JP2008208814A - Fuel injection control method of unit injector and control device therefor - Google Patents

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上 隆 史 三
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control method of a unit injector and a control device therefor which close a valve by rapidly performing the lowering of pressure from a high-pressure fuel injection period to the end of injection, thereby improving interruption sharpness of the injection. <P>SOLUTION: At the time of completion of fuel injection, a second valve 7 is opened first, and a needle-control piston 8 and a high-pressure fuel passage 11 are communicated with each other. Then a needle valve 5 is closed by thrust of the needle-control piston 8 and an energizing force of a spring 9. Then a first valve 6 is opened, and the plunger-discharge fuel is drained into a spill S. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料噴射装置と燃料噴射ノズルとを一体化したユニットインジェクタの燃料噴射制御方法およびその制御装置に関し、特にノズルのニードル弁の制御についての改良に関するものである。   The present invention relates to a fuel injection control method for a unit injector in which a fuel injection device and a fuel injection nozzle are integrated, and to a control device therefor, and particularly to an improvement in control of a needle valve of a nozzle.

図1に示すようにユニットインジェクタ1は、燃料を加圧し吐出するプランジャ2と燃料噴射ノズル3とが一体に構成されている。プランジャ2は、カムCによって駆動されている。そして、ユニットインジェクタ1の燃料噴射量および噴射時期は、制御手段50によって制御されている。
図1において、矢印Fはフィードポンプ(図示せず)からの燃料供給を示し、矢印Sは燃料の戻り(スピル)を示す。
As shown in FIG. 1, the unit injector 1 includes a plunger 2 that pressurizes and discharges fuel, and a fuel injection nozzle 3. The plunger 2 is driven by a cam C. The fuel injection amount and injection timing of the unit injector 1 are controlled by the control means 50.
In FIG. 1, an arrow F indicates fuel supply from a feed pump (not shown), and an arrow S indicates fuel return (spill).

図2〜図4を参照して、従来のユニットインジェクタにおける構成の概要と、その作用について説明する。
図2〜図4において、インジェクタ1の先端には、ノズル3が螺着されている。
ノズル本体31の内部には、ニードル弁5が構成されている。ニードル弁5はニードル32を有しており、ニードル32はノズル本体31内に摺動自在に挿入されている。そのニードル32の摺動部先端側(図2から図4では下側)は細径に構成されて、ノズル本体31との間にニードル室33が形成されている。そして、ニードル32の先端部がノズル
本体31のシート部に着座して、噴口34への燃料通路を遮断する様に構成されている。
With reference to FIGS. 2-4, the outline | summary of a structure in the conventional unit injector and its effect | action are demonstrated.
2 to 4, the nozzle 3 is screwed to the tip of the injector 1.
A needle valve 5 is configured inside the nozzle body 31. The needle valve 5 has a needle 32, and the needle 32 is slidably inserted into the nozzle body 31. The distal end side (the lower side in FIGS. 2 to 4) of the sliding portion of the needle 32 is configured to have a small diameter, and a needle chamber 33 is formed between the nozzle body 31 and the needle 32. And the front-end | tip part of the needle 32 is seated on the sheet | seat part of the nozzle main body 31, and it is comprised so that the fuel channel to the nozzle 34 may be interrupted | blocked.

ニードル弁5の上部には、ニードルクロージングスプリング(以下、スプリングと記す)9が設けられている。スプリング9は、ニードル弁5を閉じる方向(図2から図4では下方)にニードル32を付勢している。
ニードル弁5の上部にはニードルコントロールピストン8も設けられており、スプリング9に加えて、ニードルコントロールピストン8からの油圧によって、ニードル32は閉方向に付勢される。
A needle closing spring (hereinafter referred to as a spring) 9 is provided on the upper portion of the needle valve 5. The spring 9 urges the needle 32 in the direction of closing the needle valve 5 (downward in FIGS. 2 to 4).
A needle control piston 8 is also provided above the needle valve 5, and the needle 32 is biased in the closing direction by the hydraulic pressure from the needle control piston 8 in addition to the spring 9.

さらに、ノズル3の上方には、電磁コイルL1で作動する第1の弁(スピルバルブ)6と、電磁コイルL2で作動する第2の弁(ニードルコントロールバルブ)7とが設けられている。そして、スピルバルブ6及びニードルコントロールバルブ7の上方には、カムC(図1参照)により駆動されるプランジャ2が設けられている。   Furthermore, a first valve (spill valve) 6 that operates with an electromagnetic coil L1 and a second valve (needle control valve) 7 that operates with an electromagnetic coil L2 are provided above the nozzle 3. A plunger 2 that is driven by a cam C (see FIG. 1) is provided above the spill valve 6 and the needle control valve 7.

また、プランジャの吐出口2aから吐出される高圧燃料が流れる通路11が、ノズルのニードル室33まで穿設されている。
その高圧燃料通路11からは、スピルバルブ6に連通する通路11Aと、ニードルコントロールバルブ7に連通する通路11Bが分岐している。
Further, a passage 11 through which high-pressure fuel discharged from the discharge port 2a of the plunger flows is drilled to the needle chamber 33 of the nozzle.
From the high-pressure fuel passage 11, a passage 11A communicating with the spill valve 6 and a passage 11B communicating with the needle control valve 7 are branched.

スピルバルブ6は、電磁コイルL1の非通電時は開弁されて、高圧燃料通路11からスピルSに連通する。一方、電磁コイルL1の通電時には閉弁されて、スピルSへの流路を遮断する。
ニードルコントロールバルブ7は、スピルバルブ6からはノズル3寄り(図2〜図4では下方)に位置している。そして、電磁コイルL2の非通電時には開弁されて、高圧燃料通路11から前記ニードルコントロールピストン8に連通する。一方、電磁コイルL2の通電時には閉弁されて、高圧燃料通路11からの高圧燃料の供給を遮断して、ニードルコントロールバルブ7からスピルSへ連通せしめる。
The spill valve 6 is opened when the electromagnetic coil L1 is not energized, and communicates with the spill S from the high-pressure fuel passage 11. On the other hand, when the electromagnetic coil L1 is energized, the valve is closed to block the flow path to the spill S.
The needle control valve 7 is located closer to the nozzle 3 than the spill valve 6 (downward in FIGS. 2 to 4). When the electromagnetic coil L2 is not energized, the valve is opened and communicates from the high pressure fuel passage 11 to the needle control piston 8. On the other hand, when the electromagnetic coil L2 is energized, the valve is closed, the supply of high-pressure fuel from the high-pressure fuel passage 11 is shut off, and the needle control valve 7 communicates with the spill S.

ニードルコントロールピストン8の直径は、ニードル32の直径と同径に構成されており、ニードルコントロールバルブ7の開弁時には、ニードルコントロールピストン8による押圧力(図2〜図4で下方への押圧力)と、ニードル32の燃料圧による押圧力(図2〜図4で上方への押圧力)とがバランスする様に構成されている。   The diameter of the needle control piston 8 is configured to be the same as the diameter of the needle 32, and when the needle control valve 7 is opened, the pressing force by the needle control piston 8 (the pressing force downward in FIGS. 2 to 4). And the pressing force by the fuel pressure of the needle 32 (the pressing force upward in FIGS. 2 to 4) is balanced.

次に、インジェクタ1の燃料噴射における各工程について、制御手段50による制御について説明する。
図2に示す燃料チャージ(プランジャ上昇行程)およびプリストローク(プランジャ下降行程初期)期間は、スピルバルブ6およびニードルコントロールバルブ7は開弁されている。したがって、プランジャ2から吐出された燃料は、スピルバルブ6を通ってスピルSへ流出し、高圧燃料通路11は、低圧となっている。
Next, the control by the control means 50 is demonstrated about each process in the fuel injection of the injector 1. FIG.
The spill valve 6 and the needle control valve 7 are opened during the fuel charge (plunger up stroke) and prestroke (initial stage of the plunger down stroke) period shown in FIG. Therefore, the fuel discharged from the plunger 2 flows out to the spill S through the spill valve 6, and the high-pressure fuel passage 11 has a low pressure.

図3に示す蓄圧期間では、スピルバルブ6が閉じられる。したがって、プランジャ2から吐出される燃料によって高圧燃料通路11は高圧状態に蓄圧される。その際、ニードル室33は高圧となるが、ニードルコントロールバルブ7が開弁されているので、ニードルコントロールピストン8からの押圧力(図3の下方への押圧力)が発生する。
上述した様に、ニードルコントロールピストン8からの押圧力は、ニードル室33の押圧力(図3の上方への押圧力)と釣り合う。そのため、ニードル32は、スプリング9の付勢力(図3の下方への力)により、閉弁する。
In the pressure accumulation period shown in FIG. 3, the spill valve 6 is closed. Therefore, the high pressure fuel passage 11 is accumulated in a high pressure state by the fuel discharged from the plunger 2. At that time, the needle chamber 33 becomes high pressure, but since the needle control valve 7 is opened, a pressing force from the needle control piston 8 (downward pressing force in FIG. 3) is generated.
As described above, the pressing force from the needle control piston 8 balances with the pressing force of the needle chamber 33 (upward pressing force in FIG. 3). Therefore, the needle 32 is closed by the urging force of the spring 9 (downward force in FIG. 3).

図4に示す燃料噴射期間では、ニードルコントロールバルブ7が閉弁される。
ニードルコントロールバルブ7が閉弁されると、図3の蓄圧期間でニードルコントロールピストン8にかかっていた燃料の圧力は、スピルSへ逃げる。そのため、ニードル32下面にかかるニードル室33の高圧燃料による力(図4では上方への力)が、スプリング9の弾性反発力(図4では下方への力)に打ち勝ち、ニードル弁5は(図4において上方へ移動して)開弁し、燃料噴射が行われる。
In the fuel injection period shown in FIG. 4, the needle control valve 7 is closed.
When the needle control valve 7 is closed, the fuel pressure applied to the needle control piston 8 during the pressure accumulation period of FIG. Therefore, the force by the high pressure fuel in the needle chamber 33 applied to the lower surface of the needle 32 (upward force in FIG. 4) overcomes the elastic repulsion force (downward force in FIG. 4) of the spring 9, and the needle valve 5 is 4), the valve is opened and fuel injection is performed.

燃料噴射期間が終わると、スピルバルブ6およびニードルコントロールバルブ7は開弁され、図2に示す状態に戻る。
スピルバルブ6でスピルS側へ連通されるため、高圧燃料通路11の圧力は下がり、ニードル室33におけるニードル32下面にかかる力も低下するので、ニードル弁5はスプリング9の付勢力(図2〜図4では下方への力)によって閉弁する。これにより、燃料噴射が終了する。
When the fuel injection period ends, the spill valve 6 and the needle control valve 7 are opened, and the state shown in FIG. 2 is restored.
Since the spill valve 6 communicates with the spill S side, the pressure of the high-pressure fuel passage 11 decreases and the force applied to the lower surface of the needle 32 in the needle chamber 33 also decreases. Then, the valve is closed by a downward force). Thereby, fuel injection is complete | finished.

以上説明したように、従来の燃料噴射制御における燃料噴射終了の制御は、スピルバルブ6およびニードルコントロールバルブ7の開弁により、高圧燃料通路11の圧力を下げることで行われている。
しかし、この制御では、スピルバルブ6の開弁によってニードル室33の圧力が下がり、それからニードル弁5がスプリング9の付勢力により、ニードル33が(図2〜図4において下方へ移動することにより)閉弁するので、噴射終了における圧力特性曲線が緩慢に変化して、いわゆる「切れの悪い」状態となる。
As described above, the fuel injection end control in the conventional fuel injection control is performed by lowering the pressure of the high-pressure fuel passage 11 by opening the spill valve 6 and the needle control valve 7.
However, in this control, the pressure in the needle chamber 33 is reduced by opening the spill valve 6, and then the needle 33 is closed (by moving downward in FIGS. 2 to 4) by the biasing force of the spring 9. As a result, the pressure characteristic curve at the end of injection changes slowly, resulting in a so-called “bad” state.

すなわち、図7で示す噴射圧力の特性線における領域PAで示すように、スピルバルブ(SV)6およびニードルコントロールバルブ(NCV)7の開弁(図7の横軸における符号S)から、噴射圧力(図7の縦軸)が徐々に下がってニードル弁5が閉弁する。そのため、ニードル弁5が閉弁している間(符号Aで示す領域)は、低噴射圧による噴霧の不良から、燃焼の悪化や排気性能の劣化が生じてしまう。
従来のユニットインジェクタでは、その様な燃焼悪化や排気性能の劣化を改善することができない。
That is, as indicated by the region PA in the characteristic line of the injection pressure shown in FIG. 7, the spill valve (SV) 6 and the needle control valve (NCV) 7 are opened (reference S on the horizontal axis in FIG. 7), and the injection pressure ( The vertical axis in FIG. 7 is gradually lowered, and the needle valve 5 is closed. Therefore, while the needle valve 5 is closed (region indicated by the symbol A), combustion is deteriorated and exhaust performance is deteriorated due to spray failure due to low injection pressure.
The conventional unit injector cannot improve such combustion deterioration and exhaust performance deterioration.

なお、関連する周知技術としてノズルニードル弁およびスピル弁を制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、その様な従来技術(特許文献1)は、上述した問題点を解決し得るものではない。
特開平6−299927号公報
In addition, the technique which controls a nozzle needle valve and a spill valve is disclosed as a related well-known technique (for example, refer patent document 1).
However, such a conventional technique (Patent Document 1) cannot solve the above-described problems.
JP-A-6-299927

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ユニットインジェクタにおいて、噴射終了における圧力降下を急速に行わせてニードル弁を急速に閉弁せしめ、噴霧の切れを良くすることが出来る燃料噴射制御方法およびその制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art. In the unit injector, the pressure drop at the end of injection is rapidly performed to rapidly close the needle valve, thereby improving the spraying. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control method and a control device therefor.

本発明によるユニットインジェクタの燃料噴射制御方法は、燃料を加圧し吐出するプランジャ(2)と、その吐出高圧燃料によってスプリング(9)で付勢されたニードル弁(5)を開弁し燃料噴射を行うノズル(3)とを一体に構成したユニットインジェクタ(1)の燃料噴射制御方法において、ユニットインジェクタ(1)は、プランジャの吐出口(2a)から前記ニードル弁(5)へ連通する高圧燃料通路(11)が形成されており、その高圧燃料通路(11)から分岐し第1の弁(スピルバルブ6)を介装したスピル通路(11A)と、前記ニードル弁(5)を燃料油圧によって閉弁方向へ付勢するニードルコントロールピストン(8)と、そのニードルコントロールピストン(8)へ連通する第2の弁(ニードルコントロールバルブ7)とを設けており、第2の弁(7)は、開弁している際には前記高圧燃料通路(11)と連通し、閉弁している際にはスピル(S)側へ連通する様に構成されており、燃料を噴射しない期間には、前記第1の弁(6)および第2の弁(7)を開弁して、プランジャ(2)の吐出燃料をスピル(S)に流出させ、燃料噴射期間には、第1の弁(6)を閉弁してプランジャ(2)から吐出された燃料をニードル弁(5)に送り、引き続き、第2の弁(7)を閉弁してニードルコントロールピストン(8)の圧力をスピル(S)に逃がし、以って、ニードル弁(5)を吐出燃料圧で開弁させて燃料噴射を行い、燃料噴射終了時には、第2の弁(7)を開弁してニードルコントロールピストン(8)と高圧燃料通路(11)とを連通し、ニードルコントロールピストン(8)の押圧力及びスプリング(9)の付勢力によりニードル弁(5)を閉弁し、引き続き、第1の弁(6)を開弁してプランジャ吐出燃料をスピル(S)に流出させることを特徴としている(請求項1)。   The fuel injection control method for a unit injector according to the present invention comprises a plunger (2) that pressurizes and discharges fuel, and a needle valve (5) that is biased by a spring (9) by the discharged high-pressure fuel to open the fuel injection. In the fuel injection control method of a unit injector (1) integrally configured with a nozzle (3) to be performed, the unit injector (1) is connected to the needle valve (5) from a discharge port (2a) of a plunger. (11) is formed, the spill passage (11A) branched from the high-pressure fuel passage (11) and the first valve (spill valve 6) is interposed, and the needle valve (5) is closed by fuel oil pressure. A needle control piston (8) biasing in the direction and a second valve (needle control valve) communicating with the needle control piston (8). 7), and the second valve (7) communicates with the high-pressure fuel passage (11) when the valve is opened and to the spill (S) side when the valve is closed. In a period in which fuel is not injected, the first valve (6) and the second valve (7) are opened, and the fuel discharged from the plunger (2) is spilled (S In the fuel injection period, the first valve (6) is closed and the fuel discharged from the plunger (2) is sent to the needle valve (5). Subsequently, the second valve (7) Is closed to release the pressure of the needle control piston (8) to the spill (S), so that the needle valve (5) is opened with the discharged fuel pressure to perform fuel injection. 2 valve (7) is opened, the needle control piston (8) and the high-pressure fuel passage (11) are communicated, and the needle The needle valve (5) is closed by the pressing force of the front piston (8) and the urging force of the spring (9), and then the first valve (6) is opened to turn the plunger discharge fuel into the spill (S). It is made to flow out (Claim 1).

本発明によるユニットインジェクタの燃料噴射制御装置は、燃料を加圧し吐出するプランジャ(2)と、その吐出高圧燃料によってスプリング(9)で付勢されたニードル弁(5)を開弁し燃料噴射を行うノズル(3)とを一体に構成したユニットインジェクタ(1)の燃料噴射制御手段において、プランジャの吐出口(2a)から前記ニードル弁(5)へ連通する高圧燃料通路(11)が形成されており、その高圧燃料通路(11)から分岐し第1の弁(スピルバルブ6)を介装したスピル通路(11A)と、前記ニードル弁(5)を燃料油圧によって閉弁方向へ付勢するニードルコントロールピストン(8)と、そのニードルコントロールピストン(8)へ連通する第2の弁(ニードルコントロールバルブ7)と、制御手段(50)とを設けており、第2の弁(7)は、開弁している際には前記高圧燃料通路(11)と連通し、閉弁している際にはスピル(S)側へ連通する様に構成されており、前記制御手段(50)は、燃料を噴射しない期間には、前記第1の弁(6)および第2の弁(7)を開弁して、プランジャ(2)の吐出燃料をスピル(S)に流出させる制御を実行し、燃料噴射期間には、第1の弁(6)を閉弁してプランジャ(2)から吐出された燃料をニードル弁(5)に送り、引き続き、第2の弁(7)を閉弁してニードルコントロールピストン(8)の圧力をスピル(S)に逃がし、以って、ニードル弁(5)を吐出燃料圧で開弁させて燃料噴射を行う制御を実行し、燃料噴射終了時には、第2の弁(7)を開弁してニードルコントロールピストン(8)と高圧燃料通路(11)とを連通し、ニードルコントロールピストン(8)の押圧力及びスプリング(9)の付勢力によりニードル弁(5)を閉弁し、引き続き、第1の弁(6)を開弁してプランジャ吐出燃料をスピル(S)に流出させる制御を実行する様に構成されていることを特徴としている(請求項2)。   A fuel injection control device for a unit injector according to the present invention opens a needle (5) energized by a spring (9) by a plunger (2) that pressurizes and discharges fuel, and performs fuel injection by opening the needle valve (5). In the fuel injection control means of the unit injector (1) integrally configured with the nozzle (3) to be performed, a high-pressure fuel passage (11) communicating with the needle valve (5) from the discharge port (2a) of the plunger is formed. A spill passage (11A) branched from the high-pressure fuel passage (11) and provided with a first valve (spill valve 6), and a needle control for urging the needle valve (5) in the valve closing direction by fuel oil pressure A piston (8), a second valve (needle control valve 7) communicating with the needle control piston (8), and a control means (50); The second valve (7) communicates with the high-pressure fuel passage (11) when the valve is opened, and communicates with the spill (S) side when the valve is closed. The control means (50) opens the first valve (6) and the second valve (7) during a period when fuel is not injected, and the fuel discharged from the plunger (2). Is discharged to the spill (S), and during the fuel injection period, the first valve (6) is closed and the fuel discharged from the plunger (2) is sent to the needle valve (5). Then, the second valve (7) is closed to release the pressure of the needle control piston (8) to the spill (S), so that the needle valve (5) is opened at the discharged fuel pressure and fuel injection is performed. When the fuel injection is finished, the second valve (7) is opened and the needle control piston (8) The pressure fuel passage (11) communicates, the needle valve (5) is closed by the pressing force of the needle control piston (8) and the urging force of the spring (9), and then the first valve (6) is opened. The valve is configured to execute control to flow the plunger discharge fuel to the spill (S) (Claim 2).

本発明は、上記のように構成されており、ユニットインジェクタ(1)における燃料噴射期間の終了時の制御作用が、ニードルコントロールバルブ(7)の開弁と、引き続いてのスピルバルブ(6)の開弁との2ステップで行われる。
燃料噴射期間の終了に際しては、まず、ニードルコントロールバルブ(7)が開弁されて、ニードルコントロールピストン(8)はスピル(S)に開放された低圧状態から高圧燃料通路(11)に連通した高圧となり、ニードル弁(5)には、ピストン(8)による押圧力とスプリング(9)の付勢力とが作用するので、ニードル室(33)内が高圧状態のままでも、迅速に閉弁する。
引き続いて、スピルバルブ(6)が開弁され、高圧燃料通路(11)およびニードル室(33)の圧力がスピル(S)側に開放されて、減圧する。
The present invention is configured as described above, and the control action at the end of the fuel injection period in the unit injector (1) is that the needle control valve (7) is opened and the spill valve (6) is subsequently opened. Performed in two steps with the valve.
At the end of the fuel injection period, first, the needle control valve (7) is opened, and the needle control piston (8) is connected to the high pressure fuel passage (11) from the low pressure state opened to the spill (S). Thus, since the pressing force of the piston (8) and the urging force of the spring (9) act on the needle valve (5), the needle valve (5) closes quickly even if the inside of the needle chamber (33) remains in a high pressure state.
Subsequently, the spill valve (6) is opened, and the pressures in the high-pressure fuel passage (11) and the needle chamber (33) are released to the spill (S) side to reduce the pressure.

したがって、燃料噴射終了時には、ニードル室(33)内が高圧状態であっても、ニードル弁(5)が迅速に閉弁することが出来るので、従来技術のように低圧状態まで開弁し続けることがなくなる。そのため、本発明によれば、噴霧状態の悪化がなく、排気性能を向上することができる。
また、燃料噴射の終わりにおける「切れ」が良いので、パイロット噴射や後噴射等の短期間の噴射や、それらを組み合わせた多段噴射などにおける噴射制御を、容易且つ正確に行うことが可能となる。
Accordingly, at the end of fuel injection, even if the inside of the needle chamber (33) is in a high pressure state, the needle valve (5) can be quickly closed, so that it continues to open to a low pressure state as in the prior art. Disappears. Therefore, according to the present invention, there is no deterioration of the spray state, and the exhaust performance can be improved.
In addition, since “cut” at the end of fuel injection is good, it is possible to easily and accurately perform injection control in short-term injection such as pilot injection and post-injection or multistage injection combining them.

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図示の実施形態は、ユニットインジェクタ1において、制御手段50による燃料噴射状態から噴射を終了する過程の制御に関するものである。前記図2〜図4で説明したユニットインジェクタ1を例にその過程を図5に示す流れ図に基づいて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The illustrated embodiment relates to control of a process in which injection is terminated from a fuel injection state by the control means 50 in the unit injector 1. The process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5, taking the unit injector 1 described in FIGS. 2 to 4 as an example.

図4で示す燃料噴射の行程においては、スピルバルブ6およびニードルコントロールバルブ7は共に閉弁状態となっている。そのため、プランジャ2から吐出された高圧燃料は、スピルS側に逃げてしまうことなく、高圧燃料通路11から、ノズルのニードル室33に至り、係る高圧燃料の圧力により、ニードル弁5はスプリング9の付勢力に打ち勝って、図4では上方へ移動して開弁し、噴口34から燃料が噴射される。   In the fuel injection stroke shown in FIG. 4, both the spill valve 6 and the needle control valve 7 are closed. Therefore, the high pressure fuel discharged from the plunger 2 does not escape to the spill S side, but reaches the needle chamber 33 of the nozzle from the high pressure fuel passage 11, and the needle valve 5 causes the spring 9 to move by the pressure of the high pressure fuel. In FIG. 4, the urging force is overcome and the valve moves upward to open the valve, and fuel is injected from the nozzle 34.

図5のステップS1では、噴射量あるいは噴射期間が所定値に達したか否かの判定を行う。噴射量あるいは噴射期間が所定値に達したのであれば(ステップS1がYes)、ステップS2においてニードルコントロールバルブ(NCV)7の開弁制御を行う。
ニードルコントロールバルブ(NCV)7を開弁することにより(ステップS2)、図6で示すように、ニードルコントロールピストン8への圧力がスピルSへ開放されている状態(図4の状態)から、高圧燃料通路11と連通している状態(図6の状態)に変化する。
In step S1 of FIG. 5, it is determined whether or not the injection amount or the injection period has reached a predetermined value. If the injection amount or the injection period has reached a predetermined value (Yes in step S1), valve opening control of the needle control valve (NCV) 7 is performed in step S2.
By opening the needle control valve (NCV) 7 (step S2), the pressure to the needle control piston 8 is released from the spill S as shown in FIG. The state changes to the state of communication with the fuel passage 11 (state of FIG. 6).

そのため、ニードルコントロールピストン8の図6における上方の領域には、高圧燃料通路11から通路11Bを介して高圧燃料の圧力(プランジャ2の吐出圧)が作用する。そして、高圧燃料の圧力(プランジャ2の吐出圧)は、スプリング9の付勢力と共に、ピストン8を図6において下方に押し下げるように作用する。
高圧燃料の圧力(プランジャ2の吐出圧)とスプリング9の付勢力とがピストン8を下方へ押圧する結果として、ニードル32は押し下げられてニードル弁5を閉弁する。これにより、燃料噴射が終了する。
ここで、高圧燃料の圧力(プランジャ2の吐出圧)とスプリング9の付勢力とがピストン8を下方へ押圧するので、ニードル32は速やかに押し下げられて着座し、ニードル弁5の閉弁は極めて迅速に行われる。
Therefore, the pressure of the high-pressure fuel (the discharge pressure of the plunger 2) acts from the high-pressure fuel passage 11 through the passage 11B in the region above the needle control piston 8 in FIG. The pressure of the high-pressure fuel (the discharge pressure of the plunger 2) acts together with the urging force of the spring 9 so as to push down the piston 8 in FIG.
As a result of the pressure of the high-pressure fuel (the discharge pressure of the plunger 2) and the biasing force of the spring 9 pressing the piston 8 downward, the needle 32 is pushed down and the needle valve 5 is closed. Thereby, fuel injection is complete | finished.
Here, since the pressure of the high-pressure fuel (the discharge pressure of the plunger 2) and the biasing force of the spring 9 press the piston 8 downward, the needle 32 is quickly pushed down and is seated, and the needle valve 5 is extremely closed. Done quickly.

引き続きステップS3に進み、所定期間(時間)の経過後に、スピルバルブ(SV)6の開弁制御を行い、高圧燃料通路11をスピルSに開放し、高圧燃料通路11からニードル室33までを減圧する。
以上によって、燃料噴射終了行程は終了する。
その後、プランジャ2は吐出行程からチャージ行程となって上昇に転じ、図2の状態に戻り、図5で説明したサイクルを繰り返す。
Subsequently, the process proceeds to step S3, and after a predetermined period (time), the spill valve (SV) 6 is controlled to open, the high pressure fuel passage 11 is opened to the spill S, and the pressure from the high pressure fuel passage 11 to the needle chamber 33 is reduced. .
Thus, the fuel injection end process ends.
After that, the plunger 2 changes from the discharge stroke to the charge stroke, starts to rise, returns to the state of FIG. 2, and repeats the cycle described in FIG.

図5のステップS2及び図6で説明した燃料噴射の終了は、ニードルコントロールバルブ7の開弁によってニードル弁5の閉弁が迅速に行われて先行し、その後にスピルバルブ6が開弁して、高圧燃料通路11内の減圧が行われる。
そのため、従来技術における燃料噴射の終了について、図7の領域Aに関して説明した様な低圧状態での噴射はなくなり、いわゆる「切れの良い」燃料噴射の終了とすることができる。
The completion of the fuel injection described in step S2 of FIG. 5 and FIG. 6 is preceded by the quick opening of the needle valve 5 by the opening of the needle control valve 7, and then the spill valve 6 is opened. The pressure in the high-pressure fuel passage 11 is reduced.
Therefore, regarding the end of fuel injection in the prior art, the injection in the low pressure state as described with respect to the region A in FIG. 7 is eliminated, and the so-called “good cutting” fuel injection can be ended.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。   It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.

ユニットインジェクタの構成を説明する図。The figure explaining the structure of a unit injector. ユニットインジェクタのプリストローク状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the prestroke state of a unit injector. ユニットインジェクタの蓄圧状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the pressure accumulation state of a unit injector. ユニットインジェクタの燃料噴射状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the fuel-injection state of a unit injector. 本発明のユニットインジェクタの燃料噴射終了制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the fuel injection end control of the unit injector of this invention. 本発明における燃料噴射が終了した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which the fuel injection in this invention complete | finished. 従来のノズルの噴射圧力(ニードル室内圧)の特性を示す特性図。The characteristic view which shows the characteristic of the injection pressure (needle chamber pressure) of the conventional nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・インジェクタ
2・・・プランジャ
3・・・ノズル
5・・・ニードル弁
6・・・スピルバルブ
7・・・ニードルコントロールバルブ
8・・・ニードルコントロールピストン
9・・・スプリング
11、11A、11B・・・燃料通路
32・・・ニードル
33・・・ニードル室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injector 2 ... Plunger 3 ... Nozzle 5 ... Needle valve 6 ... Spill valve 7 ... Needle control valve 8 ... Needle control piston 9 ... Spring 11, 11A, 11B ... Fuel passage 32 ... Needle 33 ... Needle chamber

Claims (2)

燃料を加圧し吐出するプランジャと、その吐出高圧燃料によってスプリングで付勢されたニードル弁を開弁し燃料噴射を行うノズルとを一体に構成したユニットインジェクタの燃料噴射制御方法において、ユニットインジェクタは、プランジャの吐出口から前記ニードル弁へ連通する高圧燃料通路が形成されており、その高圧燃料通路から分岐し第1の弁を介装したスピル通路と、前記ニードル弁を燃料油圧によって閉弁方向へ付勢するニードルコントロールピストンと、そのニードルコントロールピストンへ連通する第2の弁とを設けており、第2の弁は、開弁している際には前記高圧燃料通路と連通し、閉弁している際にはスピル側へ連通する様に構成されており、燃料を噴射しない期間には、前記第1の弁および第2の弁を開弁して、プランジャの吐出燃料をスピルに流出させ、燃料噴射期間には、第1の弁を閉弁してプランジャから吐出された燃料をニードル弁に送り、引き続き、第2の弁を閉弁してニードルコントロールピストンの圧力をスピルに逃がし、以って、ニードル弁を吐出燃料圧で開弁させて燃料噴射を行い、燃料噴射終了時には、第2の弁を開弁してニードルコントロールピストンと高圧燃料通路とを連通し、ニードルコントロールピストンの押圧力及びスプリングの付勢力によりニードル弁を閉弁し、引き続き、第1の弁を開弁してプランジャ吐出燃料をスピルに流出させることを特徴とするユニットインジェクタの燃料噴射制御方法。   In a fuel injection control method for a unit injector, in which a plunger that pressurizes and discharges fuel and a nozzle that opens a needle valve biased by a spring by the discharged high-pressure fuel and performs fuel injection are integrated, the unit injector includes: A high-pressure fuel passage communicating from the discharge port of the plunger to the needle valve is formed, a spill passage branched from the high-pressure fuel passage and a first valve interposed therein, and the needle valve in the valve closing direction by fuel hydraulic pressure An energizing needle control piston and a second valve communicating with the needle control piston are provided. When the second valve is opened, the second valve communicates with the high-pressure fuel passage and is closed. When the fuel is not injected, the first valve and the second valve are opened, and the spill side is configured to communicate with the spill side. The fuel discharged from the ranger is allowed to flow out into the spill, and during the fuel injection period, the first valve is closed and the fuel discharged from the plunger is sent to the needle valve, and then the second valve is closed to control the needle. The pressure of the piston is released to the spill, so that the needle valve is opened at the discharge fuel pressure and fuel injection is performed. At the end of the fuel injection, the second valve is opened and the needle control piston, the high-pressure fuel passage, The unit injector is characterized in that the needle valve is closed by the pressing force of the needle control piston and the biasing force of the spring, and then the first valve is opened to allow the plunger discharge fuel to flow out to the spill. Fuel injection control method. 燃料を加圧し吐出するプランジャと、その吐出高圧燃料によってスプリングで付勢されたニードル弁を開弁し燃料噴射を行うノズルとを一体に構成したユニットインジェクタの燃料噴射制御手段において、プランジャの吐出口から前記ニードル弁へ連通する高圧燃料通路が形成されており、その高圧燃料通路から分岐し第1の弁を介装したスピル通路と、前記ニードル弁を燃料油圧によって閉弁方向へ付勢するニードルコントロールピストンと、そのニードルコントロールピストンへ連通する第2の弁と、制御手段とを設けており、第2の弁は、開弁している際には前記高圧燃料通路と連通し、閉弁している際にはスピル側へ連通する様に構成されており、前記制御手段は、燃料を噴射しない期間には、前記第1の弁および第2の弁を開弁して、プランジャの吐出燃料をスピルに流出させる制御を実行し、燃料噴射期間には、第1の弁を閉弁してプランジャから吐出された燃料をニードル弁に送り、引き続き、第2の弁を閉弁してニードルコントロールピストンの圧力をスピルに逃がし、以って、ニードル弁を吐出燃料圧で開弁させて燃料噴射を行う制御を実行し、燃料噴射終了時には、第2の弁を開弁してニードルコントロールピストンと高圧燃料通路とを連通し、ニードルコントロールピストンの押圧力及びスプリングの付勢力によりニードル弁を閉弁し、引き続き、第1の弁を開弁してプランジャ吐出燃料をスピルに流出させる制御を実行する様に構成されていることを特徴とするユニットインジェクタの燃料噴射制御装置。   In a fuel injection control means of a unit injector, in which a plunger that pressurizes and discharges fuel and a nozzle that opens a needle valve energized by a spring by the discharged high-pressure fuel and injects fuel are integrated, a discharge port of the plunger A high-pressure fuel passage communicating with the needle valve is formed, a spill passage branched from the high-pressure fuel passage and a first valve interposed therein, and a needle for biasing the needle valve in the valve closing direction by fuel hydraulic pressure A control piston, a second valve communicating with the needle control piston, and a control means are provided. The second valve communicates with the high-pressure fuel passage when the valve is opened and is closed. The control means is configured to communicate with the spill side, and the control means opens the first valve and the second valve during a period when fuel is not injected. Then, control is performed to cause the fuel discharged from the plunger to flow out to the spill. During the fuel injection period, the first valve is closed, the fuel discharged from the plunger is sent to the needle valve, and then the second valve is closed. The pressure of the needle control piston is released to the spill and the control is performed to open the needle valve with the discharged fuel pressure and perform fuel injection. At the end of fuel injection, the second valve is opened. The needle control piston communicates with the high-pressure fuel passage, the needle valve is closed by the pressing force of the needle control piston and the urging force of the spring, and then the first valve is opened and the plunger discharge fuel flows out to the spill. A fuel injection control device for a unit injector, characterized in that the control is executed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005520983A (en) * 2002-03-26 2005-07-14 ボルボ ラストバグナー アーベー Fuel injection device

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