JP3988192B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関(以下、エンジンという)に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel into an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).

従来、噴孔を開閉する弁体を駆動するための電磁駆動力を複数のコイルにより発生するようにした燃料噴射弁が知られている(例えば特許文献1参照)。一般に燃料噴射弁では、エンジン始動時等に燃料噴射量を少なく調整することが求められており、それは、複数のコイルを用いた燃料噴射弁においても同様である。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection valve is known in which an electromagnetic driving force for driving a valve body that opens and closes an injection hole is generated by a plurality of coils (see, for example, Patent Document 1). In general, the fuel injection valve is required to adjust the fuel injection amount to be small when the engine is started, and the same applies to the fuel injection valve using a plurality of coils.

特開平11−148439号公報JP-A-11-148439

しかし、複数のコイルを用いた従来の燃料噴射弁では、噴孔を開ける際に各コイルへの通電を同時に実施するため、それらコイルの駆動電流及び磁束の両者の発生並びに消滅が過剰に遅れてしまい、また各コイル及び対応するコア等により形成される各磁気回路が磁気的に相互干渉することで弁体の駆動応答性が低下してしまう。弁体の駆動応答性が低下することによって、燃料噴射量の調整精度も低下するため、上述の要求に応えることができない。
本発明の目的は、燃料噴射量を精密に調整可能な燃料噴射弁を提供することにある。
However, in the conventional fuel injection valve using a plurality of coils, since energization to each coil is simultaneously performed when opening the nozzle hole, generation and disappearance of both the drive current and magnetic flux of those coils are excessively delayed. In addition, the drive circuit response of the valve body is reduced due to magnetic interference between the magnetic circuits formed by the coils and the corresponding cores. Since the drive response of the valve body is lowered, the adjustment accuracy of the fuel injection amount is also lowered, so that the above-mentioned requirement cannot be met.
An object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of precisely adjusting the fuel injection amount.

請求項1〜3に記載の発明によると、噴孔を閉じている弁体を燃料通路の燃圧による力に抗して駆動することで噴孔を開ける駆動手段は、弁体を駆動する電磁駆動力を発生するための磁気回路を個別に形成する複数のコイルを有し、燃料通路の燃圧が上昇するほど通電するコイルの数を増加する。したがって、エンジン始動時等、燃料通路の燃圧が低くなるときには、通電するコイルの数を減少させることで、コイル駆動電流及び磁束の両者の発生並びに消滅を早めることができ、また各磁気回路の相互干渉を防止することができる。これにより、弁体の駆動応答性が向上するので、燃料噴射量を精密に調整できる。しかも、燃料通路の燃圧が高くなるときには、通電するコイルの数を増加することで、電磁駆動力を確実に増大できる。そしてこのように、電磁駆動力が小さくて済む低燃圧時には通電するコイルの数を減少させ、大きな電磁駆動力が必要な高燃圧時には通電するコイルの数を増やすことができるので、エネルギー効率が向上する。   According to the first to third aspects of the present invention, the driving means for opening the nozzle hole by driving the valve element closing the nozzle hole against the force of the fuel pressure in the fuel passage is an electromagnetic drive for driving the valve element. It has a plurality of coils that individually form a magnetic circuit for generating force, and the number of coils to be energized increases as the fuel pressure in the fuel passage increases. Therefore, when the fuel pressure in the fuel passage becomes low, such as when the engine is started, the generation and disappearance of both the coil drive current and the magnetic flux can be accelerated by reducing the number of energized coils. Interference can be prevented. Thereby, since the drive responsiveness of the valve body is improved, the fuel injection amount can be adjusted precisely. Moreover, when the fuel pressure in the fuel passage becomes high, the electromagnetic driving force can be reliably increased by increasing the number of coils to be energized. In this way, the number of coils to be energized can be reduced at low fuel pressures where only a small electromagnetic driving force is required, and the number of coils to be energized can be increased at high fuel pressures where a large electromagnetic driving force is required. To do.

請求項2に記載の発明によると、複数の磁気回路は、弁体の駆動方向に互いに離間して形成されるので、通電するコイルの数が増加したときの各磁気回路の相互干渉を小さくできる。
請求項3に記載の発明によると、弁体がその駆動方向の複数箇所に有する作用部は、それぞれ対応するコイルへの通電によって発生した電磁駆動力が作用することで変位する。この発明によれば、通電するコイルの数が増加したときに発生する電磁駆動力の作用効率が、発生した電磁駆動力の全てを弁体の一つの作用部に作用させる場合に比べて高くなる。
According to the invention described in claim 2, since the plurality of magnetic circuits are formed apart from each other in the driving direction of the valve body, mutual interference of the magnetic circuits when the number of energized coils increases can be reduced. .
According to the third aspect of the present invention, the action portions that the valve body has at a plurality of locations in the driving direction are displaced by the electromagnetic driving force generated by energizing the corresponding coils. According to the present invention, the operation efficiency of the electromagnetic driving force generated when the number of energized coils is increased is higher than when all the generated electromagnetic driving force is applied to one operating portion of the valve body. .

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射弁を図1に示す。この燃料噴射弁10は、直噴式のガソリンエンジン用であり、図示しないエンジンヘッドに搭載される。燃料噴射弁10は、ハウジング20、ノズルホルダ40、ノズルボディ42、コイル50,52,54、駆動回路60,62,64、電子制御装置(ECU)66、燃圧センサ68、ステータ100,102,104、固定コア70,72,74、ニードル80、可動コア90,92,94、スプリング96等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A fuel injection valve according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The fuel injection valve 10 is for a direct injection gasoline engine and is mounted on an engine head (not shown). The fuel injection valve 10 includes a housing 20, a nozzle holder 40, a nozzle body 42, coils 50, 52 and 54, drive circuits 60, 62 and 64, an electronic control unit (ECU) 66, a fuel pressure sensor 68, and stators 100, 102 and 104. , Fixed cores 70, 72, 74, needle 80, movable cores 90, 92, 94, spring 96, and the like.

ハウジング20は筒状を呈し、軸方向の一端部側から他端部側に向かって順に第一磁性部21、第一非磁性部22、第二磁性部23、第二非磁性部24、第三磁性部25、第三非磁性部26及び第四磁性部27を有している。各磁性部21,23,25,27は磁性材で形成され、各非磁性部22,24,26は非磁性材で形成されている。第一非磁性部22は、第一磁性部21と第二磁性部23との磁気的な短絡を防止する。第二非磁性部24は、第二磁性部23と第三磁性部25との磁気的な短絡を防止する。第三非磁性部26は、第三磁性部25と第四磁性部27との磁気的な短絡を防止する。尚、図示はしていないが、後述する二つの磁気回路に挟まれる第二磁性部23あるいは第三磁性部25の適切な位置を非磁性部とすることで、さらに磁気回路間の相互干渉を小さくできる。   The housing 20 has a cylindrical shape, and in order from the one end side in the axial direction toward the other end side, the first magnetic part 21, the first nonmagnetic part 22, the second magnetic part 23, the second nonmagnetic part 24, the first It has a three magnetic part 25, a third nonmagnetic part 26 and a fourth magnetic part 27. Each magnetic part 21,23,25,27 is formed with a magnetic material, and each nonmagnetic part 22,24,26 is formed with a nonmagnetic material. The first nonmagnetic portion 22 prevents a magnetic short circuit between the first magnetic portion 21 and the second magnetic portion 23. The second nonmagnetic part 24 prevents a magnetic short circuit between the second magnetic part 23 and the third magnetic part 25. The third nonmagnetic portion 26 prevents a magnetic short circuit between the third magnetic portion 25 and the fourth magnetic portion 27. Although not shown in the drawing, the nonmagnetic portion is used as an appropriate position of the second magnetic portion 23 or the third magnetic portion 25 sandwiched between two magnetic circuits described later, thereby further reducing mutual interference between the magnetic circuits. Can be small.

ハウジング20の軸方向の一端部には、筒状の入口部材30が装着されている。入口部材30が形成する燃料入口31には、図示しない燃料ポンプから燃料が供給される。燃料入口31に供給された燃料は、燃料入口31内に設置された燃料フィルタ32を通過してハウジング20の内周側に流入する。燃料フィルタ32は、その通過燃料に含まれる異物を除去する。ハウジング20の軸方向の他端部には、筒状のノズルホルダ40を介して筒状のノズルボディ42が装着されている。ノズルボディ42は、反ハウジング側即ち燃料流れの下流側に向かうほど小径となる円錐状の内壁面に弁座44を有している。さらにノズルボディ42は、上記円錐状の内壁面において弁座44より下流側となる箇所と外壁面との間を貫く噴孔46を有している。   A cylindrical inlet member 30 is attached to one end of the housing 20 in the axial direction. Fuel is supplied to a fuel inlet 31 formed by the inlet member 30 from a fuel pump (not shown). The fuel supplied to the fuel inlet 31 passes through the fuel filter 32 installed in the fuel inlet 31 and flows into the inner peripheral side of the housing 20. The fuel filter 32 removes foreign matters contained in the passing fuel. A cylindrical nozzle body 42 is attached to the other end of the housing 20 in the axial direction via a cylindrical nozzle holder 40. The nozzle body 42 has a valve seat 44 on a conical inner wall surface having a smaller diameter toward the opposite housing side, that is, toward the downstream side of the fuel flow. Further, the nozzle body 42 has a nozzle hole 46 penetrating between a portion on the downstream side of the valve seat 44 on the conical inner wall surface and the outer wall surface.

三つのコイル50,52,54は、ハウジング20の外周側にそれぞれスプール51,53,55を介して装着されている。三つのコイル50,52,54は、ハウジング20の軸方向に沿って同軸上に並び、互いに離間している。噴孔46に最も近い第一コイル50は、第一ターミナル61を介して第一駆動回路60に接続される。第一コイル50の反噴孔側にある第二コイル52は、第二ターミナル63を介して第二駆動回路62に接続される。第二コイル52の反第一コイル側にある第三コイル54は、第三ターミナル65を介して第三駆動回路64に接続される。三つの駆動回路60,62,64は共通のECU66に接続され、当該ECU66からそれぞれ受信する制御信号に従って対応コイル50,52,54への通電を実施する。検出手段としての燃圧センサ68はECU66に接続され、燃料ポンプから燃料入口31に供給される燃料の圧力を検出しその燃圧の検出信号をECU66に送信する。   The three coils 50, 52, 54 are mounted on the outer peripheral side of the housing 20 via spools 51, 53, 55, respectively. The three coils 50, 52 and 54 are arranged coaxially along the axial direction of the housing 20 and are separated from each other. The first coil 50 closest to the nozzle hole 46 is connected to the first drive circuit 60 via the first terminal 61. The second coil 52 on the side opposite to the injection hole of the first coil 50 is connected to the second drive circuit 62 through the second terminal 63. The third coil 54 on the side opposite to the first coil of the second coil 52 is connected to the third drive circuit 64 via the third terminal 65. The three drive circuits 60, 62, and 64 are connected to a common ECU 66, and energize the corresponding coils 50, 52, and 54 in accordance with control signals received from the ECU 66, respectively. A fuel pressure sensor 68 as detection means is connected to the ECU 66, detects the pressure of fuel supplied from the fuel pump to the fuel inlet 31, and transmits a detection signal of the fuel pressure to the ECU 66.

三つのステータ100,102,104はそれぞれ磁性材で形成され、ハウジング20の軸方向に互いに離間するようにして、対応するコイル50,52,54の外周側を覆っている。第一ステータ100は、第一磁性部21及び第二磁性部23に磁気的に接続されている。第二ステータ102は、第二磁性部23及び第三磁性部25に磁気的に接続されている。第三ステータ104は、第三磁性部25及び第四磁性部27に磁気的に接続されている。   The three stators 100, 102, and 104 are each formed of a magnetic material and cover the outer peripheral sides of the corresponding coils 50, 52, and 54 so as to be separated from each other in the axial direction of the housing 20. The first stator 100 is magnetically connected to the first magnetic part 21 and the second magnetic part 23. The second stator 102 is magnetically connected to the second magnetic part 23 and the third magnetic part 25. The third stator 104 is magnetically connected to the third magnetic part 25 and the fourth magnetic part 27.

三つの固定コア70,72,74はそれぞれ磁性材で筒状に形成され、ハウジング20の内周側に装着されている。三つの固定コア70,72,74は、ハウジング20の軸方向に沿って同軸上に並び、互いに離間している。噴孔46に最も近い第一固定コア70は、ハウジング20を挟んで第一コイル50の内周側に位置固定されている。第一固定コア70の反噴孔側にある第二固定コア72は、ハウジング20を挟んで第二コイル52の内周側に位置固定されている。第二固定コア72の反第一固定コア側にある第三固定コア74は、ハウジング20を挟んで第三コイル54の内周側に位置固定されている。   The three fixed cores 70, 72, and 74 are each formed in a cylindrical shape from a magnetic material, and are attached to the inner peripheral side of the housing 20. The three fixed cores 70, 72, 74 are arranged coaxially along the axial direction of the housing 20 and are separated from each other. The first fixed core 70 closest to the nozzle hole 46 is fixed to the inner peripheral side of the first coil 50 with the housing 20 in between. The second fixed core 72 on the side opposite to the injection hole of the first fixed core 70 is fixed to the inner peripheral side of the second coil 52 with the housing 20 interposed therebetween. The third fixed core 74 on the anti-first fixed core side of the second fixed core 72 is fixed to the inner peripheral side of the third coil 54 with the housing 20 in between.

ニードル80は、ハウジング20、ノズルホルダ40及びノズルボディ42の内周側に同軸上に配置され、軸方向に往復移動可能である。ニードル80は、弁座44に着座可能な当接部82を噴孔46に近い側の端部に有している。ノズルホルダ40及びノズルボディ42とニードル80との間には、燃料を噴孔46側に向かって流す燃料通路84が形成される。即ち、ニードル80は燃料通路84に収容されている。   The needle 80 is coaxially disposed on the inner peripheral side of the housing 20, the nozzle holder 40, and the nozzle body 42, and can reciprocate in the axial direction. The needle 80 has an abutting portion 82 that can be seated on the valve seat 44 at an end near the nozzle hole 46. A fuel passage 84 is formed between the nozzle holder 40 and the nozzle body 42 and the needle 80 to allow fuel to flow toward the nozzle hole 46 side. That is, the needle 80 is accommodated in the fuel passage 84.

三つの可動コア90,92,94はそれぞれ磁性材で筒状に形成され、ニードル80の外周側に一体移動可能に装着されている。三つの可動コア90,92,94は、ニードル80の軸方向即ち駆動方向に沿って同軸上に並び、互いに離間している。当接部82に最も近い第一可動コア90は、第一固定コア70より噴孔46側において第一固定コア70と向き合っている。第一可動コア90の反当接部側にある第二可動コア92は、第二固定コア72より噴孔46側となる固定コア70,72間において第二固定コア72と向き合っている。第二可動コア92の反第一可動コア側にある第三可動コア94は、第三固定コア74より噴孔46側となる固定コア72,74間において第三固定コア74と向き合っている。   The three movable cores 90, 92, and 94 are each formed in a cylindrical shape from a magnetic material, and are attached to the outer peripheral side of the needle 80 so as to be integrally movable. The three movable cores 90, 92, 94 are arranged coaxially along the axial direction of the needle 80, that is, the driving direction, and are separated from each other. The first movable core 90 closest to the contact portion 82 faces the first fixed core 70 on the nozzle hole 46 side from the first fixed core 70. The second movable core 92 on the side of the first movable core 90 opposite to the abutting portion faces the second fixed core 72 between the fixed cores 70 and 72 on the side of the injection hole 46 from the second fixed core 72. The third movable core 94 on the anti-first movable core side of the second movable core 92 faces the third fixed core 74 between the fixed cores 72, 74 on the injection hole 46 side from the third fixed core 74.

第一コイル50が通電されるときには、当該第一コイル50、第一ステータ100、第一磁性部21、第一可動コア90、第一固定コア70及び第二磁性部23によって磁気回路が形成され、第一可動コア90を第一固定コア70側に吸引する磁気吸引力が発生する。即ち、第一コイル50への通電により生じた電磁駆動力としての磁気吸引力が第一可動コア90に作用する。第二コイル52が通電されるときには、当該第二コイル52、第二ステータ102、第二磁性部23、第二可動コア92、第二固定コア72及び第三磁性部25によって磁気回路が形成され、第二可動コア92を第二固定コア72側に吸引する磁気吸引力が発生する。即ち、第二コイル52への通電により生じた電磁駆動力としての磁気吸引力が第二可動コア92に作用する。第三コイル54が通電されるときには、当該第三コイル54、第三ステータ104、第三磁性部25、第三可動コア94、第三固定コア74及び第四磁性部27によって磁気回路が形成され、第三可動コア94を第三固定コア74側に吸引する磁気吸引力が発生する。即ち、第三コイル54への通電により生じた電磁駆動力としての磁気吸引力が第三可動コア94に作用する。
以上、コイル50,52,54、駆動回路60,62,64、ECU66及び固定コア70,72,74が駆動手段を構成し、ニードル80及び可動コア90,92,94が弁体を構成し、各可動コア90,92,94が作用部を構成している。
When the first coil 50 is energized, the first coil 50, the first stator 100, the first magnetic part 21, the first movable core 90, the first fixed core 70, and the second magnetic part 23 form a magnetic circuit. A magnetic attractive force that attracts the first movable core 90 toward the first fixed core 70 is generated. That is, a magnetic attractive force as an electromagnetic driving force generated by energizing the first coil 50 acts on the first movable core 90. When the second coil 52 is energized, a magnetic circuit is formed by the second coil 52, the second stator 102, the second magnetic part 23, the second movable core 92, the second fixed core 72, and the third magnetic part 25. A magnetic attractive force that attracts the second movable core 92 toward the second fixed core 72 is generated. That is, a magnetic attractive force as an electromagnetic driving force generated by energizing the second coil 52 acts on the second movable core 92. When the third coil 54 is energized, a magnetic circuit is formed by the third coil 54, the third stator 104, the third magnetic part 25, the third movable core 94, the third fixed core 74, and the fourth magnetic part 27. A magnetic attraction force that attracts the third movable core 94 toward the third fixed core 74 is generated. That is, a magnetic attractive force as an electromagnetic driving force generated by energizing the third coil 54 acts on the third movable core 94.
As described above, the coils 50, 52, 54, the drive circuits 60, 62, 64, the ECU 66 and the fixed cores 70, 72, 74 constitute drive means, and the needle 80 and the movable cores 90, 92, 94 constitute valve bodies. Each movable core 90, 92, 94 constitutes an action part.

各可動コア90,92,94は、その内壁面と外壁面との間を貫く燃料孔91,93,95を有している。燃料入口31への流入燃料は、燃料フィルタ32、後述するアジャスティングパイプ97の内周側並びに第三固定コア74の内周側を経由して、第三可動コア94の内周側に流入する。第三可動コア94への流入燃料は、燃料孔95、第三磁性部25とニードル80との間並びに第二固定コア72の内周側を経由して、第二可動コア92の内周側に流入する。第二可動コア92への流入燃料は、燃料孔93、第二磁性部23とニードル80との間並びに第一固定コア70の内周側を経由して、第一可動コア90の内周側に流入する。第一可動コア90への流入燃料は、燃料孔91並びに第一磁性部21とニードル80との間を経由して、燃料通路84に流入する。この燃料通路84に流入した燃料の圧力は、燃圧センサ68により検出される燃圧と実質的に等しい。   Each movable core 90, 92, 94 has fuel holes 91, 93, 95 penetrating between its inner wall surface and outer wall surface. The fuel flowing into the fuel inlet 31 flows into the inner peripheral side of the third movable core 94 via the fuel filter 32, the inner peripheral side of the adjusting pipe 97 described later and the inner peripheral side of the third fixed core 74. . The fuel flowing into the third movable core 94 passes through the fuel hole 95, between the third magnetic part 25 and the needle 80, and through the inner peripheral side of the second fixed core 72 to the inner peripheral side of the second movable core 92. Flow into. The fuel flowing into the second movable core 92 passes through the fuel hole 93, the second magnetic part 23 and the needle 80, and the inner peripheral side of the first fixed core 70 to the inner peripheral side of the first movable core 90. Flow into. The fuel flowing into the first movable core 90 flows into the fuel passage 84 via the fuel hole 91 and between the first magnetic part 21 and the needle 80. The pressure of the fuel flowing into the fuel passage 84 is substantially equal to the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 68.

付勢手段としてのスプリング96の一端部は、第三可動コア94の反第二固定コア側の端部に係止されている。スプリング96の他端部は、第三固定コア74の内周側に圧入されたアジャスティングパイプ97に係止されている。スプリング96は弾性変形により生じた復元力を第三可動コア94に作用させることによって、ニードル80を噴孔46側(図1の下側)に付勢する。   One end of the spring 96 as the urging means is locked to the end of the third movable core 94 on the side opposite to the second fixed core. The other end of the spring 96 is engaged with an adjusting pipe 97 that is press-fitted into the inner peripheral side of the third fixed core 74. The spring 96 biases the needle 80 toward the nozzle hole 46 (the lower side in FIG. 1) by applying a restoring force generated by elastic deformation to the third movable core 94.

全てのコイル50,52,54への通電を停止しているとき、スプリング96の復元力によりニードル80が噴孔46側に付勢され、当接部82が弁座44に着座する。これにより、燃料通路84と噴孔46との連通が遮断され、噴孔46からの燃料噴射が停止する。即ち、噴孔46が燃料噴射不能に閉じられる。尚、このとき、第一固定コア70と第一可動コア90との間、第二固定コア72と第二可動コア92との間並びに第三固定コア74と第三可動コア94との間には、それぞれ所定の大きさのギャップが形成される。   When energization of all the coils 50, 52, 54 is stopped, the needle 80 is biased toward the injection hole 46 by the restoring force of the spring 96, and the contact portion 82 is seated on the valve seat 44. Thereby, the communication between the fuel passage 84 and the injection hole 46 is blocked, and the fuel injection from the injection hole 46 is stopped. That is, the nozzle hole 46 is closed so that fuel cannot be injected. At this time, between the first fixed core 70 and the first movable core 90, between the second fixed core 72 and the second movable core 92, and between the third fixed core 74 and the third movable core 94. Are each formed with a gap of a predetermined size.

少なくとも一つのコイル50,52,54に通電すると、当該通電されたコイル50,52,54の内周側の固定コア70,72,74と向き合う可動コア90,92,94に磁気吸引力が作用する。その結果、磁気吸引力の作用した可動コア90,92,94は、それと向き合う固定コア70,72,74側即ち反噴孔側に吸引されて変位するため、ニードル80が、燃料通路84等の燃圧による力とスプリング96の付勢力とに抗して反噴孔側(図1の上側)に駆動される。これにより、当接部82が弁座44から離座するため、燃料通路84と噴孔46とが連通し、燃料通路84内の燃料が噴孔46から外部に噴射される。即ち、噴孔46が開けられて噴孔46からの燃料噴射が実施される。この後、少なくとも一つのコイル50,52,54への通電を停止すると、それまで通電していたコイル50,52,54による磁気吸引力の発生も止まるため、ニードル80がスプリング96の付勢力により噴孔46側に移動し、当接部82が弁座44に再び着座する。以上により、一回の燃料噴射作動が終了する。   When at least one coil 50, 52, 54 is energized, a magnetic attractive force acts on the movable cores 90, 92, 94 facing the fixed cores 70, 72, 74 on the inner peripheral side of the energized coils 50, 52, 54. To do. As a result, the movable cores 90, 92, and 94 on which the magnetic attractive force has acted are attracted and displaced toward the fixed cores 70, 72, and 74, that is, the counter-injection holes that face the movable cores. It is driven to the side opposite to the injection hole (upper side in FIG. 1) against the force of the fuel pressure and the biasing force of the spring 96. As a result, the abutting portion 82 is separated from the valve seat 44, so that the fuel passage 84 and the injection hole 46 communicate with each other, and the fuel in the fuel passage 84 is injected from the injection hole 46 to the outside. That is, the injection hole 46 is opened and fuel injection from the injection hole 46 is performed. Thereafter, when the energization of at least one of the coils 50, 52, 54 is stopped, the generation of the magnetic attractive force by the coils 50, 52, 54 energized until then stops, so that the needle 80 is moved by the urging force of the spring 96. It moves to the nozzle hole 46 side, and the contact part 82 is seated on the valve seat 44 again. Thus, one fuel injection operation is completed.

ここで、燃料噴射弁10の燃料噴射作動の一例についてさらに詳しく説明する。
燃料噴射弁10では、一回の燃料噴射を図2のフローチャートに従うようにして実施する。具体的に、まずステップS1では、燃圧センサ68により検出される燃圧(以下、検出燃圧という)Pdが所定の第一閾値Pth1より低いか否かを、ECU66により判定する。ここで第一閾値Pth1は、燃料噴射弁10に供給されて燃料通路84に導かれる燃料の最高圧力(以下、最高燃圧という)Pmaxより低い圧力に設定される。例えば、各コイル50,52,54への通電により発生する磁気吸引力が実質的に同じである場合には、例えば最高燃圧Pmaxの1/3以下の圧力に第一閾値Pth1が設定される。
Here, an example of the fuel injection operation of the fuel injection valve 10 will be described in more detail.
In the fuel injection valve 10, one fuel injection is performed according to the flowchart of FIG. Specifically, first, in step S1, the fuel pressure detected by fuel pressure sensor 68 (hereinafter, detects fuel pressure that) P d is whether lower than a predetermined first threshold value P th1, determines the ECU 66. Here, the first threshold value P th1 is set to a pressure lower than the maximum pressure (hereinafter referred to as the maximum fuel pressure) P max of the fuel supplied to the fuel injection valve 10 and guided to the fuel passage 84. For example, when the magnetic attractive forces generated by energizing the coils 50, 52, and 54 are substantially the same, the first threshold value P th1 is set to a pressure that is 1/3 or less of the maximum fuel pressure P max , for example. The

ステップS1において、検出燃圧Pdが第一閾値Pth1より低いと判定された場合には、ステップS2に移行して、コイル50,52,54のうちいずれか一つのコイル、例えば第一コイル50に通電し、その後、当該通電を停止する。尚、このステップS2において、可動コア90,92,94のうち通電したコイルに対応するいずれか一つの可動コアが確実に変位するように、予め第一閾値Pth1を設定しておく必要がある。
一方、ステップS1において、検出燃圧Pdが第一閾値Pth1以上であると判定された場合には、ステップS3に移行する。
In step S1, the detection pressure P when d is determined to be lower than the first threshold value P th1, the process proceeds to step S2, one of the coils of the coil 50, 52, for example, a first coil 50 Is energized, and then the energization is stopped. In step S2, the first threshold value P th1 needs to be set in advance so that any one of the movable cores 90, 92, and 94 corresponding to the energized coil is reliably displaced. .
On the other hand, in step S1, when the detection fuel pressure P d is determined to be the first threshold value P th1 or more, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、検出燃圧Pdが所定の第二閾値Pth2より低いか否かを、ECU66により判定する。ここで第二閾値Pth2は、第一閾値Pth1より高く且つ最高燃圧Pmaxより低い圧力に設定される。例えば、各コイル50,52,54への通電により発生する磁気吸引力が実質的に同じである場合には、例えば第一閾値Pth1より高く且つ最高燃圧Pmaxの2/3以下の圧力に第二閾値Pth2が設定される。 In step S3, the detection fuel pressure P d is whether lower than a predetermined second threshold value P th2, determines the ECU 66. Here, the second threshold value P th2 is set to a pressure higher than the first threshold value P th1 and lower than the maximum fuel pressure P max . For example, when the magnetic attractive force generated by energizing each of the coils 50, 52, and 54 is substantially the same, for example, the pressure is higher than the first threshold P th1 and not more than 2/3 of the maximum fuel pressure P max. A second threshold value P th2 is set.

ステップS3において、検出燃圧Pdが第二閾値Pth2より低いと判定された場合には、ステップS4に移行して、コイル50,52,54のうち上記ステップS2での通電対象コイルを含んだいずれか二つのコイル、例えば第一コイル50及び第二コイル52に通電し、その後、当該通電を停止する。尚、このステップS4において、可動コア90,92,94のうち通電したコイルに対応するいずれか二つの可動コアが確実に変位するように、予め第二閾値Pth2を設定しておく必要がある。 In step S3, if the detected fuel pressure P d is determined to be lower than the second threshold value P th2, the processing proceeds to step S4, including current target coil in the step S2 among the coils 50, 52, 54 Any two coils, for example, the first coil 50 and the second coil 52 are energized, and then the energization is stopped. In this step S4, it is necessary to set the second threshold value P th2 in advance so that any two movable cores corresponding to the energized coil among the movable cores 90, 92, 94 are surely displaced. .

一方、ステップS3において、検出燃圧Pdが第二閾値Pth2以上であると判定された場合には、ステップS5に移行して、三つ全てのコイル50,52,54に通電し、その後、当該通電を停止する。
以上、ステップS2,S4,S5において所定コイル50,52,54への通電が停止することで、一回の燃料噴射が終了する。
On the other hand, in step S3, if the detected fuel pressure P d is determined to be the second threshold value P th2 or more, the process proceeds to step S5, it energized all are three coils 50, 52, 54, then, The energization is stopped.
As described above, when the energization of the predetermined coils 50, 52, 54 is stopped in steps S2, S4, S5, one fuel injection is completed.

このように燃料噴射弁10では、一回の燃料噴射において三つのコイル50,52,54のうち通電するものの数(以下、通電コイル数という)を、検出燃圧Pdが上昇するほど増加するようにしている。そのため、エンジン始動時等のように燃料通路84の燃圧が低くなるときには通電コイル数を減らすことで、コイル駆動電流及び磁束の両者の発生並びに消滅が過剰に遅れることを防止でき、また形成される各磁気回路の相互干渉を防止できる。これにより、ニードル80の駆動応答性が向上するので、燃料噴射量を精密に調整することが可能になる。しかも、エンジンが継続して運転されて燃料通路84の燃圧が高くなるときには、通電コイル数を増やすことで、ニードル80と共に可動コア90,92,94を変位させるための磁気吸引力を確実に増大できる。以上より、ニードル80及び可動コア90,92,94で構成された弁体を駆動するための力が小さくて済む低燃圧時には通電コイル数を減らし、当該弁体を駆動するのに大きな力が必要となる高燃圧時には通電コイル数を増やすようにしているので、エネルギー効率が高くなる。 In this way the fuel injection valve 10, so as to increase the number of those that energization of the three coils 50, 52, 54 in a single fuel injection (hereinafter, referred to as the number of energizing coils), and the more detection fuel pressure P d is increased I have to. Therefore, when the fuel pressure in the fuel passage 84 becomes low, such as when the engine is started, the number of energized coils is reduced, so that the generation and disappearance of both the coil drive current and the magnetic flux can be prevented from being excessively delayed and formed. Mutual interference of each magnetic circuit can be prevented. As a result, the drive responsiveness of the needle 80 is improved, and the fuel injection amount can be precisely adjusted. In addition, when the engine is continuously operated and the fuel pressure in the fuel passage 84 increases, the number of energizing coils is increased, thereby reliably increasing the magnetic attractive force for displacing the movable cores 90, 92, and 94 together with the needle 80. it can. As described above, the number of energizing coils is reduced and a large force is required to drive the valve body at a low fuel pressure that requires a small force to drive the valve body composed of the needle 80 and the movable cores 90, 92, and 94. Since the number of energizing coils is increased at high fuel pressure, energy efficiency is increased.

さらに、燃料噴射弁10では、三つのコイル50,52,54等により三つの磁気回路がハウジング20の軸方向即ちニードル80の駆動方向に互いに離間して個別に形成されるので、通電コイルの数を増加させたとき各磁気回路の相互干渉を抑制できる。加えて、燃料噴射弁10では、ニードル80の駆動方向の三箇所に装着された可動コア90,92,94に対して、互いに別のコイル50,52,54への通電によって発生させた磁気吸引力を作用させるので、その作用効率が向上する。   Further, in the fuel injection valve 10, the three magnetic circuits are formed separately from each other in the axial direction of the housing 20, that is, in the driving direction of the needle 80 by the three coils 50, 52, 54, etc. The mutual interference of each magnetic circuit can be suppressed when the is increased. In addition, in the fuel injection valve 10, magnetic attraction generated by energization of the coils 50, 52, 54 that are different from each other with respect to the movable cores 90, 92, 94 mounted at three locations in the driving direction of the needle 80. Since the force is applied, the working efficiency is improved.

尚、上述の実施形態では、通電コイル数を決定するために燃圧センサにより直接検出した燃圧を利用しているが、例えば冷却水温度、エンジン回転数、エンジン負荷又は車両速度に基づき推定した燃圧を利用して通電コイル数を決定してもよい。これは、燃圧が低くなるエンジン始動時等には、冷却水温度及びエンジン回転数が低く、エンジン負荷が小さく、また車両速度が低速となっているため、それら物理量に基づく燃圧の推定が可能となるからである。   In the above-described embodiment, the fuel pressure directly detected by the fuel pressure sensor is used to determine the number of energized coils. For example, the fuel pressure estimated based on the coolant temperature, the engine speed, the engine load, or the vehicle speed is used. The number of energizing coils may be determined using this. This is because, at the time of engine start when the fuel pressure is low, the coolant temperature and the engine speed are low, the engine load is small, and the vehicle speed is low, so the fuel pressure can be estimated based on these physical quantities. Because it becomes.

また、上述の実施形態では、三つのコイルを備えた燃料噴射弁に本発明を適用した例について説明したが、二つのコイル又は四つ以上のコイルを備えた燃料噴射弁に本発明を適用してもよい。さらに、上述の実施形態では、複数のコイルをニードルの駆動方向に沿って配置して径方向に重ならないようにしているが、複数のコイルを径方向に重なるように配置してもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a fuel injection valve having three coils has been described. However, the present invention is applied to a fuel injection valve having two coils or four or more coils. May be. Furthermore, in the above-described embodiment, the plurality of coils are arranged along the needle driving direction so as not to overlap in the radial direction, but the plurality of coils may be arranged to overlap in the radial direction.

またさらに、上述の実施形態では、ニードルの駆動方向に並ぶ複数のコイルにより発生した電磁駆動力としての磁気吸引力を、ニードルの駆動方向に作用部として並ぶ複数の可動コアのうち対応するものに作用させている。これに対し、複数のコイルにより発生した電磁駆動力を弁体の同じ作用部に作用させてもよい。
さらにまた、上述の実施形態では、一回の燃料噴射作動中に通電するコイルの数について変化させていない。これに対し、例えば一回の燃料噴射作動中に燃圧が変化した場合に、その燃圧の変化に応じて通電するコイルの数を増減させてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the magnetic attraction force as the electromagnetic driving force generated by the plurality of coils arranged in the needle driving direction corresponds to the corresponding one of the plurality of movable cores arranged as the action portion in the needle driving direction. It is acting. On the other hand, you may make the electromagnetic drive force which generate | occur | produced with the some coil act on the same action part of a valve body.
Furthermore, in the above-described embodiment, the number of coils to be energized during one fuel injection operation is not changed. On the other hand, for example, when the fuel pressure changes during one fuel injection operation, the number of energized coils may be increased or decreased according to the change in the fuel pressure.

加えて、上述の実施形態では、直噴式ガソリンエンジン用の燃料噴射弁に本発明を適用した例について説明したが、予混合式ガソリンエンジン用又はディーゼルエンジン用等の燃料噴射弁に本発明を適用してもよい。
また加えて、上述の実施形態では、噴孔を閉じている弁体を燃料通路の燃圧による力に抗して駆動することで噴孔を開くようにした所謂内開式の燃料噴射弁に本発明を適用した。これに対し、複数のコイルを有し、噴孔を開いている弁体を燃料通路の燃圧による力に抗して駆動することで噴孔を閉じるようにした所謂外開式の燃料噴射弁において、燃料通路の燃圧が上昇するほど通電コイル数を増加する技術的思想を採用してもよい。
In addition, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a fuel injection valve for a direct injection gasoline engine has been described. However, the present invention is applied to a fuel injection valve for a premixed gasoline engine or a diesel engine. May be.
In addition, in the above-described embodiment, the valve body that closes the nozzle hole is driven against the force caused by the fuel pressure in the fuel passage to open the nozzle hole so-called inwardly-open fuel injection valve. The invention was applied. On the other hand, in a so-called open-type fuel injection valve that has a plurality of coils and closes the nozzle hole by driving a valve element that opens the nozzle hole against the force of the fuel pressure in the fuel passage. The technical idea of increasing the number of energizing coils as the fuel pressure in the fuel passage increases may be adopted.

本発明の一実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel injection valve by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による燃料噴射弁の燃料噴射作動について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the fuel-injection action | operation of the fuel injection valve by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃料噴射弁、46 噴孔、50,52,54 コイル(駆動手段)、60,62,64 駆動回路(駆動手段)、66 ECU(駆動手段)、68 燃圧センサ、70,72,74 固定コア(駆動手段)、 80 ニードル(弁体)、84 燃料通路、90,92,94 可動コア(作用部、弁体)、100,102,104 ステータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel injection valve, 46 Injection hole, 50, 52, 54 Coil (drive means), 60, 62, 64 Drive circuit (drive means), 66 ECU (drive means), 68 Fuel pressure sensor, 70, 72, 74 Fixed core (Drive means), 80 needle (valve element), 84 fuel passage, 90, 92, 94 movable core (action part, valve element), 100, 102, 104 stator

Claims (3)

噴孔と、
燃料を前記噴孔側に向かって流す燃料通路と、
前記燃料通路に収容され、前記噴孔を開閉する弁体と、
前記噴孔を閉じている前記弁体を前記燃料通路の燃圧による力に抗して駆動することで前記噴孔を開ける駆動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記弁体を駆動する電磁駆動力を発生するための磁気回路を個別に形成する複数のコイルを有し、前記燃料通路の燃圧が上昇するほど通電する前記コイルの数を増加することを特徴とする燃料噴射弁。
The nozzle hole,
A fuel passage for flowing fuel toward the nozzle hole,
A valve body housed in the fuel passage and opening and closing the nozzle hole;
Drive means for opening the nozzle hole by driving the valve element closing the nozzle hole against the force of fuel pressure of the fuel passage;
With
The driving means has a plurality of coils that individually form a magnetic circuit for generating an electromagnetic driving force that drives the valve body, and increases the number of coils that are energized as the fuel pressure in the fuel passage increases. A fuel injection valve characterized by:
複数の前記磁気回路は、前記弁体の駆動方向に互いに離間して形成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。   The fuel injection valve according to claim 1, wherein the plurality of magnetic circuits are formed apart from each other in a driving direction of the valve body. 前記弁体は、駆動方向の複数箇所に作用部を有し、各前記作用部は、対応する前記コイルへの通電によって発生した電磁駆動力が作用することで変位することを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射弁。   The valve body has action portions at a plurality of locations in a driving direction, and each action portion is displaced by an electromagnetic driving force generated by energizing the corresponding coil. 2. The fuel injection valve according to 2.
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