JP2000002163A - Fuel injection device and electromagnet device - Google Patents

Fuel injection device and electromagnet device

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JP2000002163A
JP2000002163A JP16852998A JP16852998A JP2000002163A JP 2000002163 A JP2000002163 A JP 2000002163A JP 16852998 A JP16852998 A JP 16852998A JP 16852998 A JP16852998 A JP 16852998A JP 2000002163 A JP2000002163 A JP 2000002163A
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JP
Japan
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electromagnet
electric coil
valve
fuel injection
plunger
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Application number
JP16852998A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Yonekura
光一郎 米倉
Masami Negishi
正美 根岸
Takayuki Arai
孝之 荒井
Akihiro Sakakida
明宏 榊田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve control circuit which is small, inexpensive, and can achieve high-speed valving motions. SOLUTION: The device comprises a plunger 11b consisting of a magnetic piece fixed to a needle 11 of a fuel injection valve, a spring 4 to energize the plunger 11b in the direction of the valve closing, a first electromagnet consisting of an electric coil 10a and magnetic piece to attract the plunger 11b in the valve opening direction against the force of spring 4 in the valve closing direction, and a second electromagnet consisting of an electric coil 10b and magnetic piece to attract the plunger 11b in the valve closing direction. In the condition that the fuel injection valve is closed, current feed to the electric coil 10b of the second electromagnet is started, and then the start of feeding the current to the other electric coil 10a of the first electromagnet is made, and the current feed to the electric coil 10b of the second electromagnet is stopped at the timing to open the fuel injection valve.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
などの燃料噴射装置及び電磁石装置の改良に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fuel injection device and an electromagnet device for an automobile engine and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジン燃料噴射弁の開弁応答性
を改善するものとして、例えば特開平6−299890
公報あるいは特開平8−326620公報に開示された
ものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-299890 discloses a technique for improving the valve opening response of an engine fuel injection valve.
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 8-326620 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-326620.

【0003】これについて説明すると、前者は駆動回路
内部に設けた昇圧装置(DC/DCコンバータ)により
通常の自動車用電源の電圧である12V前後から高電圧
を作り出し、その高電圧を燃料噴射弁の電磁コイルの開
弁動作を開始する際、短期間印加し、開弁動作にかかる
時間を短縮し、応答性を高めている。
In the former, a high voltage is generated from a voltage of about 12 V which is a normal power supply for a vehicle by a booster (DC / DC converter) provided in a drive circuit, and the high voltage is applied to a fuel injection valve. When the valve opening operation of the electromagnetic coil is started, the voltage is applied for a short period of time to shorten the time required for the valve opening operation and improve the responsiveness.

【0004】一方後者は燃料噴射弁を駆動する電磁コイ
ルを複数に分割し、それぞれを電源に対して並列に接続
した上で、開弁開始時には全てのコイルに通電して、電
磁吸引力を大きくし、針弁の移動を高速化し、開弁状態
を保持する状態では前記複数個あるコイルのうち、一部
の通電を停止することで効率の低下を避けている。
On the other hand, in the latter, an electromagnetic coil for driving a fuel injection valve is divided into a plurality of coils, each of which is connected in parallel to a power source, and all coils are energized at the start of valve opening to increase electromagnetic attraction. However, in the state where the movement of the needle valve is accelerated and the valve is kept in the open state, a part of the plurality of coils is de-energized to avoid a decrease in efficiency.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料噴射弁にあって、前者では用いられてい
る駆動回路のうち特にDC/DCコンバータが回路を構
成する上で複雑になるとともに、結果的に高電圧と通常
の12Vという2つの電源を切り換える必要があること
から部品数が増加し、それとともにコストが高くなると
いう問題があり、一方後者では開弁動作を高速にするた
めにコイルの巻数を極端に少なくし、コイルのコンダク
タンスを下げた上で、開弁動作に十分な起磁力を確保す
るために大きな電流をコイルに流す必要があり、この大
電流をスイッチングする回路素子が高価になるととも
に、また回路も小型化するのが難しくなるという問題点
があった。
However, in such a conventional fuel injection valve, in the former, the drive circuit used among the drive circuits, particularly, the DC / DC converter becomes complicated in forming the circuit, and As a result, it is necessary to switch between two power supplies of a high voltage and a normal 12V, so that the number of parts increases and the cost increases. On the other hand, in the latter case, a coil is required to speed up the valve opening operation. It is necessary to supply a large current to the coil in order to secure sufficient magnetomotive force for the valve opening operation after extremely reducing the number of turns of the coil and lowering the conductance of the coil, and a circuit element for switching this large current is expensive. And it is difficult to reduce the size of the circuit.

【0006】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、比較的低い電圧で、高速、高応答の開弁動作
を実現可能な燃料噴射装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a fuel injection device capable of realizing a high-speed, high-response valve opening operation at a relatively low voltage.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、燃料噴射
弁の針弁に固定された磁性体からなるプランジャと、前
記プランジャを閉弁方向に付勢するスプリングと、前記
スプリングの発生する閉弁方向の力に抗してプランジャ
を開弁方向に吸引する磁性体及び電気コイルからなる第
1電磁石とを有する燃料噴射装置において、前記プラン
ジャを閉弁方向に吸引する磁性体及び電気コイルからな
る第2電磁石と、燃料噴射弁が閉弁状態の時に第2電磁
石の電気コイルの通電を開始し、この後に第1電磁石の
電気コイルの通電を開始し、燃料噴射弁を開弁するタイ
ミングで第2電磁石の電気コイルの通電を停止する制御
回路を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plunger made of a magnetic material fixed to a needle valve of a fuel injection valve, a spring for urging the plunger in a valve closing direction, and generation of the spring. In a fuel injection device having a magnetic body that attracts a plunger in a valve opening direction against a force in a valve closing direction and a first electromagnet formed of an electric coil, the fuel injection device includes a magnetic body that attracts the plunger in a valve closing direction and an electric coil. With the second electromagnet, when the fuel injection valve is in the closed state, the energization of the electric coil of the second electromagnet is started, and thereafter, the energization of the electric coil of the first electromagnet is started, and the fuel injection valve is opened. There is a control circuit for stopping energization of the electric coil of the second electromagnet.

【0008】第2の発明は、第1の発明において、前記
第1電磁石の吸引力よりも、前記第2電磁石の吸引力の
方が大きくなるように第1及び第2電磁石の吸引力を設
定する。
In a second aspect based on the first aspect, the attraction force of the first and second electromagnets is set such that the attraction force of the second electromagnet is larger than the attraction force of the first electromagnet. I do.

【0009】第3の発明は、第1又は2の発明におい
て、前記第1,第2電磁石の電気コイルのスイッチング
素子と並列にツェナーダイオードを介装した。
In a third aspect based on the first or second aspect, a Zener diode is interposed in parallel with the switching element of the electric coil of the first and second electromagnets.

【0010】第4の発明は、第1又は2のいずれか一つ
の発明において、前記第1,第2電磁石の電気コイルの
スイッチング素子と並列に抵抗とコンデンサの直列回路
を介装した。
According to a fourth aspect, in any one of the first and second aspects, a series circuit of a resistor and a capacitor is interposed in parallel with the switching element of the electric coil of the first and second electromagnets.

【0011】第5の発明は、第1から4のいずれか一つ
の発明において、前記第2電磁石の電気コイルに通電を
開始した後、前記第1電磁石の電気コイルへの通電開始
までの時間が、第2電磁石の電気コイルの電気的な時定
数の少なくとも4倍以上となるようにする。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the time from the start of energization to the electric coil of the second electromagnet until the start of energization to the electric coil of the first electromagnet is set. , At least four times the electrical time constant of the electric coil of the second electromagnet.

【0012】第6の発明は、第1から5のいずれか一つ
の発明において、前記第1電磁石の電気コイルに通電を
開始した後、前記第2電磁石の電気コイルへの通電停止
までの時間が、第1電磁石の電気コイルの電気的な時定
数の少なくとも4倍以上となるようにする。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the time from the start of energization to the electric coil of the first electromagnet to the stop of energization to the electric coil of the second electromagnet is determined. , At least four times the electrical time constant of the electric coil of the first electromagnet.

【0013】第7の発明は、第1から6のいずれか一つ
の発明において、前記プランジャを開弁方向に吸引する
第1電磁石の電気コイルへの通電開始時期が、4サイク
ルエンジンの燃焼行程以降かつ燃料噴射開始時期以前と
なるようにする。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the energization of the electric coil of the first electromagnet for attracting the plunger in the valve opening direction is started after the combustion stroke of the four-cycle engine. In addition, it is set to be before the fuel injection start timing.

【0014】第8の発明は、第1から7のいずれか一つ
の発明において、第1及び第2電磁石が、その磁気回路
中の空隙部の長さよりも大きい間隙を有して設置され
る。
In an eighth aspect based on any one of the first to seventh aspects, the first and second electromagnets are provided with a gap larger than the length of a gap in the magnetic circuit.

【0015】第9の発明は、磁性体からなる可動部と、
前記可動部を磁力によって一方向に所定の距離だけ変位
させる第1電磁石とで構成される電磁石装置において、
前記第1電磁石と反対方向に前記可動部を移動させる第
2電磁石と、前記第1電磁石の電気コイルへの通電より
所定時間先だって第2電磁石の電気コイルへの通電を開
始し、その後に前記第1電磁石の電気コイルへの通電開
始後、所定時間経過した後に第2電磁石の電気コイルへ
の通電を停止することで可動部の変位を制御する制御回
路とを備えた。
According to a ninth aspect, a movable portion made of a magnetic material is provided.
An electromagnet device comprising: a first electromagnet that displaces the movable portion in one direction by a predetermined distance by a magnetic force;
A second electromagnet for moving the movable portion in a direction opposite to the first electromagnet, and energizing the electric coil of the second electromagnet starting a predetermined time before energizing the electric coil of the first electromagnet; A control circuit is provided for controlling the displacement of the movable part by stopping the energization of the electric coil of the second electromagnet after a predetermined time has elapsed after the start of energization of the electric coil of the first electromagnet.

【0016】[0016]

【発明の作用および効果】第1の発明では、燃料噴射弁
の針弁に固定された磁性体からなるプランジャと、前記
プランジャを閉弁方向に付勢するスプリングと、前記ス
プリングの発生する閉弁方向の力に抗してプランジャを
開弁方向に吸引する磁性体及び電気コイルからなる第1
電磁石とを有する燃料噴射装置において、前記プランジ
ャを閉弁方向に吸引する磁性体及び電気コイルからなる
第2電磁石と、燃料噴射弁が閉弁状態の時に第2電磁石
の電気コイルの通電を開始し、この後に第1電磁石の電
気コイルの通電を開始し、燃料噴射弁を開弁するタイミ
ングで第2電磁石の電気コイルの通電を停止するので、
双方の電磁石に通電されているときに、第2電磁石の電
気コイルへの通電が急激に遮断されることにより、プラ
ンジャに第1電磁石の吸引力がステップ上に作用したの
と同等の効果が得られるので、プランジャが高速、高応
答の開弁動作を可能となり、結果として、昇圧回路を不
要とし、かつ比較的小さな吸引力で確保できるだけの巻
数を持った電気コイルを使用した電磁石であるにもかか
わらず、針弁の高速移動、即ち燃料噴射弁の高速開弁を
可能にすることができる。
According to the first aspect of the present invention, a plunger made of a magnetic material fixed to a needle valve of a fuel injection valve, a spring for urging the plunger in a valve closing direction, and a valve closing generated by the spring A magnetic body and an electric coil that attract the plunger in the valve opening direction against the force in the first direction.
In a fuel injection device having an electromagnet, a second electromagnet made of a magnetic material and an electric coil that attracts the plunger in a valve closing direction, and energization of an electric coil of the second electromagnet is started when the fuel injection valve is in a closed state. Thereafter, the energization of the electric coil of the first electromagnet is started, and the energization of the electric coil of the second electromagnet is stopped at the timing of opening the fuel injection valve.
When both the electromagnets are energized, the energization of the electric coil of the second electromagnet is suddenly cut off, so that the same effect as the attraction force of the first electromagnet acting on the plunger on the step is obtained. As a result, the plunger can perform a high-speed, high-response valve opening operation, and as a result, an electromagnet using an electric coil having a sufficient number of windings to eliminate the need for a booster circuit and a relatively small attractive force. Regardless, high-speed movement of the needle valve, that is, high-speed opening of the fuel injection valve can be enabled.

【0017】第2の発明では、前記第1電磁石の吸引力
よりも、前記第2電磁石の吸引力の方が大きくなるよう
に第1及び第2電磁石の吸引力を設定するので不要な開
弁を防ぐことができる。
According to the second aspect of the present invention, the attraction force of the first and second electromagnets is set so that the attraction force of the second electromagnet is larger than the attraction force of the first electromagnet, so unnecessary valve opening is performed. Can be prevented.

【0018】第3の発明は、前記第1,第2電磁石の電
気コイルのスイッチング素子と並列にツェナーダイオー
ドを介装したので閉弁側スイッチング素子への過剰な電
圧を規制し、かつ電流を急激に遮断できる。
According to the third aspect of the present invention, since a Zener diode is interposed in parallel with the switching elements of the electric coils of the first and second electromagnets, an excessive voltage to the switching element on the valve closing side is regulated, and the current is sharply reduced. Can be shut off.

【0019】第4の発明は、前記第1,第2電磁石の電
気コイルのスイッチング素子と並列に抵抗とコンデンサ
の直列回路を介装したのでコイル、抵抗およびコンデン
サで構成される直列RLC回路の共振作用により、電気
コイルの電流を急激に遮断できる。
According to a fourth aspect of the present invention, a series circuit of a resistor and a capacitor is interposed in parallel with the switching element of the electric coil of the first and second electromagnets. By the action, the current of the electric coil can be rapidly cut off.

【0020】第5の発明では、前記第2電磁石の電気コ
イルに通電を開始した後、前記第1電磁石の電気コイル
への通電開始までの時間が、第2電磁石の電気コイルの
電気的な時定数の少なくとも4倍以上であるとしたの
で、プランジャを閉弁方向に吸引する第2電磁石の吸引
力が十分大きくなる前にプランジャを開弁方向に吸引す
る第1電磁石の吸引力が作用することを防ぐことがで
き、弁の閉作動が安定する。
In the fifth invention, the time from the start of energization of the electric coil of the second electromagnet until the start of energization of the electric coil of the first electromagnet is determined by the electric time of the electric coil of the second electromagnet. At least four times the constant, the attraction force of the first electromagnet that attracts the plunger in the valve opening direction acts before the attraction force of the second electromagnet that attracts the plunger in the valve closing direction becomes sufficiently large. Can be prevented, and the closing operation of the valve is stabilized.

【0021】第6の発明では、前記第1電磁石の電気コ
イルに通電を開始した後、前記第2電磁石の電気コイル
への通電停止までの時間が、第1電磁石の電気コイルの
電気的な時定数の少なくとも4倍以上であるとしたの
で、プランジャを開弁方向に吸引する第1電磁石の吸引
力が十分に大きくなる前に、プランジャを閉弁方向に吸
引する第2電磁石の通電が停止されるのを防ぐことがで
きる。
In the sixth invention, the time from the start of energization of the electric coil of the first electromagnet until the stop of energization of the electric coil of the second electromagnet is determined by the time when the electric coil of the first electromagnet is electrically operated. Since the constant is at least four times the constant, the energization of the second electromagnet that attracts the plunger in the valve closing direction is stopped before the attraction force of the first electromagnet that attracts the plunger in the valve opening direction becomes sufficiently large. Can be prevented.

【0022】第7の発明では、前記プランジャを開弁方
向に吸引する第1電磁石の電気コイルへの通電開始時期
が、4サイクルエンジンの燃焼行程以降かつ燃料噴射開
始時期以前であるとしたので、燃焼行程の時に最大とな
るエンジンの筒内圧による開弁圧力が作用しているとき
に第1電磁石の電気コイルへの通電が遮断されているた
め、結果としてプランジャを閉弁方向に吸引する第2電
磁石の吸引力を小さくすることができ、第2電磁石の小
型化や消費電力の低減を可能としている。
[0022] In the seventh aspect of the present invention, the timing for starting the energization of the electric coil of the first electromagnet for attracting the plunger in the valve opening direction is after the combustion stroke of the four-cycle engine and before the fuel injection start timing. Since the energization of the electric coil of the first electromagnet is interrupted when the valve opening pressure due to the in-cylinder pressure of the engine that is at the maximum during the combustion stroke is acting, as a result, the second plunger is attracted in the valve closing direction. The attraction force of the electromagnet can be reduced, and the size and power consumption of the second electromagnet can be reduced.

【0023】第8の発明では、第1及び第2電磁石が、
その磁気回路中の空隙部の長さよりも大きい間隙を有す
るので、不必要な磁力の発生及びそれに伴う不要な吸引
力が発生することを防止することができる。
In the eighth invention, the first and second electromagnets are:
Since the gap is larger than the length of the gap in the magnetic circuit, it is possible to prevent the generation of unnecessary magnetic force and the accompanying generation of unnecessary attraction.

【0024】第9の発明では、磁性体からなる可動部
と、前記可動部を磁力によって一方向に所定の距離だけ
変位させる第1電磁石とで構成される電磁石装置におい
て、前記第1電磁石と反対方向に前記可動部を移動させ
る第2電磁石と、前記第1電磁石の電気コイルへの通電
より所定時間先だって第2電磁石の電気コイルへの通電
を開始し、その後に前記第1電磁石の電気コイルへの通
電開始後、所定時間経過した後に第2電磁石の電気コイ
ルへの通電を停止することで可動部の変位を制御する制
御回路を設けたので、双方の電磁石に通電されていると
きに、第2電磁石の電気コイルへの通電が急激に遮断さ
れることにより、プランジャに第1電磁石の吸引力がス
テップ上に作用したのと同等の効果が得られるので、プ
ランジャが高速、高応答の開弁動作を可能とし、結果と
して、昇圧回路を不要とし、かつ比較的小さな吸引力で
確保できるだけの巻数を持った電気コイルを使用した電
磁石であるにもかかわらず、可動部の高速移動を可能に
することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the electromagnet apparatus comprising a movable portion made of a magnetic material and a first electromagnet for displacing the movable portion in one direction by a predetermined distance by a magnetic force, the first electromagnet is opposed to the first electromagnet. A second electromagnet for moving the movable portion in the direction, and energization to the electric coil of the second electromagnet is started a predetermined time before energization of the electric coil of the first electromagnet, and thereafter, to the electric coil of the first electromagnet. After the start of energization, a control circuit for controlling the displacement of the movable portion by stopping the energization of the electric coil of the second electromagnet after a predetermined time has elapsed is provided. (2) Since the energization of the electric coil of the electromagnet is suddenly cut off, an effect equivalent to that of the attraction force of the first electromagnet acting on the step on the plunger is obtained. The valve opening operation is possible, and as a result, the moving part moves at high speed despite the fact that it is an electromagnet that uses an electric coil that has a sufficient number of turns to secure a booster circuit and that can be secured with a relatively small attractive force. Can be made possible.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用の燃料噴
射弁に適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection valve for an automobile will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】図1に示す第1の実施形態において、円筒
状の中空部1aを設けた磁性体からなる開弁用コア1の
外周に第1外周ヨーク2が固定されており、開弁用コア
1と第1外周ヨーク2との間に開弁用コア1とともに第
1電磁石を構成する電気コイル10aが巻回される。開
弁用コア1の中空部1aにはスプリング4が配置され、
その一端が開弁用コア1の中空部1aに嵌合されたスプ
リング受け3の端面に位置決めされ、スプリング4の他
端は針弁11と一体成型されたプランジャ11bに当接
し、針弁11をスプリング4のばね力によって閉弁方向
に付勢する。
In the first embodiment shown in FIG. 1, a first outer peripheral yoke 2 is fixed to an outer periphery of a valve opening core 1 made of a magnetic material having a cylindrical hollow portion 1a. An electric coil 10 a constituting a first electromagnet together with the valve-opening core 1 is wound between the first outer magnet 1 and the first outer yoke 2. A spring 4 is disposed in the hollow portion 1a of the valve opening core 1,
One end of the spring 4 is positioned on the end face of the spring receiver 3 fitted into the hollow portion 1a of the valve-opening core 1, and the other end of the spring 4 abuts on a plunger 11b molded integrally with the needle valve 11. It is urged in the valve closing direction by the spring force of the spring 4.

【0027】第1外周ヨーク2の下方に同軸的に非磁性
体からなる環状の磁束遮蔽材6を介して第2外周ヨーク
5が結合され、この第2外周ヨーク5の内側には、電気
コイル10bを外周に巻回した閉弁用コア7が固定さ
れ、これらにより第2電磁石を構成する。そして第1電
磁石は通電されるとプランジャ11bを上方に吸引し針
弁11を開弁方向に駆動するのに対し、第2電磁石はプ
ランジャ11bを下方に吸引し閉弁方向に駆動する。
A second outer yoke 5 is coupled coaxially below the first outer yoke 2 through an annular magnetic flux shielding member 6 made of a nonmagnetic material. Inside the second outer yoke 5, an electric coil is provided. A valve-closing core 7 having 10b wound around the outer periphery is fixed, and these constitute a second electromagnet. When the first electromagnet is energized, it pulls the plunger 11b upward and drives the needle valve 11 in the valve opening direction, while the second electromagnet draws the plunger 11b downward and drives it in the valve closing direction.

【0028】第2外周ヨーク5の先端側にはノズル9が
固定され、この内部に前記針弁11が摺動自由に配設さ
れる。ノズル9の先端部には噴孔9aが設けられるとと
もに、閉弁用コア7とストッパー部材8を貫通する針弁
11の先端に固定されたボール弁体12がノズル9に当
接する部位にはテーパ部9bが設けられ、ボール弁体1
2がテーパ部9bに当接することで噴孔9aが閉じられ
る。
A nozzle 9 is fixed to the distal end of the second outer yoke 5, and the needle valve 11 is slidably disposed therein. An injection hole 9 a is provided at the tip of the nozzle 9, and a ball valve body 12 fixed to the tip of a needle valve 11 penetrating the valve closing core 7 and the stopper member 8 is tapered at a position where the ball valve body 12 contacts the nozzle 9. Part 9b is provided, and the ball valve element 1
The nozzle hole 2a is closed by the contact of 2 with the tapered portion 9b.

【0029】また針弁11にはストッパー部材8との間
に軸方向への所定間隔の位置につば部11aが設けられ
ており、針弁11が開弁方向に移動したときにつば部1
1aが、ストッパー部材8に当接することによって針弁
11の最大リフト量を規制する。ノズル9の内部空間9
cには、図示しない通路を介して、加圧燃料が供給さ
れ、針弁11のリフトに伴って、噴孔9aから燃料が噴
射される。
The needle valve 11 is provided with a flange 11a at a predetermined axial distance between the needle valve 11 and the stopper member 8. When the needle valve 11 moves in the valve opening direction, the collar 1a is moved.
1 a regulates the maximum lift amount of the needle valve 11 by contacting the stopper member 8. Internal space 9 of nozzle 9
Pressurized fuel is supplied to c through a passage (not shown), and fuel is injected from the injection hole 9a with the lift of the needle valve 11.

【0030】一方電気コイル10a及び10bはそれぞ
れの一端を自動車用バッテリー電圧である12V電源に
接続され、他端は電気コイル10a、10bへの通電を
制御するスイッチング素子14、15を介して接地され
ており、スイッチング素子14、15はCPU(コント
ローラ)13により後述するようにオンオフ制御され
る。さらに電気コイル10a、10bのスイッチング素
子側端部は、スイッチング素子14、15と並列なスイ
ッチング素子への電圧を制限するツェナーダイオード1
6、17を介して接地される。
On the other hand, one end of each of the electric coils 10a and 10b is connected to a 12V power source which is a battery voltage for a vehicle, and the other end is grounded via switching elements 14 and 15 for controlling the energization of the electric coils 10a and 10b. The switching elements 14 and 15 are ON / OFF controlled by a CPU (controller) 13 as described later. Further, the switching element side ends of the electric coils 10a and 10b are connected to a Zener diode 1 for limiting a voltage to a switching element in parallel with the switching elements 14 and 15.
Grounded via 6 and 17.

【0031】次に第1の実施形態の作用について図2を
用いて説明する。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0032】前記電気コイル10a、10bの両方に通
電されていない場合、針弁11はスプリング4のばね力
によって閉弁方向に付勢されているため、針弁11の先
端のボール弁体12はノズル9のテーパ部9bに当接
し、噴孔9aを閉じる。
When both the electric coils 10a and 10b are not energized, the needle valve 11 is urged in the valve closing direction by the spring force of the spring 4, so that the ball valve body 12 at the tip of the needle valve 11 is The nozzle 9 contacts the tapered portion 9b of the nozzle 9 and closes the injection hole 9a.

【0033】この時のスプリング4が針弁11を閉弁方
向に押す付勢力をFsとして、実際には所定の圧力で加
圧された燃料が噴射弁内部空間9cに供給されているた
め、針弁11にはスプリング4の付勢力Fsの他に、加
圧された燃料による閉弁方向の付勢力Ffが作用してい
る。
At this time, the pressurized force of the spring 4 pressing the needle valve 11 in the valve closing direction is Fs, and the fuel pressurized at a predetermined pressure is actually supplied to the injection valve internal space 9c. In addition to the urging force Fs of the spring 4, a urging force Ff in the valve closing direction due to the pressurized fuel acts on the valve 11.

【0034】ここでこの燃料噴射弁を筒内直噴式エンジ
ンに適用する場合には、エンジンの燃焼行程で筒内圧が
最大となる場合において、その圧力がボール弁体12を
開弁方向に押す力Fe(max)が作用するため、これ
よりもFsとFfの和が大きくなるようにしなければな
らない。即ち、 Fs + Ff > Fe(max) ・・・(1) となるように、付勢力としてのスプリング4のセット荷
重Fs及び加圧燃料による燃圧作用力Ffを決定しなけ
ればならない。
When the fuel injection valve is applied to an in-cylinder direct injection engine, when the in-cylinder pressure is maximized during the combustion stroke of the engine, the pressure exerts a force pushing the ball valve body 12 in the valve opening direction. Since Fe (max) acts, the sum of Fs and Ff must be greater than this. That is, the set load Fs of the spring 4 as the urging force and the fuel pressure acting force Ff by the pressurized fuel must be determined so that Fs + Ff> Fe (max) (1).

【0035】この状態において、図2のt1のタイミン
グでCPU13がスイッチング素子15をオンさせ、第
2電磁石の電気コイル10bに通電を開始すると、電気
コイル10bには電源電圧である12Vが印加されるた
め、抵抗値とインダクタンスによって定まる時定数によ
って電流が流れることになる。この電流の作用により、
閉弁用コア7、プランジャ11b、外周ヨーク5を経て
閉弁用コア7へ帰還するループを描いた磁束が生じ、閉
弁用コア7の吸引面7aとプランジャ面11eの間に吸
引力が作用する。通電開始から十分な時間が経過し、電
気コイル10bの電流値が定常状態になったときの閉弁
用コア7とプランジャ11b間に作用する力をF2とす
ると、針弁11にはスプリング4のばね力Fsと燃圧に
よる閉弁力Ff、さらに第2電磁石の作用による力F2
の和が閉弁方向に作用することになる。針弁11にはそ
れまで作用していた閉弁方向の力Fs、Ffに加え、さ
らに閉弁方向に力F2が働いたことになるので閉弁状態
のまま変化はない。
In this state, when the CPU 13 turns on the switching element 15 at the timing of t1 in FIG. 2 to start energizing the electric coil 10b of the second electromagnet, the power supply voltage of 12 V is applied to the electric coil 10b. Therefore, current flows according to a time constant determined by the resistance value and the inductance. By the action of this current,
A magnetic flux is drawn in a loop that returns to the valve closing core 7 through the valve closing core 7, the plunger 11b, and the outer yoke 5, and a suction force acts between the suction surface 7a and the plunger surface 11e of the valve closing core 7. I do. Assuming that a force acting between the valve-closing core 7 and the plunger 11b when a sufficient time has elapsed from the start of energization and the current value of the electric coil 10b has reached a steady state is F2, the needle valve 11 has a spring 4 The closing force Ff due to the spring force Fs and the fuel pressure, and the force F2 due to the action of the second electromagnet.
Will act in the valve closing direction. Since the force F2 has acted on the needle valve 11 in the valve closing direction in addition to the forces Fs and Ff in the valve closing direction that have been applied so far, there is no change in the valve closed state.

【0036】ここでt2のタイミングでCPU13がス
イッチング素子14をオンさせると、第1電磁石の電気
コイル10aに12Vが印加されることになるため、そ
の電流は開弁用コア1からプランジャ11b、外周ヨー
ク2を経て開弁用コア1に帰還する磁束を生じさせ、開
弁用コア1の吸引面1aとプランジャ面11d間に吸引
力を発生させる。電気コイル10aの通電開始から十分
な時間の後の、開弁用コア1の吸引面1aとプランジャ
面11d間の吸引力をF1とすると、針弁11には次式
のFcなる閉弁方向の力が作用することになる。
Here, when the CPU 13 turns on the switching element 14 at the timing of t2, 12V is applied to the electric coil 10a of the first electromagnet, and the current flows from the valve-opening core 1 to the plunger 11b to the outer periphery. A magnetic flux that returns to the valve-opening core 1 via the yoke 2 is generated, and a suction force is generated between the suction surface 1a and the plunger surface 11d of the valve-opening core 1. Assuming that a suction force between the suction surface 1a and the plunger surface 11d of the valve-opening core 1 after a sufficient time from the start of energization of the electric coil 10a is F1, the needle valve 11 has a valve closing direction Fc in the following equation. The force will act.

【0037】 Fc = Fs + Ff + F2 - F1 ・・・(2) この場合、上式からも明らかなように第1電磁石の発生
する力F1がある値よりも大きくなるとFcが負とな
り、針弁11には開弁方向の力が作用し、噴射弁が開弁
してしまうことが考えられる。また上式のFcが負にな
らなくても、エンジンの筒内圧が最大になる場合におい
ては、 Fc < Fe(max) ・・・(3) となり、結果として筒内圧による開弁力Fe(max)
にて噴射弁が開弁してしまうことが考えられる。
Fc = Fs + Ff + F2-F1 (2) In this case, as is apparent from the above equation, when the force F1 generated by the first electromagnet becomes larger than a certain value, Fc becomes negative and the needle becomes It is conceivable that a force in the valve opening direction acts on the valve 11 and the injection valve opens. Even when Fc in the above equation does not become negative, when the in-cylinder pressure of the engine is maximized, Fc <Fe (max) (3), and as a result, the valve opening force Fe (max) due to the in-cylinder pressure is obtained. )
It is conceivable that the injection valve will open.

【0038】そこで噴射弁が閉弁状態にある時のプラン
ジャ位置において、第2電磁石の発生する力F2が、第
1電磁石の発生する力F1よりも大きくなるように、即
ち、 F2 > F1 ・・・(4) となるように、電気コイル10a、10bの巻数や流す
電流値を決めることによって、両方の電気コイルに通電
した状態では常に Fc > Fs + Ff ・・・(5) が成立し、不要な開弁を防ぐことができる。具体的には
噴射弁が閉弁状態にあるとき、プランジャ11bの位置
は第2電磁石側にあるため、例えば両方の電磁石につい
て磁気回路に関する寸法やコイル巻き数など、双方が同
程度の特性となるように設計しておけば、上記の条件は
満たされることになる。
Therefore, at the plunger position when the injection valve is in the closed state, the force F2 generated by the second electromagnet is larger than the force F1 generated by the first electromagnet, that is, F2> F1. By determining the number of turns of the electric coils 10a and 10b and the value of the flowing current so as to satisfy (4), Fc> Fs + Ff (5) always holds when both electric coils are energized. Unnecessary valve opening can be prevented. Specifically, when the injection valve is in the closed state, the position of the plunger 11b is on the second electromagnet side, so that both electromagnets have substantially the same characteristics, such as the size related to the magnetic circuit and the number of coil turns, for example. If designed in such a manner, the above conditions will be satisfied.

【0039】また第2電磁石の電気コイル10bに通電
を開始してから、第1電磁石の電気コイル10aに通電
を開始するまでの時間、即ち図2の(t2-t1)が、
第2電磁石の電気コイル10bの時定数τ2の4倍以上
になるようにしている。一般に電気コイルでは、電気コ
イルのインダクタンスと抵抗値で決まる時定数の約4倍
の時間で電流が定常状態に達することが知られているた
め、上記のように通電開始のタイミングを決定しておく
ことで、第2電磁石の吸引力F2が十分大きくなる前に
第1電磁石の吸引力F1が作用してしまうことを防ぐこ
とができるのである。
The time between the start of energization of the electric coil 10b of the second electromagnet and the start of energization of the electric coil 10a of the first electromagnet, that is, (t2-t1) in FIG.
The time constant τ2 of the electric coil 10b of the second electromagnet is set to be four times or more. Generally, in an electric coil, it is known that the current reaches a steady state in about four times the time constant determined by the inductance and the resistance value of the electric coil. Therefore, the timing of starting energization is determined as described above. This can prevent the attraction force F1 of the first electromagnet from acting before the attraction force F2 of the second electromagnet becomes sufficiently large.

【0040】この状態において、噴射弁の開弁を行うに
あたり、CPU13がスイッチング素子15をオフにす
る(図2のt3の状態)。通常、誘導性負荷に流れる電
流を急激に遮断しようとした場合、逆起電力により高電
圧がスイッチング素子15に加わるが、本実施形態では
ツェナーダイオード17により、その高電圧からスイッ
チング素子15を保護するとともに、電流の消滅をきわ
めて急峻に行うことができる。具体的には、図3及び図
4を用いて説明する。
In this state, when opening the injection valve, the CPU 13 turns off the switching element 15 (state at t3 in FIG. 2). Normally, when the current flowing through the inductive load is suddenly cut off, a high voltage is applied to the switching element 15 by the back electromotive force. In the present embodiment, the switching element 15 is protected from the high voltage by the Zener diode 17. At the same time, the current can be eliminated very steeply. More specifically, this will be described with reference to FIGS.

【0041】コイル10bに定常的に電流i2が流れて
いる状態で、スイッチング素子15をオフに転じると、
図3のP1の電圧は急激に上昇するが、その値はツェナ
ーダイオード17のツェナー電圧Vzにより規制され
る。ここでスイッチング素子15の耐圧性能が、ツェナ
ーダイオード17のツェナー電圧Vzよりも高くなるよ
うにスウィッチング素子を選定しておくことにより、ス
イッチング素子15に耐圧性能以上の電圧が加わること
を回避できる。と同時に、コイル10bの端子間電圧に
着目すると、P1の電圧がそれまでの0Vから瞬時にV
zまで上昇することにより、(Vz−Vb)Vの、それ
までとは逆向きの電圧がコイル10bに印加されること
になる。そのため、コイル10bの電流は急激に減少
し、0Aなったところで、P1がVbと等電位になり、
安定する。
When the switching element 15 is turned off while the current i2 is constantly flowing through the coil 10b,
Although the voltage at P1 in FIG. 3 rises sharply, its value is regulated by the Zener voltage Vz of the Zener diode 17. Here, by selecting the switching element such that the withstand voltage performance of the switching element 15 is higher than the zener voltage Vz of the zener diode 17, it is possible to avoid applying a voltage higher than the withstand voltage performance to the switching element 15. At the same time, focusing on the voltage between the terminals of the coil 10b, the voltage of P1 is instantaneously changed from 0V to V
By increasing to z, a voltage of (Vz−Vb) V, which is opposite to the previous voltage, is applied to the coil 10b. Therefore, the current of the coil 10b rapidly decreases, and when it reaches 0A, P1 becomes equipotential with Vb.
Stabilize.

【0042】この部位の回路構成は、図5に示すような
第2の実施形態による構成でも良く、図3のツェナーダ
イオード17の代わりに抵抗Rs、コンデンサCsを直
列に接続する。本構成ではスイッチング素子15を遮断
すると、コイル10bの電流i2が、コイル10b、抵
抗RsおよびコンデンサCsで構成される直列RLC回
路の共振作用により、図6のように振動的に減衰するこ
とになり、速やかに電流を減少させることができる。
The circuit configuration of this portion may be the configuration according to the second embodiment as shown in FIG. 5, and a resistor Rs and a capacitor Cs are connected in series instead of the Zener diode 17 of FIG. In this configuration, when the switching element 15 is cut off, the current i2 of the coil 10b is attenuated vibratingly as shown in FIG. 6 due to the resonance action of the series RLC circuit composed of the coil 10b, the resistor Rs and the capacitor Cs. The current can be reduced quickly.

【0043】こうして電気コイル10bの電流が減少、
消滅すると、閉弁用コア7の吸引面7aからプランジャ
11bの吸着面11eに作用していた閉弁用の吸引力F
2が0になるため、結果、針弁11に作用する閉弁力F
cは Fc = Fs + Ff - F1 ・・・(6) となる。
Thus, the current of the electric coil 10b decreases,
Upon disappearance, the suction force F for valve closing acting on the suction surface 11e of the plunger 11b from the suction surface 7a of the valve closing core 7 is removed.
2 becomes 0, and as a result, the valve closing force F acting on the needle valve 11
c becomes Fc = Fs + Ff-F1 (6).

【0044】 F1 > Fs + Ff ・・・(7) であれば、Fcは負となり、即ちこれは針弁11のプラ
ンジャ部11bが第1電磁石の作用により開弁方向に吸
引され、ボール弁体12がノズル9のテーパ部9bから
離間し燃料の噴射が行われることを意味している。
If F1> Fs + Ff (7), Fc becomes negative, that is, the plunger portion 11b of the needle valve 11 is sucked in the valve opening direction by the action of the first electromagnet, and the ball valve body 12 means that the fuel is injected by separating from the tapered portion 9b of the nozzle 9.

【0045】ここで第1電磁石の電気コイル10aへの
通電を開始してから、第2電磁石の電気コイル10bへ
の通電を停止するまでの時間、即ち図2の(t3−t
2)を、第1電磁石の電気コイル10aの時定数τ1の
4倍以上になるようにする。
Here, the time from the start of energization of the electric coil 10a of the first electromagnet to the stop of energization of the electric coil 10b of the second electromagnet, that is, (t3-t in FIG. 2).
2) is set to be four times or more the time constant τ1 of the electric coil 10a of the first electromagnet.

【0046】このため、第1電磁石の吸引力F1が十分
に大きくなる前に、第2電磁石の通電が停止されるのを
防ぐことができる。
Therefore, it is possible to prevent the energization of the second electromagnet from being stopped before the attraction force F1 of the first electromagnet becomes sufficiently large.

【0047】そして燃料噴射を終了する場合には、CP
U13がスイッチング素子14の電流を遮断することに
より、第1電磁石の磁力を消磁し、(6)式におけるF
1を0とし、スプリング4の閉弁力Fsなどの作用によ
り閉弁が行われるのである。
When fuel injection is to be terminated, CP
U13 cuts off the current of the switching element 14 to demagnetize the magnetic force of the first electromagnet.
1 is set to 0, and the valve is closed by the action of the valve closing force Fs of the spring 4 or the like.

【0048】このように本発明においては、第2電磁石
の電気コイル10bの電流が極めて急峻に遮断されるこ
とにより、プランジャ11bについて言えば、第1電磁
石の吸引力がステップ状に作用したのと同等の効果が得
られ、従来の方式が、開弁方向の力が0から徐々に大き
くなり、閉弁方向の力を上回ったときに初めて開弁動作
を開始するのに比較して極めて高速、高応答の動作が可
能になるのである。
As described above, according to the present invention, the current of the electric coil 10b of the second electromagnet is cut off very steeply, so that the attractive force of the first electromagnet acts on the plunger 11b in a stepwise manner. The same effect is obtained, compared with the conventional method, in which the force in the valve opening direction gradually increases from 0 and starts the valve opening operation only when the force in the valve closing direction exceeds the force in the valve closing direction, an extremely high speed, High-response operation becomes possible.

【0049】なお、図2中の針弁変位を示す点線はスイ
ッチング素子15を用いず、スイッチング素子14のみ
で駆動した場合(すなわち第1電磁石のみによる駆動)
を示す。
The dotted line in FIG. 2 indicating the needle valve displacement indicates a case where the switching element 15 is not used and the switching element 14 is used for driving (ie, only the first electromagnet is used).
Is shown.

【0050】ちなみに、図7は従来の方式(特開平6−
299890号公報)による燃料噴射弁の針弁の変位を
経過時間との関係で示した概略図であり、高圧電流の印
加により応答性を高めているが、本発明によれば高圧電
流を使用せずに図中(e)と同等かより高速な針弁の変
位を可能にできる。
FIG. 7 shows a conventional system (Japanese Unexamined Patent Publication No.
299890) is a schematic diagram showing the displacement of a needle valve of a fuel injection valve in relation to elapsed time, in which responsiveness is enhanced by application of a high voltage current. In this case, the needle valve can be displaced at a speed equal to or higher than that shown in FIG.

【0051】図8は本発明を4サイクル4気筒エンジン
に適用したときの説明図である。構成、動作原理は前記
第1の実施形態と同じであるが、本実施形態によれば、
図示しないエンジンのクランク角センサの信号を、CP
U13に入力し、エンジンの各気筒が、吸気、圧縮、燃
焼、排気の4行程中どの行程にあるかを判別し、CPU
13が前記第1電磁石の開弁用コイル10aに通電を開
始するタイミング、即ちスイッチング素子14をオンす
るタイミングを、燃焼行程以降かつ燃料噴射開始時期以
前となるようにしている。
FIG. 8 is an explanatory diagram when the present invention is applied to a 4-cycle, 4-cylinder engine. Although the configuration and operation principle are the same as those of the first embodiment, according to this embodiment,
The signal of the crank angle sensor of the engine not shown
In step U13, the CPU determines which of the four strokes of intake, compression, combustion, and exhaust each cylinder of the engine is in.
The timing at which the valve 13 starts energizing the valve opening coil 10a of the first electromagnet, that is, the timing at which the switching element 14 is turned on, is set after the combustion stroke and before the fuel injection start timing.

【0052】このためボール弁体12がエンジンの筒内
圧によって開弁方向に押される力Feが最大になる燃焼
行程では、第1電磁石による力F1が0となり、前述の
(2)式において、針弁11に閉方向に作用する力Fc
が負になることがなくなる。よって(4)式の条件がな
くなり、代わりに Fs + Ff + F2 > F1 ・・・(8) であればよいことになる。
For this reason, in the combustion stroke in which the force Fe for pushing the ball valve body 12 in the valve opening direction by the in-cylinder pressure of the engine becomes maximum, the force F1 by the first electromagnet becomes 0, and in the aforementioned equation (2), the needle F1 Force Fc acting on valve 11 in the closing direction
Will not be negative. Therefore, the condition of the expression (4) is eliminated, and instead, it suffices that Fs + Ff + F2> F1 (8).

【0053】結果として、第2電磁石の吸引力F2が第
1の実施形態の場合よりも小さくて良いことになり、第
2電磁石の小型化や消費電力の低減を可能にしている。
As a result, the attraction force F2 of the second electromagnet can be smaller than that of the first embodiment, which makes it possible to reduce the size and power consumption of the second electromagnet.

【0054】図9は本発明の第3の実施形態を示すもの
である。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.

【0055】図9は針弁11が閉弁状態にあるときに開
弁用コイル10aに通電を行った場合に、その電流によ
って発生する磁力線を模式的に表している。図9のよう
に開弁用コア1からプランジャ11b、ヨーク5が十分
に離間していない場合には、A1で示す磁力線の他に図
中A2のような、コア1からプランジャ11bを縦貫し
てコア7に入り、ヨーク5、ヨーク2を経由してコア1
に戻るような磁力線が発生する。この磁力線A2はコア
1の吸引面1aとプランジャ11bの吸引面11d間に
吸引力を発生するものの、図のようなプランジャ位置に
おいては、それよりも大きい吸引力を吸引面11eと閉
弁用コアの吸引面7aの間に発生してしまうことにな
り、トータルで開弁用コイル10aに通電しているにも
かかわらず、閉弁力を発生してしまい、好ましくない。
FIG. 9 schematically shows the lines of magnetic force generated by the current when the valve opening coil 10a is energized while the needle valve 11 is in the closed state. When the plunger 11b and the yoke 5 are not sufficiently separated from the valve-opening core 1 as shown in FIG. 9, the plunger 11b is vertically penetrated from the core 1 as indicated by A2 in FIG. After entering the core 7, the core 1 passes through the yoke 5 and the yoke 2.
The lines of magnetic force are generated as if returning to. The line of magnetic force A2 generates a suction force between the suction surface 1a of the core 1 and the suction surface 11d of the plunger 11b. However, at the plunger position as shown in the drawing, a larger suction force is applied to the suction surface 11e and the valve closing core. Is generated between the suction surfaces 7a, and the valve closing force is generated in spite of the total energization of the valve opening coil 10a, which is not preferable.

【0056】そこで磁束遮蔽材6の厚さd1を、第1電
磁石が構成すべき磁気回路、即ち磁力線A1の経路上の
空隙部分の合計値よりも大きな値とすることで、磁力線
A2の発生を防いでいる。具体的には、コア1とプラン
ジャ11bの吸引面間の距離をX1,プランジャ11b
の外側面11cとヨーク2のクリアランスをXcとした
ときに、 d1 > X1(max) + Xc ・・・(9) となるように、d1を決定する。さらに閉弁用コイル側
についても同様なことが考えられるので、プランジャの
吸引面11eとコア7の吸引面7aの距離をX2とした
ときに、 d1 > X2(max) + Xc ・・・(10) が成立するように決定する。上記(9)、(10)式を
同時に満たすようなd1を決定することにより、不要な
吸引力が発生することを防止することができる。
Therefore, the thickness d1 of the magnetic flux shielding member 6 is set to a value larger than the total value of the magnetic circuit to be formed by the first electromagnet, that is, the total value of the gaps on the path of the magnetic field lines A1, thereby preventing the generation of the magnetic lines A2. I'm preventing. Specifically, the distance between the core 1 and the suction surface of the plunger 11b is X1,
When the clearance between the outer side surface 11c and the yoke 2 is Xc, d1 is determined such that d1> X1 (max) + Xc (9). Further, since the same can be considered on the valve closing coil side, when the distance between the suction surface 11e of the plunger and the suction surface 7a of the core 7 is X2, d1> X2 (max) + Xc (10) ) Is determined. By determining d1 that satisfies the expressions (9) and (10) at the same time, it is possible to prevent unnecessary suction force from being generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同じくスイッチング素子、コイルおよび針弁の
タイミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart of the switching element, the coil, and the needle valve.

【図3】同じく電気コイルの電流制御状態の動作説明回
路図で、(a)は通電時、(b)は遮断時を示す。
FIGS. 3A and 3B are circuit diagrams illustrating the operation of the electric coil in a current control state, wherein FIG.

【図4】同じく電流遮断時のスイッチング素子の動作、
P1の電圧および第2電磁石の電気コイルの電圧、電流
のタイミングチャート。
FIG. 4 shows the operation of the switching element at the time of current interruption,
5 is a timing chart of the voltage of P1 and the voltage and current of the electric coil of the second electromagnet.

【図5】第2の実施形態の電気コイルの電流制御状態の
動作説明回路図で、(a)は通電時、(b)は遮断時を
示す。
FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams illustrating an operation of the electric coil according to the second embodiment in a current control state, in which FIG.

【図6】同じく電流遮断時のスイッチング素子の動作お
よび第2電磁石の電気コイルの電圧、電流のタイミング
チャート。
FIG. 6 is a timing chart of the operation of the switching element and the voltage and current of the electric coil of the second electromagnet when the current is interrupted.

【図7】従来の方式による針弁の動作概略図で(a)か
ら(c)は従来技術によるもの、(d)と(e)は従来
技術に対し高電圧を用いて、針弁の変位を高速化したも
の(特開平6−299890号公報による)を示す。
7 (a) to 7 (c) are diagrams showing the operation of a conventional needle valve according to the conventional technique, and FIGS. 7 (d) and 7 (e) show the displacement of the needle valve using a high voltage with respect to the conventional technique. (According to JP-A-6-299890).

【図8】本発明を4サイクル4気筒エンジンに適用した
ときの概要説明図。
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram when the present invention is applied to a 4-cycle, 4-cylinder engine.

【図9】第3の実施形態の針弁が閉弁状態にあるときの
磁力線の模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram of lines of magnetic force when a needle valve according to a third embodiment is in a closed state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 開弁用コア 1a 開弁用コアの吸引面 2 第1外周ヨーク 3 スプリング受け 4 スプリング 5 第2外周ヨーク 6 磁束遮蔽材 7 閉弁用コア 7a 閉弁用コアの吸引面 8 ストッパ部材 9 ノズル 9a 噴孔 9b テーパ部 9c 内部空間 10a 開弁用電気コイル 10b 閉弁用電気コイル 11 針弁 11a 凸部 11b プランジャ 11c プランジャの外側面 11d プランジャの吸引面 11e プランジャの吸引面 12 ボール弁体 13 CPU 14 スイッチング素子 15 スイッチング素子 16 ツェナーダイオード 17 ツェナーダイオード d1 磁束遮蔽材6の厚さ X1 コア1とプランジャ11bの吸引面間の距離 X2 プランジャ面11eとコア7の吸引面7aの距離 Xc プランジャ11bの外側面11cとヨーク2のク
リアランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve-opening core 1a Suction surface of valve-opening core 2 First outer yoke 3 Spring receiver 4 Spring 5 Second outer yoke 6 Magnetic flux shielding material 7 Valve-closing core 7a Suction surface of valve-closing core 8 Stopper member 9 Nozzle 9a Injection hole 9b Taper portion 9c Internal space 10a Valve opening electric coil 10b Valve closing electric coil 11 Needle valve 11a Convex portion 11b Plunger 11c Outer surface of plunger 11d Suction surface of plunger 11e Suction surface of plunger 12 Ball valve body 13 CPU 14 Switching element 15 Switching element 16 Zener diode 17 Zener diode d1 Thickness of magnetic flux shielding material X1 Distance between core 1 and suction surface of plunger 11b X2 Distance between plunger surface 11e and suction surface 7a of core 7 Xc Outside plunger 11b Clearance between side surface 11c and yoke 2

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 孝之 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 榊田 明宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA17 BA19 BA61 BA67 CC05U CC06U CC14 CC15 CC51 CD28 CE22 CE24 CE25 CE26 CE29 DA04 DC05 3H106 DA07 DA13 DA25 DB02 DB12 DB23 DB32 DC06 DC17 DD03 EE04 FA02 FA08 FB32 KK18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Arai, Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Akihiro Sakakida 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, F Nissan Motor Co., Ltd. Term (reference) 3G066 AA02 AB02 AD12 BA17 BA19 BA61 BA67 CC05U CC06U CC14 CC15 CC51 CD28 CE22 CE24 CE25 CE26 CE29 DA04 DC05 3H106 DA07 DA13 DA25 DB02 DB12 DB23 DB32 DC06 DC17 DD03 EE04 FA02 FA08 FB32 KK18

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料噴射弁の針弁に固定された磁性体か
らなるプランジャと、前記プランジャを閉弁方向に付勢
するスプリングと、前記スプリングの発生する閉弁方向
の力に抗してプランジャを開弁方向に吸引する磁性体及
び電気コイルからなる第1電磁石とを有する燃料噴射装
置において、前記プランジャを閉弁方向に吸引する磁性
体及び電気コイルからなる第2電磁石と、燃料噴射弁が
閉弁状態の時に第2電磁石の電気コイルの通電を開始
し、この後に第1電磁石の電気コイルの通電を開始し、
燃料噴射弁を開弁するタイミングで第2電磁石の電気コ
イルの通電を停止する制御回路とを有することを特徴と
する燃料噴射装置。
A plunger made of a magnetic material fixed to a needle valve of a fuel injection valve, a spring for urging the plunger in a valve closing direction, and a plunger against a force generated by the spring in a valve closing direction. A first electromagnet made of a magnetic material and an electric coil that attracts the plunger in the valve opening direction, a second electromagnet made of a magnetic material and an electric coil that attracts the plunger in the valve closing direction, and the fuel injection valve comprises: When the valve is in the closed state, energization of the electric coil of the second electromagnet is started, and thereafter, energization of the electric coil of the first electromagnet is started,
A control circuit for stopping energization of the electric coil of the second electromagnet at a timing when the fuel injection valve is opened.
【請求項2】 前記第1電磁石の吸引力よりも、前記第
2電磁石の吸引力の方が大きくなるように第1及び第2
電磁石の吸引力を設定することを特徴とする請求項1に
記載の燃料噴射装置。
2. The first and second electromagnets such that the attraction force of the second electromagnet is greater than the attraction force of the first electromagnet.
The fuel injection device according to claim 1, wherein the attraction force of the electromagnet is set.
【請求項3】 前記第1,第2電磁石の電気コイルのス
イッチング素子と並列にツェナーダイオードを介装した
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射装
置。
3. The fuel injection device according to claim 1, wherein a zener diode is interposed in parallel with a switching element of an electric coil of the first and second electromagnets.
【請求項4】 前記第1,第2電磁石の電気コイルのス
イッチング素子と並列に抵抗とコンデンサの直列回路を
介装したことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料
噴射装置。
4. The fuel injection device according to claim 1, wherein a series circuit of a resistor and a capacitor is interposed in parallel with the switching elements of the electric coils of the first and second electromagnets.
【請求項5】 前記第2電磁石の電気コイルに通電を開
始した後、前記第1電磁石の電気コイルへの通電開始ま
での時間が、第2電磁石の電気コイルの電気的な時定数
の少なくとも4倍以上であることを特徴とする請求項1
から4のいずれか一つに記載の燃料噴射装置。
5. An electric coil of the second electromagnet, which is energized, and a time until the energization of the electric coil of the first electromagnet is started is at least 4 times the electric time constant of the electric coil of the second electromagnet. 2. The method according to claim 1, wherein the number is twice or more.
5. The fuel injection device according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】 前記第1電磁石の電気コイルに通電を開
始した後、前記第2電磁石の電気コイルへの通電停止ま
での時間が、第1電磁石の電気コイルの電気的な時定数
の少なくとも4倍以上であることを特徴とする請求項1
から5のいずれか一つに記載の燃料噴射装置。
6. A time period between the start of energization of the electric coil of the first electromagnet and the stop of energization of the electric coil of the second electromagnet is at least 4 times the electric time constant of the electric coil of the first electromagnet. 2. The method according to claim 1, wherein the number is twice or more.
6. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記プランジャを開弁方向に吸引する第
1電磁石の電気コイルへの通電開始時期が、4サイクル
エンジンの燃焼行程以降かつ燃料噴射開始時期以前であ
ることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記
載の燃料噴射装置。
7. A timing for starting energization of an electric coil of a first electromagnet for attracting the plunger in a valve opening direction is after a combustion stroke of a four-cycle engine and before a fuel injection start timing. 7. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 第1及び第2電磁石が、その磁気回路中
の空隙部の長さよりも大きい間隙を有して設置されてい
ることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記
載の燃料噴射装置。
8. The electromagnet according to claim 1, wherein the first and second electromagnets are provided with a gap larger than a length of a gap in the magnetic circuit. The fuel injection device according to claim 1.
【請求項9】 磁性体からなる可動部と、前記可動部を
磁力によって一方向に所定の距離だけ変位させる第1電
磁石とで構成される電磁石装置において、前記第1電磁
石と反対方向に前記可動部を移動させる第2電磁石と、
前記第1電磁石の電気コイルへの通電より所定時間先だ
って第2電磁石の電気コイルへの通電を開始し、その後
に前記第1電磁石の電気コイルへの通電開始後、所定時
間経過した後に第2電磁石の電気コイルへの通電を停止
することで可動部の変位を制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とする電磁石装置。
9. An electromagnet apparatus comprising: a movable portion made of a magnetic material; and a first electromagnet for displacing the movable portion in one direction by a predetermined distance by a magnetic force, wherein the movable portion is moved in a direction opposite to the first electromagnet. A second electromagnet for moving the part,
The second electromagnet starts energizing the electric coil of the second electromagnet a predetermined time before the energizing of the electric coil of the first electromagnet, and after a predetermined time elapses after the energization of the electric coil of the first electromagnet starts. A control circuit for controlling the displacement of the movable part by stopping the current supply to the electric coil.
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