JP2002535536A - 燃料噴射弁及び燃料噴射弁を運転する方法 - Google Patents

燃料噴射弁及び燃料噴射弁を運転する方法

Info

Publication number
JP2002535536A
JP2002535536A JP2000593856A JP2000593856A JP2002535536A JP 2002535536 A JP2002535536 A JP 2002535536A JP 2000593856 A JP2000593856 A JP 2000593856A JP 2000593856 A JP2000593856 A JP 2000593856A JP 2002535536 A JP2002535536 A JP 2002535536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
fuel injection
injection valve
valve
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000593856A
Other languages
English (en)
Inventor
ベッキング フリートリヒ
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2002535536A publication Critical patent/JP2002535536A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2044—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using pre-magnetisation or post-magnetisation of the coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F02M61/163—Means being injection-valves with helically or spirally shaped grooves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁は、圧電式又は磁歪式のアクチュエータ（３）と、該アクチュエータ（３）から操作区間（６，２４，１０，９）を介して操作可能な弁閉鎖体（１２）とを有していて、該弁閉鎖体（１２）が弁座面（１３）と共働するシール座を形成している。そしてアクチュエータ（３）の励起されていない休止状態において、操作区間（６，２４，１０，９）において間隙（２４）が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁もしくは、請
求項７の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁を運転する方法に関する。
【０００２】 ドイツ連邦共和国特許公開第１９５００７０６号明細書に基づいて、請求項１
の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁が公知である。この明細書に基づい
て公知の燃料噴射弁では、圧電式アクチュエータが、閉鎖体と結合された弁ニー
ドルを操作するために設けられている。弁閉鎖体は弁座面と共働してシール座を
形成している。この場合燃料噴射弁は、外方に向かって開放する燃料噴射弁とし
て構成されていても、内方に向かって開放する燃料噴射弁として構成されていて
もよい。積層されて配置された複数の圧電層から構成された圧電式アクチュエー
タは、確かに比較的大きな行程力を生ぜしめるが、しかしながらその行程運動距
離は比較的短い。従って公知の構成では、弁ニードルに伝達される行程運動距離
を増大させるために、弁ニードルと圧電式アクチュエータとの間に液圧式の伝達
装置もしくは変換装置（Uebersetzungseinrichtung）を設けることが提案されて
いる。液圧式の伝達装置もしくは変換装置は同時に、圧電式アクチュエータの温
度補償のためにも働く。
【０００３】 圧電式アクチュエータは公知のように、回避不能な温度に関連した長さ膨張の
作用を受ける。圧電式アクチュエータのこの温度に関連した長さ変化は、しかし
ながら、燃料噴射弁を開放させるアクチュエータの操作行程に比べて、比較的ゆ
っくりである。アクチュエータの温度に関連した長さ変化は従って、殆ど静的な
動きである。これに関連した液圧媒体の押し退けが、燃料噴射弁を開放すること
はなく、押し退けられた液圧媒体は殆ど静的に、液圧式の伝達装置もしくは変換
装置の案内間隙を介して逃げる。
【０００４】 液圧式の伝達装置もしくは変換装置がアクチュエータの操作行程を変換するた
めに必要がないような使用例も存在する。なぜならばこの場合、アクチュエータ
は既に燃料噴射弁を開放するのに十分な行程を生ぜしめるからである。このよう
な使用例のためには、液圧式の伝達装置もしくは変換装置の配置は単に温度補償
のためには面倒でかつコストがかかりすぎる。さらに、液圧式の伝達装置もしく
は変換装置のために、時間の経過と共に漏れ損失に基づいて逃げる可能性のある
特別な液圧媒体を使用しなくてはならない、という欠点がある。そしてこれによ
って、伝達装置もしくは変換装置の機能が損なわれ、かつ燃料噴射弁の耐用寿命
が短くなるというおそれがある。
【０００５】 ドイツ連邦共和国特許第４３０６０７３号明細書に基づいて、圧電式アクチュ
エータを備えた別の構造形式の燃料噴射弁が公知である。この公知の燃料噴射弁
においても温度補償は、液圧式の伝達装置もしくは変換装置を用いて行われる。
ドイツ連邦共和国特許公開第３５３３０８５号明細書に開示された燃料噴射弁は
液圧式の伝達装置もしくは変換装置を有しておらず、さらにまた、いかなる温度
補償機能も設けられていない。
【０００６】 本発明の利点 請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁は、これ
に対して次のような利点を有している。すなわち本発明による燃料噴射弁では、
圧電式又は磁歪式のアクチュエータは、高価な液圧式の伝達装置もしくは変換装
置を必要とせずに、操作区間内に配置された間隙に基づいて温度補償されている
。アクチュエータと弁閉鎖体との間の操作区間に配置された間隙は、アクチュエ
ータの温度による長さ膨張が燃料噴射弁を開放させることなしに、アクチュエー
タの温度による長さ膨張を妨げられずに可能にする。
【０００７】 請求項７の特徴部に記載のように構成されたこのような燃料噴射弁を運転する
本発明による方法には、燃料噴射弁を開放させるために、操作区間に設けられた
間隙を克服する必要がない、という利点がある。むしろアクチュエータの温度に
関連した長さ膨張は連続的に、アクチュエータの各操作行程の前又は所定の時間
をおいて測定される。アクチュエータはその操作時にまず初めに、第１の操作電
圧を印加され、この第１の操作電圧は、間隙が理想的には消滅するように又は少
なくとも可能な限り小さくなるように、アクチュエータを伸長させる。次いでア
クチュエータはより大きな第２の操作電圧を印加され、この第２の操作電圧は、
時間的な遅延なしに燃料噴射弁を開放させる。
【０００８】 従属請求項に記載された処置によって、請求項１に記載された燃料噴射弁及び
請求項７に記載された燃料噴射弁を運転する方法の、別の有利な構成が可能であ
る。
【０００９】 間隙は有利には、アクチュエータに結合されたアクチュエータフランジと弁閉
鎖体に結合された弁ニードルとの間に配置されている。間隙内には有利にはガス
状媒体、特に空気が存在しており、このガス状媒体もしくは空気は、アクチュエ
ータの操作時に素早く逃げることができる。間隙の厚さもしくは幅は有利には次
のように、すなわち燃料噴射弁の運転中に生じる全温度範囲にわたって、アクチ
ュエータの非励起状態において間隙がアクチュエータの温度膨張に基づいて橋渡
しされることを確実に回避できるように、寸法設定されている。このようになっ
ていると、広い温度範囲における燃料噴射弁の運転が可能になる。
【００１０】 燃料噴射弁が内方に向かって開放する燃料噴射弁である場合には、間隙がアク
チュエータの、弁閉鎖体とは反対側に位置しており、これに対して燃料噴射弁が
外方に向かって開放する燃料噴射弁である場合には、間隙はアクチュエータの、
弁閉鎖体に向けられた側に位置している。
【００１１】 アクチュエータの温度に関連した長さ膨張の測定は、例えばアクチュエータの
電気容量の測定によって行うことができる。アクチュエータは通常、電極を備え
た複数の圧電層から成っているので、圧電式アクチュエータの熱膨張は、電極の
間隔を増大させ、ひいては電気容量を低減させる。従って電気容量の測定から、
アクチュエータの温度に関連した長さ膨張を逆算することができる。択一的に、
アクチュエータの熱膨張係数が十分正確に分かっている場合には、アクチュエー
タの温度を測定すればよい。この場合アクチュエータの温度の測定から、測定さ
れた温度におけるアクチュエータの温度に関連した長さ膨張を逆算することがで
きる。またアクチュエータの電気容量の測定とアクチュエータの温度の測定とを
、精度の改善を目的として互いに組み合わせることも可能である。
【００１２】 図面 次に図面を参照しながら本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１３】 図１は、本発明による燃料噴射弁の第１実施例を示す断面図、 図２は、本発明による燃料噴射弁の第２実施例を示す断面図、 図３は、本発明による燃料噴射弁を運転する本発明による方法を示す線図であ
る。
【００１４】 実施例の記載 図１には、本発明による燃料噴射弁１の１実施例が軸線を含む面で断面されて
示されている。燃料噴射弁１は特に、燃料特にガソリンを、有利には混合気圧縮
型火花点火式の内燃機関の燃焼室に直接噴射するために適している。
【００１５】 ケーシング体５内には圧電式のアクチュエータ３が組み込まれており、このア
クチュエータ３は予負荷エレメント４によってスリーブ状に取り囲まれている。
圧電式のアクチュエータ３は第１のアクチュエータフランジ５と第２のアクチュ
エータフランジ６との間において、両アクチュエータフランジ５，６に結合され
た予負荷エレメント４によって緊張させられている。アクチュエータ３、アクチ
ュエータフランジ５，６及び予負荷エレメント４は、ケーシング体２の円筒形の
切欠き７内に挿入されている。この場合アクチュエータ３は第１のアクチュエー
タフランジ５を介してケーシング体２に支持されている。
【００１６】 アクチュエータ３は実施例ではスリーブ状に形成されている。アクチュエータ
３及びアクチュエータフランジ５，６は中央開口８を有しており、この中央開口
８を貫いて弁ニードル９が貫通している。この弁ニードル９は、第２のアクチュ
エータフランジ６のためのストッパとして働く弁ニードルフランジ１０を有して
いる。
【００１７】 中心軸線１１に対して同心的に延びる弁ニードル９には、実施例では一体的に
弁閉鎖体１２が形成されており、この弁閉鎖体１２は、弁座坦体１４に形成され
た弁座面１３と一緒にシール座を形成している。弁閉鎖体１２は円錐面１５を有
しており、この円錐面１５は円錐の弁座面１３に合わせられている。噴射方向に
おいて弁座面１３には、噴射開口１６が続いている。燃料をより良好に分布させ
るために、弁閉鎖体１２は少なくとも１つの渦流溝１７を有している。
【００１８】 ケーシング体２の噴射側端部には、戻しばね１９のためのばね受容室１８が設
けられており、この場合戻しばね１９は、弁ニードル９に結合されたフランジ２
０において弁ニードル９に係合作用し、弁閉鎖体１２をその閉鎖方向に押圧する
。
【００１９】 燃料の供給は、ケーシング体２内に形成された燃料通路２１を介して行われ、
この燃料通路２１には、弁座坦体１４に形成された燃料通路２２が接続しており
、この燃料通路２２は弁座体１４の軸方向孔２３に開口している。
【００２０】 本発明によれば圧電式アクチュエータ３と弁閉鎖体１２との間の操作区間には
間隙２４が設けられている。図１に示された実施例では間隙２４は、第２のアク
チュエータフランジ６と弁ニードルフランジ１０との間に設けられている。しか
しながら基本的に間隙２４は、アクチュエータ３と弁閉鎖体１２との間の操作区
間における別の箇所に、例えば弁ニードル９と弁閉鎖体１２との間に配置されて
いてもよい。
【００２１】 間隙２４は圧電式アクチュエータ３の温度補償（Temperaturkompensation）の
ために働く。公知のように、圧電式のセラミック層から成るアクチュエータ３は
少なからず熱によって長さが膨張する。もし、第２のアクチュエータフランジ６
がアクチュエータ３の励起されていない休止状態において弁ニードルフランジ１
０に直接接触することによって、アクチュエータ３が直接的に弁ニードル９と結
合されていると、アクチュエータ３の励起のみならず、アクチュエータ３の熱膨
張もまた、燃料噴射弁１を開放させてしまう。これに対して本発明による燃料噴
射弁１では、アクチュエータ３の熱による長さ膨張は、単に間隙２４の間隙幅ｈ ｖ を減少させるだけで、弁閉鎖体１２を弁座面１３から上昇させることはない。
【００２２】 間隙２４の間隙幅ｈｖはこの場合次のように、すなわち燃料噴射弁１の運転中
に生じる温度範囲全体にわたって、アクチュエータ３の非励起休止状態において
間隙２４がアクチュエータ３の温度膨張に基づいて橋渡しされないように、つま
り間隙２４が無くならないように、設定されている。間隙２４内にはガス状媒体
有利には燃料噴射弁１の周囲空気が存在している。間隙２４内における空気は、
アクチュエータ３の操作時に例えば空気逃がし孔を介して素早く逃げることがで
きる。
【００２３】 戻しばね１９は択一的に弁ニードルフランジ１０の、アクチュエータ３とは反
対側の端面にも作用することができ、このことは図１に破線で示されている。
【００２４】 図１では本発明が内方に向かって開放する燃料噴射弁１について示されている
が、これに対して図２には、外方に向かって開放する本発明による燃料噴射弁１
が示されている。既に記載されたエレメントには同一符号が付けられ、従って説
明を繰り返すことは省く。
【００２５】 図１に示された実施例とは異なり、図２に示された実施例では弁閉鎖体１２は
弁ニードル９に次のように、すなわち弁閉鎖体１２の円錐面１５が弁閉鎖面１３
に外側で接触するように、配置されている。戻しばね１９はフランジ２０を介し
て弁ニードル９を図２において上方に向かって負荷し、これによって弁閉鎖体１
２をその閉鎖位置に戻すように作用する。
【００２６】 第１のアクチュエータフランジ５はケーシング体２に当接しており、その結果
第２のアクチュエータフランジ６は圧電式アクチュエータ３の操作時に図２にお
いて下方に向かって運動し、間隙２４を貫通した後に突出部３０で弁ニードルフ
ランジ１０に当接する。
【００２７】 図２に示された実施例においても間隙２４は、既に述べたようなアクチュエー
タ３の温度補償という課題を有している。間隙幅ｈｖは従って図２に示された実
施例においても次のように、すなわち燃料噴射弁１の運転中に生じる全温度範囲
にわたって、アクチュエータ３の電気的に励起されていない休止状態において間
隙２４がアクチュエータ３の温度膨張に基づいて橋渡しされること、つまり間隙
２４が無くなることを、確実に回避できるように、設定されている。
【００２８】 次に、本発明による燃料噴射弁１を運転する本発明による方法を、図３を参照
しながら詳しく述べる。図３には時間ｔを関数としてアクチュエータ３の行程ｈ
が示されている。
【００２９】 本発明によればアクチュエータ３の熱による長さ膨張が測定される。アクチュ
エータ３の熱による長さ膨張の測定は、連続的に行われるか又は、各噴射間隔の
始めに又は所定された時間をおいて繰り返されることができる。熱による長さ膨
張が測定は、最も簡単な場合には、アクチュエータ３の温度が適当なセンサ例え
ばＰＴＣ抵抗を介して検出される。それからアクチュエータ３が成っている圧電
材料の熱による長さ膨張係数が十分な精度をもって知られている場合には、測定
されたアクチュエータ３の温度から、温度に関連したアクチュエータ３の現在の
長さを逆算することができる。
【００３０】 アクチュエータ３の温度に関連した長さは、しかしながらまたアクチュエータ
３の電気容量を測定することによって検出することもできる。圧電式アクチュエ
ータ３は一般的に複数の圧電式のセラミック層から成っており、これらのセラミ
ック層は軸方向における電界で該セラミック層を負荷するために、電極の間に配
置されている。圧電セラミック層の熱膨張時に、電極間の間隔は増大し、これに
よって圧電式アクチュエータ３の容量は減じられる。従ってアクチュエータ３の
温度に関連した容量の測定によって、温度に関連したアクチュエータ３の現在の
長さを逆算することができる。アクチュエータ３の温度の測定とアクチュエータ
３の容量の測定とは、精度を高めるために互いに組み合わせることができる。ア
クチュエータ３の容量の測定は、チャージ制御される電子回路又はブリッジ回路
を用いて行うことができ、このような回路においてアクチュエータ３の容量が規
準容量と比較される。
【００３１】 間接的に測定された、アクチュエータ３の温度に関連した長さ膨張に基づいて
、アクチュエータ３の電気によって励起されていない休止状態における、温度に
関連して残っている間隙幅ｈｖを求めることができる。本来の噴射インターバル
の前に、アクチュエータ３は本発明によれば第１の操作電圧を印加され、これに
よって、間隙２４は理想的には消滅し、又は少なくとも可能な限り小さくなる。
この第１の電気的な操作電圧は、測定によって検出された温度に関連した間隙幅
ｈｖに合わせられていて、この場合この第１の操作電圧は、間隙２４の間隙幅ｈ ｖ が大きくなればなるほど、大きくなる。
【００３２】 図３には、時間ｔ１〜ｔ２の間における第１の操作電圧の印加が示されている
。アクチュエータ３はこの場合、予め検出された間隙幅ｈｖに相当するアクチュ
エータ行程ｈｖを実施する。別の温度では、測定によって検出された間隙幅ｈｖ ′は、図３に破線で示されているように、よりわずかであることができる。この
場合相応に、第１の操作電圧によって惹起された間隙幅ｈｖ′もまたわずかであ
る。
【００３３】 時間ｔ２〜ｔ３の間もしくはｔ２′〜ｔ３の間において、アクチュエータ３に
は、第１の操作電圧に比べて大きな第２の操作電圧が印加され、その結果アクチ
ュエータ３はさらに大きく膨張し、弁閉鎖体１２は燃料噴射弁１を開放するため
に弁座面１３から持ち上がる。従ってこの噴射インターバル中に、燃料噴射弁１
から燃料が噴射される。時点ｔ３において第２の操作電圧は遮断され、その結果
アクチュエータ３は再びその休止状態へと弛緩する。
【００３４】 本発明による方法によって、噴射時点は間隙幅ｈｖから十分無関係になり、特
に、アクチュエータ３が間隙幅ｈｖを克服するのに必要な時間が、噴射時点及び
噴射インターバルの長さに対して影響を与えることはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による燃料噴射弁の第１実施例を示す断面図である。
【図２】 本発明による燃料噴射弁の第２実施例を示す断面図である。
【図３】 本発明による燃料噴射弁を運転する本発明による方法を示す線図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月１日（２０００．９．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項８】 温度に関連したアクチュエータ（３）の長さ膨張の測定が、
アクチュエータ（３）の温度の測定を含んでいる、請求項６又は７記載の燃料噴
射弁。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月８日（２００１．２．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁もしくは、請
求項６の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁を運転する方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】 ドイツ連邦共和国特許公開第１９５００７０６号明細書に基づいて、請求項１
の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁が公知である。この明細書に基づい
て公知の燃料噴射弁では、圧電式アクチュエータが、閉鎖体と結合された弁ニー
ドルを操作するために設けられている。弁閉鎖体は弁座面と共働してシール座を
形成している。この場合燃料噴射弁は、外方に向かって開放する燃料噴射弁とし
て構成されていても、内方に向かって開放する燃料噴射弁として構成されていて
もよい。積層されて配置された複数の圧電層から構成された圧電式アクチュエー
タは、確かに比較的大きな行程力を生ぜしめるが、しかしながらその行程運動距
離は比較的短い。従って公知の構成では、弁ニードルに伝達される行程運動距離
を増大させるために、弁ニードルと圧電式アクチュエータとの間に液圧式の伝達
装置もしくは変換装置（Uebersetzungseinrichtung）を設けることが提案されて
いる。液圧式の伝達装置もしくは変換装置は同時に、圧電式アクチュエータの温
度補償のためにも働く。 上記明細書から、アクチュエータに接触している作業ピストンと操作区間の一
部である行程ピストンとの間に設けられた間隙が公知であり、この間隙は液体に
よって満たされている。弁ニードルと圧電式アクチュエータとの間において弁ニ
ードルに伝達される行程運動距離を増大させるために、作業ピストン及び行程ピ
ストンの領域に、前記液圧式の伝達装置もしくは変換装置が設けられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】 液圧式の伝達装置もしくは変換装置がアクチュエータの操作行程を変換するた
めに必要がないような使用例も存在する。なぜならばこの場合、アクチュエータ
は既に燃料噴射弁を開放するのに十分な行程を生ぜしめるからである。このよう
な使用例のためには、液圧式の伝達装置もしくは変換装置の配置は単に温度補償
のためには面倒でかつコストがかかりすぎる。さらに、液圧式の伝達装置もしく
は変換装置のために、時間の経過と共に漏れ損失に基づいて逃げる可能性のある
特別な液圧媒体を使用しなくてはならない、という欠点がある。そしてこれによ
って、伝達装置もしくは変換装置の機能が損なわれ、かつ燃料噴射弁の耐用寿命
が短くなるというおそれがある。 英国特許第２０９４９４０号明細書及び特開平７−２２７０９１号公報に基づ
いて同様に、アクチュエータと弁閉鎖体との間の操作区間に間隙が設けられてい
る燃料噴射弁が公知である。この場合間隙はそれぞれ液圧媒体よって貫流される
領域又は室内に設けられている。英国特許第２０９４９４０号明細書に基づいて
公知の、間隙を備えた室は、この場合ダイヤフラムを用いてアクチュエータもし
くはアクチュエータケーシングに対して密にシールされている。そして室からは
戻し通路が延びているので、室は液体によって満たされている。弁ニードルを操
作するためのアクチュエータの励起時には、まず初めに室の間隙に存在する液圧
媒体を押し退ける必要がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】 本発明の利点 請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁は、これ
に対して次のような利点を有している。すなわち本発明による燃料噴射弁では、
圧電式又は磁歪式のアクチュエータは、高価な液圧式の伝達装置もしくは変換装
置を必要とせずに、操作区間内に配置された間隙に基づいて温度補償されている
。アクチュエータと弁閉鎖体との間の操作区間に配置された間隙は、アクチュエ
ータの温度による長さ膨張が燃料噴射弁を開放させることなしに、アクチュエー
タの温度による長さ膨張を妨げられずに可能にする。 間隙は有利には、アクチュエータに結合されたアクチュエータフランジと弁閉
鎖体に結合された弁ニードルとの間に配置されている。間隙内には有利にはガス
状媒体、特に空気が存在しており、このガス状媒体もしくは空気は、アクチュエ
ータの操作時に素早く逃げることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】 請求項６の特徴部に記載のように構成されたこのような燃料噴射弁を運転する
本発明による方法には、燃料噴射弁を開放させるために、操作区間に設けられた
間隙を克服する必要がない、という利点がある。むしろアクチュエータの温度に
関連した長さ膨張は連続的に、アクチュエータの各操作行程の前又は所定の時間
をおいて測定される。アクチュエータはその操作時にまず初めに、第１の操作電
圧を印加され、この第１の操作電圧は、間隙が理想的には消滅するように又は少
なくとも可能な限り小さくなるように、アクチュエータを伸長させる。次いでア
クチュエータはより大きな第２の操作電圧を印加され、この第２の操作電圧は、
時間的な遅延なしに燃料噴射弁を開放させる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】 従属請求項に記載された処置によって、請求項１に記載された燃料噴射弁及び
請求項６に記載されてた燃料噴射弁を運転する方法の、別の有利な構成が可能で
ある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】 間隙の間隙幅は有利には次のように、すなわち燃料噴射弁の運転中に生じる全
温度範囲にわたって、アクチュエータの励起されていない休止状態においてアク
チュエータの最大の温度膨張時にもアクチュエーが、弁座面から弁閉鎖体を持ち
上げるための、弁閉鎖体に対する作用接触部を有さないように、寸法設定されて
いる。これによって、広い運転範囲における燃料噴射弁の運転が可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/20 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/20 ３３０ Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｕ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁
    であって、圧電式又は磁歪式のアクチュエータ（３）と、該アクチュエータ（３
    ）から操作区間（６，２４，１０，９）を介して操作可能な弁閉鎖体（１２）と
    が設けられていて、該弁閉鎖体（１２）が弁座面（１３）と共働してシール座を
    形成する形式のものにおいて、アクチュエータ（３）の励起されていない休止状
    態において、操作区間（６，２４，１０，９）において間隙（２４）が形成され
    ていることを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 【請求項２】 操作区間（６，２４，１０，９）が、アクチュエータ（３）
    に結合されたアクチュエータフランジ（６）と、弁閉鎖体（１２）に結合された
    弁ニードル（９）とを有しており、間隙（２４）がアクチュエータフランジ（６
    ）と弁ニードル（９）との間に配置されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
  3. 【請求項３】 間隙（２４）内に、ガス状媒体、特に空気が存在しており、
    該ガス状媒体がアクチュエータ（３）の操作時に素早く逃げることができるよう
    になっている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
  4. 【請求項４】 間隙（２４）の幅（ｈｖ）が次のように、すなわち燃料噴射
    弁（１）の運転中に生じる全温度範囲にわたって、アクチュエータ（３）の励起
    されていない休止状態において間隙（２４）がアクチュエータ（３）の温度膨張
    に基づいて橋渡しされることを確実に回避できるように、寸法設定されている、
    請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】 燃料噴射弁（１）が内方に向かって開放する燃料噴射弁（１
    ）であり、間隙（２４）がアクチュエータ（３）の、弁閉鎖体（１２）とは反対
    側に位置している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
  6. 【請求項６】 燃料噴射弁（１）が外方に向かって開放する燃料噴射弁（１
    ）であり、間隙（２４）がアクチュエータ（３）の、弁閉鎖体（１２）に向けら
    れた側に位置している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
  7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁（１）
    を運転する方法であって、次のステップ、すなわち： アクチュエータ（３）の励起されていない休止状態において、温度に関連した
    アクチュエータ（３）の長さ膨張を測定し、 測定された温度に関連したアクチュエータ（３）の長さ膨張に関連して、第１
    の操作電圧をアクチュエータ（３）に印加し、この際に該第１の操作電圧を次の
    ように、すなわち間隙（２４）が消滅するか又は少なくとも可能な限り小さくな
    るように、設定し、 噴射インターバル中に燃料噴射弁（１）を開放させるために、第２の操作電圧
    をアクチュエータ（３）に印加する、 というステップを実行することを特徴とする、燃料噴射弁を運転する方法。
  8. 【請求項８】 温度に関連したアクチュエータ（３）の長さ膨張の測定が、
    アクチュエータ（３）の電気容量の測定を含んでいる、請求項７記載の燃料噴射
    弁。
  9. 【請求項９】 温度に関連したアクチュエータ（３）の長さ膨張の測定が、
    アクチュエータ（３）の温度の測定を含んでいる、請求項７又は８記載の燃料噴
    射弁。
JP2000593856A 1999-01-18 1999-09-22 燃料噴射弁及び燃料噴射弁を運転する方法 Pending JP2002535536A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19901711.5 1999-01-18
DE19901711A DE19901711A1 (de) 1999-01-18 1999-01-18 Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffeinspritzventils
PCT/DE1999/003020 WO2000042313A1 (de) 1999-01-18 1999-09-22 Brennstoffeinspritzventil und verfahren zum betreiben eines brennstoffeinspritzventils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002535536A true JP2002535536A (ja) 2002-10-22

Family

ID=7894580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000593856A Pending JP2002535536A (ja) 1999-01-18 1999-09-22 燃料噴射弁及び燃料噴射弁を運転する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6478013B1 (ja)
EP (1) EP1147306B1 (ja)
JP (1) JP2002535536A (ja)
KR (1) KR20010113652A (ja)
DE (2) DE19901711A1 (ja)
WO (1) WO2000042313A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010096156A (ja) * 2008-10-20 2010-04-30 Honda Motor Co Ltd 燃料噴射装置
KR20180037049A (ko) * 2015-09-09 2018-04-10 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 주입기 밸브 조립체와 압전 스택 사이의 갭의 갭 크기를 검출하기 위한 검출 방법, 및 압전 스택의 액추에이터 유닛을 기동시키기 위한 기동 방법
WO2018066327A1 (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19954802A1 (de) * 1999-11-13 2001-05-17 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10014737A1 (de) * 2000-03-24 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung des Raildrucks eines Einspritzventils mit einem piezoelektrischen Aktor
DE10101796A1 (de) * 2001-01-17 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10141136A1 (de) * 2001-04-07 2002-10-10 Continental Teves Ag & Co Ohg Ventil.insbesondere für hydraulische Kraftfahrzeugbremsen
DE10129375B4 (de) * 2001-06-20 2005-10-06 Mtu Friedrichshafen Gmbh Injektor mit Piezo-Aktuator
DE10162250A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-03 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10213858A1 (de) * 2002-03-27 2003-10-30 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
WO2004085828A2 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Direkt-einspritzventil in einem zylinderkopf
DE10328573A1 (de) * 2003-06-25 2005-01-13 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10341810B4 (de) 2003-09-10 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffeinspritzventils
JP4002229B2 (ja) * 2003-10-03 2007-10-31 株式会社日立製作所 燃料噴射弁
DE10349824A1 (de) * 2003-10-24 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche einen Piezoaktor aufweist
DE102004021920A1 (de) * 2004-05-04 2005-12-01 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102004022958A1 (de) * 2004-05-10 2005-12-22 Siemens Ag Kraftstoffinjektor mit einer korrigierbaren Einstellung eines Leerhubs einer Aktoreinheit
US7100577B2 (en) * 2004-06-14 2006-09-05 Westport Research Inc. Common rail directly actuated fuel injection valve with a pressurized hydraulic transmission device and a method of operating same
DE102004031790A1 (de) * 2004-07-01 2006-01-26 Robert Bosch Gmbh Common-Rail-Injektor
JP2006165193A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Denso Corp 中空積層型圧電素子及びその製造方法
DE102005001498B4 (de) * 2005-01-12 2007-02-08 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Injektors
EP1811166B1 (en) * 2006-01-24 2008-11-05 Continental Automotive GmbH Valve assembly for an injection valve and injection valve
GB0616713D0 (en) * 2006-08-23 2006-10-04 Delphi Tech Inc Piezoelectric fuel injectors
DE102006039522B4 (de) * 2006-08-23 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Leerhubsteuerung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102006058744A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
KR100956258B1 (ko) * 2008-04-10 2010-05-06 성균관대학교산학협력단 볼-포핏밸브가 구비된 고압분사용 인젝터
DE102008045955A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer temperaturbedingten Längenänderung einer Aktoreinheit, die im Gehäuse eines Kraftstoffinjektors angeordnet ist
US20130068200A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Paul Reynolds Injector Valve with Miniscule Actuator Displacement
US9605639B2 (en) * 2012-07-12 2017-03-28 Ford Global Technologies, Llc Fuel injector
DE102014200184A1 (de) * 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Einspritzventilen, insbesondere einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
JP6172189B2 (ja) * 2015-03-23 2017-08-02 マツダ株式会社 直噴エンジンの燃料噴射制御装置
DE102015219568B4 (de) * 2015-10-09 2017-06-08 Continental Automotive Gmbh Aktuator mit Ventileinheit für piezoservobetriebenen Injektor
DE102020208273A1 (de) * 2020-07-02 2022-01-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gasinjektor mit reduziertem Verschleiß

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57136859U (ja) * 1981-02-18 1982-08-26
DE3533085A1 (de) 1985-09-17 1987-03-26 Bosch Gmbh Robert Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen
JP3090569B2 (ja) * 1994-02-08 2000-09-25 株式会社ユニシアジェックス 超磁歪式アクチュエータ
DE19500706C2 (de) 1995-01-12 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Zumeßventil zur Dosierung von Flüssigkeiten oder Gasen
US5875764A (en) * 1998-05-13 1999-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for valve control
DE19821768C2 (de) * 1998-05-14 2000-09-07 Siemens Ag Dosiervorrichtung und Dosierverfahren
US6079641A (en) * 1998-10-13 2000-06-27 Caterpillar Inc. Fuel injector with rate shaping control through piezoelectric nozzle lift
EP1081372B1 (en) * 1999-08-31 2004-10-13 Denso Corporation Fuel injection device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010096156A (ja) * 2008-10-20 2010-04-30 Honda Motor Co Ltd 燃料噴射装置
KR20180037049A (ko) * 2015-09-09 2018-04-10 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 주입기 밸브 조립체와 압전 스택 사이의 갭의 갭 크기를 검출하기 위한 검출 방법, 및 압전 스택의 액추에이터 유닛을 기동시키기 위한 기동 방법
KR102027076B1 (ko) * 2015-09-09 2019-09-30 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 주입기 밸브 조립체와 압전 스택 사이의 갭의 갭 크기를 검출하기 위한 검출 방법, 및 압전 스택의 액추에이터 유닛을 기동시키기 위한 기동 방법
WO2018066327A1 (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁

Also Published As

Publication number Publication date
DE59903885D1 (de) 2003-01-30
EP1147306A1 (de) 2001-10-24
EP1147306B1 (de) 2002-12-18
US6478013B1 (en) 2002-11-12
DE19901711A1 (de) 2000-07-20
KR20010113652A (ko) 2001-12-28
WO2000042313A1 (de) 2000-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002535536A (ja) 燃料噴射弁及び燃料噴射弁を運転する方法
JP4588956B2 (ja) 燃料噴射弁
KR100889939B1 (ko) 유체 제어를 위한 밸브 및 압력 측정 방법
US7886993B2 (en) Injection valve
US7267111B2 (en) Fuel injector
US6422482B1 (en) Fuel injection valve
KR100935811B1 (ko) 연료 분사 밸브
US7083114B2 (en) Fuel injector
US20040074999A1 (en) Fuel injection valve
JP2002519562A (ja) 燃料噴射弁・圧力センサコンビネーション装置
JP4309589B2 (ja) 燃料噴射弁
US6454239B1 (en) Valve for controlling liquids
US6749126B1 (en) Fuel injector and method for its operation
JP2003511603A (ja) 燃料噴射弁
US6932278B2 (en) Fuel injection valve
US6899284B1 (en) Fuel-injection valve
US20040118950A1 (en) Fuel injection valve
KR100935810B1 (ko) 연료 분사 밸브
US6840459B1 (en) Fuel injection valve
KR20040111432A (ko) 연료 분사 밸브
JP2004197743A (ja) 燃料噴射弁
US7422006B2 (en) Fuel injector
US7635093B2 (en) Fuel injection valve
US7063278B2 (en) Fuel injection valve
JP2003512556A (ja) 燃料噴射弁