CN107110085B - 燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射装置所具备的电流控制部(38)控制在一次通电中向线圈流通的电流的大小。当在时刻t11时输入到电流控制部的信号变为ON时，流过电流Ip1。由此，在时刻t12时提升量增加的可动芯(50)与针(41)抵接之后，针离开阀座(255)来进行预喷射。在预喷射之后，在时刻t13时针和可动芯的提升量成为针与阀座抵接时的提升量D1而暂时闭阀。在时刻t13之后的时刻t14时通过向线圈流通大于电流Ip1的电流Ix1、Im1来使针和可动芯的提升量成为大于提升量D1的提升量D2来进行主喷射。由此，能够在一次通电中进行两次燃料喷射。

Description

燃料喷射装置
关联申请的相互参照
本申请基于2014年11月5日申请的日本专利申请号2014-225110号，在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种向内燃机(以下称为“发动机”)的燃烧室喷射供给燃料的燃料喷射装置。
背景技术
以往，已知一种通过针的往复移动来使壳体所具有的喷孔开闭并喷射壳体内的燃料的燃料喷射装置。例如，在专利文献1中记载了具备如下电流控制部的燃料喷射装置：该电流控制部进行正式通电和预备通电，该正式通电中向线圈流通电流以使针离开形成在喷孔的周围的阀座，该预备通电在正式通电之前向线圈流通电流以将可动芯与固定芯之间的距离保持为固定。
在专利文献1所记载的燃料喷射装置中，预备通电和正式通电在连续的通电中进行，因此在该一次的连续的通电中，仅进行一次燃料喷射。另一方面，为了实现高精度的发动机控制，进行多次燃料喷射的分割喷射被要求作为燃料喷射装置的功能。在专利文献1所记载的燃料喷射装置中进行多次燃料喷射的情况下，需要将包括预备通电和正式通电的连续的通电进行与燃料喷射的次数相同的次数，通过多次连续的通电所消耗的能量增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4637931号说明书
发明内容
本公开的目的在于提供一种能够在减小消耗电力的同时对一次通电中的燃料喷射进行分割的燃料喷射装置。
根据本公开的一个方式，向内燃机的燃烧室喷射燃料的燃料喷射装置具备壳体、针构件、凸缘部、可动芯、限制部、固定芯、线圈、施力部、以及电流控制部。
针构件在壳体内被设置成能够往复移动，当一个端部与所述阀座抵接时闭阀，当离开所述阀座时开阀，从而使喷孔开闭。
凸缘部以能够与针构件一体地往复移动的方式设置于所述针构件的另一个端部的径向外侧。
限制部在可动芯的阀座侧以能够与针构件一体地往复移动的方式设置于针构件的径向外侧或壳体的内壁，形成为能够通过与可动芯抵接而限制可动芯向闭阀方向的移动。
电流控制部控制在线圈中流通的电流。
本公开的燃料喷射装置的特征在于，在限制部与可动芯抵接时，在凸缘部与可动芯之间形成间隙。另外，本公开的燃料喷射装置的特征在于，电流控制部能够以在一次通电中进行多次燃料喷射的方式调整在线圈中流通的电流的大小。
在本公开的燃料喷射装置中，在限制部与可动芯抵接时，在凸缘部与可动芯之间形成间隙。在开阀时，当电流流过线圈时，可动芯一边利用该间隙向开阀方向进行加速一边移动而与凸缘部抵接。由此，能够使比较大的开阀方向的力作用于针。
另外，在本公开的燃料喷射装置中，电流控制部被设置成能够调整在一次通电中向线圈流通的电流的大小。在此，“一次通电”是指，在线圈中开始流过电流起至连续地流过大于0的电流后电流变为0为止的通电。由此，控制壳体内的针构件和可动芯的移动，能够在一次通电中进行多次燃料喷射。因而，本公开的燃料喷射装置相比于例如专利文献1所记载的燃料喷射装置那样为了进行多次燃料喷射而将包括预备通电和正式通电的连续的通电进行与燃料喷射的次数相同的次数的燃料喷射装置，能够在降低燃料喷射所需的能量的同时分割燃料喷射。
附图说明
关于本公开的上述目的及其它目的、特征、优点通过参照附图并下述的详细记述，会变得更明确。
图1是基于本公开的第一实施方式的燃料喷射装置的剖面图。
图2是图1的II部放大图。
图3是与本公开的第一实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
图4是图1的II部放大图，是说明与图2不同的作用的放大图。
图5是图1的II部放大图，是说明与图2、4不同的作用的放大图。
图6是表示本公开的第一实施方式的燃料喷射装置中的电流的大小与燃料喷射量的关系的特性图。
图7是与本公开的第二实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
图8是与本公开的第三实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
图9是与本公开的第四实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
图10是与本公开的第五实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
图11是与本公开的其它实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射有关的时序图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本公开的多个实施方式。
(第一实施方式)
在图1～6中示出基于本公开的第一实施方式的燃料喷射装置1。此外，在图1、2、4、5中图示了针40离开阀座255的方向即开阀方向、以及针40与阀座255抵接的方向即闭阀方向。
燃料喷射装置1例如使用于未图示的直喷式汽油发动机。燃料喷射装置1将作为燃料的汽油以高压喷射供给到发动机。燃料喷射装置1具备壳体20、针40、可动芯50、固定芯30、有底筒状构件60、线圈35、作为“施力部”的弹簧31、电流控制部38等。
壳体20由第一筒构件21、第二筒构件22、第三筒构件23以及喷射喷嘴25构成。第一筒构件21、第二筒构件22以及第三筒构件23均形成为圆筒状，按第一筒构件21、第二筒构件22、第三筒构件23的顺序以同轴的方式配置，且相互连接。
第一筒构件21和第三筒构件23例如由铁氧体系不锈钢等磁性材料形成，被实施磁稳定化处理。第一筒构件21和第三筒构件23的硬度比较低。另一方面，第二筒构件22例如由奥氏体系不锈钢等非磁性材料形成。第二筒构件22的硬度比第一筒构件21和第三筒构件23的硬度高。
喷射喷嘴25设置于第一筒构件21的与第二筒构件22相反的一侧的端部。喷射喷嘴25例如由马氏体系不锈钢等金属形成为有底筒状，熔接在第一筒构件21。喷射喷嘴25被实施猝火处理使得具有规定的硬度。喷射喷嘴25由喷射部251和筒部252形成。
喷射部251以与燃料喷射装置1的中心轴同轴的壳体20的中心轴CA20为对称轴来形成为线对称。喷射部251的外壁253形成为从喷射喷嘴25的内部向中心轴CA20的方向突出。喷射部251具有多个将壳体20的内侧与外侧连通的喷孔26。在喷射部251的内壁254设置有形成在喷孔26的周围的阀座255。
筒部252被设置成包围喷射部251的径向外侧、且向与喷射部251的外壁253所突出的方向相反的方向延伸。筒部252的一个端部与喷射部251连接，另一个端部与第一筒构件21连接。
针40例如由马氏体系不锈钢等金属形成。针40被实施猝火处理使得具有与喷射喷嘴25的硬度相同程度的硬度。
针40以能够往复移动的方式收容于壳体20的内部。针40由轴部41、作为“针构件的一个端部”的密封部42、凸缘部43、限制部45等形成。轴部41、密封部42、凸缘部43以及限制部45形成为一体而能够往复移动。轴部41和密封部42相当于“针构件”。
轴部41是固定芯30侧的端部形成为筒状的棒状的部位。在轴部41的固定芯30侧的端部的内部形成有能够供燃料流通的流路400。流路400在流路400的阀座255侧与轴部41所具有的孔411连通。即，孔411将流路400与轴部41的外侧连通。
另外，轴部41具有将后述的间隙430与流路400连通的连通路410。在连通路410中，间隙430的燃料流动。
密封部42被设置成能够在轴部41的阀座255侧的端部与阀座255抵接。针40当密封部42离开阀座255时开阀，当密封部42与阀座255抵接时闭阀，从而使喷孔26开闭。
在轴部41与密封部42之间形成有滑动接触部44。滑动接触部44形成为圆筒状，外壁441的一部分被倒角。在滑动接触部44中，外壁441的未被倒角的部分能够与喷射喷嘴25的内壁滑动接触。由此，针40在阀座255侧的端部中的往复移动被引导。
凸缘部43形成为大致圆环状，设置在轴部41的固定芯30侧的端部的径向外侧。凸缘部43形成为其外径大于轴部41的外径。
限制部45形成为大致圆环状，设置在凸缘部43的阀座255侧的、从凸缘部43离开规定的距离的位置的轴部41的径向外侧。限制部45形成为其外径大于轴部41的外径。在限制部45的固定芯30侧的限制部第一端面451与凸缘部43的阀座255侧的凸缘部端面431之间，以能够往复移动的方式设置有可动芯50。
可动芯50例如由铁氧体系不锈钢等磁性材料形成为筒状。可动芯50被设置成能够相对于针40相对移动。
可动芯50具有供轴部41插通的可动芯贯通孔500。可动芯50的固定芯30侧的可动芯第一端面501形成为能够与凸缘部端面431抵接。可动芯50的阀座255侧的可动芯第二端面502形成为能够与限制部第一端面451抵接。在限制部第一端面451与可动芯第二端面502抵接时，在凸缘部端面431与可动芯第一端面501之间形成有间隙430。
固定芯30被设置成熔接在壳体20的第三筒构件23而固定于壳体20的内侧。固定芯30具有固定芯主体部301和固定芯抵接部302。
固定芯主体部301例如由铁氧体系不锈钢等磁性材料形成为筒状。固定芯主体部301被实施磁稳定化处理，被设置在后述的线圈35所形成的磁场内。
固定芯抵接部302是设置在固定芯主体部301的阀座255侧的内侧的筒状构件。固定芯抵接部302具有与可动芯50的硬度相同程度的硬度。固定芯抵接部302的阀座255侧的端面303相比于固定芯主体部301的阀座255侧的端面304靠阀座255侧。由此，当可动芯50向开阀方向移动时，可动芯50的可动芯第一端面501与端面303抵接，从而可动芯50向开阀方向的移动被限制。
有底筒状构件60在可动芯50的与阀座255相反的一侧且固定芯抵接部302的内侧被设置成能够相对于固定芯30往复移动。有底筒状构件60由圆板部61和筒部62构成。圆板部61与筒部62形成为一体。
圆板部61位于凸缘部43的与阀座255相反的一侧。圆板部61形成为与中心轴CA20垂直的剖面形状为圆形状。圆板部61的阀座255侧的端面611形成为能够与轴部41的与阀座255相反一侧的端面412及凸缘部43的与阀座255相反的一侧的端面432抵接。
在圆板部61中形成有将有底筒状构件60的内侧与外侧连通的连通路612。连通路612构成后述的燃料通路18，并且通过凸缘部43的移动将有底筒状构件60的内侧的燃料排出至有底筒状构件60的外侧。
筒部62是以从圆板部61的径向外侧向阀座255的方向延伸的方式形成的筒状的部位。筒部62的内壁621形成为能够与凸缘部43的径向外侧的外壁433滑动。内壁621的硬度是与外壁433相同的硬度。另外，筒部62的外壁622被设置成能够与固定芯抵接部302的内壁305滑动。外壁622的硬度是与内壁305相同的硬度。
筒部62的一个端部固定于圆板部61。筒部62的另一个端部被设置成能够与可动芯50抵接。筒部62具有能够使凸缘部43在有底筒状构件60的内侧往复移动的程度的长度。
线圈35形成为筒状，被设置成主要包围第二筒构件22和第三筒构件23的径向外侧。线圈35当流过电流时在周围形成磁场。当形成磁场时，在固定芯30、可动芯50、第一筒构件21以及第三筒构件23中形成磁回路。
弹簧31被设置成一端与圆板部61的与阀座255相反的一侧的端面613抵接。弹簧31的另一端与被压入固定于固定芯30的内侧的调整管11的阀座255侧的端面111抵接。弹簧31经由有底筒状构件60对针40和可动芯50向阀座255的方向即闭阀方向施力。
在第三筒构件23的与第二筒构件22侧相反的端部，压入和熔接有筒状的燃料导入管12。在燃料导入管12的内侧设置有过滤器13。过滤器13捕集从燃料导入管12的导入口14流入的燃料中包含的异物。
燃料导入管12和第三筒构件23的径向外侧通过树脂被模制化。在该模制化部分形成有连接器15。在连接器15中嵌入成形有用于向线圈35供给电力的端子16。在端子16上电连接有电流控制部38。另外，在线圈35的径向外侧以覆盖线圈35的方式设置有筒状的保持件17。
电流控制部38与未图示的外部的电源及搭载发动机的车辆的电子控制单元(以下称为“ECU”)电连接。电流控制部38根据由ECU基于来自安装于车辆的各种传感器的信号等输出的指令对流过线圈35的电流的大小、电流流动的时间等进行控制。
从燃料导入管12的导入口14流入的燃料在固定芯30的内侧、调整管11的内侧、流路400、孔411、第一筒构件21与轴部41之间流动，并被导入到喷射喷嘴25的内部。即，从燃料导入管12的导入口14到第一筒构件21与针40的轴部41之间的部分成为向喷射喷嘴25的内部导入燃料的燃料通路18。
接着，基于图2～6说明燃料喷射装置1的作用。图2、4、5是燃料喷射装置1中的主要部分放大图，示出了燃料喷射前后的可动芯50、针40以及固定芯30的位置关系。图3是燃料喷射装置1中的燃料喷射的时序图。在图3的(a)中示出了从ECU向电流控制部38输出的信号的ON/OFF。在图3的(b)中示出了流过线圈35的电流的大小。在图3的(c)中示出了针40的提升量(实线L14)以及可动芯50的提升量(双点划线L15)。在此，某时刻的针40的提升量是从图2的状态下的可动芯第一端面501的位置到某时刻的凸缘部端面431的位置的距离。另外，某时刻的可动芯50的提升量是从图2的状态下的可动芯第一端面501的位置到某时刻的可动芯第一端面501的位置的距离。图6是表示燃料喷射装置1的线圈35中流动的电流的大小与燃料喷射量的关系的特性图。此外，在图4、5中，为了使说明容易理解，用虚线示出图2中的可动芯50的位置。
在未向线圈35供给电力时，即在从图3的时刻t10至时刻t11的期间，ECU向电流控制部38输出的信号为OFF。此时，未向线圈35供给电流，针40、可动芯50以及固定芯30成为图2所示的位置关系。具体地说，弹簧31的施力作用于针40和可动芯50，因此限制部第一端面451与可动芯第二端面502抵接。此时，在可动芯第一端面501与凸缘部端面431之间形成有间隙430。另外，在固定芯30与可动芯50之间未产生磁吸引力，因此在固定芯抵接部302的端面303与可动芯第一端面501之间形成有间隙。
当在时刻t11时ECU向电流控制部38输出的信号变为ON时，在时刻t110时在线圈35中流过作为“第一电流”的电流Ip1。由此，在固定芯30与可动芯50之间产生磁吸引力，如双点划线L15所示，可动芯50的提升量增加。此时，可动芯50一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动，因此，当如图4所示那样可动芯第一端面501与凸缘部端面431抵接时，开阀方向的比较大的力作用于针40(图3的时刻t12)。此时的可动芯50的提升量如图4所示那样成为提升量D1。
在可动芯第一端面501与凸缘部端面431抵接之后，针40和可动芯50通过可动芯50的惯性力而一边抵抗弹簧31的施力一边成为一体地向开阀方向移动。由此，针40与阀座255分离，喷孔26打开。当喷孔26打开时，喷射喷嘴25内的燃料通过喷孔26被喷射。在此，将在向线圈35流通了电流Ip1时进行的燃料喷射称为预喷射。
在时刻t12以后，针40和可动芯50通过可动芯50的惯性力而向开阀方向移动某程度，但是当该惯性力小于弹簧31的施力时，针40和可动芯50向闭阀方向移动，在时刻t13，针40与阀座255抵接，喷孔26被关闭。
在基于第一实施方式的燃料喷射装置1的预喷射中，针40和可动芯50提升至轴部41的端面412及凸缘部43的端面432与圆板部61的端面611不抵接的程度。具体地说，当将轴部41的端面412及凸缘部43的端面432与圆板部61的端面611抵接时的针40的提升量设为作为“最大提升量”的提升量D2(参照图5)时，从时刻t12至时刻t13的期间内的针40的提升量为小于提升量D2的提升量D3。提升量D3相当于“小于最大提升量的提升量”。
在燃料喷射装置1中，电流控制部38能够通过根据车辆的运转状况变更电流Ip1的大小来变更针40的提升量。由此，能够变更预喷射中的燃料喷射量。具体地说，如图6所示，当使电流Ip1大至电流Ip0以上时，随着使电流Ip1变大，预喷射中的燃料的喷射量也变多。
当在时刻t11时ECU输出的信号变为ON时，电流Ip1流过线圈35(图3的时刻t110以后)。由此，在燃料喷射装置1中，在时刻t13时喷孔26被关闭之后，在从时刻t13至下一次变更电流的大小的时刻t14的期间维持着可动芯50与针40抵接的状态。电流控制部38能够根据车辆的运转状况调整向线圈35流通电流Ip1的时间、即从时刻t110至时刻t14的时间。
在时刻t14，电流控制部38使向线圈35流通的电流大于电流Ip1。更详细地说，电流控制部38在最初流通作为“第二电流”的比较大的电流Ix1之后，使小于电流Ix1且大于电流Ip1的电流Im1流过线圈35(图3的时刻t15)。由此，针40和可动芯50向开阀方向移动而喷孔26再次打开。当喷孔26打开时，喷射喷嘴25内的燃料通过喷孔26被喷射。在此，将在向线圈35流通了电流Im1时进行的燃料喷射称为主喷射。主喷射中的针40的提升量为作为燃料喷射装置1中的针40的最大提升量的提升量D2(参照图5)。
当在时刻t16时ECU将向电流控制部38输出的信号设为OFF时，流过线圈35的电流变为0。针40和可动芯50通过弹簧31的施力向闭阀方向移动。通过针40与阀座255抵接而喷孔26被关闭，针40停止(图3的时刻t17)。在时刻t17之后，进一步向闭阀方向移动的可动芯50通过与限制部45抵接而停止(图3的时刻t18)。
这样，基于第一实施方式的燃料喷射装置1进行以在一次通电中在进行预喷射之后进行主喷射的方式进行控制的小大两次喷射控制。在ECU使向电流控制部38输出的信号变为OFF之后，被喷射供给至发动机的燃烧室的燃料通过点火塞被点火，从而燃烧。
(a)在基于第一实施方式的燃料喷射装置1中，在限制部第一端面451与可动芯第二端面502抵接时，在凸缘部端面431与可动芯第一端面501之间形成有间隙430。在燃料喷射装置1中，当电流流过线圈35时，可动芯50一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边与针40抵接。由此，在燃料喷射装置1中，能够使比较大的开阀方向的力作用于针40。
(b)另外，在燃料喷射装置为了在燃烧室中形成适于期望的燃烧的混合气而进行多次燃料喷射的情况下，例如在专利文献1所记载的燃料喷射装置中，在一次通电中只能进行一次燃料喷射，因此，为了进行与燃料喷射的次数相同的次数的开阀，向线圈供给的电能需要充入与燃料喷射的次数相同的次数。因此，被消耗的电能增大。
在基于第一实施方式的燃料喷射装置1中，电流控制部38进行如下小大两次喷射控制：在从在线圈35中开始流过电流的时刻t11至连续地流过大于0的电流后电流变为0的时刻t16为止的“一次通电”中，以使针40的提升量成为提升量D3的方式流通电流Ip1之后，以使针40的提升量成为提升量D2的方式使大于电流Ip1的电流Im1流过线圈35。由此，在燃料喷射装置1中，在一次通电中，能够进行喷射比较少量的燃料的预喷射和喷射比较大量的燃料的主喷射。因而，与为了进行多次燃料喷射而需要多次充入电能的燃料喷射装置相比，能够降低燃料喷射所需的能量。
(c)另外，在为了进行多次燃料喷射而将电能充入与燃料喷射的次数相同的次数的燃料喷射装置中，需要针对多次燃料喷射分别充入电能的时间。然而，在多次燃料喷射中，难以在一次燃料喷射之后确保用于充入下一次的燃料喷射所需的电能的足够的时间。另一方面，在燃料喷射装置1中，在一次通电中，能够通过控制电流的大小来连续地进行多个燃料喷射，因此用于多次燃料喷射的电能的充入所需的时间仅为一次通电的开始前。由此，例如能够减少在紧接着预喷射之后进行主喷射等多次燃料喷射中的时间的限制。
(d)另外，在燃料喷射装置1中，能够根据车辆的运转状况调整预喷射中的电流Ip1的大小、流通电流Ip1的时间。由此，能够在燃烧室中形成适于期望的燃烧的混合气。
(e)另外，在燃料喷射装置1中，通过进行多次燃料喷射，能够在燃烧室中形成适于期望的燃烧的混合气，且能够缩短燃料的喷雾长度。由此，能够防止被喷射的燃料与形成燃烧室的活塞的外壁、缸体的内壁等碰撞而冷却损失变大。另外，能够降低颗粒状物质的生成量。
(f)在基于第一实施方式的燃料喷射装置1中，在预喷射与主喷射之间的期间，维持着针40与可动芯50抵接的状态。由此，在主喷射中针40和可动芯50缓慢地向开阀方向移动，因此，即使在可动芯50与固定芯30抵接之后针40进一步向开阀方向移动，也防止针40对有底筒状构件60比较高速地碰撞。因而，能够防止针40在与有底筒状构件60碰撞之后向闭阀方向移动的弹回。
(第二实施方式)
接着，基于图7说明基于本公开的第二实施方式的燃料喷射装置。第二实施方式与第一实施方式不同之处在于，在流通第一电流的期间与流通第二电流的期间之间流通中间电流。此外，对与第一实施方式实质上相同的部位附加相同的符号并省略说明。
在图7中示出基于第二实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射的时序图。图7的(a)表示从ECU向电流控制部38输出的信号的ON/OFF。图7的(b)表示流过线圈35的电流的大小。图7的(c)表示针40的提升量(实线L24)和可动芯50的提升量(双点划线L25)。
在基于第二实施方式的燃料喷射装置中，当在时刻t21时ECU将向电流控制部38输出的信号设为ON时，在线圈35中流过电流Ip1。由此，如双点划线L25所示，可动芯50的提升量增加。此时，可动芯50一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动，因此开阀方向的比较大的力作用于针40。当开阀方向的比较大的力作用于针40时，针40与阀座255分离，喷孔26打开(图7的时刻t22)。当喷孔26打开时，作为预喷射而喷射燃料。
在时刻t23时针40的提升量变为提升量D3之后，通过弹簧31的施力而针40和可动芯50向闭阀方向移动。此时，电流控制部38将向线圈35流通的电流设为小于电流Ip1的作为“中间电流”的电流Ipm1(图7的时刻t24)。由此，在向闭阀方向移动的针40与阀座255抵接而针40停止之后，可动芯50进一步向闭阀方向移动，与限制部45抵接。即，可动芯50的提升量如图7的(c)所示那样在时刻t24之后的时刻t25以后变为0。
当在时刻t26时电流控制部38使向线圈35流通的电流从电流Ipm1变大至电流Ix1时，可动芯50一边在间隙430中进行加速一边向开阀方向移动，与凸缘部43抵接。由此，开阀方向的比较大的力起作用的针40与阀座255分离，喷孔26打开(图7的时刻t27)。当喷孔26打开时，作为主喷射而喷射燃料。之后，电流控制部38将向线圈35流通的电流从电流Ix1变更为电流Im1。此时的针40的提升量成为提升量D2。
之后，当在时刻t28时ECU将向电流控制部38输出的信号设为OFF时，针40和可动芯50向闭阀方向移动。通过针40与阀座255抵接而喷孔26被关闭，针40停止。进一步向闭阀方向移动的可动芯50通过与限制部45抵接而停止(图7的时刻t29)。
在基于第二实施方式的燃料喷射装置中，不仅在预喷射，在主喷射中也能够使开阀方向的比较大的力作用于针40。由此，第二实施方式起到第一实施方式的效果(a)～(e)，并且即使在壳体20内的燃料的压力比较高的情况下，也能够在一次通电中进行能够开阀的预喷射与主喷射的组合。
(第三实施方式)
接着，基于图8说明基于本公开的第三实施方式的燃料喷射装置。第三实施方式与第一实施方式不同之处在于，在一次电流之前流通预电流。此外，对与第一实施方式实质上相同的部位附加相同的符号并省略说明。
在图8中示出基于第三实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射的时序图。图8的(a)表示从ECU向电流控制部38输出的信号的ON/OFF。图8的(b)表示流过线圈35的电流的大小。在图8的(c)中示出针40的提升量(实线L34)和可动芯50的提升量(双点划线L35)。另外，在图8中，作为与第三实施方式的比较对象，用虚线Ta1、Tb1、Tc1示出第一实施方式的燃料喷射中的时序图。
在基于第三实施方式的燃料喷射装置中，当在比第一实施方式的时刻t11早的时刻t31时ECU将向电流控制部38输出的信号设为ON时，在线圈35中流过小于电流Ip1的作为“预电流”的电流Ipf(图8的时刻t32以后)。并且，当在与第一实施方式的时刻t11相同的时刻的时刻t33时将向线圈35流通的电流从电流Ipf变更为电流Ip1时，如图8的双点划线L35所示，可动芯50一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动。此时，从时刻t33至时刻t34的期间的电流的增加速度比第一实施方式中的电流从0至电流Ip1为止期间的电流的增加速度(图8的(b)的虚线Tb1)快。由此，在基于第三实施方式的燃料喷射装置中，可动芯50以与第一实施方式相比快的速度与凸缘部43抵接。
在时刻t34时喷孔26打开，喷射喷嘴25内的燃料作为预喷射被喷射。在时刻t35，针40的提升量变为提升量D3，之后通过弹簧31的施力而针40和可动芯50向闭阀方向移动，在时刻t36时针40与阀座255抵接，喷孔26被关闭(图8的(c)的时刻t36)。
在时刻t36时喷孔26被关闭之后，电流Ip1流过线圈35，因此维持着可动芯50与针40抵接的状态。
在时刻t37，电流控制部38在将向线圈35流通的电流设为大于电流Ip1的电流Ix1之后，设为电流Im1。由此，可动芯50和针40向开阀方向移动，喷孔26再次打开。当喷孔26打开时，喷射喷嘴25内的燃料作为主喷射被喷射。
之后，当在时刻t38时ECU将向电流控制部38输出的信号设为OFF时，针40和可动芯50向闭阀方向移动。通过针40与阀座255抵接而喷孔26被关闭，针40停止。进一步向闭阀方向移动的可动芯50通过与限制部45抵接而停止(图8的时刻t39)。
在基于第三实施方式的燃料喷射装置中，通过在流通电流Ip1之前流通小于电流Ip1的电流Ipf，如图8的(c)所示，能够使预喷射中的针40和可动芯50的提升速度相比于图8的(c)的虚线Tc1所示的第一实施方式快。由此，第三实施方式起到与第一实施方式相同的效果，并且能够使预喷射的开始时刻提前。
(第四实施方式)
接着，基于图9说明基于本公开的第四实施方式的燃料喷射装置。第四实施方式与第一实施方式不同之处在于，电流控制部能够以在一次通电中仅进行使可动芯一边加速一边与针抵接来开阀的燃料喷射的方式控制电流。此外，对与第一实施方式实质上相同的部位附加相同的符号并省略说明。
在基于第四实施方式的燃料喷射装置中，电流控制部38根据来自ECU的指令，进行在一次通电中进行多次燃料喷射的分割喷射控制和在一次通电中仅进行利用间隙430来开阀的燃料喷射的一次喷射控制。
在图9中示出基于第四实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射的时序图。在图9中示出利用电流控制部38的一次喷射控制中的燃料喷射的时序图，利用电流控制部38的分割喷射控制中的燃料喷射的时序图与第一实施方式的时序图相同。
图9的(a)表示从ECU向电流控制部38输出的信号的ON/OFF。图9的(b)表示流过线圈35的电流的大小。图9的(c)表示针40的提升量(实线L44)和可动芯50的提升量(双点划线L45)。
在一次喷射控制中，当在时刻t41时ECU将向电流控制部38输出的信号设为ON时，在线圈35中最初流过作为“第五电流”的电流Ix2，之后流过电流Im2。由此，可动芯50如双点划线L45所示那样一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动，因此开阀方向的比较大的力作用于针40。与可动芯50抵接而成为一体的针40向开阀方向移动，喷孔26打开(图9的时刻t42)。当喷孔26打开时，喷射喷嘴25内的燃料作为主喷射被喷射。此时的针40的最大提升量成为提升量D2(图9的时刻t43)。此外，电流Im2也可以是与第一实施方式的电流Im1相同的大小。
之后，当在时刻t44时ECU将向电流控制部38输出的信号设为OFF时，针40和可动芯50向闭阀方向移动。通过针40与阀座255抵接而喷孔26被关闭，针40停止(图9的时刻t45)。进一步向闭阀方向移动的可动芯50通过与限制部45抵接而停止(图9的时刻t46)。
在基于第四实施方式的燃料喷射装置中，电流控制部38根据在ECU中判定的车辆的运转状况，切换小大两次喷射控制或一次喷射控制来进行燃料喷射。由此，第四实施方式起到与第一实施方式相同的效果，并且能够在燃烧室中形成更适于燃烧的混合气。
(第五实施方式)
接着，基于图10说明基于本公开的第五实施方式的燃料喷射装置。第四实施方式与第一实施方式不同之处在于，电流控制部以在主喷射之后进行后喷射的方式控制电流。此外，对与第一实施方式实质上相同的部位附加相同的符号并省略说明。
在基于第五实施方式的燃料喷射装置中，电流控制部38根据来自ECU的指令，进行在一次通电中在主喷射之后进行燃料的喷射量相比于主喷射少的后喷射的大小两次喷射控制。
在图10中示出基于第五实施方式的燃料喷射装置中的燃料喷射的时序图。图10的(a)表示从ECU向电流控制部38输出的信号的ON/OFF。图10的(b)表示流过线圈35的电流的大小。图10的(c)表示针40的提升量(实线L54)和可动芯50的提升量(双点划线L55)。
在基于第五实施方式的燃料喷射装置中，当在时刻t51时ECU将向电流控制部38输出的信号设为ON时，在线圈35中最初流过作为“第三电流”的电流Ix3，之后流过电流Im3。由此，可动芯50如双点划线L55所示那样一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动，因此开阀方向的比较大的力作用于针40。与可动芯50抵接而成为一体的针40向开阀方向移动，喷孔26打开(图10的时刻t52)。当喷孔26打开时，喷射喷嘴25内的燃料作为主喷射被喷射。此时的针40的提升量成为最大的提升量D2(图10的时刻t53)。此外，电流Im3也可以是与第一实施方式的电流Im1相同的大小。
在时刻t53之后的时刻t54，电流控制部38将向线圈35流通的电流从电流Im3变更为电流Ipm2。由此，固定芯30与可动芯50之间的磁吸引力变小，因此针40和可动芯50仍保持一体而向闭阀方向移动。通过针40与阀座255抵接而喷孔26被关闭，针40停止(图10的时刻t55)。进一步向闭阀方向移动的可动芯50通过与限制部45抵接而停止(图10的时刻t56)。
在时刻t56之后的时刻t57，电流控制部38将向线圈35流通的电流变更为作为“第四电流”的电流Ip2。可动芯50一边在与间隙430的中心轴CA20方向的长度相当的距离进行加速一边向开阀方向移动，与针40抵接(图10的时刻t58)。由此，喷孔26打开，喷射喷嘴25内的燃料被喷射。在此，将向线圈35流通了电流Ip2时的燃料喷射称为后喷射。在基于第五实施方式的燃料喷射装置中，电流控制部38能够根据车辆的运转状况调整电流Ip2的大小、流通电流Ip2的时间。
在时刻t58，针40离开阀座255，之后以小于提升量D2的提升量D4提升的针40和可动芯50通过弹簧31的施力向闭阀方向移动，针40与阀座255抵接。
当在时刻t59时ECU将向电流控制部38输出的信号设为OFF时，固定芯30与可动芯50之间的磁吸引力消失，因此可动芯50向闭阀方向移动，与限制部45抵接。
在基于第五实施方式的燃料喷射装置中，电流控制部38进行在针40的提升量最大的主喷射之后进行后喷射的大小两次喷射控制。由此，第五实施方式起到与第一实施方式相同的效果，并且能够在主喷射后的燃烧室中形成更适于燃烧的混合气。
(其它实施方式)
(A)在上述实施方式中，燃料喷射装置喷射汽油。与此相对，在本公开的其它实施方式中，燃料喷射装置喷射的燃料也可以是轻油。
在本公开的燃料喷射装置设置于以轻油为燃料的柴油发动机的情况下，与以往的按多次燃料喷射中的每次喷射都充电来开阀的燃料喷射装置相比，本公开的燃料喷射装置能够在“一次通电”中进行多次燃料喷射，因此能够减少充电的次数。由此，能够降低燃料喷射所需的能量。
(B)在上述实施方式中，在一次通电中进行两次燃料喷射。然而，一次通电中的燃料喷射的次数不限定于此。
按照图11所示的时序图说明作为第一实施方式的变形例的燃料喷射装置中的燃料喷射。作为变形例的燃料喷射装置所具备的电流控制部将在时刻t13与时刻t14之间向线圈流通的电流从电流Ip1变更为比电流Ip1大的电流Ipm3(从图11的时刻t131至时刻t141的期间)。由此，针离开阀座，能够接着第一次预喷射(从图11的时刻t12至时刻t13的期间的燃料喷射)而进行使得成为提升量D5的第二次预喷射。由此，能够在燃烧室中形成更适于燃烧的混合气。此外，提升量D5也可以与第一实施方式的提升量D3相同。
(C)在第一～第三实施方式中，电流控制部进行小大两次喷射控制。在第四实施方式中，电流控制部根据在ECU中判定的车辆的运转状况进行小大两次喷射控制或一次喷射控制。在第五实施方式中，电流控制部进行大小两次喷射控制。然而，由电流控制部进行的喷射控制不限定于此。也可以根据在ECU中判定的车辆的运转状况切换第一实施方式的大小两次喷射控制和第五实施方式的小大两次喷射控制来执行。另外，也可以根据在ECU中判定的车辆的运转状况切换第一实施方式的大小两次喷射控制、第五实施方式的小大两次喷射控制或第四实施方式的一次喷射控制来执行。
(D)在上述实施方式中，根据车辆的运转状况调整预喷射中的电流的大小、流通电流的时间。与此相对，在本公开的其它实施方式中，也可以不调整电流的大小、流通电流的时间。另外，也可以仅调整电流的大小和流通电流的时间中的至少一方。
(E)在上述实施方式中，具备在针提升时限制针的提升量的有底筒状构件。与此相对，在本公开的其它实施方式中，也可以不存在有底筒状构件。
(F)在上述实施方式中，固定芯由固定芯主体部和固定芯抵接部构成。与此相对，在本公开的其它实施方式中，也可以不存在固定芯抵接部。
(G)在上述实施方式中，有底筒状构件的筒部的内壁与凸缘部的外壁滑动，筒部的外壁与固定芯抵接部的内壁滑动。与此相对，在本公开的其它实施方式中，筒部的内壁和外壁分别也可以不与凸缘部的外壁和固定芯抵接部的内壁滑动。
(H)在上述实施方式中，凸缘部和限制部形成为大致圆环状。然而，凸缘部、限制部的形状不限定于此。也可以是椭圆筒状或多边筒状，还可以在轴部的周向的一部分设置成突起状。
(I)在上述实施方式中，限制部设置于轴部的径向外侧。然而，限制部也可以设置于壳体的内壁。
以上，本公开不限定于这种实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种方式来实施。

Claims (11)

1.一种燃料喷射装置(1)，通过喷射燃料来向内燃机的燃烧室供给燃料，具备：
壳体，具有形成在中心轴(CA20)方向的一端而喷射燃料的喷孔(26)、以及形成在所述喷孔的周围的阀座(255)；
针构件(41)，在所述壳体内被设置成能够往复移动，当一个端部(42)与所述阀座抵接时闭阀，当离开所述阀座时开阀，从而使所述喷孔开闭；
凸缘部(43)，以能够与所述针构件一体地往复移动的方式设置于所述针构件的另一个端部侧的径向外侧；
可动芯(50)，在所述凸缘部的所述阀座侧被设置成能够相对于所述针构件相对移动；
限制部(45)，在所述可动芯的所述阀座侧以能够与所述针构件一体地往复移动的方式设置于所述针构件的径向外侧或所述壳体的内壁，能够通过与所述可动芯抵接而限制所述可动芯向闭阀方向的移动；
固定芯(30)，设置于所述可动芯的与所述阀座相反的一侧，固定于所述壳体；
线圈(35)，当电流流通时形成磁场，使得所述可动芯被所述固定芯吸引；
施力部(31)，对所述针构件向闭阀方向施力；以及
电流控制部(38)，控制在所述线圈中流通的电流，
在所述限制部与所述可动芯抵接时，在所述凸缘部与所述可动芯之间形成间隙(430)，
所述电流控制部能够以在一次通电中进行多次燃料喷射的方式调整在所述线圈中流通的电流的大小，
一次燃料喷射是指，所述针构件与所述阀座从抵接的状态开始分离，燃料从所述喷孔喷射，所述针构件再次与所述阀座抵接，
所述多次燃料喷射包含第一喷射和该第一喷射之后的第二喷射这样的至少两次燃料喷射，在进行所述第一喷射时，以比进行所述第二喷射时的电流值的最大值低的电流值进行喷射，或者，在进行所述第二喷射时，以比进行所述第一喷射时的电流值的最大值低的电流值进行喷射。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部能够执行小大两次喷射控制和大小两次喷射控制中的至少一个控制，
所述小大两次喷射控制是在一次通电中通过以使所述针构件的提升量成为比所述针构件的最大提升量(D2)小的提升量(D3)的方式流通第一电流(Ip1)之后以使所述针构件的提升量成为最大提升量的方式流通第二电流(Ix1)来进行两次燃料喷射的控制，
所述大小两次喷射控制是在一次通电中通过以使所述针构件的提升量成为最大提升量(D2)的方式流通第三电流(Ix3)之后以使所述针构件的提升量成为比所述针构件的最大提升量小的提升量(D3)的方式流通第四电流(Ip2)来进行两次燃料喷射的控制。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述小大两次喷射控制中，在所述第一电流流通的期间与所述第二电流流通的期间之间流通比所述第一电流小的中间电流(Ipm1)。
4.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述小大两次喷射控制中能够调整所述第一电流的大小。
5.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述小大两次喷射控制中能够调整所述第一电流流通的时间。
6.根据权利要求4所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述小大两次喷射控制中，根据搭载所述内燃机的车辆的运转状况，对所述第一电流的大小和所述第一电流流通的时间中的至少一方进行调整。
7.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述小大两次喷射控制中，在流通所述第一电流之前流通比所述第一电流小的预电流(Ipf)。
8.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述大小两次喷射控制中能够调整所述第四电流的大小。
9.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部在所述大小两次喷射控制中能够调整所述第四电流流通的时间。
10.根据权利要求2或3所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部能够执行一次喷射控制，所述一次喷射控制是在一次通电中通过流通能够使所述可动芯一边利用所述间隙进行加速一边与所述凸缘部抵接的第五电流(Ix2)来进行一次燃料喷射的控制。
11.根据权利要求10所述的燃料喷射装置，其特征在于，
所述电流控制部能够根据搭载所述内燃机的车辆的运转状况，切换所述小大两次喷射控制、所述一次喷射控制或所述大小两次喷射控制来执行。
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