JP2011149355A - 車両用燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを用いずに、インジェクタに供給する燃圧調整で最大リフト量の可変を行なう。
【解決手段】 燃料圧力を低下させることで油圧室14の内圧を下降させ、ノズルリターンバネ16による「短縮力」によりノズルボディ2を縮ませる。その結果、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離を短くすることができ、図1(a)に示すように最大リフト量を小さくでき、小噴射に適する。逆に、燃料圧力を上昇させることで油圧室14の内圧を上昇させ、ノズルボディ2に作用する「伸長力」によりノズルボディ2を伸ばす。その結果、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離を長くすることができ、図1(b)に示すように最大リフト量を大きくでき、大噴射に適する。
【選択図】 図1
【解決手段】 燃料圧力を低下させることで油圧室14の内圧を下降させ、ノズルリターンバネ16による「短縮力」によりノズルボディ2を縮ませる。その結果、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離を短くすることができ、図1(a)に示すように最大リフト量を小さくでき、小噴射に適する。逆に、燃料圧力を上昇させることで油圧室14の内圧を上昇させ、ノズルボディ2に作用する「伸長力」によりノズルボディ2を伸ばす。その結果、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離を長くすることができ、図1(b)に示すように最大リフト量を大きくでき、大噴射に適する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、噴射孔が形成されるノズルボディの突出量(伸縮量)を可変可能な車両用燃料噴射装置に関する。
特に、第1発明は、噴射孔の開閉を行なうニードルの最大リフト量を可変可能な車両用燃料噴射装置に関するものであり、
第2発明は、点火プラグの点火部と噴射孔より噴射される燃料噴霧の距離を可変可能な車両用燃料噴射装置に関するものである。
特に、第1発明は、噴射孔の開閉を行なうニードルの最大リフト量を可変可能な車両用燃料噴射装置に関するものであり、
第2発明は、点火プラグの点火部と噴射孔より噴射される燃料噴霧の距離を可変可能な車両用燃料噴射装置に関するものである。
(従来技術1)
先ず、第1発明に対する従来技術を説明する。
ニードルの最大リフト量を可変可能な車両用燃料噴射装置として、特許文献1および特許文献2に開示されるインジェクタが知られている。
(i)特許文献1に開示されるインジェクタは、可動コアを磁気吸引するための磁気吸引コアが最大リフト量の規制を行なうストッパの機能を兼ねるものであり、磁気吸引コアの軸方向位置を可変することで、最大リフト量の可変を行なうものである。
(ii)特許文献2に開示されるインジェクタは、ニードルのリフト時に当接する独立したストッパを備え、このストッパの軸方向位置を可変することで、最大リフト量の可変を行なうものである。
先ず、第1発明に対する従来技術を説明する。
ニードルの最大リフト量を可変可能な車両用燃料噴射装置として、特許文献1および特許文献2に開示されるインジェクタが知られている。
(i)特許文献1に開示されるインジェクタは、可動コアを磁気吸引するための磁気吸引コアが最大リフト量の規制を行なうストッパの機能を兼ねるものであり、磁気吸引コアの軸方向位置を可変することで、最大リフト量の可変を行なうものである。
(ii)特許文献2に開示されるインジェクタは、ニードルのリフト時に当接する独立したストッパを備え、このストッパの軸方向位置を可変することで、最大リフト量の可変を行なうものである。
しかるに、上記特許文献1、2の技術は、次の問題点を有している。
(i)特許文献1に開示されるインジェクタは、ニードルを駆動するための電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、磁気吸引コアの軸方向位置を可変する専用の第2電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
(ii)特許文献2に開示されるインジェクタも、ニードルを駆動するための電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、独立したストッパの軸方向位置を可変する専用のピエゾアクチュエータ(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
このように、特許文献1、2に開示される技術は、ニードル駆動用とは別に、最大リフト量を可変する専用の電動アクチュエータを搭載する構造であったため、コストが上昇してしまうという課題があった。
(i)特許文献1に開示されるインジェクタは、ニードルを駆動するための電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、磁気吸引コアの軸方向位置を可変する専用の第2電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
(ii)特許文献2に開示されるインジェクタも、ニードルを駆動するための電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、独立したストッパの軸方向位置を可変する専用のピエゾアクチュエータ(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
このように、特許文献1、2に開示される技術は、ニードル駆動用とは別に、最大リフト量を可変する専用の電動アクチュエータを搭載する構造であったため、コストが上昇してしまうという課題があった。
(従来技術2)
次に、第2発明に対する従来技術を説明する。
点火プラグの点火部に対する燃料噴霧の距離を可変可能な車両用燃料噴射装置として、特許文献3に開示されるインジェクタが知られている。
この特許文献3に開示されるインジェクタは、噴射方向および噴射パターンの異なる複数の噴射孔と、複数の噴射孔の開閉を独立して開閉可能な2つのニードル(第1、第2ニードル)とを搭載し、2つのニードルのリフト状態(リフトパターン)を切り替えることで、燃焼室に対する(点火プラグの点火部に対する)燃料噴霧の距離と噴射パターンの切り替えを行なうものである。
次に、第2発明に対する従来技術を説明する。
点火プラグの点火部に対する燃料噴霧の距離を可変可能な車両用燃料噴射装置として、特許文献3に開示されるインジェクタが知られている。
この特許文献3に開示されるインジェクタは、噴射方向および噴射パターンの異なる複数の噴射孔と、複数の噴射孔の開閉を独立して開閉可能な2つのニードル(第1、第2ニードル)とを搭載し、2つのニードルのリフト状態(リフトパターン)を切り替えることで、燃焼室に対する(点火プラグの点火部に対する)燃料噴霧の距離と噴射パターンの切り替えを行なうものである。
しかるに、上記特許文献3の技術は、次の問題点を有している。
特許文献3に開示されるインジェクタは、第1ニードルを駆動するための第1電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、第2ニードルを駆動する専用の第2電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
このように、特許文献3に開示される技術は、点火プラグの点火部に対する燃料噴霧の距離を可変するために、2つの電動アクチュエータを搭載する構造であったため、コストが上昇してしまうという課題があった。
特許文献3に開示されるインジェクタは、第1ニードルを駆動するための第1電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)とは別に、第2ニードルを駆動する専用の第2電磁駆動部(電動アクチュエータの一例)を搭載している。
このように、特許文献3に開示される技術は、点火プラグの点火部に対する燃料噴霧の距離を可変するために、2つの電動アクチュエータを搭載する構造であったため、コストが上昇してしまうという課題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
(i)第1発明の目的は、最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを用いない車両用燃料噴射装置の提供にあり、
(ii)第2発明の目的は、点火プラグの点火部に対する噴射孔の距離の可変(点火部に対する噴霧位置の可変)を行なうための専用の電動アクチュエータを用いない車両用燃料噴射装置の提供にある。
(i)第1発明の目的は、最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを用いない車両用燃料噴射装置の提供にあり、
(ii)第2発明の目的は、点火プラグの点火部に対する噴射孔の距離の可変(点火部に対する噴霧位置の可変)を行なうための専用の電動アクチュエータを用いない車両用燃料噴射装置の提供にある。
[請求項1の手段]
請求項1の車両用燃料噴射装置のインジェクタは、ノズルボディの外周に設けられた可動壁と、この可動壁を覆う円筒壁と、噴射孔とは異なった側の固定壁とを備える。
そして、インジェクタは、「可動壁」、「円筒壁」、「固定壁」および噴射孔とは異なった側の「ノズルボディの外周面」で囲まれる油圧室に、インジェクタに供給される燃料を導く燃料圧発生通路を備えるとともに、可動壁を固定壁に向けて押し付けるノズルリターンバネを備える。
請求項1の車両用燃料噴射装置のインジェクタは、ノズルボディの外周に設けられた可動壁と、この可動壁を覆う円筒壁と、噴射孔とは異なった側の固定壁とを備える。
そして、インジェクタは、「可動壁」、「円筒壁」、「固定壁」および噴射孔とは異なった側の「ノズルボディの外周面」で囲まれる油圧室に、インジェクタに供給される燃料を導く燃料圧発生通路を備えるとともに、可動壁を固定壁に向けて押し付けるノズルリターンバネを備える。
(i)インジェクタに供給される燃料圧力(燃圧)が低い状態では、油圧室の作用圧が低い。このため、ノズルリターンバネにより可動壁が固定壁(噴射孔から離れた壁)に接近して、「ノズルボディが縮む状態(ノズルボディが固定ハウジング内に入り込む量が増える状態)」になる。
この「ノズルボディが縮む状態」では、ニードルの最大リフト量を決定する部材(ストッパとストッパに当接する部材)の距離が小さくなり{図1(a)参照}、ニードルの最大リフト量が小さく抑えられる(リフト:小)。
この「ノズルボディが縮む状態」では、ニードルの最大リフト量を決定する部材(ストッパとストッパに当接する部材)の距離が小さくなり{図1(a)参照}、ニードルの最大リフト量が小さく抑えられる(リフト:小)。
(ii)逆に、インジェクタに供給される燃料圧力が高い状態では、油圧室の作用圧が高い。このため、ノズルリターンバネに抗して可動壁が固定壁(噴射孔から離れた壁)から離反して、「ノズルボディが伸びる状態(ノズルボディが固定ハウジング内から膨出する量が増える状態)」になる。
この「ノズルボディが伸びる状態」では、ニードルの最大リフト量を決定する部材(ストッパとストッパに当接する部材)の距離が大きくなり{図1(b)参照}、ニードルの最大リフト量が大きくなる(リフト:大)。
この「ノズルボディが伸びる状態」では、ニードルの最大リフト量を決定する部材(ストッパとストッパに当接する部材)の距離が大きくなり{図1(b)参照}、ニードルの最大リフト量が大きくなる(リフト:大)。
上述したように、インジェクタの供給油圧を可変することで、ノズルボディを伸縮させて、最大リフト量を可変することができる。ここで、インジェクタに燃料の供給を行なう既存の燃圧調整手段には、予めインジェクタに供給する燃料圧力の調整機能が付いている。このため、インジェクタに最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを搭載することなく、最大リフト量の可変を行なうことができる。
即ち、請求項1の発明(第1発明)は、コストを抑えて、最大リフト量の可変を行なうことができる。
即ち、請求項1の発明(第1発明)は、コストを抑えて、最大リフト量の可変を行なうことができる。
[請求項2の手段]
請求項2の車両用燃料噴射装置のインジェクタは、ノズルボディの外周に設けられた可動壁と、この可動壁を覆う円筒壁と、噴射孔に近い側の固定壁とを備える。
そして、インジェクタは、「可動壁」、「円筒壁」、「固定壁」および噴射孔に近い側の「ノズルボディの外周面」で囲まれる油圧室に、インジェクタに供給される燃料を導く燃料圧発生通路を備えるとともに、可動壁を固定壁に向けて押し付けるノズルリターンバネを備える。
請求項2の車両用燃料噴射装置のインジェクタは、ノズルボディの外周に設けられた可動壁と、この可動壁を覆う円筒壁と、噴射孔に近い側の固定壁とを備える。
そして、インジェクタは、「可動壁」、「円筒壁」、「固定壁」および噴射孔に近い側の「ノズルボディの外周面」で囲まれる油圧室に、インジェクタに供給される燃料を導く燃料圧発生通路を備えるとともに、可動壁を固定壁に向けて押し付けるノズルリターンバネを備える。
(i)インジェクタに供給される燃料圧力が低い状態では、油圧室の作用圧が低い。このため、ノズルリターンバネにより可動壁が固定壁(噴射孔に近い壁)に接近して、「ノズルボディが伸びた状態(ノズルボディが固定ハウジング内から膨出する量が増える状態)」になる{図4(a)参照}。
このように「ノズルボディが伸びる」ことで、ノズルボディの噴射孔を点火プラグの点火部に接近させて、点火部の近傍に燃料を噴霧することができる{図6(a)参照}。
このように「ノズルボディが伸びる」ことで、ノズルボディの噴射孔を点火プラグの点火部に接近させて、点火部の近傍に燃料を噴霧することができる{図6(a)参照}。
(ii)逆に、インジェクタに供給される燃料圧力が高い状態では、油圧室の作用圧が高い。このため、ノズルリターンバネに抗して可動壁が固定壁(噴射孔に近い壁)から離反して、「ノズルボディが縮む状態(ノズルボディが固定ハウジング内に入り込む量が増える状態)」になる{図4(b)参照}。
このように「ノズルボディが縮む」ことで、ノズルボディの噴射孔を点火プラグの点火部から離反させて、点火部から離れた位置に燃料を噴霧することができる{図6(b)参照}。
このように「ノズルボディが縮む」ことで、ノズルボディの噴射孔を点火プラグの点火部から離反させて、点火部から離れた位置に燃料を噴霧することができる{図6(b)参照}。
上述したように、インジェクタの供給油圧を可変することで、ノズルボディを伸縮させて、点火プラグの点火部に対する噴射孔の距離の可変を行ない、点火部と噴霧位置との距離を可変することができる。ここで、インジェクタに燃料の供給を行なう既存の燃圧調整手段には、予めインジェクタに供給する燃料圧力の調整機能が付いている。このため、点火プラグの点火部に対する噴霧位置を可変するための専用の電動アクチュエータを搭載することなく、点火プラグの点火部に対して噴霧位置の可変を行なうことができる。
即ち、請求項2の発明(第2発明)は、コストを抑えて、点火部に対する噴霧位置の可変を行なうことができる。
即ち、請求項2の発明(第2発明)は、コストを抑えて、点火部に対する噴霧位置の可変を行なうことができる。
(第1発明にかかる実施形態1)
図1〜図3を参照して実施形態1を説明する。
車両用燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なうインジェクタ1と、このインジェクタ1に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段とを備える。
インジェクタ1は、先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ2、このノズルボディ2内に配置されて噴射孔の開閉を行なうニードル3、このニードル3を軸方向へ駆動して噴射孔の開閉を行なう電磁駆動部4(ニードル駆動手段の一例)、この電磁駆動部4を搭載する固定ハウジング5、6(エンジンに締結されるインジェクタボディ)を備える。
図1〜図3を参照して実施形態1を説明する。
車両用燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なうインジェクタ1と、このインジェクタ1に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段とを備える。
インジェクタ1は、先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ2、このノズルボディ2内に配置されて噴射孔の開閉を行なうニードル3、このニードル3を軸方向へ駆動して噴射孔の開閉を行なう電磁駆動部4(ニードル駆動手段の一例)、この電磁駆動部4を搭載する固定ハウジング5、6(エンジンに締結されるインジェクタボディ)を備える。
電磁駆動部4は、通電により磁力を発生するコイル7と、ニードル3に固定される可動コア8と、この可動コア8よりも噴射孔から遠のく側における固定ハウジング5、6に設けられ、コイル7の発生する磁力により可動コア8を噴射孔から遠のく側に磁気吸引する磁気吸引コア9とを備える。
そして、磁気吸引コア9が可動コア8を磁気吸引した際に、可動コア8(ストッパに当接して最大リフト量を規制する部材の一例)が磁気吸引コア9(ストッパの一例)に当接して最大リフト量が規制される。
そして、磁気吸引コア9が可動コア8を磁気吸引した際に、可動コア8(ストッパに当接して最大リフト量を規制する部材の一例)が磁気吸引コア9(ストッパの一例)に当接して最大リフト量が規制される。
ノズルボディ2は、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する可動壁11を備える。
固定ハウジング5、6は、可動壁11を収容し、この可動壁11を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁12と、可動壁11よりも噴射孔から遠のく側(図1の上側)のノズルボディ2の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する上部ノズル支持壁13(第1発明の固定壁に相当する)とを備える。
固定ハウジング5、6は、可動壁11を収容し、この可動壁11を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁12と、可動壁11よりも噴射孔から遠のく側(図1の上側)のノズルボディ2の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する上部ノズル支持壁13(第1発明の固定壁に相当する)とを備える。
さらに、インジェクタ1は、可動壁11、円筒壁12、上部ノズル支持壁13、および噴射孔とは異なった側(図1の上側)のノズルボディ2の外周面とで囲まれて形成される油圧室14に、インジェクタ1に供給される燃料を導く燃料圧発生通路15(例えば、ノズルボディ2に形成される)を備えるとともに、可動壁11を上部ノズル支持壁13(磁気吸引コア9に近づく側)に向けて付勢するノズルリターンバネ16を備える。
なお、図1、図2においてノズルリターンバネ16が配置される背圧室17(可動壁11の図示下側の空間)は、その空間容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、図1、図2においてノズルリターンバネ16が配置される背圧室17は、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に連通するものである。
(第2発明にかかる実施形態2)
図4〜図6を参照して実施形態2を説明する。
車両用燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なうインジェクタ1と、このインジェクタ1に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段とを備える。
インジェクタ1は、先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ2、このノズルボディ2内に配置されて噴射孔の開閉を行なうニードル3、このニードル3を軸方向へ駆動して噴射孔の開閉を行なう電磁駆動部4(ニードル駆動手段の一例)、この電磁駆動部4を搭載する固定ハウジング5、6(エンジンに締結されるインジェクタボディ)を備えるものであり、燃料点火用の点火プラグ18の点火部が配置されたエンジンの燃焼室内に直接燃料の噴射を行なうものである。
即ち、実施形態2のインジェクタ1は、点火プラグ18を有する燃焼室の内部に燃料を直接噴射する直噴式に限定される。
図4〜図6を参照して実施形態2を説明する。
車両用燃料噴射装置は、燃料の噴射を行なうインジェクタ1と、このインジェクタ1に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段とを備える。
インジェクタ1は、先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ2、このノズルボディ2内に配置されて噴射孔の開閉を行なうニードル3、このニードル3を軸方向へ駆動して噴射孔の開閉を行なう電磁駆動部4(ニードル駆動手段の一例)、この電磁駆動部4を搭載する固定ハウジング5、6(エンジンに締結されるインジェクタボディ)を備えるものであり、燃料点火用の点火プラグ18の点火部が配置されたエンジンの燃焼室内に直接燃料の噴射を行なうものである。
即ち、実施形態2のインジェクタ1は、点火プラグ18を有する燃焼室の内部に燃料を直接噴射する直噴式に限定される。
ノズルボディ2は、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する可動壁11を備える。
固定ハウジング5、6は、可動壁11を収容し、当該可動壁11を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁12と、可動壁11よりも噴射孔に近い側(図4の下側)のノズルボディ2の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する下部ノズル支持壁19(第2発明の固定壁に相当する)とを備える。
固定ハウジング5、6は、可動壁11を収容し、当該可動壁11を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁12と、可動壁11よりも噴射孔に近い側(図4の下側)のノズルボディ2の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する下部ノズル支持壁19(第2発明の固定壁に相当する)とを備える。
さらに、インジェクタ1は、可動壁11、円筒壁12、下部ノズル支持壁19、および噴射孔に近い側(図4の下側)のノズルボディ2の外周面とで囲まれて形成される油圧室14に、インジェクタ1に供給される燃料を導く燃料圧発生通路15(例えば、ノズルボディ2に形成される)を備えるとともに、可動壁11を下部ノズル支持壁19(点火プラグ18の点火部に近づく側)に向けて付勢するノズルリターンバネ16とを備える。
なお、図4においてノズルリターンバネ16が配置される背圧室17(可動壁11の図示上側の空間)は、その空間容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、図4においてノズルリターンバネ16が配置される背圧室17は、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に連通するものである。
次に、車両用燃料噴射装置の具体的な一例を、図1〜図3を参照して説明する。
なお、以下の実施例において、上記[発明を実施するための形態]と同一符号は、同一機能物を示すものである。
また、以下の実施例では、図2の上側を上、図2の下側を下と称して説明するが、説明のための上下方向であり、実際のエンジンへの搭載方向に対して限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、上記[発明を実施するための形態]と同一符号は、同一機能物を示すものである。
また、以下の実施例では、図2の上側を上、図2の下側を下と称して説明するが、説明のための上下方向であり、実際のエンジンへの搭載方向に対して限定されるものではない。
車両用燃料噴射装置は、エンジン(内燃機関)に燃料の噴射を行なうものであり、
(a)燃料タンクから燃料を吸引し、加圧して圧送する燃料ポンプと、
(b)この燃料ポンプから圧送された燃料を蓄圧するコモンレールと、
(c)このコモンレールの蓄圧燃料を噴射するインジェクタ1と、
(d)燃料ポンプが吐出する燃料の吐出圧制御、およびインジェクタ1の作動制御を行なうECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)と、
備える。
(a)燃料タンクから燃料を吸引し、加圧して圧送する燃料ポンプと、
(b)この燃料ポンプから圧送された燃料を蓄圧するコモンレールと、
(c)このコモンレールの蓄圧燃料を噴射するインジェクタ1と、
(d)燃料ポンプが吐出する燃料の吐出圧制御、およびインジェクタ1の作動制御を行なうECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)と、
備える。
燃料ポンプは、燃料タンクとコモンレールとの間の燃料配管の途中に配置され、燃料タンク内の燃料を吸引圧縮してコモンレールに圧送するものである。
なお、燃料ポンプによる燃料の吐出圧の可変構造については後述する。
なお、燃料ポンプによる燃料の吐出圧の可変構造については後述する。
コモンレールは、インジェクタ1に供給する燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するコモンレール圧力が蓄圧されるように燃料配管を介して燃料ポンプの吐出口と接続されている。
インジェクタ1は、直噴エンジンに搭載されるものであり、ガソリン等の燃料をエンジンの気筒内(燃焼室内)に直接噴射供給するものであって、各気筒毎に搭載される。
このインジェクタ1の概略構成を、図2を参照して説明する。
インジェクタ1は、コモンレールに蓄圧された加圧燃料が、燃料供給管を介してインジェクタ1の上端に設けられた燃料導入口21より内部に供給される。そして、インジェクタ1は、略円筒形状を呈するものであり、上端から燃料を受け、内部の燃料通路を経由して下端の噴射ノズル22から燃料を噴射する。
このインジェクタ1の概略構成を、図2を参照して説明する。
インジェクタ1は、コモンレールに蓄圧された加圧燃料が、燃料供給管を介してインジェクタ1の上端に設けられた燃料導入口21より内部に供給される。そして、インジェクタ1は、略円筒形状を呈するものであり、上端から燃料を受け、内部の燃料通路を経由して下端の噴射ノズル22から燃料を噴射する。
インジェクタ1は、噴射ノズル22の他に、噴射ノズル22の内部に配置されたニードル3に対して閉弁力(ニードル3に下向きの力:燃料噴射を停止させる力)を付与するニードルリターンバネ23、このニードルリターンバネ23の閉弁力に抗してニードル3に対して開弁力(ニードル3に上向きの力:燃料噴射を実行させる力)を付与する電磁駆動部4、エンジンのシリンダヘッドに形成された燃焼室に通じる挿入穴に挿入された状態でエンジンに締結固定される略筒状を呈するロアボディ5、このロアボディ5の上部に同軸上に配置される略筒状を呈するアッパーボディ24を備えており、アッパーボディ24の上端に設けられた燃料導入口21から内部に流入した燃料は、ロアボディ5の内部を通って噴射ノズル22の下端に向けて供給される。
噴射ノズル22は、ロアボディ5に対して軸方向へ伸縮可能に支持されるノズルボディ2と、このノズルボディ2の内部に挿入されて上下方向へ摺動自在に支持されるニードル3とを含んで構成される。
なお、ロアボディ5に対するノズルボディ2の伸縮構造については、後述する。
ノズルボディ2の軸中心には、上方から下方へ向けて燃料を導くノズル孔が穿設されており、ノズル孔の下端に設けられた弁座の内側には、ノズルボディ2の先端部から燃焼室に向けて燃料を噴射するための噴射孔が1つまたは複数形成されている。
なお、ロアボディ5に対するノズルボディ2の伸縮構造については、後述する。
ノズルボディ2の軸中心には、上方から下方へ向けて燃料を導くノズル孔が穿設されており、ノズル孔の下端に設けられた弁座の内側には、ノズルボディ2の先端部から燃焼室に向けて燃料を噴射するための噴射孔が1つまたは複数形成されている。
ノズル孔は、ニードル3との間に燃料通路を形成して、上方から供給された燃料を弁座側へ導くものである。
噴射孔は、ノズルボディ2の底壁において内外を貫通する貫通穴であり、底壁の上面に入口が開口して、出口がノズルボディ2の先端部の外面に開口している。
噴射孔は、ノズルボディ2の底壁において内外を貫通する貫通穴であり、底壁の上面に入口が開口して、出口がノズルボディ2の先端部の外面に開口している。
ニードル3は、上下方向へ延びる円柱棒状を呈するものであり、ノズル孔の中心部において上下方向へ摺動自在に支持されている。
具体的に、ニードル3は、ロアボディ5の内周面によって上下方向に摺動自在に支持される可動コア8(電磁駆動部4におけるアーマチャ)の中心部において上下方向に貫通形成された中心穴の内部に摺動自在に挿通配置されるものであり、閉弁状態(ニードル3がノズルボディ2の底壁に着座した状態)から開弁方向(上方)へ摺動自在に支持されている。
具体的に、ニードル3は、ロアボディ5の内周面によって上下方向に摺動自在に支持される可動コア8(電磁駆動部4におけるアーマチャ)の中心部において上下方向に貫通形成された中心穴の内部に摺動自在に挿通配置されるものであり、閉弁状態(ニードル3がノズルボディ2の底壁に着座した状態)から開弁方向(上方)へ摺動自在に支持されている。
さらに具体的に説明すると、ニードル3の上端部には、可動コア8の中心孔より大径の鍔部25が形成されており、可動コア8はニードル3と可動コア8との間に挟まれて配置された中間バネ26によって可動コア8が鍔部25に常時当接するように付勢されている。
なお、中間バネ26は、ニードル3と可動コア8との間で圧縮された状態で組付けられたものであり、中間バネ26のバネ力(可動コア8をニードル3の鍔部25に押し付ける力)は、ニードルリターンバネ23のバネ力(ニードル3をノズルボディ2の底壁に押し付ける力)よりも小さく設定されるものである。
なお、中間バネ26は、ニードル3と可動コア8との間で圧縮された状態で組付けられたものであり、中間バネ26のバネ力(可動コア8をニードル3の鍔部25に押し付ける力)は、ニードルリターンバネ23のバネ力(ニードル3をノズルボディ2の底壁に押し付ける力)よりも小さく設定されるものである。
ニードル3の下端には、ノズル孔の下端に設けられた弁座に着座可能なシート部が設けられている。このシート部が弁座に着座することにより、ノズル孔と噴射孔との連通を遮断し、シート部が弁座から離座することにより、ノズル孔と噴射孔とを連通して、噴射孔から燃料の噴射を行なう。
ここで、弁座とシート部との当接部(着座部分)には、シート部が弁座に着座した際に噴射を停止するための線シール部(油密機能部)が設けられている。
なお、シート部の形状は、略円錐形状に限られるものではなく、略円錐台形状、あるいは略半球状など、線シールが可能な形状であればどのような形状であっても良い。また、弁座とシート部のシール方法としては、線シールに限らず、面の当接によってシールするものであっても良い。
ここで、弁座とシート部との当接部(着座部分)には、シート部が弁座に着座した際に噴射を停止するための線シール部(油密機能部)が設けられている。
なお、シート部の形状は、略円錐形状に限られるものではなく、略円錐台形状、あるいは略半球状など、線シールが可能な形状であればどのような形状であっても良い。また、弁座とシート部のシール方法としては、線シールに限らず、面の当接によってシールするものであっても良い。
ニードルリターンバネ23は、ニードル3を下方へ押し付けて、シート部を弁座に着座させる力(閉弁力)を発生するものであり、この実施例1では圧縮コイルスプリングを用いている。具体的に、ニードルリターンバネ23は、ニードル3と筒状を呈するバネストッパ27との間で圧縮された状態で組付けられたものである。なお、バネストッパ27は、アッパーボディ24の内周面に固定された筒状を呈する磁気吸引コア9の内周面に圧入あるいはネジ込み等により固定されたものである。
電磁駆動部4は、磁力によってニードル3を上方(開弁方向)に駆動するものであり、通電により磁力を発生する円筒形状に巻回されたコイル7、このコイル7の内周に配置されて上下方向へ摺動自在に支持される可動コア8、この可動コア8を上方へ磁気吸引するための磁路を形成する固定子を備える。
可動コア8は、磁気吸引コア9に磁気吸引されることでニードル3の鍔部25を上方へ押圧してニードル3に開弁力を与えるものであり、アッパーボディ24内に供給された燃料をロアボディ5内へ導くための燃料通路8aが上下方向に貫通形成されている。
可動コア8は、磁気吸引コア9に磁気吸引されることでニードル3の鍔部25を上方へ押圧してニードル3に開弁力を与えるものであり、アッパーボディ24内に供給された燃料をロアボディ5内へ導くための燃料通路8aが上下方向に貫通形成されている。
固定子は、ロアボディ5とアッパーボディ24の間に挟まれて配置される非磁性筒28と、この非磁性筒28の下部において可動コア8と径方向の磁気の受け渡しを行なう磁気受渡筒29と、可動コア8を上方へ磁気吸引する磁気吸引コア9と、コイル7の周囲を覆うヨーク30とを備える。
なお、固定子を構成する部材のうち、非磁性筒28を除く他の部材(磁気受渡筒29、磁気吸引コア9、ヨーク30)は、全て磁性体金属(例えば、鉄)によって形成されるものである。
ここで、固定子は、ロアボディ5およびアッパーボディ24の一部を利用したものであり、ロアボディ5の上部が磁気受渡筒29として利用され、アッパーボディ24の下部が磁気吸引コア9とヨーク30の磁気結合を行なう部材として利用されている。
なお、固定子を構成する部材のうち、非磁性筒28を除く他の部材(磁気受渡筒29、磁気吸引コア9、ヨーク30)は、全て磁性体金属(例えば、鉄)によって形成されるものである。
ここで、固定子は、ロアボディ5およびアッパーボディ24の一部を利用したものであり、ロアボディ5の上部が磁気受渡筒29として利用され、アッパーボディ24の下部が磁気吸引コア9とヨーク30の磁気結合を行なう部材として利用されている。
非磁性筒28は、アッパーボディ24と同径の筒体であり、磁気吸引コア9と磁気受渡筒29(ロアボディ5の一部)とが、可動コア8を介さずに直接的に磁気結合(磁路形成)するのを防ぐためのものである。
磁気吸引コア9は、アッパーボディ24の内周面に結合された筒状を呈し、磁気吸引コア9の下面と可動コア8の上面との間に最大リフト量を形成するものであり、コイル7が通電されることで、磁気吸引コア9が可動コア8を磁気吸引する。
磁気吸引コア9は、アッパーボディ24の内周面に結合された筒状を呈し、磁気吸引コア9の下面と可動コア8の上面との間に最大リフト量を形成するものであり、コイル7が通電されることで、磁気吸引コア9が可動コア8を磁気吸引する。
ヨーク30は、コイル7の外周を覆って、コイル7の周囲に磁路を形成する部材であり、コイル7が通電されると、ヨーク30→アッパーボディ24および磁気吸引コア9→可動コア8→磁気受渡筒29(ロアボディ5の一部)→再びヨーク30に戻る磁気経路(磁束の流れ方向は逆であっても良い)が形成される。
ヨーク30は、絶縁性の樹脂部材31によりモールドされており、ヨーク30をモールドする樹脂部材31の一部には、外部接続用のコネクタ32が設けられている。このコネクタ32は、インジェクタ1の作動制御を行なうECUと接続線を介して電気的な接続を行なう接続手段であり、その内部にはコイル7の両端にそれぞれ接続される端子32aがモールドされている。
ECUは、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段(ROM、RAM、SRAMまたはEEPROM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路などを含んで構成される周知構造のコンピュータ部と、電気部品に駆動信号を出力する駆動部(EDU:エレクトリック・ドライブ・ユニットの略)とを搭載する。
ECUのコンピュータ部は、読み込まれたセンサ類の信号(エンジンパラメータ:乗員の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号)に基づいて各種の演算処理を行なうようになっている。
なお、ECUに接続されるセンサ類の中(各種のエンジンの運転状態を検出するセンサの中)に、コモンレールに蓄圧される燃料圧力(インジェクタ1に供給される燃料圧力)の検出を行なうコモンレールセンサが含まれるものである。
なお、ECUに接続されるセンサ類の中(各種のエンジンの運転状態を検出するセンサの中)に、コモンレールに蓄圧される燃料圧力(インジェクタ1に供給される燃料圧力)の検出を行なうコモンレールセンサが含まれるものである。
コンピュータ部には、少なくとも、インジェクタ1の噴射制御を行なう「インジェクタ制御プログラム」、および燃料ポンプが吐出する燃料圧力の制御を行なう「燃圧制御プログラム」が搭載されている。
インジェクタ制御プログラムは、コンピュータ部に読み込まれた車両の運転状態から、運転状態に応じた噴射形態、噴射タイミング、燃料の噴射量の算出を行なうとともに、算出された噴射形態、噴射タイミング、燃料の噴射量が得られるように、コイル7の通電制御を実施するものである。
具体的に、インジェクタ制御プログラムは、算出された噴射量が得られるようにコイル7の通電期間を制御するとともに、算出された噴射タイミングで燃料噴射が実施されるようにコイル7の通電開始時期を制御するものである。
具体的に、インジェクタ制御プログラムは、算出された噴射量が得られるようにコイル7の通電期間を制御するとともに、算出された噴射タイミングで燃料噴射が実施されるようにコイル7の通電開始時期を制御するものである。
また、燃圧制御プログラムは、コンピュータ部に読み込まれたセンサ類の信号に応じて、燃料ポンプの運転状態を制御して、燃料ポンプが吐出する燃料圧力の制御を行なうものであり、この燃圧制御プログラムについては、後述する。
次に、インジェクタ1の基本作動(燃料の噴射作動)を説明する。
ECUによってコイル7の通電が開始されると、磁力により可動コア8が上方へ磁気吸引される。そして、可動コア8を上方へ駆動する磁気吸引力が、ニードル3に加わる閉弁方向荷重に打ち勝つと、可動コア8が上方に移動し、可動コア8に結合されているニードル3がリフトアップを開始する。そして、ニードル3が弁座から離座すると、ノズルボディ2のノズル孔に供給された加圧燃料が噴射孔から噴射される。
ECUによってコイル7の通電が開始されると、磁力により可動コア8が上方へ磁気吸引される。そして、可動コア8を上方へ駆動する磁気吸引力が、ニードル3に加わる閉弁方向荷重に打ち勝つと、可動コア8が上方に移動し、可動コア8に結合されているニードル3がリフトアップを開始する。そして、ニードル3が弁座から離座すると、ノズルボディ2のノズル孔に供給された加圧燃料が噴射孔から噴射される。
ECUによってコイル7の通電が継続されると、ニードル3のリフト量が増大し続けて、ニードル3に結合された可動コア8が磁気吸引コア9に当接し、ニードル3のリフト量が最大リフト量に到達する。
ECUによってコイル7の通電が停止されると、可動コア8を上方へ磁気吸引していた磁力が喪失する。すると、ニードルリターンバネ23の付勢力により可動コア8とニードル3が下降を開始する。そして、ニードル3が下降して弁座に着座すると、ノズル孔と噴射孔の連通が遮断されて、噴射孔からの燃料噴射が停止される。
(実施例1の特徴技術)
車両用燃料噴射装置は、エンジンに締結固定されるインジェクタ1の固定ハウジング(ロアボディ5、リテーニングナット6を含んで構成される)に対して、ノズルボディ2を軸方向へ伸縮させることで最大リフト量の可変を行なうリフト量可変手段を搭載している。
車両用燃料噴射装置は、エンジンに締結固定されるインジェクタ1の固定ハウジング(ロアボディ5、リテーニングナット6を含んで構成される)に対して、ノズルボディ2を軸方向へ伸縮させることで最大リフト量の可変を行なうリフト量可変手段を搭載している。
このリフト量可変手段は、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングに対してノズルボディ2を軸方向へ摺動自在に支持する摺動支持構造と、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングとノズルボディ2との間で構成されて、燃料圧力を駆動源としてノズルボディ2を下方へ向けて駆動する油圧アクチュエータ33(燃料圧力を用いた流体アクチュエータ)と、
〇この油圧アクチュエータ33の発生する力に抗してノズルボディ2を上方へ向けて付勢するノズルリターンバネ16と、
〇インジェクタ1へ供給する燃料圧力を可変させる燃圧調整手段と、
で構成される。
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングに対してノズルボディ2を軸方向へ摺動自在に支持する摺動支持構造と、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングとノズルボディ2との間で構成されて、燃料圧力を駆動源としてノズルボディ2を下方へ向けて駆動する油圧アクチュエータ33(燃料圧力を用いた流体アクチュエータ)と、
〇この油圧アクチュエータ33の発生する力に抗してノズルボディ2を上方へ向けて付勢するノズルリターンバネ16と、
〇インジェクタ1へ供給する燃料圧力を可変させる燃圧調整手段と、
で構成される。
以下において、上記の構成(摺動支持構造、油圧アクチュエータ33、ノズルリターンバネ16および燃圧調整手段)を具体的に説明する。
先ず、この実施例における「摺動支持構造」を説明する。
従来技術(従来周知)のノズルボディ2は、ロアボディ5の下部に締結されるリテーニングナット6と、ロアボディ5との軸方向間によって強固に固定されるものである。
これに対し、この実施例に示すノズルボディ2は、上下方向に3箇所の摺動部を介してロアボディ5およびリテーニングナット6に対して軸方向へ摺動自在に支持されるものである。
先ず、この実施例における「摺動支持構造」を説明する。
従来技術(従来周知)のノズルボディ2は、ロアボディ5の下部に締結されるリテーニングナット6と、ロアボディ5との軸方向間によって強固に固定されるものである。
これに対し、この実施例に示すノズルボディ2は、上下方向に3箇所の摺動部を介してロアボディ5およびリテーニングナット6に対して軸方向へ摺動自在に支持されるものである。
上述した3箇所の摺動部を説明する。
上部の摺動部を説明する。
ロアボディ5において可動コア8を摺動自在に支持する部位の下側には、径方向内側へ膨出する上部ノズル支持壁13(実施例1における固定壁)が形成されており、この上部ノズル支持壁13の内周面によって、ノズルボディ2の上側の外周面を摺動自在に支持している。
なお、ノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面(上部ノズル支持壁13によって支持される範囲内)には、上部ノズル支持壁13との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)34が設けられており、ロアボディ5内に供給された燃料圧力が、油圧室14に直接作用するのを防ぐように設けられている。
上部の摺動部を説明する。
ロアボディ5において可動コア8を摺動自在に支持する部位の下側には、径方向内側へ膨出する上部ノズル支持壁13(実施例1における固定壁)が形成されており、この上部ノズル支持壁13の内周面によって、ノズルボディ2の上側の外周面を摺動自在に支持している。
なお、ノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面(上部ノズル支持壁13によって支持される範囲内)には、上部ノズル支持壁13との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)34が設けられており、ロアボディ5内に供給された燃料圧力が、油圧室14に直接作用するのを防ぐように設けられている。
中間部の摺動部を説明する。
ノズルボディ2には、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する円盤フランジ形状を呈した可動壁11(ピストン壁)が設けられている。
一方、ロアボディ5の下部には、可動壁11を内側に収容する円筒形状を呈した円筒壁12が設けられており、この円筒壁12の内周面によって、可動壁11の外周縁を軸方向へ摺動自在に支持している。
なお、可動壁11の外周面には、円筒壁12との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)35が設けられており、油圧室14に供給された燃料が、背圧室17に漏れるのを防ぐように設けられている。
ノズルボディ2には、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する円盤フランジ形状を呈した可動壁11(ピストン壁)が設けられている。
一方、ロアボディ5の下部には、可動壁11を内側に収容する円筒形状を呈した円筒壁12が設けられており、この円筒壁12の内周面によって、可動壁11の外周縁を軸方向へ摺動自在に支持している。
なお、可動壁11の外周面には、円筒壁12との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)35が設けられており、油圧室14に供給された燃料が、背圧室17に漏れるのを防ぐように設けられている。
下部の摺動部を説明する。
インジェクタ1は、ロアボディ5の下部に締結されるリテーニングナット6を備えている。
このリテーニングナット6は、円筒壁12の外周面に螺合する螺合筒の下部に、径方向の内側へ縮径する下部ノズル支持壁19を備えており、この下部ノズル支持壁19の内周面によって、ノズルボディ2の下側の外周面を摺動自在に支持している。
なお、ノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面(下部ノズル支持壁19によって支持される範囲内)には、下部ノズル支持壁19との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)36が設けられており、背圧室17がインジェクタ1の外部と連通するのを防ぐように設けられている。
インジェクタ1は、ロアボディ5の下部に締結されるリテーニングナット6を備えている。
このリテーニングナット6は、円筒壁12の外周面に螺合する螺合筒の下部に、径方向の内側へ縮径する下部ノズル支持壁19を備えており、この下部ノズル支持壁19の内周面によって、ノズルボディ2の下側の外周面を摺動自在に支持している。
なお、ノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面(下部ノズル支持壁19によって支持される範囲内)には、下部ノズル支持壁19との摺動クリアランスをシールするための摺動シール(Oリング)36が設けられており、背圧室17がインジェクタ1の外部と連通するのを防ぐように設けられている。
次に、この実施例における「油圧アクチュエータ33」を説明する。
このインジェクタ1は、上述した可動壁11と、この可動壁11を収容する円筒壁12と、可動壁11の上面に対向する上部ノズル支持壁13(実施例1の固定壁)と、可動壁11の下面に対向する下部ノズル支持壁19とを備える。
そして、可動壁11、円筒壁12、上部ノズル支持壁13(実施例1の固定壁)、およびノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面で囲まれる空間によって油圧室14が形成される。
このインジェクタ1は、上述した可動壁11と、この可動壁11を収容する円筒壁12と、可動壁11の上面に対向する上部ノズル支持壁13(実施例1の固定壁)と、可動壁11の下面に対向する下部ノズル支持壁19とを備える。
そして、可動壁11、円筒壁12、上部ノズル支持壁13(実施例1の固定壁)、およびノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面で囲まれる空間によって油圧室14が形成される。
この油圧室14は、燃料圧発生通路15を介してインジェクタ1に供給される燃料が導かれる。この実施例に示す燃料圧発生通路15は、ノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の内外を連通する径方向の連通孔であり、ノズルボディ2の内部の燃料(具体的には、ノズルボディ2とニードル3との間で形成される燃料通路に供給された燃料)を油圧室14に導き、油圧室14にインジェクタ1に供給される油圧を発生させる。
そして、インジェクタ1に供給される燃料圧力が上昇し、燃料圧発生通路15を介して油圧室14の内圧が上昇することで、ノズルボディ2に対して下向きに伸びる力(伸長力)が発生する。
なお、この実施例1では、ノズルボディ2に燃料圧発生通路15を形成する例を示すが、ロアボディ5に燃料圧発生通路15を形成しても良い。
そして、インジェクタ1に供給される燃料圧力が上昇し、燃料圧発生通路15を介して油圧室14の内圧が上昇することで、ノズルボディ2に対して下向きに伸びる力(伸長力)が発生する。
なお、この実施例1では、ノズルボディ2に燃料圧発生通路15を形成する例を示すが、ロアボディ5に燃料圧発生通路15を形成しても良い。
次に、この実施例における「ノズルリターンバネ16」を説明する。
可動壁11、円筒壁12、下部ノズル支持壁19、およびノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面で囲まれる空間によって背圧室17が形成される。
この背圧室17は、その内部容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、背圧室17は、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に常時連通する構造を採用しており、背圧室17が低圧側に連通することで背圧室17の内部容積が可変できる構造になっている。
可動壁11、円筒壁12、下部ノズル支持壁19、およびノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面で囲まれる空間によって背圧室17が形成される。
この背圧室17は、その内部容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、背圧室17は、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に常時連通する構造を採用しており、背圧室17が低圧側に連通することで背圧室17の内部容積が可変できる構造になっている。
背圧室17の内部には、可動壁11を上方へ向けて付勢させるノズルリターンバネ16が配置されている。このノズルリターンバネ16は、ノズルボディ2を上方へ押圧して、ノズルボディ2に縮む力(短縮力)を発生させるものであり、この実施例1では圧縮コイルスプリングを用いている。具体的に、ノズルリターンバネ16は、可動壁11と下部ノズル支持壁19との間で圧縮された状態で組付けられたものである。
なお、ノズルリターンバネ16は、圧縮コイルスプリングに限定されるものではなく、皿バネ、ウエーブワッシャ、ゴム部材など、種々変更可能なものである。
なお、ノズルリターンバネ16は、圧縮コイルスプリングに限定されるものではなく、皿バネ、ウエーブワッシャ、ゴム部材など、種々変更可能なものである。
上述した「油圧アクチュエータ33」と「ノズルリターンバネ16」の組み合わせにより、インジェクタ1に供給される燃料圧力が増減することで、ノズルボディ2の伸縮が行なわれる。
具体的には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を低下させることで、油圧室14の内圧が下降し、ノズルリターンバネ16による「短縮力」により、図1(a)の矢印Aに示すようにノズルボディ2が縮む。
このように、ノズルボディ2が縮むことで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が短くなり、図3に示すように最大リフト量が小さくなる。
具体的には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を低下させることで、油圧室14の内圧が下降し、ノズルリターンバネ16による「短縮力」により、図1(a)の矢印Aに示すようにノズルボディ2が縮む。
このように、ノズルボディ2が縮むことで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が短くなり、図3に示すように最大リフト量が小さくなる。
逆に、インジェクタ1に供給する燃料圧力を上昇させることで、油圧室14の内圧が上昇してノズルボディ2に「伸長力」が発生し、この伸長力がノズルリターンバネ16による「短縮力」を上回ることで、図1(b)の矢印Bに示すようにノズルボディ2が伸びる。
ノズルボディ2が伸びることで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が長くなり、図3に示すように最大リフト量が大きくなる。
ノズルボディ2が伸びることで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が長くなり、図3に示すように最大リフト量が大きくなる。
なお、油圧室14に作用する燃料圧力による「伸長力」と、ノズルリターンバネ16による「短縮力」とが釣り合うことで、ノズルボディ2の伸び量が一定の状態に保たれる。このように、ノズルボディ2の伸び量が一定の状態に保たれることで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が一定に保たれ、最大リフト量が維持される。
上述したように、インジェクタ1に供給する燃料圧力を増減することで、ノズルボディ2が伸縮し、その伸縮に伴って最大リフト量が図3に示すように増減する。
なお、燃料圧力に対する最大リフト量の傾きは、ノズルリターンバネ16の定数、およびノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)で任意に設定することができる。また、ノズルリターンバネ16に2段バネや非線形バネを用いることで、燃料圧力に対するノズルボディ2の伸縮量(図3中、リフト量)の傾きを途中で切り替えることができる。
なお、燃料圧力に対する最大リフト量の傾きは、ノズルリターンバネ16の定数、およびノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)で任意に設定することができる。また、ノズルリターンバネ16に2段バネや非線形バネを用いることで、燃料圧力に対するノズルボディ2の伸縮量(図3中、リフト量)の傾きを途中で切り替えることができる。
上記の作動(燃料圧力の増減に対するノズルボディ2の伸縮作動)を数式を用いて説明する。
Fpf:燃料圧力による「伸長力」
Fs:ノズルリターンバネ16による「短縮力」
Pf:インジェクタ1に供給される燃料圧力
A:ノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)
dx:ノズルリターンバネ16の自由長に対する縮長(圧縮により縮んだ長さ)
K:バネ定数
Fpf:燃料圧力による「伸長力」
Fs:ノズルリターンバネ16による「短縮力」
Pf:インジェクタ1に供給される燃料圧力
A:ノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)
dx:ノズルリターンバネ16の自由長に対する縮長(圧縮により縮んだ長さ)
K:バネ定数
Fpf=Pf×A
Fs=K×dx
Fs=K×dx
ノズルボディ2の伸縮位置が釣り合って停止している状態では、
Fpf=Fs
即ち、
Pf×A=K×dx
dx=(Pf×A)/K
Fpf=Fs
即ち、
Pf×A=K×dx
dx=(Pf×A)/K
上記最終式に示すように、
(i)Pf(燃圧)が大きくなれば、dx(縮長)が大きくなり、ノズルボディ2が伸びて、最大リフト量が大きくなり、
(ii)Pf(燃圧)が一定に保たれれば、dx(縮長)が一定になり、ノズルボディ2の伸縮が停止して、最大リフト量が一定に保たれ、
(iii)Pf(燃圧)が小さくなれば、dx(縮長)が小さくなり、ノズルボディ2が縮んで、最大リフト量が小さくなる。
(i)Pf(燃圧)が大きくなれば、dx(縮長)が大きくなり、ノズルボディ2が伸びて、最大リフト量が大きくなり、
(ii)Pf(燃圧)が一定に保たれれば、dx(縮長)が一定になり、ノズルボディ2の伸縮が停止して、最大リフト量が一定に保たれ、
(iii)Pf(燃圧)が小さくなれば、dx(縮長)が小さくなり、ノズルボディ2が縮んで、最大リフト量が小さくなる。
次に、この実施例における「燃圧調整手段」を説明する。
燃圧調整手段は、インジェクタ1に供給する燃料圧力の可変を実行する「ハード部(メカ部)」と、このハード部を制御する「ソフト部(燃圧制御プログラム)」とで構成される。
燃圧調整手段は、インジェクタ1に供給する燃料圧力の可変を実行する「ハード部(メカ部)」と、このハード部を制御する「ソフト部(燃圧制御プログラム)」とで構成される。
先ず、燃圧調整手段における「ハード部」を説明する。
燃料ポンプは、電動モータによって駆動される電動ポンプ、あるいはエンジンの回転によって駆動されるメカニカルポンプ(例えば、サプライポンプ)で構成される。
「燃料ポンプが電動ポンプの場合」は、周知構造の電動モータの回転数(あるいは、電動ポンプが電動レギュレータを搭載する場合にはレギュレータ)を制御することで、コモンレールに蓄圧される燃料の圧力(即ち、インジェクタ1に供給される燃料圧力)を制御することができる。
また、「燃料ポンプがメカニカルポンプの場合」は、メカニカルポンプに搭載される周知構造のSCV(流量調整弁:電磁弁等で構成される)の開度を制御することで、コモンレールに蓄圧される燃料の圧力(即ち、インジェクタ1に供給される燃料圧力)を制御することができる。
燃料ポンプは、電動モータによって駆動される電動ポンプ、あるいはエンジンの回転によって駆動されるメカニカルポンプ(例えば、サプライポンプ)で構成される。
「燃料ポンプが電動ポンプの場合」は、周知構造の電動モータの回転数(あるいは、電動ポンプが電動レギュレータを搭載する場合にはレギュレータ)を制御することで、コモンレールに蓄圧される燃料の圧力(即ち、インジェクタ1に供給される燃料圧力)を制御することができる。
また、「燃料ポンプがメカニカルポンプの場合」は、メカニカルポンプに搭載される周知構造のSCV(流量調整弁:電磁弁等で構成される)の開度を制御することで、コモンレールに蓄圧される燃料の圧力(即ち、インジェクタ1に供給される燃料圧力)を制御することができる。
次に、燃圧調整手段における「ソフト部(燃圧制御プログラム)」を説明する。
燃圧制御プログラムは、上述したように、コンピュータ部に読み込まれたセンサ類の信号に応じて、燃料ポンプにおける電動モータの回転数、あるいはSCVの開度制御を行なうものであり、
(i)車両の走行状態に応じて最適な最大リフト量を算出する最大リフト量算出手段、
(ii)算出された最大リフト量を達成するための燃料圧力を算出する燃圧換算手段、
(iii)算出された燃料圧力と、コモンレールセンサが検出したコモンレール圧力(インジェクタ1に供給する燃料圧力)とを一致させるための「電動モータの通電値(燃料ポンプが電動ポンプの場合)」あるいは「SCVの通電値(燃料ポンプがメカニカルポンプの場合)」を求めるフィードバック制御手段を備える。
そして、ECUにおける駆動部(EDU)には、フィードバック制御手段で求めた「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を燃料ポンプに与えるポンプ駆動回路が搭載されている。
燃圧制御プログラムは、上述したように、コンピュータ部に読み込まれたセンサ類の信号に応じて、燃料ポンプにおける電動モータの回転数、あるいはSCVの開度制御を行なうものであり、
(i)車両の走行状態に応じて最適な最大リフト量を算出する最大リフト量算出手段、
(ii)算出された最大リフト量を達成するための燃料圧力を算出する燃圧換算手段、
(iii)算出された燃料圧力と、コモンレールセンサが検出したコモンレール圧力(インジェクタ1に供給する燃料圧力)とを一致させるための「電動モータの通電値(燃料ポンプが電動ポンプの場合)」あるいは「SCVの通電値(燃料ポンプがメカニカルポンプの場合)」を求めるフィードバック制御手段を備える。
そして、ECUにおける駆動部(EDU)には、フィードバック制御手段で求めた「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を燃料ポンプに与えるポンプ駆動回路が搭載されている。
上記各演算手段を具体的に説明する。
(i)「最大リフト量算出手段」は、エンジンの運転状態が高負荷運転になるほど最大リフト量が大きくなり、逆に、エンジンの運転状態が低負荷運転になるほど最大リフト量が小さくなるように、マップあるいは計算式により最大リフト量を求めるものである。
(ii)「燃圧換算手段」は、上記「最大リフト量算出手段」によって求められた最大リフト量からマップあるいは計算式によって燃料圧力を算出するものである。
なお、「最大リフト量算出手段」と「燃圧換算手段」を1つにまとめ、エンジンの運転状態から直接的に燃料圧力を算出しても良い。
(iii)「フィードバック制御手段」は、上記「燃圧換算手段」によって求めた燃料圧力(目標値)と、コモンレールセンサによって検出した燃料圧力(実測値)との偏差に基づき、周知のPI制御やPID制御を用いて、偏差を素早く収縮させる「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を求めるものである。
(i)「最大リフト量算出手段」は、エンジンの運転状態が高負荷運転になるほど最大リフト量が大きくなり、逆に、エンジンの運転状態が低負荷運転になるほど最大リフト量が小さくなるように、マップあるいは計算式により最大リフト量を求めるものである。
(ii)「燃圧換算手段」は、上記「最大リフト量算出手段」によって求められた最大リフト量からマップあるいは計算式によって燃料圧力を算出するものである。
なお、「最大リフト量算出手段」と「燃圧換算手段」を1つにまとめ、エンジンの運転状態から直接的に燃料圧力を算出しても良い。
(iii)「フィードバック制御手段」は、上記「燃圧換算手段」によって求めた燃料圧力(目標値)と、コモンレールセンサによって検出した燃料圧力(実測値)との偏差に基づき、周知のPI制御やPID制御を用いて、偏差を素早く収縮させる「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を求めるものである。
(実施例1の効果)
実施例1のインジェクタ1は、上述したように、燃料ポンプの吐出圧をコントロールすることでインジェクタ1に供給する燃料圧力を調整し、ノズルボディ2の伸縮量を制御して最大リフト量の調整を行なう。
具体的には、エンジンの運転状態が高負荷側の場合は、インジェクタ1に供給する燃料圧力を高める。これにより、燃圧上昇によって噴射孔から噴射される燃料流量が増大するとともに、最大リフト量が大きくなることで、インジェクタ1から短時間に多くの燃料を噴射することが可能になる。
逆に、エンジンの運転状態が低負荷側の場合は、インジェクタ1に供給する燃料圧力を下げる。これにより、燃圧降下によって噴射孔から噴射される燃料流量が減少するとともに、最大リフト量が小さくなることで、インジェクタ1から微少の燃料を噴射することが可能になる。
実施例1のインジェクタ1は、上述したように、燃料ポンプの吐出圧をコントロールすることでインジェクタ1に供給する燃料圧力を調整し、ノズルボディ2の伸縮量を制御して最大リフト量の調整を行なう。
具体的には、エンジンの運転状態が高負荷側の場合は、インジェクタ1に供給する燃料圧力を高める。これにより、燃圧上昇によって噴射孔から噴射される燃料流量が増大するとともに、最大リフト量が大きくなることで、インジェクタ1から短時間に多くの燃料を噴射することが可能になる。
逆に、エンジンの運転状態が低負荷側の場合は、インジェクタ1に供給する燃料圧力を下げる。これにより、燃圧降下によって噴射孔から噴射される燃料流量が減少するとともに、最大リフト量が小さくなることで、インジェクタ1から微少の燃料を噴射することが可能になる。
上述したように、この実施例1の車両用燃料噴射装置では、インジェクタ1の供給油圧を可変することで、ノズルボディ2を伸縮させて、最大リフト量を可変することができる。これにより、最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを搭載することなく、最大リフト量の可変を行なうことができる。
この結果、最大リフト量の可変を行なうことのできる車両用燃料噴射装置のコストを抑えることができる。
また、最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを、インジェクタ1に搭載しないため、インジェクタ1を軽量小型化することができ、エンジンへの搭載性を向上させることができる。
この結果、最大リフト量の可変を行なうことのできる車両用燃料噴射装置のコストを抑えることができる。
また、最大リフト量の可変を行なうための専用の電動アクチュエータを、インジェクタ1に搭載しないため、インジェクタ1を軽量小型化することができ、エンジンへの搭載性を向上させることができる。
図4〜図6を参照して実施例2を説明する。なお、以下の実施例の説明において、上記実施例1と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例1では、インジェクタ1に供給する燃料圧力の上昇に伴ってノズルボディ2を伸ばし、逆にインジェクタ1に供給する燃料圧力の下降に伴ってノズルボディ2を縮ませる例を示した。
これに対し、この実施例2は、インジェクタ1に供給する燃料圧力の上昇に伴ってノズルボディ2を縮ませ、逆にインジェクタ1に供給する燃料圧力の下降に伴ってノズルボディ2を伸ばすものである。
上記の実施例1では、インジェクタ1に供給する燃料圧力の上昇に伴ってノズルボディ2を伸ばし、逆にインジェクタ1に供給する燃料圧力の下降に伴ってノズルボディ2を縮ませる例を示した。
これに対し、この実施例2は、インジェクタ1に供給する燃料圧力の上昇に伴ってノズルボディ2を縮ませ、逆にインジェクタ1に供給する燃料圧力の下降に伴ってノズルボディ2を伸ばすものである。
この実施例2を具体的に説明する。
実施例2の車両用燃料噴射装置も、実施例1と同様、エンジンに締結固定されるインジェクタ1の固定ハウジング(インジェクタハウジング:ロアボディ5等よりなる)に対して、ノズルボディ2を軸方向へ伸縮させることで、最大リフト量を可変するリフト量可変手段を搭載している。
実施例2の車両用燃料噴射装置も、実施例1と同様、エンジンに締結固定されるインジェクタ1の固定ハウジング(インジェクタハウジング:ロアボディ5等よりなる)に対して、ノズルボディ2を軸方向へ伸縮させることで、最大リフト量を可変するリフト量可変手段を搭載している。
実施例2のリフト量可変手段は、実施例1と同様、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングに対してノズルボディ2を軸方向へ摺動自在に支持する摺動支持構造と、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングとノズルボディ2との間で構成されて、燃料圧力を駆動源としてノズルボディ2を上方へ駆動する油圧アクチュエータ33と、
〇この油圧アクチュエータ33の発生する力に抗してノズルボディ2を下方へ向けて付勢するノズルリターンバネ16と、
〇インジェクタ1へ供給する燃料圧力を可変させる燃圧調整手段と、
で構成される。
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングに対してノズルボディ2を軸方向へ摺動自在に支持する摺動支持構造と、
〇ロアボディ5等よりなる固定ハウジングとノズルボディ2との間で構成されて、燃料圧力を駆動源としてノズルボディ2を上方へ駆動する油圧アクチュエータ33と、
〇この油圧アクチュエータ33の発生する力に抗してノズルボディ2を下方へ向けて付勢するノズルリターンバネ16と、
〇インジェクタ1へ供給する燃料圧力を可変させる燃圧調整手段と、
で構成される。
実施例2の「摺動支持構造」は、実施例1と同様の構成を採用する。
実施例2の「油圧アクチュエータ33」を説明する。
このインジェクタ1には、可動壁11、円筒壁12、下部ノズル支持壁19(実施例2の固定壁)、およびノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面で囲まれる空間によって油圧室14が形成される。
実施例2の「油圧アクチュエータ33」を説明する。
このインジェクタ1には、可動壁11、円筒壁12、下部ノズル支持壁19(実施例2の固定壁)、およびノズルボディ2の下側(可動壁11よりも下側)の外周面で囲まれる空間によって油圧室14が形成される。
この油圧室14は、燃料圧発生通路15を介してインジェクタ1に供給される燃料が導かれる。この実施例に示す燃料圧発生通路15は、ノズルボディ2の内外を連通する径方向の連通孔であり、ノズルボディ2の内部の燃料(具体的には、ノズル孔とニードル3との間で形成される燃料通路に供給された燃料)を油圧室14に導き、油圧室14にインジェクタ1に供給された燃料圧力を発生させる。
そして、インジェクタ1に供給される燃料圧力が上昇し、燃料圧発生通路15を介して油圧室14の内圧が上昇することで、ノズルボディ2に縮む力(短縮力)が発生する。
そして、インジェクタ1に供給される燃料圧力が上昇し、燃料圧発生通路15を介して油圧室14の内圧が上昇することで、ノズルボディ2に縮む力(短縮力)が発生する。
実施例2の「ノズルリターンバネ16」を説明する。
可動壁11、円筒壁12、上部ノズル支持壁13、およびノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面で囲まれる空間によって背圧室17が形成される。
この背圧室17は、その内部容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、背圧室17は、実施例1と同様、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に常時連通する構造を採用しており、背圧室17が低圧側に連通することで背圧室17の内部容積が可変できる構造になっている。
可動壁11、円筒壁12、上部ノズル支持壁13、およびノズルボディ2の上側(可動壁11よりも上側)の外周面で囲まれる空間によって背圧室17が形成される。
この背圧室17は、その内部容積が容易に可変可能に設けられている。具体的な一例を開示すると、背圧室17は、実施例1と同様、リリーフ管(低圧管)を介して燃料供給側の低圧空間(燃料ポンプよりも燃料タンク側における空間)に常時連通する構造を採用しており、背圧室17が低圧側に連通することで背圧室17の内部容積が可変できる構造になっている。
背圧室17の内部には、可動壁11を下方へ向けて付勢させるノズルリターンバネ16が配置されている。このノズルリターンバネ16は、ノズルボディ2を下方へ押圧して、ノズルボディ2に伸びる力(伸長力)を発生させるものであり、実施例1と同様、圧縮コイルスプリングを用いている。具体的に、ノズルリターンバネ16は、可動壁11と上部ノズル支持壁13との間で圧縮された状態で組付けられたものである。
上述した「油圧アクチュエータ33」と「ノズルリターンバネ16」の組み合わせにより、インジェクタ1に供給される燃料圧力が増減することで、ノズルボディ2の伸縮が行なわれる。
具体的には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を低下させることで、油圧室14の内圧が下降し、ノズルリターンバネ16による「伸縮力」により、図4(a)の矢印A’に示すようにノズルボディ2が伸びる。
ノズルボディ2が伸びることで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が長くなって、図5(a)に示すように最大リフト量が大きくなるとともに、図5(b)に示すように燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が大きくなって、図6(a)に示すように点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が短くなる。
具体的には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を低下させることで、油圧室14の内圧が下降し、ノズルリターンバネ16による「伸縮力」により、図4(a)の矢印A’に示すようにノズルボディ2が伸びる。
ノズルボディ2が伸びることで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が長くなって、図5(a)に示すように最大リフト量が大きくなるとともに、図5(b)に示すように燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が大きくなって、図6(a)に示すように点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が短くなる。
逆に、インジェクタ1に供給する燃料圧力を上昇させることで、油圧室14の内圧が上昇してノズルボディ2に「短縮力」が発生し、この短縮力がノズルリターンバネ16による「伸長力」を上回ることで、図4(b)の矢印B’に示すようにノズルボディ2が縮む。
ノズルボディ2が縮むことで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が短くなって、図5(a)に示すように最大リフト量が小さくなるとともに、図5(b)に示すように燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が小さくなって、図6(b)に示すように点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が長くなる。
ノズルボディ2が縮むことで、可動コア8と磁気吸引コア9との軸方向距離が短くなって、図5(a)に示すように最大リフト量が小さくなるとともに、図5(b)に示すように燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が小さくなって、図6(b)に示すように点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が長くなる。
なお、油圧室14に作用する燃料圧力による「短縮力」と、ノズルリターンバネ16による「伸長力」とが釣り合うことで、ノズルボディ2の伸び量が一定の状態に保たれる。このように、ノズルボディ2の伸び量が一定の状態に保たれることで、燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が一定に保たれ、点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が維持される。
上述したように、燃料圧力が増減することで、ノズルボディ2が伸縮し、その伸縮に伴って、図5(a)に示すように最大リフト量が増減するとともに、図5(b)に示すように燃焼室に対するノズルボディ2の突き出し量が可変し、結果的に点火プラグ18の点火部とノズルボディ2の噴射孔との距離が変化する。
なお、燃料圧力に対する最大リフト量の傾き、および燃料圧力に対する突き出し量の傾きは、ノズルリターンバネ16の定数、およびノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)で任意に設定することができる。また、ノズルリターンバネ16に2段バネや非線形バネを用いることで、燃料圧力に対するノズルボディ2の伸縮量(図5中、リフト量)の傾きを途中で切り替えることができる。
なお、燃料圧力に対する最大リフト量の傾き、および燃料圧力に対する突き出し量の傾きは、ノズルリターンバネ16の定数、およびノズルボディ2の受圧面積(可動壁11の受圧面積)で任意に設定することができる。また、ノズルリターンバネ16に2段バネや非線形バネを用いることで、燃料圧力に対するノズルボディ2の伸縮量(図5中、リフト量)の傾きを途中で切り替えることができる。
実施例2の「燃圧調整手段」を説明する。
この実施例2の燃圧調整手段は、実施例1の燃圧調整手段の「ソフト部(燃圧制御プログラム)」が異なるものである。
具体的に、実施例2の燃圧制御プログラムは、実施例1の最大リフト量算出手段に代わって、車両の運転状態に応じたノズルボディ2の突き出し量の算出を行なう突出量算出手段を搭載するものである。
この実施例2の燃圧調整手段は、実施例1の燃圧調整手段の「ソフト部(燃圧制御プログラム)」が異なるものである。
具体的に、実施例2の燃圧制御プログラムは、実施例1の最大リフト量算出手段に代わって、車両の運転状態に応じたノズルボディ2の突き出し量の算出を行なう突出量算出手段を搭載するものである。
この「突出量算出手段」は、(i)成層燃焼など点火プラグ18の点火部の近傍に燃料噴射が要求されるエンジンの運転状態の時に、ノズルボディ2の突き出し量を大きくすることを決定し、(ii)均質燃焼など点火プラグ18の点火部から離れた位置からの燃料噴射が要求されるエンジンの運転状態の時に、ノズルボディ2の突き出し量を小さくすることを決定するものであり、マップあるいは計算式により突き出し量を求めるものである。
また、実施例2の燃圧制御プログラムにける「燃圧換算手段」は、上記「突出量算出手段」によって求められた突き出し量から、マップあるいは計算式によって燃料圧力を算出するものである。
そして、「フィードバック制御手段」は、実施例1と同様、上記「燃圧換算手段」によって求めた燃料圧力(目標値)と、コモンレールセンサによって検出した燃料圧力(実測値)とが一致するように、「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を求めるものである。
そして、「フィードバック制御手段」は、実施例1と同様、上記「燃圧換算手段」によって求めた燃料圧力(目標値)と、コモンレールセンサによって検出した燃料圧力(実測値)とが一致するように、「電動モータの通電値」あるいは「SCVの通電値」を求めるものである。
(実施例2の効果)
実施例2のインジェクタ1は、上述したように、燃料ポンプの吐出圧をコントロールすることでインジェクタ1に供給する燃料圧力を調整し、ノズルボディ2の伸縮量を制御してロアボディ5に対するノズルボディ2の突き出し量の調整を行なう。
具体的には、成層燃焼の場合には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を下げることで、図6(a)に示すようにノズルボディ2の突き出し量を大きくして、点火プラグ18の点火部の近傍へ燃料噴射を実施させる。これにより、低負荷運転時における超希薄燃焼であっても確実に着火を行なうことができる。
逆に、均質燃焼の場合には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を高めることで、図6(b)に示すようにノズルボディ2の突き出し量を小さくして、点火プラグ18の点火部から離れた位置から燃料噴射を実施させる。これにより、高負荷運転によって多量の燃料が燃焼室へ噴射されても、燃料による点火プラグ18の点火部の濡れ性が高まる不具合を回避することができ、確実に着火を行なうことができる。
実施例2のインジェクタ1は、上述したように、燃料ポンプの吐出圧をコントロールすることでインジェクタ1に供給する燃料圧力を調整し、ノズルボディ2の伸縮量を制御してロアボディ5に対するノズルボディ2の突き出し量の調整を行なう。
具体的には、成層燃焼の場合には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を下げることで、図6(a)に示すようにノズルボディ2の突き出し量を大きくして、点火プラグ18の点火部の近傍へ燃料噴射を実施させる。これにより、低負荷運転時における超希薄燃焼であっても確実に着火を行なうことができる。
逆に、均質燃焼の場合には、インジェクタ1に供給する燃料圧力を高めることで、図6(b)に示すようにノズルボディ2の突き出し量を小さくして、点火プラグ18の点火部から離れた位置から燃料噴射を実施させる。これにより、高負荷運転によって多量の燃料が燃焼室へ噴射されても、燃料による点火プラグ18の点火部の濡れ性が高まる不具合を回避することができ、確実に着火を行なうことができる。
上述したように、この実施例2の車両用燃料噴射装置では、インジェクタ1の供給油圧を可変することで、ノズルボディ2を伸縮させて、点火プラグ18の点火部に対する噴射孔の距離の可変を行ない、点火部と噴霧位置との距離を可変することができる。
これにより、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変するための専用の電動アクチュエータを搭載することなく、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変することができる。
この結果、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変できる車両用燃料噴射装置のコストを抑えることができる。
また、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変するための専用の電動アクチュエータを、インジェクタ1に搭載しないため、インジェクタ1を軽量小型化することができ、エンジンへの搭載性を向上させることができる。
これにより、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変するための専用の電動アクチュエータを搭載することなく、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変することができる。
この結果、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変できる車両用燃料噴射装置のコストを抑えることができる。
また、点火プラグ18の点火部と噴霧位置との距離を可変するための専用の電動アクチュエータを、インジェクタ1に搭載しないため、インジェクタ1を軽量小型化することができ、エンジンへの搭載性を向上させることができる。
1 インジェクタ
2 ノズルボディ
3 ニードル
4 電磁駆動部(ニードル駆動手段)
5 ロアボディ(固定ハウジング)
6 リテーニングナット(固定ハウジング)
7 コイル
8 可動コア(ニードルとともに噴射孔から遠のく側へ移動する部材)
9 磁気吸引コア(ストッパ)
11 可動壁
12 円筒壁
13 上部ノズル支持壁(請求項1における固定壁)
14 油圧室
15 燃料圧発生通路
16 ノズルリターンバネ
17 背圧室
18 点火プラグ
19 下部ノズル支持壁(請求項2における固定壁)
2 ノズルボディ
3 ニードル
4 電磁駆動部(ニードル駆動手段)
5 ロアボディ(固定ハウジング)
6 リテーニングナット(固定ハウジング)
7 コイル
8 可動コア(ニードルとともに噴射孔から遠のく側へ移動する部材)
9 磁気吸引コア(ストッパ)
11 可動壁
12 円筒壁
13 上部ノズル支持壁(請求項1における固定壁)
14 油圧室
15 燃料圧発生通路
16 ノズルリターンバネ
17 背圧室
18 点火プラグ
19 下部ノズル支持壁(請求項2における固定壁)
Claims (2)
- 先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ(2)、このノズルボディ(2)内に配置されて前記噴射孔の開閉を行なうニードル(3)、このニードル(3)を軸方向へ駆動して前記噴射孔の開閉を行なうニードル駆動手段(4)、このニードル駆動手段(4)を搭載する固定ハウジング(5、6)を備えるインジェクタ(1)と、
このインジェクタ(1)に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段と、
を具備する車両用燃料噴射装置において、
前記インジェクタ(1)は、前記ニードル(3)が前記噴射孔から遠のく側へ移動した際に、前記ニードル(3)あるいは当該ニードル(3)とともに前記噴射孔から遠のく側へ移動する部材(8)に当接して前記ニードル(3)の最大リフト量を規制するストッパ(9)を備え、
前記ノズルボディ(2)は、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する可動壁(11)を備え、
前記固定ハウジング(5、6)は、前記可動壁(11)を収容し、当該可動壁(11)を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁(12)と、前記可動壁(11)よりも前記噴射孔から遠のく側の前記ノズルボディ(2)の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する固定壁(13)とを備え、
前記インジェクタ(1)は、前記可動壁(11)、前記円筒壁(12)、前記固定壁(13)、および前記噴射孔とは異なった側の前記ノズルボディ(2)の外周面とで囲まれて形成される油圧室(14)に、前記インジェクタ(1)に供給される燃料を導く燃料圧発生通路(15)と、前記可動壁(11)を前記固定壁(13)に向けて付勢するノズルリターンバネ(16)とを備えることを特徴とする車両用燃料噴射装置。 - 先端部に燃料噴射用の噴射孔が形成されたノズルボディ(2)、このノズルボディ(2)内に配置されて前記噴射孔の開閉を行なうニードル(3)、このニードル(3)を軸方向へ駆動して前記噴射孔の開閉を行なうニードル駆動手段(4)、このニードル駆動手段(4)を搭載する固定ハウジング(5、6)を備え、燃料点火用の点火プラグ(18)の点火部が配置された内燃機関の燃焼室内に直接燃料の噴射を行なうインジェクタ(1)と、
このインジェクタ(1)に供給する燃料圧力の調整を行なう燃圧調整手段と、
を具備する車両用燃料噴射装置において、
前記ノズルボディ(2)は、軸方向の中間部位の外周面に、外径方向に膨出する可動壁(11)を備え、
前記固定ハウジング(5、6)は、前記可動壁(11)を収容し、当該可動壁(11)を軸方向へ摺動自在に支持する円筒壁(12)と、前記可動壁(11)よりも前記噴射孔に近い側の前記ノズルボディ(2)の外周面を軸方向へ摺動自在に支持する固定壁(19)とを備え、
前記インジェクタ(1)は、前記可動壁(11)、前記円筒壁(12)、前記固定壁(19)、および前記噴射孔に近い側の前記ノズルボディ(2)の外周面とで囲まれて形成される油圧室(14)に、前記インジェクタ(1)に供給される燃料を導く燃料圧発生通路(15)と、前記可動壁(11)を前記固定壁(19)に向けて付勢するノズルリターンバネ(16)とを備えることを特徴とする車両用燃料噴射装置。
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2010
- 2010-01-22 JP JP2010011998A patent/JP2011149355A/ja active Pending
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