JPWO2016136394A1 - 燃料噴射装置の駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、図2の燃料噴射装置の縦断面と図3の可動子202および弁体214の近傍を拡大した断面図を用いて、燃料噴射装置の構成と動作について説明する。図2および図3に示した燃料噴射装置は通常時閉型の電磁式燃料噴射装置であり、ソレノイド(コイル)205に通電されていない状態では、第1のばね210によって弁体214が閉弁方向に付勢され、弁体214は弁座218と接触して閉弁している。
可動子202の上端面302Aには下端面302B側に向けて凹部302Cが形成されている。この凹部302Cの内側に設けられた中間部材220の下面側には上方に向けて凹部333Aが形成される。凹部333Aは頭部214Aの段付き部329が収まる直径(内径)と深さを有している。すなわち、凹部333Aの直径(内径)は段付き部329の直径(外径)よりも大きく、凹部333Aの深さ寸法は段付き部329の上端面と下端面との間の寸法よりも大きい。凹部333Aの底部には頭部214Aの突起部131が貫通する貫通孔333Bが形成されている。中間部材220とキャップ232との間には第3のばね234が保持されており、中間部材220の上端面320Cは第3のばね234の一端部が当接するばね座を構成する。第3のばね234は、可動子202を固定コア207側から閉弁方向に付勢する。
中間部材220の上方に位置するキャップ232の上端部には径方向に張り出した鍔部332Aが形成されており、鍔部332Aの下端面に第3のばね234の他端部が当接するばね座が構成されている。キャップ232の鍔部332Aの下端面から下方に筒状部332Cが形成されており、筒状部332Cに弁体214の上部が圧入固定されている。
スプリング210の初期荷重が調整された状態で、固定コア207の下端面が可動子202の上端面に対して約40乃至100ミクロン程度の磁気吸引ギャップG1を隔てて対面するように構成されている。なお図中では寸法の比率を無視して拡大して表示している。
ソレノイド205に電流が供給されると、磁気回路によって発生する磁界により、固定コア207と可動子202との間に磁束が通過し、可動子202に磁気吸引力が作用する。可動子202に作用する磁気吸引力が、第3のばね234による荷重を越えるタイミングで、可動子202は、固定コア207の方向に変位を開始する。このとき、弁体214と弁座218が接触しているため、可動子202の運動は、燃料の流れが無い状態で行われ、燃料圧力による差圧力を受けている弁体214とは分離して行われる空走運動であるため、燃料の圧力などの影響を受けることがなく、高速に移動することが可能である。
また、第一のばね214の荷重は、エンジン筒内の燃焼圧が増加した場合であっても燃料の噴射を抑制するため、ばね荷重を強く設定する必要がある。すなわち閉弁状態において、第一のばね214の荷重が弁体214に作用しないことで、弁体214は高速に移動することが可能となる。
したがって、弁体214が閉弁状態から開弁開始されて変位が小さく、差圧力が大きくなる開弁動作がし難くなるタイミングで、弁体214の開弁が可動子202の空走運動によって衝撃的に行われるため、より高い燃料圧力が作用している状態でも開弁動作を行うことができる。あるいは、動作できることが必要な燃料圧力範囲に対して、より強い力に第1のばね210を設定することができる。第1のばね210をより強い力に設定することで、後述する閉弁動作に要する時間を短縮することができ、微小噴射量の制御に有効である。
)に到達すると、高電圧401の印加を停止する。
車載機器の通電などにより、バッテリ電圧VBが低下することによって可動子202に作用する磁気吸引力が低下し、可動子202および弁体214の変位が不安定になる場合がある。ピーク電流Ipeakを大きく設定することで、可動子202が弁体214に衝突する際の運動エネルギーを大きくでき、弁体214が開弁開始してからの可動子202に作用する磁気吸引力を増加することができ、弁体214の変位の安定性が向上し、噴射量の精度を高められる。タイミングt123の電流値を大きくすることで、可動子202に作用する磁気吸引力を高く保つことができるため、弁体214の安定性がさらに向上する。
Claims (19)
- 弁体と、前記弁体が着座する座面を有する弁座部と、前記弁体を駆動させる可動子と、
駆動電流が流れることで前記可動子を駆動するコイルと、を備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置の駆動装置において、
前記ソレノイドに印加する駆動電圧、又は駆動電流を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させ、前記第1駆動電流の通電時間を変えることで、前記最大高さ位置よりも低い高さ位置領域における前記弁体の高さ位置を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記コイルに流す駆動電流を前記最大駆動電流から前記第1駆動電流に低下させた後、前記第1駆動電流よりもさらに低い第2駆動電流に低下させることで前記弁体が前記最大高さ位置まで到達するように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記第1駆動電流を流す通電時間を長くするほど、前記最大高さ位置よりも低い高さ位置領域において、前記弁体の高さ位置が高くなるように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記第2駆動電流を流す通電時間を変えることで、前記弁体が前記最大高さ位置に位置する時間を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1又は2に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記可動子は、前記弁体が前記座面に着座している状態において前記弁体と軸方向に隙間を介して配置され、前記弁体が前記弁シート部と反対側に押し上げられた状態において前記隙間が無くなり前記弁体と軸方向に接触するように構成された燃料噴射装置を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させた後、遮断することで前記弁体が前記最大高さ位置よりも低い高さ位置まで到達するように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記コイルにかける電圧の印加および停止を繰り返すことで前記第1駆動電流の通電時間を制御し、これにより前記最大高さ位置よりも低い高さ位置領域における前記弁体の高さ位置を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記コイルにかける電圧の印加および停止を繰り返すことで前記第2駆動電流の通電時間を制御し、これにより前記弁体が前記最大高さ位置に位置する時間を特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記燃料噴射装置の上流側に配置されるレールの圧力が設定値以下の場合は、前記第1駆動電流の通電時間を短くするように制御し、前記レールの圧力が設定値以上の場合は、前記第1駆動電流の通電時間を長くするように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、バッテリ電圧が設定時間、印加され続ける場合、又は前記バッテリ電圧の印加、停止のオン・オフを行うスイッチング素子のスイッチングが設定時間、行われない場合、前記第1駆動電流の目標値を下げることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1又は2に記載の駆動装置において、
前記制御部は、前記燃料噴射装置の上流側に配置される燃料配管の圧力が設定値以上の場合に前記第1駆動電流の目標値を上げるように制御することを特徴する燃料噴射装置の駆動装置。 - 弁体と、前記弁体が着座する座面を有する弁座部と、前記弁体を駆動させる可動子と、
前記可動子と対向して配置される固定子と、駆動電流が流れることで前記可動子を駆動するコイルと、を備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射装置の駆動装置において、
前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させ、前記可動子が前記固定子の対向面よりも低い高さ位置まで到達するように制御する制御部を備えたことを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項12に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記可動子が前記固定子にぶつかる前に前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記第1駆動電流に低下させた後、前記第1駆動電流よりもさらに低い第2駆動電流に低下させることで前記可動子が前記固定子にぶつかるように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項12に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記第1駆動電流を流す通電時間を変えることで、前記固定子の対向面よりも低い高さ位置領域における前記可動子の高さ位置を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項13に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記第2駆動電流を流す通電時間を変えることで、前記可動子が前記固定子に接触する時間を制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項12に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記制御部は、前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させた後、遮断することで前記可動子が前記固定子の対向面よりも低い高さ位置まで到達するように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 弁体と、前記弁体が着座する座面を有する弁座部と、前記弁体を駆動させる可動子と、
前記可動子と対向して配置される固定子と、駆動電流が流れることで前記可動子を駆動するコイルと、を備えた燃料噴射装置の噴射量を制御する燃料噴射装置の駆動装置において、
第1噴射量域において燃料を噴射する場合に、前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させ、前記可動子が前記固定子の対向面よりも低い高さ位置まで到達するように制御する制御部を備えたことを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項17に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記第1噴射量域よりも噴射量の多い第2噴射量域において燃料を噴射する場合に、前記可動子が前記固定子にぶつかる前に前記コイルに流す駆動電流を最大駆動電流から前記最大駆動電流よりも低い第1駆動電流に低下させ後、前記第1駆動電流よりもさらに低い第2駆動電流に低下させることで前記可動子が前記固定子にぶつかるように制御することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 - 請求項1又は2に記載の駆動装置において、1燃焼サイクルの燃料の噴射を分割し、圧縮行程の後期になるほど前記第1駆動電流の通電時間を短くすることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。
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