stroke according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged view of a movable portion and a drive current waveform when making a large stroke according to an embodiment of the present invention.

はじめに、燃料噴射弁１における全体構成と燃料の流れについて説明する。 First, the overall configuration of the fuel injection valve 1 and the flow of fuel will be described.

燃料噴射弁１は、燃料を噴射する燃料噴射孔１１０’を有する噴射孔構成部材１１０、上下に駆動する弁体１０６を内包するノズル体１１１、ターミナル１１９を通じてコイル１１５へ開弁信号を与えられた場合に磁気回路１２０となる、内部固定鉄心１００、第一の可動子１０７、第二の可動子１０５、外部固定鉄心１１３、上部固定鉄心１１４から構成される。さらに、非通電時には弁体１０６へ力を作用させる、バネ止めピン１１７に上方を支持されて下方に力を発生させている上部バネ１１６と、ノズル体１１１の受け部１１１ａで支持されて、第一の可動子１０７を介して上方への力を与える下部バネ１０８によって構成されている。 The fuel injection valve 1 is given a valve opening signal to the coil 115 through the injection hole component 110 having the fuel injection hole 110 'for injecting fuel, the nozzle body 111 including the valve body 106 driven up and down, and the terminal 119. In the case of the magnetic circuit 120, the inner fixed core 100, the first mover 107, the second mover 105, the outer fixed core 113, and the upper fixed core 114 are provided. Furthermore, when not energized, the valve spring 106 is supported by the upper spring 116 supported on the upper side by the spring stopper pin 117 to generate a force downward and supported by the receiving portion 111 a of the nozzle body 111. It is constituted by a lower spring 108 which applies an upward force through one mover 107.

図示しない燃料配管と接続されている燃料流入部１００’から流れ込んだ燃料は燃料噴射弁の中心軸１’に沿って流れ、弁体１０６の上部中心にある燃料通路１０６ａ及び径方向へ連通する横方向燃料通路１０６ｂを通りノズル体１１１と弁体１０６の間１１１’を通り、燃料噴射弁１の先端にあるガイド部材１０９の燃料通路部１０９ａを通り、弁体１０６と噴射孔構成部材１１０がシートするシート部１０６ｃに至り、通電時にはシート部１０６ｃに生じる隙間を通り、燃料噴射孔１１０’より燃料が噴射される。 The fuel flowing from the fuel inflow portion 100 'connected to the fuel piping (not shown) flows along the central axis 1' of the fuel injection valve, and the fuel passage 106a at the upper center of the valve body 106 communicates with the fuel passage 106a in the radial direction Directional fuel passage 106b, between the nozzle body 111 and the valve body 106, through the fuel passage portion 109a of the guide member 109 at the end of the fuel injection valve 1, the valve body 106 and the injection hole component 110 The fuel is injected from the fuel injection hole 110 'through the gap formed in the seat portion 106c at the time of energization.

次に、可動部として機能する、第一の可動子１０７、第二の可動子１０５、弁体の構成について説明する。 Next, configurations of the first mover 107, the second mover 105, and the valve body that function as the movable portion will be described.

図２(ａ)は第二の可動子１０５を燃料噴射弁上方から見た上視図である。図２(ｂ)は図１における弁体１０６の直交方向の断面図である。図２(ｃ)は第二の可動子１０５と弁体１０６を組合せた可動体２０１の断面図である。図３(ａ)は、第一の可動子１０７を燃料噴射弁上方から見た上視図である。図３(ｂ)は、図３(ａ)のＡ-Ａ断面図である。 FIG. 2A is a top view of the second mover 105 as viewed from above the fuel injection valve. FIG. 2B is a cross-sectional view of the valve body 106 in FIG. 1 in the orthogonal direction. FIG. 2C is a cross-sectional view of the movable body 201 in which the second mover 105 and the valve body 106 are combined. FIG. 3A is a top view of the first mover 107 as viewed from above the fuel injection valve. FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 (a).

本発明における、第二の可動子１０５には、磁気吸引面となる円形部１０５ａと、円形部から外周へ伸びている外周延長部１０５ｂがあることが特徴である。また、弁体１０６の外径部と圧入などにより一体化するための内径孔１０５ｃが開いており、一体化した可動体２０１として動作する。 The second movable element 105 in the present invention is characterized in that it has a circular portion 105a which is a magnetic attraction surface and an outer peripheral extension portion 105b which extends from the circular portion to the outer periphery. Further, an inner diameter hole 105 c for integrating with the outer diameter portion of the valve body 106 by press-fitting or the like is opened, and operates as an integrated movable body 201.

第一の可動子１０７には、内周側と外周側の固定鉄心と対となる上面１０７ｅがあり、その一部に突起部１０７ｆがある。突起部１０７ｆは、固定鉄心と第一の可動子の上面１０７ｅの間に存在する燃料による張付き力を抑制している。また、第一の可動子１０７には、可動体２０１における第二の可動子の下面１０５ｄと接し収まる中面１０７ａがある。中面１０７ａには、可動体２０１との接触時に燃料の通路となる軸方向燃料通路１０７ｃ、径方向燃料通路１０７ｄがあり、燃料による、張付き力の発生を抑制している。第一の可動子の下面１０７ｂは、下部バネ１０８と接触し、上方向の力を発生させている。また、第一の可動子１０７の中央には孔１０７ｇが開孔しており、可動体２０１における弁体１０６の外周部１０６ｄが通る。 The first mover 107 has an upper surface 107e paired with the fixed iron cores on the inner and outer peripheral sides and a protrusion 107f on a part thereof. The protrusion 107f suppresses the sticking force by the fuel existing between the fixed core and the upper surface 107e of the first mover. Further, the first mover 107 has an inner surface 107 a that comes in contact with the lower surface 105 d of the second mover in the movable body 201. On the inner surface 107a, there are an axial fuel passage 107c and a radial fuel passage 107d serving as a fuel passage when coming into contact with the movable body 201, and the generation of the sticking force by the fuel is suppressed. The lower surface 107b of the first mover contacts the lower spring 108 to generate an upward force. Further, a hole 107 g is opened at the center of the first mover 107, and the outer peripheral portion 106 d of the valve body 106 in the movable body 201 passes through.

次に、第一、第二の可動子を吸引する、固定鉄心について説明する。本発明の燃料噴射弁において、内部固定鉄心１００、外部固定鉄心１１３の間に、スペーサ１１２があることが特徴である。スペーサ１１２は、内部固定鉄心１００、外部固定鉄心１１３に対して、溶接によって接合する場合や、上方向からの荷重により潰れ部１１２ａ、ｂでの金属同士の緊迫結合によって結合する場合がある。内部固定鉄心１００、外部固定鉄心１１３は磁性材であるのに対して、スペーサ１１２は非磁性材である。仮に、スペーサ１１２が磁性材であると、図１で構成される磁気回路１２０が内部固定鉄心１００、スペーサ１１２、外部固定鉄心１１３、上部固定鉄心１１４から構成されてしまい、第一の可動子１０７、第二の可動子１０５に磁気吸引力が発生しなくなってしまう。 Next, the fixed iron core which sucks the first and second movers will be described. The fuel injection valve of the present invention is characterized in that there is a spacer 112 between the inner fixed core 100 and the outer fixed core 113. The spacer 112 may be joined to the inner fixed core 100 and the outer fixed core 113 by welding, or may be connected by the metal load in the crushed parts 112a and 112b due to a load from above. The inner fixed core 100 and the outer fixed core 113 are magnetic materials, whereas the spacers 112 are nonmagnetic materials. If the spacer 112 is a magnetic material, the magnetic circuit 120 shown in FIG. 1 is composed of the inner fixed core 100, the spacer 112, the outer fixed core 113, and the upper fixed core 114. The magnetic attraction force is not generated in the second mover 105.

以下、本発明の特徴である、２つのストロークを達成する動作原理について説明する。本動作は、コイルに通電する電流によって発生する第一の可動子１０７、第二の可動子１０５に発生する磁気吸引力の差を利用し、大小のリフトを構成することが特徴である。 Hereinafter, the operation principle for achieving two strokes, which is a feature of the present invention, will be described. This operation is characterized by using the difference between the magnetic attraction forces generated in the first mover 107 and the second mover 105 generated by the current supplied to the coil to construct a large and small lift.

図５は本発明の実施形態に係る可動部の閉弁状態の図である。図６（ａ）は本発明の実施形態に係る小ストローク時の可動部の拡大図であり、図６（ｂ）は小ストロークを発生させる時の駆動電流波形及び弁体の変位図である。図７（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態に係る大ストローク時の可動部の拡大図であり、図７（ｃ）は大ストロークを発生させる時の駆動電流波形である。そして図７のピーク値７０１は、図６（ｂ）のピーク値６０１より大きく、保持電流値７０２は、図６（ｂ）の保持電流値６０２より大きく設定されている。上記図中における、図１と同一の番号が付与されている物は、図１における部品と同様であり、詳細な説明は省略し、必要に応じ本動作説明内において引用する。 FIG. 5 is a diagram of the valve closing state of the movable part according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) is an enlarged view of a movable part at the time of a small stroke according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a displacement diagram of a drive current waveform and a valve when generating a small stroke. FIGS. 7 (a) and 7 (b) are enlarged views of the movable portion at the large stroke according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 (c) is a drive current waveform at the time of generating the large stroke. The peak value 701 in FIG. 7 is larger than the peak value 601 in FIG. 6B, and the holding current value 702 is set larger than the holding current value 602 in FIG. 1 in the above-mentioned figure are the same as the parts in FIG. 1 and the detailed description is omitted and will be referred to in the explanation of the operation as necessary.

はじめに、閉弁状態での構成について図５を用いて説明する。本発明に係る燃料噴射弁が閉弁している状態において、内部固定鉄心１００と外部固定鉄心１１３の下端面５１００と、第一の可動子１０７の上端面５１０７の間には隙間５０２、第二の可動子１０５の上端面５２０１の間には隙間５０３がそれぞれ構成されている。上記隙間５０２、５０３は、燃料噴射弁のリフト量となっている。上記隙間５０３は、上記隙間５０２よりも大きく構成されており、本発明における燃料噴射弁における２つのリフトを構成することになる。本実施例においては、第一の可動子１０７と第二の可動子１０５が接触している状態において、それぞれの上端面５１０７と５２０１の高さの差分により２つのリフト量の差分σを構成しているが、スペーサ等を利用し、差分を調整することも可能である。 First, the configuration in the valve closed state will be described with reference to FIG. While the fuel injection valve according to the present invention is in a closed state, a gap 502 is formed between the lower end surface 5100 of the inner fixed core 100 and the outer fixed core 113 and the upper end surface 5107 of the first mover 107. A gap 503 is formed between the upper end surface 5201 of the movable element 105 of FIG. The gaps 502 and 503 are the lift amount of the fuel injection valve. The clearance 503 is larger than the clearance 502, and constitutes two lifts in the fuel injection valve of the present invention. In the present embodiment, in the state where the first mover 107 and the second mover 105 are in contact, the difference σ between the two lift amounts is formed by the difference between the heights of the upper end faces 5107 and 5201. However, it is also possible to adjust the difference using a spacer or the like.

次に、２つのリフト量のうち、小さいリフト量を達成する時の、構成を以下説明する。本発明に係る燃料噴射弁において、コイル１１５に電流が通電されると、第一の可動子１０７が上方へ吸引されて、内部固定鉄心１００と外部固定鉄心１１３の下端面５１００と第一の可動子の上端面５１０７が接触し、小ストロークを構成する。力の作用する関係で言い換えると下記の様になる。 Next, the configuration when achieving the smaller lift amount of the two lift amounts will be described below. In the fuel injection valve according to the present invention, when current is applied to the coil 115, the first mover 107 is attracted upward, and the inner fixed iron core 100, the outer fixed iron core 113 lower end surface 5100, and the first movable The upper end surface 5107 of the blade contacts and constitutes a small stroke. In other words, it is as follows in the relation that the force acts.

図６（ａ）に示すように第二の可動子１０５と弁体１０６からなる可動体２０１を下方に押す力は、燃圧＝Fｆと上部ばね１１６と下部ばね１０８の差分力＝Fｓである。これに対して、第二の可動子１０５と弁体１０６からなる可動体２０１を上方に押す力は、第一の可動子１０７に作用する磁気力＝Fa１と第二の可動子１０５に作用する磁気力＝Fa2であり、Ff+Fs＜Fａ1かつFf+Fs＞Fａ2の時、弁体１０６は小ストロークとなる。この際、第二の可動子１０５は内部固定鉄心１００と外部固定鉄心１１３の下端面５１００とは接触せず、第一の可動子の中面１０７ａと第二の可動子の下面１０５ｄとは接触した状態となっている。そして、コイル１１５への通電により発生する磁束が通り、主となる磁気回路６１０が構成されている。 As shown in FIG. 6A, the force pressing the movable body 201 formed of the second mover 105 and the valve body 106 downward is fuel pressure = Ff and differential force between the upper spring 116 and the lower spring 108 = Fs. On the other hand, the force pushing the movable body 201 consisting of the second mover 105 and the valve body 106 upward acts on the magnetic force = Fa1 acting on the first mover 107 and the second mover 105 When magnetic force = Fa2 and Ff + Fs <Fa1 and Ff + Fs> Fa2, the valve body 106 has a small stroke. At this time, the second mover 105 does not contact the inner fixed core 100 and the lower end surface 5100 of the outer fixed core 113, and the inner surface 107a of the first mover and the lower surface 105d of the second mover contact It is in a state of Then, a magnetic flux generated by energization of the coil 115 passes, and a main magnetic circuit 610 is configured.

図６（ｂ）に示されるように、コイル１１５に通電する駆動電流波形のピーク値６０１とピーク値６０１よりも低い保持電流値６０２によって、第一の可動子にかかる、上部バネ１１６と下部バネ１０８の差分により下方向へかかる力、及び燃料によって下方向に受ける力を上回るような磁気吸引力を発生させ、第一の可動子１０７のみを駆動させる。この時、第二の可動子１０５に発生する磁気吸引力は、上部バネ１１６と下部バネ１０８の差分により下方向へかかる力、及び燃料によって下方向に受ける力を下回っているために、上記説明のように、第一の可動子の中面１０７ａと第二の可動子の下面１０５ｄとは接触したままの状態となっている。 As shown in FIG. 6B, the upper spring 116 and the lower spring applied to the first mover due to the peak value 601 of the drive current waveform for energizing the coil 115 and the holding current value 602 lower than the peak value 601. By the difference of 108, a force applied downward and a magnetic attraction force that exceeds the force received downward by the fuel are generated, and only the first mover 107 is driven. At this time, the magnetic attraction force generated in the second mover 105 is lower than the force applied downward by the difference between the upper spring 116 and the lower spring 108 and the force received downward by the fuel, so As described above, the inner surface 107a of the first mover and the lower surface 105d of the second mover remain in contact with each other.

図６（ｂ）を用いて弁体１０６の変位を説明する。コイル１１５へ通電する駆動電流波形のピーク値６０１を印加すると、弁体１０６はａ区間で急激に上昇する。そして駆動電流をピーク値から下げ、ｂ区間で弁体１０６の上昇スピードを緩やかにし、保持電流６０２をコイルへ印加することによりｃ区間の様に開弁状態で弁体１０６は、保持される。 The displacement of the valve body 106 will be described with reference to FIG. When the peak value 601 of the drive current waveform to be energized to the coil 115 is applied, the valve body 106 rises sharply in the section a. Then, the driving current is lowered from the peak value, the rising speed of the valve body 106 is made gentle in the section b, and the holding current 602 is applied to the coil, whereby the valve element 106 is held in the open state as in section c.

引き続き、２つのリフト量のうち、大きいリフト量を達成する時の、構成を図７（ａ）乃至（ｃ）を用いて以下説明する。本発明に係る燃料噴射弁において、コイル１１５に電流が通電されると、第一の可動子１０７が上方へ吸引されると同時に第二の可動子１０５も吸引され、内部固定鉄心１００と外部固定鉄心１１３の下端面５１００と第一の可動子の上端面５１０７、第二の可動子の上端面５２０１は接触し、大ストロークを構成する。この際、コイル１１５への通電により発生する磁束が通り、主となる磁気回路７１０、７１１が構成されている。 Subsequently, the configuration when achieving a large lift amount of the two lift amounts will be described below with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (c). In the fuel injection valve according to the present invention, when current is supplied to the coil 115, the first mover 107 is drawn upward and the second mover 105 is also drawn simultaneously, and the inside fixed iron core 100 and the outside are fixed externally. The lower end surface 5100 of the iron core 113, the upper end surface 5107 of the first mover, and the upper end surface 5201 of the second mover are in contact with each other to constitute a large stroke. Under the present circumstances, the magnetic flux which generate | occur | produces by electricity supply to the coil 115 passes, and the main magnetic circuits 710 and 711 are comprised.

図７（ｃ）に示されるように、コイル１１５に通電する駆動電流波形のピーク値７０１に到達後、ピーク電流を保持した電流値７０１’を発生し、その後保持電流値７０２を発生させるようにすることで、第二の可動子にかかる、上部バネ１１６と下部バネ１０８の差分により下方向へかかる力、及び燃料によって下方向に受ける力を上回るように磁気吸引力を発生させ、第一の可動子１０７と共に駆動させる。力の作用する関係で言い換えると下記の様になる。 As shown in FIG. 7C, after reaching the peak value 701 of the drive current waveform for energizing the coil 115, a current value 701 'holding the peak current is generated, and then the holding current value 702 is generated. Thus, the magnetic attraction force is generated to be greater than the force applied downward by the difference between the upper spring 116 and the lower spring 108 applied to the second mover and the force received downward by the fuel. The movable element 107 is driven together. In other words, it is as follows in the relation that the force acts.

図６に示すように弁体１０６を下方に押す力は、燃圧＝Fｆと上部ばね１１６と下部ばね１０８の差分力＝Fｓである。これに対して弁体１０６を上方に押す力は、第一の可動子１０７に作用する磁気力＝Fa１と第二の可動子１０５に作用する磁気力＝Fa2であり、Ff+Fs＜Fａ1かつFf+Fs＜Fａ2の時、弁体１０６は大ストロークとなる。 As shown in FIG. 6, the force pressing the valve body 106 downward is fuel pressure = Ff and differential force between the upper spring 116 and the lower spring 108 = Fs. On the other hand, the force pushing the valve body 106 upward is: magnetic force = Fa1 acting on the first mover 107 and magnetic force = fa2 acting on the second mover 105, and Ff + Fs <Fa1 and When Ff + Fs <Fa2, the valve body 106 has a large stroke.

この際、図２において前述したように、第二の可動子１０５において円形部から外周へ伸びている外周延長部１０５ｂを有することに外周側まで拡張した形にしていることは以下の理由がある。 At this time, as described above with reference to FIG. 2, the second movable element 105 has the outer peripheral extension portion 105b extending from the circular portion to the outer periphery, and the second movable element 105 has the following reason. .

大リフトをしているときに、第一の可動子１０７と第二の可動子１０５の間には隙間７１２が構成されている。燃料噴射弁が周方向全周に渡って、図７（ａ）の断面を有することになると、内部固定鉄心１００から第二の可動子１０５に入ってきた磁束が外部固定鉄心１１３に通りにくく、第二の可動子１０５に必要となる磁気吸引力が得られにくい。しかしながら、第二の可動子１０５において円形部から外周へ伸びている外周延長部１０５ｂを有するよう外周側まで拡張した形にすることによって、周方向の一部が図７（ｂ）に示されるような断面を有すると、内部固定鉄心１００から第二の可動子１０５に入ってきた磁束が外部固定鉄心１１３へ通り、第二の可動子１０５に必要となる磁気吸引力が得られる。第二の可動子１０５の外周側まで拡張されている部位は大きくすればするほど、第一の可動子１０７の磁気吸引面積を低下させることになるため、必要となる吸引力、使用条件によって形状は最適に決定される。また、同じ吸引力を発生するとした場合においても、可動体２０１の全重量を軽くするように考慮した設計が成されることが、燃料噴射弁の閉弁時に発生する弁体の弁座部とのバウンドを抑える観点からは望ましい。 During a large lift, a gap 712 is formed between the first mover 107 and the second mover 105. When the fuel injection valve has the cross section shown in FIG. 7A over the entire circumferential direction, the magnetic flux that has entered the second mover 105 from the inner fixed core 100 is difficult to pass to the outer fixed core 113, It is difficult to obtain the magnetic attraction required for the second mover 105. However, by forming the second mover 105 so as to have the outer peripheral extension portion 105 b extending from the circular portion to the outer periphery, a part in the circumferential direction is shown in FIG. 7B. The magnetic flux that has entered the second mover 105 from the inner fixed core 100 passes to the outer fixed core 113 to obtain the necessary magnetic attraction force for the second mover 105. The larger the area extended to the outer peripheral side of the second mover 105 is, the lower the magnetic attraction area of the first mover 107 will be. Is determined optimally. In addition, even when the same suction force is generated, the design is made to reduce the total weight of the movable body 201, and the valve seat portion of the valve body generated when the fuel injection valve is closed. Desirable from the viewpoint of suppressing the bounce of

本発明に係る、リフト量の調整方法では、大きいリフト量もしくは小さいリフト量のどちらかを先に決定し、その後第一の可動子１０７と第二の可動子１０５のなす高さの差により、もう一方のリフト量を決めることになっている。のぞましくは、小さいリフト量が先に決定された後に、大きいリフト量が決定されるようにするのが良い。その理由は、リフト量が小さい方が、リフトの調整誤差に対して対応する燃料噴射弁の噴射量のばらつきの割合が大きくなるためである。 In the method of adjusting the lift amount according to the present invention, either the large lift amount or the small lift amount is determined first, and then the difference between the heights of the first mover 107 and the second mover 105 is The other lift amount is to be decided. Desirably, a large lift amount may be determined after the small lift amount has been determined first. The reason is that the smaller the lift amount, the larger the ratio of the variation in the injection amount of the fuel injection valve to the adjustment error of the lift.

本発明に係る、２つのリフトをなす燃料噴射弁において、図示しない内燃機関に搭載されている場合に、２つのリフトを切替える場面について以下説明する。リフト量を小さくして、小噴射量が必要になる場面は、内燃機関の回転数が低い時、内燃機関の発生トルクが低い時、燃料噴射圧力が低い時が主である。すなわち、吸入空気量をセンシングしているエアフローセンサ、回転数をセンシングしているクランクセンサ、燃料噴射圧力をセンシングしているプレッシャセンサの情報を元に一定の閾値をまたいだ場合に、小ストローク用の波形に切り替えることとする。また、アクセル開度が大きく、回転数が高く、トルクも高い運転状態において、突然アクセル開度を小さくしたような場合には、燃圧が高くとも、小ストロークする波形へ切り替えることが望ましい。 The two lift fuel injection valves according to the present invention will be described below as switching between the two lifts when they are mounted on an internal combustion engine (not shown). The situations where a small injection amount is required by reducing the lift amount are mainly when the revolution speed of the internal combustion engine is low, when the generated torque of the internal combustion engine is low, and when the fuel injection pressure is low. That is, for a small stroke, if a certain threshold is crossed based on information of an air flow sensor sensing an intake air amount, a crank sensor sensing an engine speed, and a pressure sensor sensing a fuel injection pressure Switch to the waveform of When the accelerator opening is suddenly reduced in an operating state where the accelerator opening is large, the number of revolutions is high, and the torque is also high, it is desirable to switch to a waveform with a small stroke even if the fuel pressure is high.

本実施例においては、吸入空気量、内燃機関回転数、燃料噴射圧力、アクセル開度をセンシングし、その閾値によって、燃料噴射弁に通電する電流波形を切り替えることとしたが、他の情報を用いても、同様の効果が得られる場合には、切替えをすることが可能である。 In this embodiment, the intake air amount, the internal combustion engine speed, the fuel injection pressure, and the accelerator opening degree are sensed, and the current waveform applied to the fuel injection valve is switched according to the threshold value. Even if similar effects can be obtained, it is possible to switch.

本実施例では、第二の可動子１０５と弁体１０６が元々は別部材であり、圧入等によって一体化される構造としているが、元々一体化された構造であっても、内部固定鉄心１００および外部固定鉄心１１３へ吸引され、かつ、弁座部１０６ｃにおいて燃料をシールすることが可能であれば、構成を問うことはない。 In the present embodiment, the second mover 105 and the valve body 106 are originally separate members, and are configured to be integrated by press fitting or the like. There is no question on the configuration, as long as it can be sucked into the external fixed core 113 and seal the fuel at the valve seat 106c.

本実施例では、小ストローク時にピーク電流を保持しない電流波形、大ストローク時にピーク電流を保持するような波形として説明しているが、可動子が２つのストロークを構成する電流波形であれば、他の電流波形であっても、本発明に係る作用効果が損なわれるものではない。 In this embodiment, a current waveform which does not hold the peak current at the small stroke and a waveform which holds the peak current at the large stroke are described, but if the mover is a current waveform which forms two strokes, the other The current waveform of the present invention does not impair the effects of the present invention.

本実施例では、非磁性部材としているスペーサ１１２は単一の部品として構成されているが、これを複数の部材によって構成したとしても、本発明に係る作用効果が損なわれるものではない。 In the present embodiment, the spacer 112 which is a nonmagnetic member is configured as a single component, but even if it is configured by a plurality of members, the function and effect according to the present invention are not impaired.

１・・・燃料噴射弁
１００・・・内部固定鉄心
１０５・・・第二の可動子
１０６・・・弁体
１０７・・・第一の可動子
１０８・・・下部バネ
１１０・・・噴射孔構成部材
１１１・・・ノズル体
１１２・・・スペーサ
１１３・・・外部固定鉄心
１１６・・・上部バネ 1: Fuel injection valve 100: Internal fixed core 105: Second movable element 106: Valve body 107: First movable element 108: Lower spring 110: Injection hole Component members 111 ··· Nozzle body 112 ··· Spacer 113 ··· External fixed iron core 116 ··· Upper spring

Claims

弁体と、With a disc,
コイルと、With the coil,
前記コイルの内周側に配置される内部固定鉄心と、An internal stationary core disposed on the inner circumferential side of the coil;
前記コイルの外周側に配置される外部固定鉄心と、An external fixed iron core disposed on the outer peripheral side of the coil;
前記弁体を動かすように構成された可動子と、を備え、A mover configured to move the valve body;
前記可動子は、前記弁体とは別体で構成されるとともに前記弁体が挿通される孔が形成され前記内部固定鉄心および前記外部固定鉄心に吸引されるように構成された第一の可動子と、前記内部固定鉄心に吸引されるように構成された第二の可動子と、有する燃料噴射弁。The movable element is configured separately from the valve body, and a hole through which the valve element is inserted is formed, and the first movable element configured to be attracted to the internal fixed iron core and the external fixed iron core And a second movable element configured to be attracted to the internal stationary core, and a fuel injection valve having the same.

請求項１に記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to claim 1, wherein
前記内部固定鉄心および前記外部固定鉄心の間に配置され、燃料噴射弁の軸方向に前記可動子と対向する非磁性スペーサを備える燃料噴射弁。A fuel injection valve comprising a nonmagnetic spacer disposed between the inner fixed core and the outer fixed core and facing the mover in the axial direction of the fuel injection valve.

請求項１または２に記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein
前記第一の可動子は、燃料噴射弁の軸方向に前記内部固定鉄心および前記外部固定鉄心と対向する上面と、前記上面の径方向内側に設けられる凹部と、を有する燃料噴射弁。The fuel injection valve according to claim 1, wherein the first mover has an upper surface facing the inner fixed core and the outer fixed core in an axial direction of the fuel injection valve, and a recess provided radially inward of the upper surface.

請求項３に記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to claim 3, wherein
前記上面の内径は、前記内部固定鉄心の内径よりも大きく形成される燃料噴射弁。The fuel injection valve, wherein the inner diameter of the upper surface is formed larger than the inner diameter of the inner fixed core.

請求項３又は４に記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to claim 3 or 4, wherein
前記第一の可動子には、前記凹部の内周面と前記上面とを繋ぐテーパ面が形成される燃料噴射弁。The fuel injection valve in which the taper surface which connects the inner peripheral surface of the said recessed part and the said upper surface is formed in the said 1st mover.

請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5, wherein
閉弁状態において、前記第一の可動子と前記内部固定鉄心との間の隙間は、前記第二の可動子と前記内部固定鉄心との間の隙間よりも大きくなるように構成されている燃料噴射弁。In the valve-closed state, the gap between the first mover and the inner fixed core is larger than the gap between the second mover and the inner fixed core. Injection valve.

請求項１乃至６のいずれかに記載の燃料噴射弁であって、The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記第二の可動子が前記内部固定鉄心に接触している状態において、前記第一の可動子と前記第二の可動子との間には軸方向の隙間が形成されるように構成されている燃料噴射弁。An axial gap is formed between the first mover and the second mover in a state where the second mover is in contact with the inner fixed core. There are fuel injection valves.