JP3921954B2 - Solenoid lift adjustment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのインジェクタ等において、ソレノイドがアーマチュアを吸引してリフトする量を調整する、ソレノイドリフト量調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ソレノイドコイルに電流を流して磁気吸引力を発生させ、その磁気吸引力によりアーマチュアを持ち上げ(リフトし)、その持ち上げ量(リフト量)に応じて何らかの作用をさせるという装置がある。ディーゼルエンジンのインジェクタにも、そのような装置を利用したタイプのものがある。以下、それを例にとって説明する。
【0003】
図3は、従来のインジェクタの概要構成を示す図である。図3において、1はインジェクタ、2は磁気コア、3はバネ、4は燃料排出路、5は分岐路、5Aは入口オリフィス、6は燃料供給路、7は分岐路、8はインジェクタボディ、9はニードル、9Aはニードル頭部、9Bはニードル先端部、9Cはニードルリターンスプリング、10はノズル、11はソレノイドコイル、12は動作電源端子、13はエアギャップ、14はアーマチュア、15は燃料室、16は排出路、16Aは出口オリフィス、17は制御室、18はニードル可動孔である。
燃料は、左横の燃料供給路6から供給され、下端のノズル10からエンジン(図示せず)へ噴射されるが、まずこのインジェクタ1の構成を説明する。
【0004】
インジェクタボディ8は、インジェクタ1の外殻を成している。インジェクタ1の上部には、磁気コア2とソレノイドコイル11が設けられ、その磁気コア2に対向させ、バネ3により弾発されたアーマチュア14が設けられている。その弾発により、磁気コア2とアーマチュア14との間に、エアギャップ13が生ぜしめられている。
インジェクタ1の中心部にはニードル可動孔18が設けられ、この中にニードル9が可動自在に挿入されている。ニードル頭部9Aは、ニードル可動孔18の内壁に対し、液密となるよう内接している。ニードルリターンスプリング9Cは、ノズル10を閉じるため、ニードル9を下方に弾発するためのものである。ニードル9が下端まで下げられると、ニードル先端部9Bはノズル10を閉じる。ニードル9が引上げられると、ノズル10は開けられる。
【0005】
ニードル可動孔18の内、ニードル頭部9Aより上方にある部分は制御室17と呼ばれる。燃料供給路6は途中で分岐路5と7に別れ、分岐路5は制御室17へ向かい、分岐路7はニードル頭部9Aより下にある部分のニードル可動孔18に向かう。分岐路5は、制御室17の直前で径が細くされ、入口オリフィス5Aとされている。
燃料供給路6には、蓄圧室(コモンレール)で高圧がかけられた燃料が供給される。この高圧の燃料は、分岐路5,7を経てニードル頭部9Aの両側へと供給される。
【0006】
制御室17は、排出路16を経て燃料室15へと通じているが、アーマチュア14がバネ3により図示する如く下方に弾発されている時には、その出口は閉じられている。排出路16は、燃料室15の直前で径が細くされ、出口オリフィス16Aとされている(なお、出口オリフィス16Aの径の方が、入口オリフィス5Aの径より大である。)。
アーマチュア14が引上げられると、制御室17から燃料室15へと燃料が流出して来る。この燃料は、燃料排出路4を経て燃料タンク(図示せず)へと戻される。
【0007】
次に、インジェクタ1による噴射動作を説明する。
(1)ソレノイドコイル11に通電されていない場合
この時、ソレノイドコイル11は付勢されないから、アーマチュア14を吸引しない。従って、アーマチュア14はバネ3によって下方に弾発され、出口オリフィス16Aを閉じている。
このような状態で、蓄圧室から燃料供給路6に入れられた高圧燃料は、分岐路5を通って制御室17へ送られると共に、分岐路7を通ってニードル頭部9Aより下の部分のニードル可動孔18に送られる。ニードルリターンスプリング9Cによる下方への弾発により、ニードル先端部9Bは弁シートに当接してノズル10を閉じているので、その当接部分より先端方向へは燃料が回り込めず、その表面には油圧がかからない(この表面にもし油圧がかかったとすると、ニードル9を上向きに押上げる圧力となる)。
従って、ニードル9全体に対して下向きにかかる油圧と、上向きにかかる油圧とを比べると、弁シートにかかる油圧分だけ下向きの圧力が大となる。その結果、ニードル9には、ニードルリターンスプリング9Cの下方への弾発力に加え、油圧差による下方への圧力がかかることになり、ノズル10の閉塞を維持する(燃料は噴射されない。)。なお、この時、ニードル頭部9Aは、丁度ピストンの役割を果たしている。
【0008】
(2)ソレノイドコイル11に通電された場合
ソレノイドコイル11が付勢されると、アーマチュア14がバネ3の弾発力に抗して、磁気コア2に吸引される。即ち、アーマチュア14が、幾らかリフトされる(持ち上げられる)。すると、出口オリフィス16Aの出口が開けられ、制御室17の燃料は燃料室15へと流出することになり、制御室17の圧力は減少する。
その結果、ニードル頭部9Aの上と下との圧力バランスが崩れ、ニードル9は上方へ移動させられる。これにより、ノズル10を塞いでいたニードル先端部9Bも上昇するから、ノズル10より燃料が噴射される。
ソレノイドコイル11への通電が終了すると、リフトされていたアーマチュア14が再び下方に弾発され、出口オリフィス16Aを閉じる。そのため、ニードル9が下方に移動され、ノズル10を閉じる。
【0009】
噴射動作は前記のようにしてなされるが、噴射量等は、ソレノイドコイル11に通電されている時のアーマチュア14のリフト量に、大きく影響されるということが知られている。このリフト量は、ソレノイドの磁気特性によって変わる。即ち、ソレノイド部分を構成する部品としては幾つかの部品があり(例えば、ソレノイドコイル11,磁気コア2,アーマチュア14,バネ3等)、同じインジェクタに用いられるものは、同じように作製されていることになってはいるが、加工歪み等により個体間のバラツキはどうしても存在する。従って、ソレノイドの磁気特性にもバラツキが存在し、リフト量も同じとはならない。
【0010】
そのため、所望の噴射動作が行われるようにするため、インジェクタ1の組み付け後に、リフト量を調整することが必要とされる。
従来は、実際に噴射させてみて、その噴射特性からリフト量が適切かどうかを間接的に判断し、適切でない場合は、リフト量を小にするなり大にするなりの調整をしていた。具体的には、ソレノイドの磁気特性に影響を与える部分を調整することが行われる。例えば、エアギャップ13の大きさを、シムを挿入したり抜き出したりすることにより調整する。
なお、燃料噴射のインジェクタに関する従来の文献としては、例えば特開平9−217644号公報等がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のソレノイドリフト量調整方法では、インジェクタの噴射特性からリフト量を推定していたので、バラツキが大きくあまり正確には推定することが出来なかった。そのため、リフト量の調整がうまくなされず、ソレノイドの磁気特性にバラツキが残り、噴射特性もバラツクという問題点があった。
なお、前記したように物理的な構造を変えるという措置を施して調整する他に、ソレノイドコイル11への通電量を変えてリフト量を調整しようとする考えもあるが、これを行うと過大なエネルギーを必要とすることになってしまうこともあり、好ましくなかった。
本発明は、前記したような問題点を解決することを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ソレノイドの磁気コアからバネにより弾発されエアギャップを隔てて配設されているアーマチュアの、ソレノイドコイルに通電してリフトされる前の位置と、通電してリフトされた後の位置との差であるリフト量を調整するソレノイドリフト量調整方法において、リフト前のソレノイドのインダクタンスを測定すると共にリフト後のソレノイドのインダクタンスを測定する第1の過程と、測定したリフト前のインダクタンスとリフト後のインダクタンスとを、ソレノイドのインダクタンスと前記エアギャップとの関係を示すマップに当てはめ、リフト量を求める第2の過程と、求めたリフト量が所定値となるようエアギャップを調整する第3の過程とを具えることとした。
【0013】
(作 用)
ソレノイドのインダクタンスを測定し、インダクタンスとエアギャップとの関係を示すマップを利用して、ソレノイドのリフト量を求めるので、ソレノイドの磁気特性のバラツキ等があっても、それらの影響が織り込まれた形で、従来より正確にリフト量を求めることが出来る。求めたリフト量を、予め定められている適正値となるようにエアギャップを調整するので、磁気特性のバラツキが少なくなる。インジェクタに用いられているソレノイドをこのように調整すれば、インジェクタ間の噴射特性のバラツキが低減される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のソレノイドリフト量調整方法を実施する際の、インジェクタを示す図である。符号は図3のものに対応し、20は測定用端子である。この測定用端子20は、ソレノイドのインダクタンスを測定するための端子である。
本発明では、予めソレノイドのインダクタンスとエアギャップとの関係を、マップとして求めておく。そして、インジェクタ1の組み付け後に、アーマチュア14をリフトする前とリフトした後のインダクタンスをそれぞれ測定し、前記マップに照らしてそれぞれの時のエアギャップを求める。すると自ずとリフト量が求まるから、それが予め定められている適正値となるように、リフト量の調整を行う。この調整を行った後、またインダクタンスを測定してリフト量を算出し、再びリフト量調整行うということを繰り返す。
【0015】
図4は、ソレノイドのエアギャップとインダクタンスとの関係を示す図である。縦軸はインダクタンスを表し、横軸はエアギャップを表している。曲線イは、ソレノイドのインダクタンスとエアギャップとの関係を示す曲線であり、この関係は予め求めることが出来、マップという形で保持しておくことが出来る。
図1について言うならば、アーマチュア14はリフトされる前の状態にあるが、この時のインダクタンス、即ちリフト前インダクタンスを測定すると共に、ソレノイドコイル11に通電してリフトした後のインダクタンス、即ちリフト後インダクタンスを測定する。
【0016】
測定値が、リフト前インダクタンス=LS ,リフト後インダクタンス=LE であったとすると、これらを図4に当てはめ点線矢印のように辿ることにより、それぞれの時のエアギャップは、次のように求められる。
リフト前エアギャップ=GS
リフト後エアギャップ=GE
両者の差がリフト量である。即ち、リフト量GSE=GS −GE 。
図2は、インジェクタ1における上記のエアギャップやリフト量の物理的関係を示す図である。図2(1)はリフト前の状態を表しており、図2(2)はリフト後の状態を表している。リフト量GSEは図示する大きさである。
【0017】
本発明では、インダクタンスを測定することにより、リフト量GSEを図4で求めるわけであるが、マップを精度よく作成しておくことにより、リフト量GSEを精度よく求めることが可能となる。なお、ソレノイド構成部品の個々にバラツキがあり、ソレノイド磁気特性にバラツキがあっても、インダクタンスはそれらのバラツキが全て織り込まれた状態で測定される。
【0018】
測定インダクタンスとマップとによって求められたリフト量GSEは正確であるから、それを基にリフト量が適正な大きさとなるよう調整作業(例、シムによる調整作業)を行えば、磁気特性のバラツキは従来より低減され、インジェクタの噴射特性のバラツキも低減される。ソレノイドの適正なリフト量は、インジェクタの種類により異なるが、例えばこのインジェクタでの適正値は、G1 〜G2 の範囲の大きさなどというように予め求めておくことが出来る。
なお、本発明の方法は、インジェクタのソレノイドだけに利用し得るというものではなく、他の装置(例、アクチュエータ)のソレノイドについても、同様に利用できることは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のソレノイドリフト量調整方法によれば、ソレノイドのインダクタンスを測定し、インダクタンスとエアギャップとの関係を示すマップを利用して、ソレノイドのリフト量を求めるので、ソレノイドの磁気特性のバラツキ等があっても、それらの影響が織り込まれた形で、従来より正確にリフト量を求めることが出来る。
そして、そのようにして求めたリフト量が、予め定められている適正値となるようにエアギャップを調整するので、磁気特性のバラツキが少なくなる。インジェクタに用いられているソレノイドを、このように調整すれば、ソレノイド磁気特性のバラツキに起因する噴射特性のバラツキを、低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のソレノイドリフト量調整方法を実施する際のインジェクタを示す図
【図2】 インジェクタにおけるエアギャップやリフト量の物理的関係を示す図
【図3】 従来のインジェクタの概要構成を示す図
【図4】 エアギャップとインダクタンスとの関係を示す図
【符号の説明】
1…インジェクタ、2…磁気コア、3…バネ、4…燃料排出路、5…分岐路、5A…入口オリフィス、6…燃料供給路、7…分岐路、8…インジェクタボディ、9…ニードル、9A…ニードル頭部、9B…ニードル先端部、9C…ニードルリターンスプリング、10…ノズル1、11…ソレノイドコイル、12…動作電源端子、13…エアギャップ、14…アーマチュア、15…出口オリフィス、16…排出路、17…制御室、18…ニードル可動孔、20…測定用端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solenoid lift amount adjusting method for adjusting an amount by which a solenoid sucks and lifts an armature in an injector or the like of a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
There is a device in which a current is passed through a solenoid coil to generate a magnetic attractive force, the armature is lifted (lifted) by the magnetic attractive force, and some action is performed according to the lift amount (lift amount). Some types of diesel engine injectors use such devices. Hereinafter, this will be described as an example.
[0003]
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional injector. In FIG. 3, 1 is an injector, 2 is a magnetic core, 3 is a spring, 4 is a fuel discharge path, 5 is a branch path, 5A is an inlet orifice, 6 is a fuel supply path, 7 is a branch path, 8 is an injector body, 9 Is a needle, 9A is a needle head, 9B is a needle tip, 9C is a needle return spring, 10 is a nozzle, 11 is a solenoid coil, 12 is an operating power terminal, 13 is an air gap, 14 is an armature, 15 is a fuel chamber, Reference numeral 16 denotes a discharge path, 16A denotes an outlet orifice, 17 denotes a control chamber, and 18 denotes a needle movable hole.
Fuel is supplied from the fuel supply passage 6 on the left side and injected from the
[0004]
The injector body 8 forms the outer shell of the
A needle
[0005]
A portion of the needle
The fuel supply path 6 is supplied with fuel that has been pressurized at a pressure accumulation chamber (common rail). This high-pressure fuel is supplied to both sides of the
[0006]
The control chamber 17 communicates with the fuel chamber 15 via the discharge passage 16, but when the
When the
[0007]
Next, the injection operation by the
(1) When the
In such a state, the high-pressure fuel put into the fuel supply path 6 from the pressure accumulating chamber is sent to the control chamber 17 through the branch path 5 and passes through the
Therefore, when the hydraulic pressure applied downward with respect to the entire needle 9 is compared with the hydraulic pressure applied upward, the downward pressure is increased by the hydraulic pressure applied to the valve seat. As a result, in addition to the downward elastic force of the needle return spring 9C, a downward pressure due to the hydraulic pressure difference is applied to the needle 9, and the
[0008]
(2) When the
As a result, the pressure balance between the top and bottom of the
When the energization of the
[0009]
Although the injection operation is performed as described above, it is known that the injection amount and the like are greatly influenced by the lift amount of the
[0010]
Therefore, in order to perform a desired injection operation, it is necessary to adjust the lift amount after assembly of the
Conventionally, after actually injecting, it is indirectly determined whether or not the lift amount is appropriate from the injection characteristics, and when it is not appropriate, the lift amount is adjusted to be small or large. Specifically, a portion that affects the magnetic characteristics of the solenoid is adjusted. For example, the size of the air gap 13 is adjusted by inserting or removing a shim.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-217644 discloses a conventional document related to a fuel injection injector.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional solenoid lift amount adjusting method described above, since the lift amount is estimated from the injection characteristics of the injector, the variation is large and it cannot be estimated accurately. For this reason, the lift amount is not adjusted properly, the magnetic characteristics of the solenoid remain uneven, and the injection characteristics also vary.
As described above, in addition to making adjustments by taking measures to change the physical structure, there is also an idea of adjusting the lift amount by changing the energization amount to the
An object of the present invention is to solve the above-described problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the position of the armature that is spring-loaded from the magnetic core of the solenoid and is separated from the air gap before the solenoid coil is energized and lifted is energized. In a solenoid lift amount adjustment method for adjusting a lift amount, which is a difference from a position after being lifted, a first process of measuring the inductance of the solenoid before the lift and measuring the inductance of the solenoid after the lift, and the measurement By applying the inductance before the lift and the inductance after the lift to a map showing the relationship between the solenoid inductance and the air gap, the second process for obtaining the lift amount and the air so that the obtained lift amount becomes a predetermined value. And a third step of adjusting the gap.
[0013]
(Work)
Solenoid inductance is measured, and the lift amount of the solenoid is obtained using a map that shows the relationship between the inductance and the air gap. Therefore, even if there are variations in the magnetic characteristics of the solenoid, the influence is incorporated into the shape. Thus, the lift amount can be obtained more accurately than before. Since the air gap is adjusted so that the obtained lift amount becomes a predetermined appropriate value, variations in magnetic characteristics are reduced. If the solenoid used in the injector is adjusted in this way, variations in the injection characteristics between the injectors are reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an injector when the solenoid lift amount adjusting method of the present invention is carried out. Reference numerals correspond to those in FIG. 3, and 20 is a measurement terminal. The
In the present invention, the relationship between the solenoid inductance and the air gap is obtained in advance as a map. Then, after the
[0015]
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the air gap and the inductance of the solenoid. The vertical axis represents the inductance, and the horizontal axis represents the air gap. Curve A is a curve showing the relationship between the inductance of the solenoid and the air gap. This relationship can be obtained in advance and can be held in the form of a map.
Referring to FIG. 1, the
[0016]
Measurements, the lift before inductance = L S, assuming that a lift after inductance = L E, by following these as fitting dotted arrow in FIG. 4, the air gap when each determined as follows It is done.
Air gap before lift = G S
Air gap after lift = G E
The difference between the two is the lift amount. That is, the lift amount G SE = G S −G E.
FIG. 2 is a diagram illustrating a physical relationship between the air gap and the lift amount in the
[0017]
In the present invention, the lift amount GSE is obtained in FIG. 4 by measuring the inductance, but the lift amount GSE can be obtained with high accuracy by preparing a map with high accuracy. In addition, even if the solenoid components vary, and even if the solenoid magnetic characteristics vary, the inductance is measured in a state in which all these variations are incorporated.
[0018]
Since the measurement inductance and lift G SE obtained by the map is accurate, adjustment work so that the lift amount is appropriately sized based on it be performed (eg, adjustment by shim), the variation of the magnetic properties Is reduced as compared with the prior art, and variations in the injection characteristics of the injector are also reduced. The proper lift amount of the solenoid varies depending on the type of the injector. For example, the proper value in this injector can be obtained in advance, such as the size in the range of G 1 to G 2 .
Needless to say, the method of the present invention can be used not only for the solenoid of the injector, but also for the solenoids of other devices (eg, actuators).
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the solenoid lift amount adjusting method of the present invention, the solenoid inductance is measured, and the solenoid lift amount is obtained using the map showing the relationship between the inductance and the air gap. Even if there is a variation in characteristics, the lift amount can be obtained more accurately than in the past, in a form that incorporates these effects.
Since the air gap is adjusted so that the lift amount thus determined becomes a predetermined appropriate value, variations in magnetic characteristics are reduced. By adjusting the solenoid used in the injector in this way, it is possible to reduce variations in injection characteristics due to variations in solenoid magnetic characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an injector when the solenoid lift amount adjusting method of the present invention is carried out. FIG. 2 is a view showing a physical relationship between an air gap and a lift amount in the injector. FIG. 3 is a schematic configuration of a conventional injector. Figure [Figure 4] Figure showing the relationship between air gap and inductance [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
リフト前のソレノイドのインダクタンスを測定すると共にリフト後のソレノイドのインダクタンスを測定する第1の過程と、
測定したリフト前のインダクタンスとリフト後のインダクタンスとを、ソレノイドのインダクタンスと前記エアギャップとの関係を示すマップに当てはめ、リフト量を求める第2の過程と、
求めたリフト量が所定値となるようエアギャップを調整する第3の過程と
を具えたことを特徴とするソレノイドリフト量調整方法。The difference between the position of the armature, which is springed from the magnetic core of the solenoid and separated from the air gap, before the solenoid coil is energized and lifted, and the position after it is energized and lifted In the solenoid lift amount adjustment method for adjusting a certain lift amount,
A first step of measuring the inductance of the solenoid before lift and measuring the inductance of the solenoid after lift;
Applying the measured inductance before lift and inductance after lift to a map showing the relationship between solenoid inductance and the air gap, and a second process for obtaining the lift amount;
A method for adjusting a solenoid lift amount, comprising: a third step of adjusting an air gap so that the obtained lift amount becomes a predetermined value.
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