JP4222286B2 - Fuel injection device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device.

燃料噴射装置としては、例えば燃料を直接、内燃機関の筒内すなわち燃焼室に噴射する燃料噴射弁が知られている。この種の燃料噴射弁から供給された燃料は、燃焼室において空気と混合され、燃焼室内に可燃混合気を形成する。燃焼室内の可燃混合気はピストン運動により圧縮された後、点火プラグ等の点火装置により着火燃焼し、内燃機関の動力として利用されている。燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の特性、形状は、機関運転状態により最適な状態がある。   As a fuel injection device, for example, a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, that is, a combustion chamber is known. The fuel supplied from this type of fuel injection valve is mixed with air in the combustion chamber to form a combustible mixture in the combustion chamber. The combustible air-fuel mixture in the combustion chamber is compressed by piston motion, and then ignited and combusted by an ignition device such as a spark plug, and used as power for the internal combustion engine. The characteristics and shape of the fuel spray injected from the fuel injection valve are optimal depending on the engine operating state.

その実現手段として、特許文献1は、気筒に設けた二つの燃料噴射弁を用いて噴霧形状を切換える技術を開示している。第1の燃料噴射弁は圧縮行程中にピストン頂部に形成されたキャビティ内へいわゆる成層燃焼に適した燃料噴射が可能なものであり、第2の燃料噴射弁は第1燃料噴射弁に比べて点火プラグ側に噴射可能で主に吸気行程中に噴射し、均質燃焼に適したものである。   As a means for realizing this, Patent Document 1 discloses a technique of switching the spray shape using two fuel injection valves provided in a cylinder. The first fuel injection valve is capable of fuel injection suitable for so-called stratified combustion into a cavity formed at the top of the piston during the compression stroke, and the second fuel injection valve is compared with the first fuel injection valve. It can be injected to the spark plug side and injected mainly during the intake stroke, and is suitable for homogeneous combustion.

特許文献2は、噴孔プレートに形成された噴孔の開口面積を可変にする技術が開示されている。この特許文献2の開示する従来技術によると、噴孔プレートを圧電素子で構成しこれに電圧を加えて噴孔プレートを膨張または縮小させることで、噴孔を縮小または拡径に可変するようにしている。
特開2001−214744号公報 特開平11−107890号公報
Patent Document 2 discloses a technique for making the opening area of the injection hole formed in the injection hole plate variable. According to the prior art disclosed in this Patent Document 2, the nozzle hole plate is configured by a piezoelectric element, and a voltage is applied to the nozzle plate to expand or contract the nozzle hole plate so that the nozzle hole can be reduced or expanded. ing.
JP 2001-214744 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-107890

従来技術では、例えば成層燃焼に適した燃料噴霧と均質燃焼に適した燃料噴霧に切換えるなど、一つの燃料噴射弁を用いて真に機関運転状態などに求められる噴霧形状に切換えることは難しい。   In the prior art, it is difficult to switch to a spray shape that is truly required for an engine operating state or the like using one fuel injection valve, for example, switching to a fuel spray suitable for stratified combustion and a fuel spray suitable for homogeneous combustion.

また、近年、可変噴孔技術の要望があるが、上記特許文献2などの従来技術では、例えば噴射用ソレノイド以外に、圧電素子などを設けることが必要となるため、システムの複雑化を招き、コストアップは避けられないという問題がある。   In recent years, there has been a demand for variable nozzle technology. However, in the conventional technology such as Patent Document 2 described above, for example, it is necessary to provide a piezoelectric element in addition to the injection solenoid, which leads to a complicated system. There is a problem that cost increases are inevitable.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、一つの燃料噴射弁で噴霧の特性、形状等の切換えられる機能を有する構成を簡素化可能な燃料噴射装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of simplifying a configuration having a function of switching the characteristics, shape, etc. of spraying with a single fuel injection valve. It is to provide.

また、別の目的は、一つの燃料噴射弁で噴霧の特性、形状等の切換えられる機能を有する構成の簡素化が図れるとともに、燃料の噴射方向の変更または噴射の一部禁止が可能な燃料噴射装置を提供することにある。   Another object is to simplify the structure having a function of switching the characteristics, shape, etc. of the spray with a single fuel injection valve and to change the fuel injection direction or to partially prohibit the fuel injection. To provide an apparatus.

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。請求項1乃至請求項に記載の燃料噴射装置では、第1噴孔および第2噴孔を有するノズルボディと、ノズルボディ内に移動可能に配置され、第1噴孔を開閉する第1ニードル、および第2噴孔を開閉する第2ニードルを有するノズルニードルと、ノズルニードルに協働可能な可動コアと、可動コアに軸方向に対峙し、磁性体からなるコアと、可動コアおよびコアに磁力を通電により作用可能な駆動コイルと、コアを反可動コア側に吸引および反発可能な磁化部材とを備え、ノズルニードルは、第1噴孔および第2噴孔の開口面積を独立して増減させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means. In the fuel injection device according to any one of claims 1 to 8 , a nozzle body having a first injection hole and a second injection hole, and a first needle that is movably disposed in the nozzle body and opens and closes the first injection hole. And a nozzle needle having a second needle that opens and closes the second nozzle hole, a movable core capable of cooperating with the nozzle needle, a core made of a magnetic material opposed to the movable core in the axial direction, and a movable core and a core A drive coil capable of applying a magnetic force by energization and a magnetized member capable of attracting and repelling the core to the non-movable core side, and the nozzle needle independently increase or decrease the opening area of the first nozzle hole and the second nozzle hole It is characterized by letting.

これによると、ノズルボディに設けられている第1噴孔および第2噴孔は、それぞれ、ノズルニードルを構成する第1ニードルおよび第2ニードルにより開閉される。さらに、これら第1ニードルおよび第2ニードルを駆動する駆動手段として、可動コアと、可動コアに軸方向に対峙し、磁性体からなるコアと、可動コアおよびコアに磁力を作用可能な駆動コイルと、例えばその磁力の磁極方向に応じてコアを、反可動コア側に吸引および可動コア側に反発可能な磁化部材とを有し、第1噴孔および第2噴孔の噴孔面積が独立して増減されるようにしている。これにより、磁化部材、駆動コイルなどの電磁駆動部による簡素な構成によって、第1ニードルおよび第2ニードルを駆動し第1噴孔および第2噴孔の噴孔面積を独立して切換えることができるので、一つの燃料噴射弁で噴霧の特性、形状等の切換えられる機能を有する構成の簡素化が図れる。   According to this, the first nozzle hole and the second nozzle hole provided in the nozzle body are opened and closed by the first needle and the second needle constituting the nozzle needle, respectively. Furthermore, as drive means for driving the first needle and the second needle, a movable core, a core made of a magnetic material facing the movable core in the axial direction, and a drive coil capable of applying a magnetic force to the movable core and the core, For example, it has a core according to the magnetic pole direction of the magnetic force, and a magnetized member that can be attracted and repelled on the anti-movable core side, and the injection hole areas of the first injection hole and the second injection hole are independent. To increase or decrease. Accordingly, the first needle and the second needle can be driven and the nozzle hole areas of the first nozzle hole and the second nozzle hole can be switched independently by a simple configuration using an electromagnetic driving unit such as a magnetizing member and a driving coil. Therefore, it is possible to simplify the configuration having the function of switching the spray characteristics, shape, and the like with a single fuel injection valve.

なお、磁化部材は、着磁された永久磁石、あるいは駆動コイルとは別のコイルなど、所定の磁力が発生するように磁化されるものであればいずれの部材であってもよい。   The magnetizing member may be any member that is magnetized so as to generate a predetermined magnetic force, such as a magnetized permanent magnet or a coil different from the drive coil.

特に、本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、磁化部材は、コアの反可動コア側に配置された永久磁石であり、駆動コイルに通電したとき駆動コイルの周囲に形成される磁気回路の外側に位置する。 In particular, magnetic fuel injection device according to claim 1 of the present invention, the magnetization member is a permanent magnet disposed in the counter movable core side of the core, which is formed around the drive coil when energized to drive coil Located outside the circuit.

第1ニードルおよび第2ニードルを駆動する駆動手段において、磁化部材が例えば電流供給により磁力発生するコイルなどの駆動部材である場合には、駆動コイルを駆動するための消費電力量以外に、駆動部材を駆動するための消費電力量が必要となる。これに対して請求項2に記載の燃料噴射装置では、着磁され、常に所定の磁力が発生するように磁化された永久磁石を磁化部材として用いるので、噴霧の特性、形状等の切換えられる機能を有する燃料噴射装置を駆動するための消費電力量の低減が図れる。   In the driving means for driving the first needle and the second needle, when the magnetizing member is a driving member such as a coil that generates magnetic force by supplying current, for example, in addition to the power consumption for driving the driving coil, the driving member The amount of power consumption for driving is required. On the other hand, in the fuel injection device according to claim 2, a permanent magnet that is magnetized and magnetized so as to always generate a predetermined magnetic force is used as the magnetizing member. The amount of power consumption for driving the fuel injection device having the above can be reduced.

本発明の請求項1に記載の燃料噴射装置では、第1ニードルと第2ニードルを、内外に二重に配置している。In the fuel injection device according to the first aspect of the present invention, the first needle and the second needle are doubled inside and outside.

これによると、第1ニードルと第2ニードルを内外に二重に配置しているので、第1ニードルと第2ニードルは、第1噴孔、第2噴孔を開閉するためのノズルボディへの着座および離座が独立して実施できる。また、第1噴孔、第2噴孔が複数個有する場合、各第1噴孔、各第2噴孔を、それぞれ周方向に配置することができる。According to this, since the first needle and the second needle are doubly arranged inside and outside, the first needle and the second needle are connected to the nozzle body for opening and closing the first injection hole and the second injection hole. Sitting and leaving can be performed independently. When there are a plurality of first nozzle holes and second nozzle holes, the first nozzle holes and the second nozzle holes can be arranged in the circumferential direction.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、コアと永久磁石との間には、磁性体が配設されていることを特徴としている。 The fuel injection device according to claim 2 of the present invention is characterized in that a magnetic material is disposed between the core and the permanent magnet.

これによると、コアと永久磁石との間には、磁性体が配設されていることが好ましい。例えば駆動コイルへの通電により可動コアおよびコアに発生する磁界(磁力の方向)と永久磁石の磁界とが逆方向となる場合には、駆動コイルの磁束の流れは、その磁束の流れに対して磁気抵抗となる永久磁石自身に直接作用せず、永久磁石とコアの間に設けられた磁性体に作用するため、永久磁石の磁束の影響を緩和または除去できる。したがって、駆動コイルに発生する電磁力を効率的に利用することができる。According to this, it is preferable that a magnetic body is disposed between the core and the permanent magnet. For example, when the magnetic field (direction of magnetic force) generated in the movable core and the core due to energization of the drive coil is opposite to the magnetic field of the permanent magnet, the magnetic flux flow of the drive coil is relative to the magnetic flux flow. Since it does not act directly on the permanent magnet itself that becomes the magnetic resistance but acts on the magnetic body provided between the permanent magnet and the core, the influence of the magnetic flux of the permanent magnet can be reduced or eliminated. Therefore, the electromagnetic force generated in the drive coil can be used efficiently.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、駆動コイルへの通電方向を、第1ニードルおよび第2ニードルの一方開弁するときと、第1ニードルおよび第2ニードルの双方開弁するときとで逆転させることを特徴としている。 In the fuel injection device according to claim 3 of the present invention, the current direction to the drive coil, and when opening one of the first needle and the second needle opening both the first needle and the second needle It is characterized by reversing when you do.

これによると、第1噴孔、第2噴孔を開閉するための方法として、第1ニードルを吸引する場合と、第2ニードルを吸引する場合とで駆動コイルの通電方向を逆転させるだけであるので、可変噴孔が比較的容易に実行できる。   According to this, as a method for opening and closing the first nozzle hole and the second nozzle hole, the energization direction of the drive coil is simply reversed between when the first needle is sucked and when the second needle is sucked. Therefore, the variable injection hole can be executed relatively easily.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、請求項1から請求項のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、ノズルニードルは、第1ニードルおよび第2ニードルのうち、いずれか一方のニードルが可動コアと協働し、他方のニードルがコアと協働することを特徴としている。 In the fuel injection device according to claim 4 of the present invention, in the fuel injection device according to any one of claims 1 to 3 , the nozzle needle is one of the first needle and the second needle. It is characterized in that one needle cooperates with the movable core and the other needle cooperates with the core.

これによると、駆動コイルの通電によりコアに発生する磁界が磁化部材の磁界と逆方向の場合には、可動コアと協働する一方のニードルに対応する噴孔のみを開口し、その通電方向が逆転されコアの磁界が磁化部材の磁界と同方向になる場合には、コアに協働する他方のニードルに対応する噴孔を開口することができる。   According to this, when the magnetic field generated in the core by energization of the drive coil is opposite to the magnetic field of the magnetizing member, only the nozzle hole corresponding to one needle cooperating with the movable core is opened, and the energization direction is When the magnetic field of the core is reversed and in the same direction as the magnetic field of the magnetizing member, the nozzle hole corresponding to the other needle cooperating with the core can be opened.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、請求項1から請求項のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、第1ニードルと第2ニードルとを当接させて第1ニードルおよび第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴としている。 The fuel injection device according to claim 5 of the present invention is the fuel injection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first needle and the second needle are brought into contact with each other, and the first needle is brought into contact. The second needle is moved in the valve opening direction.

これによると、第1ニードルおよび第2ニードルのうち一方のニードルを可動コアに協働するように構成するだけで、他方のニードルをコアに直接的に協働するようにしない場合であっても、第1噴孔、第2噴孔を開閉するための第1ニードル、第2ニードルの開弁方向への移動を行うことができる。   According to this, even if only one of the first needle and the second needle is configured to cooperate with the movable core, and the other needle does not directly cooperate with the core, The first needle and the second needle for opening and closing the first nozzle hole and the second nozzle hole can be moved in the valve opening direction.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、請求項1から請求項のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、吸気ポートと、吸気ポートの壁面に着座および離座する二つの吸気弁と、吸気弁が離座することで吸気弁と壁面との隙間から吸気ポート内を流れる空気を導く燃焼室とを備える内燃機関に用いられ、二つの吸気弁のうち一方が離座しているときには第1ニードルを開弁方向に移動させ、二つの吸気弁の両方が離座しているときには第1ニードルおよび第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴としている。 In a fuel injection device according to a sixth aspect of the present invention, the fuel injection device according to any one of the first to fifth aspects includes an intake port and two seats seated on and separated from a wall surface of the intake port. Used in an internal combustion engine that includes an intake valve and a combustion chamber that guides air flowing in the intake port from a gap between the intake valve and a wall surface by separating the intake valve, and one of the two intake valves is separated. The first needle is moved in the valve opening direction when the two intake valves are separated, and the first needle and the second needle are moved in the valve opening direction when both of the two intake valves are separated.

例えば吸気ポート内に燃料を噴射するいわゆるポート噴射においてリーンバーン燃焼をさせたい場合、二つの吸気弁のうち一方の吸気弁を休止させて比較的強いスワールを発生する方法が考えられる。しかしながら、その吸気弁を完全に休止させると、休止した吸気弁にポート噴射された燃料が付着してしまうため、吸気弁を完全に閉じられないという問題がある。   For example, when lean burn combustion is desired in so-called port injection in which fuel is injected into the intake port, a method of generating a relatively strong swirl by stopping one of the two intake valves is conceivable. However, if the intake valve is completely deactivated, the fuel injected by the port is attached to the deactivated intake valve, which causes a problem that the intake valve cannot be completely closed.

これに対して、請求項に記載の燃料噴射装置では、二つの吸気弁のうち一方が離座つまり他方が着座し休止している場合には第1ニードルを開弁方向に移動させ、二つの吸気弁の両方が離座している場合には第1ニードルおよび第2ニードルを開弁方向に移動させるので、他方の吸気弁が休止中は第2ニードルに対応する第2噴孔の噴射が休止され、両方の吸気弁が離座している場合には第1ニードルおよび第2ニードルに対応する第1噴孔および第2噴孔の噴射が許容される。したがって、二つの吸気弁のうちいずれかが休止中は、噴射燃料の全体としての噴射方向の変更または一部方向へ噴射の禁止が可能である。 On the other hand, in the fuel injection device according to claim 6 , when one of the two intake valves is separated, that is, when the other is seated and rests, the first needle is moved in the valve opening direction. When both intake valves are separated from each other, the first needle and the second needle are moved in the valve opening direction, so that the injection of the second injection hole corresponding to the second needle is performed while the other intake valve is at rest. Is stopped, and both the intake valves are separated from each other, the injection of the first injection hole and the second injection hole corresponding to the first needle and the second needle is allowed. Therefore, when one of the two intake valves is at rest, it is possible to change the injection direction of the injected fuel as a whole or to prohibit the injection in a partial direction.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、請求項1から請求項のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、気筒内に直接燃料が供給される内燃機関に用いられ、成層燃焼運転時には第1ニードルを開弁方向に移動させ、均質燃焼運転時には第1ニードルおよび第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴としている。 In the fuel injection device according to claim 7 of the present invention, the fuel injection device according to any one of claims 1 to 5 is used for an internal combustion engine in which fuel is directly supplied into a cylinder, and is stratified. The first needle is moved in the valve opening direction during the combustion operation, and the first needle and the second needle are moved in the valve opening direction during the homogeneous combustion operation.

これによると、成層燃焼運転時には第1ニードルを開弁方向に移動させて第1噴孔からの燃料のみを許容し、均質燃焼運転時には第1ニードルおよび第2ニードルを開弁方向に移動させて第1噴孔および第2噴孔の両方の燃料噴射が許容されるので、成層燃焼運転時には一方方向へ噴射でき、均質燃焼運転時には燃料噴射を広く分散させることが可能である。   According to this, during the stratified combustion operation, the first needle is moved in the valve opening direction to allow only fuel from the first nozzle hole, and during the homogeneous combustion operation, the first needle and the second needle are moved in the valve opening direction. Since fuel injection in both the first injection hole and the second injection hole is allowed, it is possible to inject in one direction during the stratified combustion operation, and the fuel injection can be widely dispersed during the homogeneous combustion operation.

本発明の請求項に記載の燃料噴射装置では、駆動コイルへの通電方向を切換える切換手段を備えていることを特徴としている。 The fuel injection device according to claim 8 of the present invention is characterized by comprising switching means for switching the energization direction to the drive coil.

これによると、切換手段によって駆動コイルへの通電方向を切換えるので、コア
あるいは可動コアの磁極を反転させることができる。
According to this, since the energization direction to the drive coil is switched by the switching means, the magnetic pole of the core or the movable core can be reversed.

以下、本発明の燃料噴射装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments in which a fuel injection device of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を示す部分的断面図である。図2は、図1中の燃料噴射弁内の燃料経路を示す断面図である。図3は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルの非通電状態を示す部分的断面図である。図4は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の正方向状態を示す部分的断面図である。図5は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の逆方向状態を示す部分的断面図である。図6は、本実施形態に係わる電気的構成を示す模式的回路図である。図7は、図6中の電磁コイルへの通電方向を切換える切換手段の切換動作を表す図である。なお、図1において、駆動コイルは非通電状態にある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the fuel injection device of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fuel path in the fuel injection valve in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the operating state of the fuel injection device of FIG. 1, and is a partial cross-sectional view showing a non-energized state of the drive coil. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the operating state of the fuel injection device of FIG. 1, and is a partial cross-sectional view showing a forward direction state of the energization direction to the drive coil. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the operating state of the fuel injection device of FIG. 1, and is a partial cross-sectional view showing a reverse state of the energization direction to the drive coil. FIG. 6 is a schematic circuit diagram showing an electrical configuration according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a switching operation of switching means for switching the energization direction to the electromagnetic coil in FIG. In FIG. 1, the drive coil is in a non-energized state.

燃料噴射装置1は、内燃機関(エンジン)、特にガソリンエンジンに用いられる。燃料噴射装置1は、図1に示すように、エンジンの燃焼室(図示せず)に燃料噴射する燃料噴射弁(インジェクタと呼ぶ)2と、インジェクタ2の噴射動作等を制御する制御手段(以下、ECUと呼ぶ)100とを含んで構成されている。   The fuel injection device 1 is used for an internal combustion engine (engine), particularly a gasoline engine. As shown in FIG. 1, the fuel injection device 1 includes a fuel injection valve (referred to as an injector) 2 that injects fuel into a combustion chamber (not shown) of an engine, and control means (hereinafter referred to as an injection operation of the injector 2). , Referred to as an ECU) 100.

なお詳しくは、インジェクタ2は、例えば多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジン(以下、エンジンと呼ぶ)の吸気ポート等の吸気管または各気筒に取付けられて、気筒内の燃焼室に燃料を噴射供給する。なお、本実施形態では、インジェクタ2は各気筒に設けられているものとする。インジェクタ2には、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料が、燃料分配管(図示せず)を介して供給される。燃料分配管には、一般に、図示しない燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ(図示せず)により吸い上げ吐出し、その吐出された燃料が導かれている。なお、吐出される燃料は、図示しないプレーシャレギュレータ等の調圧装置によって所定の圧力に調圧されて、燃料分配管へ送られる。なお、エンジンが直噴エンジンの場合には、内燃機関の燃焼室へ供給する燃料の圧力が約2Mpa以上とするため、燃料ポンプによって燃料タンクから吸上げられた所定の低圧(例えば0.2Mpa)の燃料を、図示しない高圧ポンプで加圧し、この加圧された所定の高圧の燃料(例えば、2〜13Mpaの範囲の所定の燃料)が、燃料分配管を介してインジェクタ2に供給されている。燃料ポンプから吐出される燃料、高圧ポンプから燃料分配管へ供給された燃料は、図示しないプレーシャレギュレータ等の調圧装置によって所定の圧力に調圧されている。なお、以下、本実施例で説明するエンジンは、ガソリン直噴エンジンとする。   More specifically, the injector 2 is attached to an intake pipe such as an intake port of a multi-cylinder (for example, 4-cylinder) gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) or each cylinder, and injects fuel into a combustion chamber in the cylinder. To do. In this embodiment, it is assumed that the injector 2 is provided in each cylinder. The fuel pressurized by a fuel pump (not shown) is supplied to the injector 2 via a fuel distribution pipe (not shown). In general, fuel in a fuel tank (not shown) is sucked and discharged to a fuel distribution pipe by a fuel pump (not shown), and the discharged fuel is guided. The discharged fuel is regulated to a predetermined pressure by a pressure regulating device such as a pressure regulator (not shown) and sent to the fuel distribution pipe. When the engine is a direct injection engine, the pressure of the fuel supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine is about 2 Mpa or more, and therefore, a predetermined low pressure (for example, 0.2 Mpa) sucked up from the fuel tank by the fuel pump. Is pressurized with a high-pressure pump (not shown), and the pressurized predetermined high-pressure fuel (for example, a predetermined fuel in the range of 2 to 13 MPa) is supplied to the injector 2 through the fuel distribution pipe. . The fuel discharged from the fuel pump and the fuel supplied from the high pressure pump to the fuel distribution pipe are regulated to a predetermined pressure by a pressure regulating device such as a pressure regulator (not shown). Hereinafter, the engine described in this embodiment is a gasoline direct injection engine.

まず、インジェクタ2について以下図1および図2に従って説明する。図1および図2に示すように、インジェクタ2は、略円筒形状であり、一端から燃料を受け、内部の燃料通路(図2参照)を経由して他端から燃料を噴射する。インジェクタ2は、燃料の噴射を遮断および許容する弁部Bと、弁部Bを駆動する電磁駆動部Sとを備えており、燃料通路内に流入した燃料を弁部Bからエンジンの気筒に噴射供給する。   First, the injector 2 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the injector 2 has a substantially cylindrical shape, receives fuel from one end, and injects fuel from the other end via an internal fuel passage (see FIG. 2). The injector 2 includes a valve portion B that blocks and allows fuel injection and an electromagnetic drive portion S that drives the valve portion B, and injects fuel that has flowed into the fuel passage from the valve portion B into the engine cylinder. Supply.

弁部Bは、図1に示すように、弁ボディとしてのノズルボディ11と、弁部材としてのノズルニードル30とを含んで構成されている。ノズルボディ11は、ノズルニードル30を軸方向に移動可能に収容する案内孔13と、円錐面12と、噴孔部20とを有している。案内孔13は、ノズルニードル30と協働可能な可動コア50を軸方向に移動可能にするように、略丸孔形状などに形成され、可動コア50を移動可能に保持している。円錐面12は、内部通路を流れる燃料流れ方向の噴孔部20側に向けて縮径する内周面に形成されており、案内孔13の下端部側に接続するように設けられている。円錐面12には、ニードル30が離座および着座可能である。なお、円錐面12は、ニードル30が離座および着座可能な弁座を構成している。   As shown in FIG. 1, the valve portion B includes a nozzle body 11 as a valve body and a nozzle needle 30 as a valve member. The nozzle body 11 includes a guide hole 13 that accommodates the nozzle needle 30 so as to be movable in the axial direction, a conical surface 12, and an injection hole portion 20. The guide hole 13 is formed in a substantially round hole shape so that the movable core 50 capable of cooperating with the nozzle needle 30 is movable in the axial direction, and holds the movable core 50 so as to be movable. The conical surface 12 is formed on the inner peripheral surface that is reduced in diameter toward the injection hole 20 side in the fuel flow direction flowing through the internal passage, and is provided so as to be connected to the lower end side of the guide hole 13. A needle 30 can be separated from and seated on the conical surface 12. The conical surface 12 constitutes a valve seat on which the needle 30 can be separated and seated.

噴孔部20は、後述のノズルニードルを二分割する第1ニードル31、第2ニードル32にそれぞれ対応する第1噴孔21、第2噴孔22を有している。第1噴孔21および第2噴孔22は、円錐面12の略中央側に設けられており、ノズルボディ11の内外を貫通するように形成されている。第1噴孔21と第2噴孔22は、ノズルボディ11に複数個形成されている。なお、一個形成されるように構成してもよい。なお、第1噴孔21と第2噴孔22は、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定される。また、噴孔部22の開口面積(以下、噴孔面積と呼ぶ)は、開弁時の流量を規定する。なお、インジェクタ2の燃料噴射量は、開弁している噴孔の開口面積と、その噴孔に対応するニードルのリフト量と、開弁期間とによって計量されている。   The nozzle hole portion 20 includes a first nozzle hole 21 and a second nozzle hole 22 corresponding to a first needle 31 and a second needle 32, respectively, which divide a nozzle needle described later into two. The first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 are provided substantially at the center side of the conical surface 12 and are formed so as to penetrate the inside and the outside of the nozzle body 11. A plurality of first nozzle holes 21 and second nozzle holes 22 are formed in the nozzle body 11. In addition, you may comprise so that one may be formed. The first injection hole 21 and the second injection hole 22 are determined in size, direction of the injection hole axis, injection hole arrangement, and the like according to the required fuel spray shape, direction, number, and the like. . Further, the opening area of the nozzle hole portion 22 (hereinafter referred to as the nozzle hole area) defines the flow rate when the valve is opened. The fuel injection amount of the injector 2 is measured by the opening area of the opened nozzle hole, the lift amount of the needle corresponding to the nozzle hole, and the valve opening period.

なお、本実施例で説明する第1噴孔21と第2噴孔22は、複数個(例えば各10個)あるものとする。第1噴孔21と第2噴孔22は、それぞれ周方向に配置されている。なお、図1および図2では、図面作成の便宜上、各2個を示している。   In addition, the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 described in the present embodiment are assumed to be plural (for example, ten each). The first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22 are respectively arranged in the circumferential direction. In FIG. 1 and FIG. 2, two are shown for convenience of drawing.

ノズルニードル30は、第1ニードル31と第2ニードル32とを有している。第1ニードル31と第2ニードル32は径方向に分割されており、互いに軸方向移動可能に内外に配置されている。第1ニードル31には、その内部に第2ニードル32が軸方向移動可能に配置されている。第1ニードル31および第2ニードル32は、それぞれ独立して軸方向移動可能であり、円錐面12に離座および着座することで第1噴孔21および第2噴孔22を開閉する。なお、第1ニードル31が、第2ニードル32の内部に軸方向移動可能に配置されていてもよい。なお、第1ニードル31の当接部と第2にニードル32の当接部が円錐面12に当接および離座する。これら当接部は、円錐面12に当接、離間する円錐面35、36であっても、略円筒状に形成された第1ニードル31、第2にニードル32の円形状の稜線部33、35のいずれでもよい。なお、以下の本実施形態では、円錐面12に着座および離座する当接部は円形状の稜線部33、35とする。   The nozzle needle 30 has a first needle 31 and a second needle 32. The first needle 31 and the second needle 32 are divided in the radial direction, and are arranged inside and outside so as to be movable in the axial direction. The first needle 31 has a second needle 32 disposed therein so as to be movable in the axial direction. The first needle 31 and the second needle 32 are independently movable in the axial direction, and open and close the first injection hole 21 and the second injection hole 22 by being separated and seated on the conical surface 12. The first needle 31 may be disposed inside the second needle 32 so as to be movable in the axial direction. The contact portion of the first needle 31 and the contact portion of the second needle 32 are in contact with and away from the conical surface 12. Even if these contact portions are conical surfaces 35 and 36 that contact and separate from the conical surface 12, the first needle 31 formed in a substantially cylindrical shape, the second circular ridge line portion 33 of the needle 32, Any of 35 may be sufficient. In the following embodiment, the contact portions that are seated and separated from the conical surface 12 are circular ridge line portions 33 and 35.

電磁駆動部Sは、図1に示すように、可動コア50、可動コア50に軸方向に対峙するコア60、コイル70、および磁性部材70とを有する。可動コア50は磁性ステンレス等の磁性材からなる段付きの略円筒状体である。可動コア50は第1ニードル31に固定されており、可動コア50と第1ニードル31は協働する。なお、可動コア50と第1ニードル31は、図1に示すように別部材を溶接等により一体的に形成されたものに限らず、一体に形成されているものであってもよい。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic drive unit S includes a movable core 50, a core 60 that faces the movable core 50 in the axial direction, a coil 70, and a magnetic member 70. The movable core 50 is a stepped substantially cylindrical body made of a magnetic material such as magnetic stainless steel. The movable core 50 is fixed to the first needle 31, and the movable core 50 and the first needle 31 cooperate. Note that the movable core 50 and the first needle 31 are not limited to those formed integrally by welding or the like as shown in FIG. 1, but may be formed integrally.

コア60は、磁性ステンレス等の磁性材からなる略円筒体である。コア60は第2ニードル32に固定されており、コア60と第2ニードル32は協働する。コア60は、筒部材15の内周15a、15bに軸方向移動可能に収容されている。筒部材15は磁性材料からなるパイプ材などで形成され、段付き内周15a、15bからなる段差部を有する。段付部は、コア60の軸方向移動を規制する。なお詳しくは、筒部材15は内周15aより内周15bが大きく形成されている。コア60の下端部側の外周が内周15aに移動可能に保持されている。また、コア60の上端部側の外周に形成された環状部62、63が内周15bに移動可能に保持されており、その軸方向下方側への移動は、環状部62が段差部に係止されると制限される。   The core 60 is a substantially cylindrical body made of a magnetic material such as magnetic stainless steel. The core 60 is fixed to the second needle 32, and the core 60 and the second needle 32 cooperate. The core 60 is accommodated in the inner circumferences 15a and 15b of the cylindrical member 15 so as to be movable in the axial direction. The cylindrical member 15 is formed of a pipe material made of a magnetic material or the like, and has a stepped portion made of stepped inner peripheries 15a and 15b. The stepped portion restricts the axial movement of the core 60. More specifically, the cylindrical member 15 has an inner circumference 15b larger than the inner circumference 15a. The outer periphery on the lower end side of the core 60 is movably held on the inner periphery 15a. Further, the annular portions 62 and 63 formed on the outer periphery on the upper end side of the core 60 are movably held on the inner periphery 15b, and the downward movement of the annular portion 62 is related to the step portion. Limited when stopped.

コイル70は、樹脂製のスプール(図示せず)の外周に所定方向に巻回されている。コイル70の端部は2つのターミナル(図示せず)として引き出されている。ターミナルは、外部電源等からの電流をコイル70へ供給する。スプールは、筒部材15の外周に装着されている。なお、ここで、コイル70、スプール、ターミナルは、駆動コイルを構成している。なお、コイル70等の駆動コイルの外周側には、樹脂モールド19が配置され、ターミナルを収容するコネクタ部(図示せず)が設けられている。   The coil 70 is wound around the outer periphery of a resin spool (not shown) in a predetermined direction. The ends of the coil 70 are drawn out as two terminals (not shown). The terminal supplies current from an external power source or the like to the coil 70. The spool is attached to the outer periphery of the cylindrical member 15. Here, the coil 70, the spool, and the terminal constitute a drive coil. In addition, the resin mold 19 is arrange | positioned in the outer peripheral side of drive coils, such as the coil 70, and the connector part (not shown) which accommodates a terminal is provided.

磁化部材(以下、永久磁石と呼ぶ)80は、フェライト磁石、稀土類磁石、あるいはアルニコ磁石等の磁化された磁性体である。図1に示すように、永久磁石80は略円筒体に形成され、所定の磁力が発生するように着磁されている。この永久磁石80は、コア60の反可動コア50側に、コア60に軸方向に対峙して配置されている。   The magnetized member (hereinafter referred to as a permanent magnet) 80 is a magnetized magnetic material such as a ferrite magnet, a rare earth magnet, or an alnico magnet. As shown in FIG. 1, the permanent magnet 80 is formed in a substantially cylindrical body and is magnetized so as to generate a predetermined magnetic force. The permanent magnet 80 is disposed on the side of the core 60 opposite to the movable core 50 so as to face the core 60 in the axial direction.

永久磁石80の磁極としては、コア60側の端面をS極、反コア60側の端面をN極とする磁極配置に限らず、コア60側の端面をN極、反コア60側の端面をS極とする磁極配置であってもよい。なお、コア60側の端面をS極、反コア60側の端面をN極とする磁極配置する前者に代えて、コア60側の端面をN極、反コア60側の端面をS極とする磁極配置する後者の構成とする場合には、永久磁石80による磁力と駆動コイルによる電磁力の関係が前者と同じになるように、後者におけるECU100による駆動コイルへの通電方向を反転させる。   The magnetic pole of the permanent magnet 80 is not limited to a magnetic pole arrangement in which the end surface on the core 60 side is the S pole and the end surface on the anti-core 60 side is the N pole, but the end surface on the core 60 side is the N pole and the end surface on the anti-core 60 side is The magnetic pole arrangement may be the S pole. The end face on the core 60 side is the N pole and the end face on the anti-core 60 side is the S pole instead of the former in which the end face on the core 60 side is the S pole and the end face on the anti-core 60 side is the N pole. In the latter configuration in which the magnetic poles are arranged, the energization direction to the drive coil by the ECU 100 in the latter is reversed so that the relationship between the magnetic force by the permanent magnet 80 and the electromagnetic force by the drive coil is the same as the former.

なお、以下本実施形態で説明する永久磁石80の磁極配置は、コア60側の端面をS極、反コア60側の端面をN極とする(図3参照)。   In the magnetic pole arrangement of the permanent magnet 80 described in the following embodiment, the end surface on the core 60 side is the S pole and the end surface on the anti-core 60 side is the N pole (see FIG. 3).

コア60の下端面と可動コア50のスプリング座50sとの間には、付勢手段としてのスプリング59が配置されている。このスプリング59は、稼動コア50をノズルボディ11の噴孔部20側に向けて付勢している。   Between the lower end surface of the core 60 and the spring seat 50s of the movable core 50, a spring 59 as an urging means is disposed. The spring 59 urges the operating core 50 toward the nozzle hole 20 side of the nozzle body 11.

なお、本実施形態では、コア60と永久磁石80との間には、図1に示すように、磁性体17を設けることが好ましい。磁性体19は、永久磁石のように着磁により磁化されるものではなく、比較的磁化され易く、残留磁気が少ない軟磁性材料などの磁性材を使用する。例えば駆動コイルへの通電方向によっては、可動コア50およびコア60に発生する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが逆方向となる場合がある。この場合、上記磁性体17を設けることにより、駆動コイルの磁束の流れは、その磁束の流れに対して磁気抵抗となる永久磁石80自身に直接作用することなく、永久磁石80とコア60の間に設けられた磁性体17に作用する。したがって、永久磁石80の磁束の影響を緩和または除去できるので、駆動コイルに発生する電磁力を効率的に利用することができる。   In the present embodiment, it is preferable to provide the magnetic body 17 between the core 60 and the permanent magnet 80 as shown in FIG. The magnetic body 19 is not magnetized by magnetization like a permanent magnet, but uses a magnetic material such as a soft magnetic material that is relatively easily magnetized and has little residual magnetism. For example, depending on the energization direction of the drive coil, the magnetic field (direction of magnetic force) generated in the movable core 50 and the core 60 and the magnetic field of the permanent magnet 80 may be opposite to each other. In this case, by providing the magnetic body 17, the magnetic flux flow of the drive coil does not directly act on the permanent magnet 80 itself that becomes a magnetic resistance against the magnetic flux flow, and between the permanent magnet 80 and the core 60. It acts on the magnetic body 17 provided in the. Therefore, since the influence of the magnetic flux of the permanent magnet 80 can be reduced or eliminated, the electromagnetic force generated in the drive coil can be used efficiently.

なお、上述の磁性体17を永久磁石80とコア60の間に配置する場合、着磁により磁化された永久磁石80に代えて、磁性体17が、コア60の永久磁石80側方向(図1では軸方向上方)への移動量を規制する機能を有する。なお、磁性体17の下端面17aは、コア60にほぼ全面で当接する略平面形状に限らず、コア60の一部に当接するように略円環状の段差(図示せず)を有する段付平面のものであってもよい。なお、磁性体17の下端面17a形状をコア60の一部に当接するように構成するものでは、コア60が磁性体17の磁力によって一旦は連結した場合であっても、コア60の磁性を逆転させたときに、磁性体17からコア60の連結を解除して離脱させ易くなる。   When the above-described magnetic body 17 is disposed between the permanent magnet 80 and the core 60, the magnetic body 17 is replaced with the permanent magnet 80 side direction of the core 60 (FIG. 1) instead of the permanent magnet 80 magnetized by magnetization. Then, it has a function of regulating the amount of movement in the upper axial direction. Note that the lower end surface 17 a of the magnetic body 17 is not limited to a substantially planar shape that makes contact with the core 60 almost entirely, but has a stepped shape having a substantially annular step (not shown) so as to make contact with a part of the core 60. It may be a flat one. In the configuration in which the shape of the lower end surface 17a of the magnetic body 17 is in contact with a part of the core 60, even if the core 60 is once connected by the magnetic force of the magnetic body 17, the magnetism of the core 60 is maintained. When reversed, it is easy to release the connection of the core 60 from the magnetic body 17.

さらになお、本実施形態では、コア60をノズルボディ11の噴孔部20側に向けて付勢する付勢手段(以下、スプリング)69を有するように構成することが好ましい。具体的には、スプリング69は、図1に示すように、インジェクタ2の一端側の内部燃料通路内に固定されたブッシュ(図示せず)と、コア60の間に挟み込まれており、コア60を段差部に向けて所定の付勢力で付勢している。   Furthermore, in the present embodiment, it is preferable that the core 60 is configured to include a biasing means (hereinafter referred to as a spring) 69 that biases the core 60 toward the nozzle hole 20 side of the nozzle body 11. Specifically, as shown in FIG. 1, the spring 69 is sandwiched between a bush (not shown) fixed in the internal fuel passage on one end side of the injector 2 and the core 60. Is biased toward the step portion with a predetermined biasing force.

なお、インジェクタ2の内部燃料通路は、図2に示すように、燃料の流れの上流から下流に向かって、永久磁石80の内周と、磁性体17の内周と、コア60の内周61と、第2ニードル32の軸方向通路32aと、第2ニードル32の径方向通路32kと、可動コア50の径方向通路50kと、案内孔13と第1ニードル31とで形成される燃料通路の順で構成されており、これらは、噴孔部20へ向かう燃料の流れ経路を構成している。   As shown in FIG. 2, the internal fuel passage of the injector 2 has an inner circumference of the permanent magnet 80, an inner circumference of the magnetic body 17, and an inner circumference 61 of the core 60 from the upstream to the downstream of the fuel flow. An axial passage 32 a of the second needle 32, a radial passage 32 k of the second needle 32, a radial passage 50 k of the movable core 50, a fuel passage formed by the guide hole 13 and the first needle 31. These are configured in order, and these constitute a fuel flow path toward the nozzle hole portion 20.

ECU100は、図示しないリードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、マイクロプロセッサ(CPU)、入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。このECU100は、バッテリ等の電源を用いて、インジェクタ2のターミナルへの通電開始および通電停止を行なうことで、インジェクタ2への通電期間を制御する。エンジンの回転速度、吸気管圧力(または吸入空気量)、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサの信号を読み込み、エンジン用の各種プログラム(図示せず)に従って、インジェクタ2の電磁駆動部Bの動作を制御する(図1参照)。   The ECU 100 is configured as a microcomputer having a known configuration in which a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a microprocessor (CPU), an input port, and an output port (not shown) are connected to each other via a bidirectional bus. Yes. The ECU 100 controls the energization period of the injector 2 by starting and stopping energization of the terminal of the injector 2 using a power source such as a battery. The signals of various sensors (not shown) for detecting the operating state of the engine, such as the engine speed, intake pipe pressure (or intake air amount), cooling water temperature, etc., are read, and the injector 2 is operated according to various programs (not shown) for the engine. The operation of the electromagnetic drive unit B is controlled (see FIG. 1).

本実施形態の燃料噴射装置1における電気的構成を、図6および図7に従って説明する。ECU100は、エンジンの運転状態を検出する各種センサの信号に基づいて、インジェクタ2(詳しくは駆動コイル)の二つのターミナルに所定の方向の電流を供給する。ECU100は、図6に示すように、制御部100aと、通電方向切換え回路100bとを有する。なお、制御部100aは上記説明のマイクロコンピュータであるので説明を省略する。   The electrical configuration of the fuel injection device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The ECU 100 supplies current in a predetermined direction to two terminals of the injector 2 (specifically, a drive coil) based on signals from various sensors that detect the operating state of the engine. As shown in FIG. 6, the ECU 100 includes a control unit 100a and an energization direction switching circuit 100b. Since the control unit 100a is the microcomputer described above, description thereof is omitted.

通電方向切換え回路100bは、インジェクタ2の駆動コイル(詳しくはコイル70)を中心とし、四つのスイッチング素子(以下、トランジスタと呼ぶ)TR1、TR2、TR3、TR4によりHブリッジ回路を組んだ構成となっている。所定方向に巻回されたコイル70の一端側は、直列接続された、バッテリ電源電圧Vb側の第1のトランジスタTR1と、接地側の第2のトランジスタTR1との中間点に接続されている。また、コイル70の他端側は、直列接続された、バッテリ電源電圧Vb側の第3のトランジスタTR3と、接地側の第4のトランジスタTR4との中間点に接続されている。この通電方向切換え回路100bでは、図7に示すように、第1のトランジスタTR1のベース端子と第4のトランジスタTR4のベース端子に対する通電のみをONにすることにより、コイル70へ流れる電流の方向が所定方向となる。また、第2のトランジスタTR2のベース端子と第3のトランジスタTR3のベース端子に対する通電のみをONにすることにより、コイル70へ流れる電流の方向が、所定方向とは逆転し、反所定方向となる。なお、以下の本実施形態の説明では、所定電流方向を正方向、反所定電流方向を逆方向と呼ぶ。   The energization direction switching circuit 100b has a configuration in which an H bridge circuit is assembled by four switching elements (hereinafter referred to as transistors) TR1, TR2, TR3, and TR4 with a driving coil (specifically, a coil 70) of the injector 2 as a center. ing. One end of the coil 70 wound in a predetermined direction is connected to an intermediate point between the first transistor TR1 on the battery power supply voltage Vb side and the second transistor TR1 on the ground side, which are connected in series. The other end side of the coil 70 is connected in series to an intermediate point between the third transistor TR3 on the battery power supply voltage Vb side and the fourth transistor TR4 on the ground side. In the energization direction switching circuit 100b, as shown in FIG. 7, only the energization of the base terminal of the first transistor TR1 and the base terminal of the fourth transistor TR4 is turned ON, whereby the direction of the current flowing through the coil 70 is changed. It becomes a predetermined direction. Further, by turning ON only the power supply to the base terminal of the second transistor TR2 and the base terminal of the third transistor TR3, the direction of the current flowing through the coil 70 is reversed from the predetermined direction and becomes the anti-predetermined direction. . In the following description of the present embodiment, the predetermined current direction is referred to as a forward direction, and the anti-predetermined current direction is referred to as a reverse direction.

なお、ここで、ECU100は、システムを制御する手段の一つとして、インジェクタ2の駆動コイルへの通電方向を切換える切換手段を有する。この切換え手段は、通電方向を切換えることで、コイル70に流れる電流方向を正方向から逆方向へ、あるいは逆方向から正方向へ切換えられる。   Here, ECU 100 has switching means for switching the energization direction to the drive coil of injector 2 as one of means for controlling the system. This switching means switches the direction of current flowing through the coil 70 from the normal direction to the reverse direction or from the reverse direction to the normal direction by switching the energization direction.

上述の構成を有する燃料噴射装置1の動作、特にインジェクタ2の作動について以下図3から図5に従って説明する。図3から図5はECU100から駆動コイル(詳しくはコイル70)へ供給されるバッテリ電源等の電流の方向を、電池の向きで模式的に表す。まず、駆動コイルへの非通電状態(図3参照)、駆動コイルへの通電方向が正方向状態(図4参照)、駆動コイルへの通電方向が逆方向状態(図5参照)についてそれぞれ説明する。なお、図3から図5において、矢印方向は磁界(磁束の流れ)の方向を示す。   The operation of the fuel injection device 1 having the above-described configuration, particularly the operation of the injector 2 will be described below with reference to FIGS. 3 to 5 schematically show the direction of the current of the battery power supply or the like supplied from the ECU 100 to the drive coil (specifically, the coil 70) by the direction of the battery. First, the non-energized state of the drive coil (see FIG. 3), the energized direction of the drive coil in the forward direction (see FIG. 4), and the energized direction of the drive coil in the reverse direction (see FIG. 5) will be described. . 3 to 5, the arrow direction indicates the direction of the magnetic field (magnetic flux flow).

(1)図5に示す駆動コイル(詳しくはコイル70)の非通電状態では、永久磁石80の磁束の流れは、磁性体17を通って閉回路を形成する。永久磁石80の磁力は、磁性体17を通じてコア60に及ばないため、コア60を永久磁石80に吸引する吸引力は生じない。一方、駆動コイルは非通電状態にあるため、コイル70には電磁力は生じていないため、第1ニードル31および第2ニードル32は、それぞれスプリング59、スプリング69によって円錐面(弁座)12へ押付けられている。その結果、インジェクタ2は閉弁し、第1噴孔31および第2噴孔32から燃料が噴射されることはない。   (1) When the drive coil (specifically, the coil 70) shown in FIG. 5 is in a non-energized state, the magnetic flux of the permanent magnet 80 forms a closed circuit through the magnetic body 17. Since the magnetic force of the permanent magnet 80 does not reach the core 60 through the magnetic body 17, no attractive force that attracts the core 60 to the permanent magnet 80 is generated. On the other hand, since the drive coil is in a non-energized state and no electromagnetic force is generated in the coil 70, the first needle 31 and the second needle 32 are moved to the conical surface (valve seat) 12 by the spring 59 and the spring 69, respectively. It is pressed. As a result, the injector 2 is closed and fuel is not injected from the first injection hole 31 and the second injection hole 32.

なお、スプリング69の付勢力によってコア60が筒部材15の段差部に向けて付勢されているため、この付勢力によってコア60が段差部に係止されている。そのため、コア60の移動位置が軸方向移動の下限位置(以下、低リフト状態に制限する位置と呼ぶ)に規制されている。   Since the core 60 is biased toward the step portion of the cylindrical member 15 by the biasing force of the spring 69, the core 60 is locked to the step portion by this biasing force. For this reason, the movement position of the core 60 is restricted to the lower limit position of the axial movement (hereinafter referred to as a position restricted to a low lift state).

(2)図4に示す駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、コイル70に通電され、コイル70には電磁力が発生する。さらに、駆動コイルへの通電方向が正方向に設定されているため、コア60の永久磁石80側端面の磁極がS極となって、永久磁石のコア23側端面の磁極のN極と反発する関係となる。その結果、コア60は低リフト状態に制限する位置に維持される。   (2) When the energization direction to the drive coil shown in FIG. 4 is a positive direction, the coil 70 is energized, and an electromagnetic force is generated in the coil 70. Furthermore, since the energizing direction of the drive coil is set to the positive direction, the magnetic pole on the end surface of the permanent magnet 80 side of the core 60 becomes the S pole and repels the N pole of the magnetic pole on the end surface of the permanent magnet 23 on the core 23 side. It becomes a relationship. As a result, the core 60 is maintained in a position that restricts the low lift state.

一方、コイル70によって磁化されたコア60は可動コア50を引きつけ、第1ニードル31を円錐面(弁座)12から離座させて、第1噴孔21からの燃料噴射が許容される。このとき、コア60によって可動コア50に固定される第1ニードル31のリフト量Hは低リフト状態に制限される(H=HD1)。第2ニードル32は円錐面(弁座)12へ押付けられており、第2噴孔22からの燃料噴射が遮断されている。   On the other hand, the core 60 magnetized by the coil 70 attracts the movable core 50 and separates the first needle 31 from the conical surface (valve seat) 12 so that fuel injection from the first injection hole 21 is allowed. At this time, the lift amount H of the first needle 31 fixed to the movable core 50 by the core 60 is limited to a low lift state (H = HD1). The second needle 32 is pressed against the conical surface (valve seat) 12 so that fuel injection from the second injection hole 22 is blocked.

このとき、コア60には、永久磁石80による磁力(以下、定常磁力と呼ぶ)に対して反発するコイル70の電磁力が作用している。このコイル70の電磁力すなわち磁束の流れは、図4に示すように、永久磁石80自体に直接作用せず、磁性体17に作用する。その結果、コイル70の磁束の流れは、その磁束の流れに対して磁気抵抗となる永久磁石80の磁束の流れに妨げられない。そのため、永久磁石80とコア60との間に磁性体17を配置せず、永久磁石80とコア60を軸方向に直接対峙させる構成を有するインジェクタに比べて、コイル70に発生する電磁力を約半分程度にしても、同等以上の動作力を得ることが可能である。   At this time, the electromagnetic force of the coil 70 repelling against the magnetic force (hereinafter, referred to as steady magnetic force) by the permanent magnet 80 is acting on the core 60. As shown in FIG. 4, the electromagnetic force of the coil 70, that is, the flow of magnetic flux, does not directly act on the permanent magnet 80 itself but acts on the magnetic body 17. As a result, the flow of magnetic flux in the coil 70 is not hindered by the flow of magnetic flux in the permanent magnet 80 that becomes a magnetic resistance to the flow of magnetic flux. Therefore, compared with an injector having a configuration in which the permanent magnet 80 and the core 60 are directly opposed to each other in the axial direction without arranging the magnetic body 17 between the permanent magnet 80 and the core 60, the electromagnetic force generated in the coil 70 is reduced. Even if it is about half, it is possible to obtain the same or higher operating force.

なお、ここで、永久磁石80の磁力で形成する磁気回路とコイル70の電磁力で形成する磁気回路は、永久磁石80とコア60との間に挟まれた磁性体17を通じて、それぞれ閉回路を形成する。   Here, the magnetic circuit formed by the magnetic force of the permanent magnet 80 and the magnetic circuit formed by the electromagnetic force of the coil 70 are respectively closed circuited through the magnetic body 17 sandwiched between the permanent magnet 80 and the core 60. Form.

(3)図5に示す駆動コイルへの通電方向が逆方向の状態では、駆動コイルへの通電方向を正方向から逆方向に切換えられるため、コイル70に発生する電磁力による磁界の方向は、永久磁石80に常に生じる磁界の方向と同じとなる。このとき、コア60には、永久磁石80による定常磁力に加えてコイル70の電磁力をバイアスされた磁力が作用する。その結果、コア60は磁性体17側に引きつけられて、磁性体17の下端面17aに係止される。そのため、コア60の移動位置が軸方向移動の上限位置(以下、高リフト状態に制限する位置と呼ぶ)に規制される。   (3) In the state where the energization direction to the drive coil shown in FIG. 5 is in the reverse direction, the energization direction to the drive coil can be switched from the normal direction to the reverse direction, so the direction of the magnetic field due to the electromagnetic force generated in the coil 70 is The direction of the magnetic field always generated in the permanent magnet 80 is the same. At this time, the magnetic force biased by the electromagnetic force of the coil 70 acts on the core 60 in addition to the stationary magnetic force generated by the permanent magnet 80. As a result, the core 60 is attracted to the magnetic body 17 side and locked to the lower end surface 17a of the magnetic body 17. Therefore, the movement position of the core 60 is restricted to the upper limit position of the axial movement (hereinafter referred to as a position that is restricted to a high lift state).

一方、コイル70と永久磁石80によって磁化されたコア60は可動コア50を引きつけ、第1ニードル31のリフト量Hを高リフト状態にする(H=HD2)。また、コア60の下限位置から上限位置への移動によって、コア60に固定される第2ニードル32が円錐面(弁座)12から離座し、第2噴孔22から燃料噴射が許容される。このとき、第2ニードル32のリフト量Hは高リフト状態(H=HD2)に制限される(HD2>HD1)。その結果、第1噴孔31および第2噴孔32からの燃料噴射が許容される。   On the other hand, the core 60 magnetized by the coil 70 and the permanent magnet 80 attracts the movable core 50 to bring the lift amount H of the first needle 31 into a high lift state (H = HD2). Further, as the core 60 moves from the lower limit position to the upper limit position, the second needle 32 fixed to the core 60 moves away from the conical surface (valve seat) 12 and fuel injection is permitted from the second injection hole 22. . At this time, the lift amount H of the second needle 32 is limited to a high lift state (H = HD2) (HD2> HD1). As a result, fuel injection from the first injection hole 31 and the second injection hole 32 is allowed.

なお、駆動コイルへの通電方向を正方向状態あるいは逆方向状態に設定する際、コイル70に巻回方向に従って流れる電流は軸方向の一方方向に作用する磁界を発生する。正方向状態から逆方向状態に駆動コイルへの通電方向を切換えると、コア60に加わる磁界の方向つまり磁力の方向は反転する。この磁力の反転によってもコア60を軸方向に変位するように作用することは可能である。   When the energization direction of the drive coil is set to the forward direction state or the reverse direction state, the current flowing in the coil 70 according to the winding direction generates a magnetic field that acts in one axial direction. When the energization direction to the drive coil is switched from the normal direction state to the reverse direction state, the direction of the magnetic field applied to the core 60, that is, the direction of the magnetic force is reversed. The reversal of the magnetic force can also act to displace the core 60 in the axial direction.

上述のインジェクタ2の作動説明によると、インジェクタ2が非通電の状態では第1ニードル31および第2ニードル32が円錐面(弁座)12に着座(以下、閉弁と呼ぶ)し、第1噴孔21および第2噴孔22からの燃料の噴射が遮断されている。次に、インジェクタ2の駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、コイル70の電磁力によりコア60に作用する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが逆方向になり反発する関係にあるため、コア60の移動位置が低リフト状態に制限する位置(下限位置)に規制される。そのため、コイル70の電磁力により可動コア50がコア60に引きつけられて、可動コア50に協働している第1ニードル31のみが円錐面(弁座)12から離座(以下、開弁と呼ぶ)する。その結果、通電方向が正方向の状態では第1噴孔21からの噴射のみが許容される。一方、駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、コア60に作用する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが同方向になるため、コア60が永久磁石80側に引きつけられ、コア60の移動位置が高リフト状態に制限する位置(上限位置)で規制される。そのため、コア60に協働している第2ニードル32も開弁する。その結果、通電方向が逆方向の状態では第1噴孔21および第2噴孔22の両方からの噴射が許容される。   According to the explanation of the operation of the injector 2 described above, when the injector 2 is not energized, the first needle 31 and the second needle 32 are seated on the conical surface (valve seat) 12 (hereinafter referred to as valve closing), and the first injection is performed. Fuel injection from the hole 21 and the second injection hole 22 is blocked. Next, when the energization direction of the drive coil of the injector 2 is positive, the magnetic field acting on the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70 (the direction of the magnetic force) and the magnetic field of the permanent magnet 80 are reversed and repelled. Because of this relationship, the movement position of the core 60 is restricted to a position (lower limit position) that restricts the low lift state. Therefore, the movable core 50 is attracted to the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70, and only the first needle 31 cooperating with the movable core 50 is separated from the conical surface (valve seat) 12 (hereinafter referred to as valve opening). Call). As a result, only the injection from the first injection hole 21 is allowed when the energization direction is the positive direction. On the other hand, the energization direction to the drive coil is switched, and in the reverse state, the magnetic field acting on the core 60 (the direction of the magnetic force) and the magnetic field of the permanent magnet 80 are in the same direction. The movement position of the core 60 is regulated at a position (upper limit position) where the movement position is limited to a high lift state. Therefore, the second needle 32 cooperating with the core 60 is also opened. As a result, injection from both the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 is allowed when the energization direction is the reverse direction.

次に燃料噴射装置1の全体動作を説明する。ECU100は各種センサの信号からエンジンの運転状態を検出する。そして、ECU100は、検出したエンジンの運転状態に基いて、その運転状態に適した噴孔部20(詳しくは第1噴孔21および第2噴孔22)から燃料噴射する噴霧形状、特性等の噴射パターンを判断する。その運転状態に適した噴射パターンが第1噴孔21のみから噴射するものであるとECU100が判断した場合には、ECU100は通電方向切変え回路100bの第1および第4のトランジスタTR1、TR4をオン動作させ、駆動コイルへの通電方向を正方向にする。その結果、コア60の移動位置を低リフト状態に制限する位置に規制して、第1ニードル31のみを開弁し、第1ニードル31のリフト量HをH=HD1に制御する。一方、その運転状態に適した噴射パターンが第1噴孔21および第2噴孔22から噴射するものであるとECU100が判断した場合には、ECU100は通電方向切変え回路100bの第2および第3のトランジスタTR2、TR3をオン動作させ、駆動コイルへの通電方向を逆方向にする。その結果、コア60の移動位置を高リフト状態に制限する位置に規制して、第1ニードル31および第2ニードル32の両方を開弁し、第1ニードル31および第2ニードル32のリフト量HをH=HD2に制御する。   Next, the overall operation of the fuel injection device 1 will be described. ECU 100 detects the operating state of the engine from signals from various sensors. Based on the detected engine operating state, the ECU 100 determines the spray shape, characteristics, and the like for fuel injection from the injection hole portion 20 (specifically, the first injection hole 21 and the second injection hole 22) suitable for the operation state. Determine the injection pattern. When the ECU 100 determines that the injection pattern suitable for the operating state is that the injection is made only from the first injection hole 21, the ECU 100 sets the first and fourth transistors TR1 and TR4 of the energization direction switching circuit 100b. Turn on and set the energization direction to the drive coil to the positive direction. As a result, the movement position of the core 60 is restricted to a position that restricts the low lift state, only the first needle 31 is opened, and the lift amount H of the first needle 31 is controlled to H = HD1. On the other hand, when the ECU 100 determines that the injection pattern suitable for the operating state is to be injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22, the ECU 100 determines the second and second energization direction switching circuits 100b. 3 transistors TR2 and TR3 are turned on, and the energization direction to the drive coil is reversed. As a result, the movement position of the core 60 is restricted to a position that restricts the lifted state to the high lift state, both the first needle 31 and the second needle 32 are opened, and the lift amount H of the first needle 31 and the second needle 32 is increased. Is controlled to H = HD2.

なお、リフト量を変化させることで、例えば燃料噴射のための開口面積が変わるため、単位時間当りの噴射量を変化させることが可能である。その結果、コイル70への通電期間を調節することでインジェクタ2から噴射される噴射量が調整される。さらに、コイル70への通電期間が同一であっても、リフト量Hを、H=HD1あるいはH=HD2のいずれかに設定することによって噴射量を変化させることができる。   Note that, by changing the lift amount, for example, the opening area for fuel injection changes, so the injection amount per unit time can be changed. As a result, the injection amount injected from the injector 2 is adjusted by adjusting the energization period to the coil 70. Furthermore, even if the energization period to the coil 70 is the same, the injection amount can be changed by setting the lift amount H to either H = HD1 or H = HD2.

この様に、ECU100(詳しくは通電方向切換え回路100b)によって駆動コイルへの通電方向を切換えることで、コア80の極性(磁極)を反転させられる。コア80の極性を反転させると、永久磁石80の定常磁力とコイル70の電磁力がバイアスした磁力、あるいは永久磁石80の定常磁力に反発するコイル31の電磁力のいずれかがコア60に作用する。コア60にバイアスした磁力が作用する場合には、永久磁石80側(詳しくは磁性体17の下端面17a)に吸引され、コア60の軸方向上方へ移動可能な上限位置(高リフト状態に制限する位置)に規制される。一方、永久磁石80に反発するコイル70の電磁力がコア60に作用する場合には、コア70は反永久磁石80側つまり円錐面(弁座)12側に押付けられ、コア60の軸方向下方へ移動可能な下限位置(低リフト状態に制限する位置)に規制される。なお、コア60および可動コア50には駆動コイルの電磁力が作用可能である。低リフト状態(図4参照)および高リフト状態(図5参照)のいずれも、コイル70へ通電し、コイル70に電磁力を発生する。この電磁力によって可動コア25を引きつけられる。   In this way, the polarity (magnetic pole) of the core 80 can be reversed by switching the energization direction to the drive coil by the ECU 100 (specifically, the energization direction switching circuit 100b). When the polarity of the core 80 is reversed, either the stationary magnetic force of the permanent magnet 80 and the magnetic force biased by the electromagnetic force of the coil 70 or the electromagnetic force of the coil 31 repelling the stationary magnetic force of the permanent magnet 80 acts on the core 60. . When a biased magnetic force acts on the core 60, the upper limit position (which is restricted to a high lift state) is attracted to the permanent magnet 80 side (specifically, the lower end surface 17a of the magnetic body 17) and can move upward in the axial direction of the core 60. To be controlled). On the other hand, when the electromagnetic force of the coil 70 repelling the permanent magnet 80 acts on the core 60, the core 70 is pressed against the anti-permanent magnet 80 side, that is, the conical surface (valve seat) 12 side, and the core 60 is moved downward in the axial direction. It is restricted to the lower limit position where it can move to (the position that restricts to the low lift state). In addition, the electromagnetic force of the drive coil can act on the core 60 and the movable core 50. In both the low lift state (see FIG. 4) and the high lift state (see FIG. 5), the coil 70 is energized, and electromagnetic force is generated in the coil 70. The movable core 25 is attracted by this electromagnetic force.

なお、ここで、永久磁石80と、通電方向切換え回路100bは、コア60あるいは可動コアの磁極を反転させ、コア60または可動コア50を変位動作させるリフト量変更手段を構成する。コア60の変位動作により可動コア50の変位量つまり第1ニードル31のリフト量Hを、HD2からHD1へ、あるいはHD1からHD2へ変化させることができる。また、コア60自身(詳しくは高リフト状態に制限する位置へ)の変位により第2ニードル32のリフト量HをHD2へ変化させられる。   Here, the permanent magnet 80 and the energization direction switching circuit 100b constitute lift amount changing means for inverting the magnetic pole of the core 60 or the movable core and displacing the core 60 or the movable core 50. By the displacement operation of the core 60, the displacement amount of the movable core 50, that is, the lift amount H of the first needle 31 can be changed from HD2 to HD1 or from HD1 to HD2. Further, the lift amount H of the second needle 32 can be changed to HD2 by the displacement of the core 60 itself (specifically, to a position where it is restricted to the high lift state).

なお、ここで、コア60、永久磁石80、および通電方向切換回路100bは、第1ニードル31および第2ニードル32のリフト量を可変にするリフト可変手段を構成する。このリフト可変手段60、80、100bによって、インジェクタ2のリフト量が低リフト状態(H=HD1)と高リフト状態(H=HD2)に切換えられる。   Here, the core 60, the permanent magnet 80, and the energization direction switching circuit 100b constitute lift variable means for making the lift amounts of the first needle 31 and the second needle 32 variable. By the lift variable means 60, 80, 100b, the lift amount of the injector 2 is switched between the low lift state (H = HD1) and the high lift state (H = HD2).

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、(1)ノズルボディ11に設けられている第1噴孔21および第2噴孔22は、それぞれ、ノズルニードル30を構成する第1ニードル31および第2ニードル32により開閉される。さらに、これら第1ニードル31および第2ニードル32を軸方向に駆動する駆動手段として、可動コア50と、可動コアに軸方向に対峙し、磁性体からなるコア60と、可動コア50およびコア60に磁力を作用可能な駆動コイルと、その磁力の磁極方向に応じてコア60を、反可動コア50側に吸引および可動コア50側に反発可能な永久磁石80とを有している。これにより、永久磁石80、駆動コイルなどの電磁駆動部Sによる簡素な構成によって、第1ニードル31および第2ニードル32を駆動し第1噴孔21および第2噴孔22の噴孔面積を独立して切換えることができる。したがって、一つのインジェクタ2で噴霧の特性、形状等の噴射パターンを切換えられる機能を有する構成の簡素化が図れる。   Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. (1) The first injection hole 21 and the second injection hole 22 provided in the nozzle body 11 are the first needle 31 and the first needle 31 constituting the nozzle needle 30, respectively. Opened and closed by the second needle 32. Further, as a driving means for driving the first needle 31 and the second needle 32 in the axial direction, the movable core 50, the core 60 made of a magnetic material facing the movable core in the axial direction, and the movable core 50 and the core 60 are provided. And a permanent magnet 80 that can be attracted and repelled on the side of the movable core 50 in accordance with the magnetic pole direction of the magnetic force. Thereby, the 1st needle 31 and the 2nd needle 32 are driven by the simple composition by electromagnetic drive parts S, such as permanent magnet 80 and a drive coil, and the nozzle hole area of the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 is made independent. Can be switched. Therefore, it is possible to simplify the configuration having the function of switching the injection pattern such as the characteristics and shape of the spray with one injector 2.

(2)なお、永久磁石80は、常時磁力が発生している永久磁石などの着磁されたものに限らず、駆動コイル(詳しくはコイル70)とは別のコイルなどのようなものであってもよく、所定の磁力が発生するように磁化されるものであればいずれの部材であってもよい。   (2) The permanent magnet 80 is not limited to a magnet that is always magnetized, such as a permanent magnet, but is a coil that is different from the drive coil (specifically, the coil 70). Any member may be used as long as it is magnetized so as to generate a predetermined magnetic force.

上記コイルなどのように電流供給により磁力発生する部材(以下、駆動部材と呼ぶ)の場合には、駆動コイルを駆動するための消費電力量以外に、駆動部材を駆動するための消費電力量が必要となる。これに対して本実施形態は永久磁石80を用いるので、噴霧の特性、形状等の噴射パターンを切換えられる機能を有する燃料噴射装置1を駆動するための消費電力量の低減が図れる。   In the case of a member that generates a magnetic force by current supply (hereinafter referred to as a drive member) such as the above-described coil, the power consumption amount for driving the drive member is not limited to the power consumption amount for driving the drive coil. Necessary. On the other hand, since the permanent magnet 80 is used in the present embodiment, it is possible to reduce the power consumption for driving the fuel injection device 1 having a function of switching the injection pattern such as spray characteristics and shape.

(3)なお、本実施形態では、コア60と永久磁石80との間には、磁性体17が配置されていることが好ましい。駆動コイルへの通電(詳しくは通電方向が正方向の状態)により可動コア50およびコア60に発生する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが逆方向となる場合には、駆動コイルの磁束の流れは、その磁束の流れに対して磁気抵抗となる永久磁石80自身に直接作用せず、磁性体17に作用するため、永久磁石80の磁束の影響を緩和または除去できる。したがって、駆動コイルに発生する電磁力を効率的に利用することができる。   (3) In the present embodiment, it is preferable that the magnetic body 17 is disposed between the core 60 and the permanent magnet 80. When the magnetic field (direction of magnetic force) generated in the movable core 50 and the core 60 and the magnetic field of the permanent magnet 80 are opposite to each other due to energization of the drive coil (specifically, the energization direction is a positive direction) The magnetic flux flow does not act directly on the permanent magnet 80 itself, which becomes a magnetic resistance against the magnetic flux flow, but acts on the magnetic body 17, so that the influence of the magnetic flux of the permanent magnet 80 can be reduced or eliminated. Therefore, the electromagnetic force generated in the drive coil can be used efficiently.

(4)なお、本実施形態では、ノズルニードル30は、第1ニードル31と第2ニードル32とを有しており、第1ニードル31と第2ニードル32は径方向に分割されるように内外に配置されている。これにより、第1ニードル31と第2ニードル32を内外に二重に配置しているので、第1ニードル31と第2ニードル32は、第1噴孔31、第2噴孔32を開閉するためのノズルボディ11の円錐面(弁座)12への着座および離座が独立して実施できる。また、第1噴孔21、第2噴孔22が複数個有する場合、各第1噴孔21、各第2噴孔22を、それぞれ周方向に配置する設計自由度が高められる(例えば、後述の第4の実施形態から第7の実施形態を参照)。   (4) In the present embodiment, the nozzle needle 30 includes a first needle 31 and a second needle 32, and the first needle 31 and the second needle 32 are internally and externally divided so as to be radially divided. Is arranged. As a result, the first needle 31 and the second needle 32 are doubly arranged inside and outside, so that the first needle 31 and the second needle 32 open and close the first injection hole 31 and the second injection hole 32. The nozzle body 11 can be seated on and separated from the conical surface (valve seat) 12 independently. Further, when there are a plurality of the first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22, the degree of freedom in designing the first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22 in the circumferential direction can be increased (for example, described later). (Refer to the fourth to seventh embodiments).

(5)なお、本実施形態では、駆動コイルへの通電方向を、第1ニードル31を可動コア50を介して吸引するときと、第2ニードル32をコア60を介して吸引するときとで逆転させるようにしている。これにより、第1噴孔21、第2噴孔22を開閉するための方法として、第1ニードル31を吸引する場合と、第2ニードル32を吸引する場合とで駆動コイルの通電方向を逆転させるだけであるので、可変噴孔が比較的容易に実行できる。   (5) In this embodiment, the energization direction to the drive coil is reversed between when the first needle 31 is sucked through the movable core 50 and when the second needle 32 is sucked through the core 60. I try to let them. Thereby, as a method for opening and closing the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22, the energizing direction of the drive coil is reversed between when the first needle 31 is sucked and when the second needle 32 is sucked. Therefore, the variable injection hole can be executed relatively easily.

なお、本実施形態では、第1ニードル31が可動コア50と協働し、第2ニードル32がコア60と協働する構成としたが、ノズルニードル30の構成としてこの構成に限らず、第1ニードル31および第2ニードル32のうち、いずれか一方のニードルが可動コア50と協働し、他方のニードルがコア60と協働するように構成してもよい。この様な構成であっても、駆動コイルの通電によりコア60に発生する磁界が永久磁石80の磁界と逆方向の場合には、可動コア50と協働する一方のニードルに対応する噴孔のみを開口し、その通電方向が逆転されコア60の磁界が磁化部材の磁界と同方向になる場合には、コア60に協働する他方のニードルに対応する噴孔を開口することができる。   In the present embodiment, the first needle 31 cooperates with the movable core 50 and the second needle 32 cooperates with the core 60. However, the configuration of the nozzle needle 30 is not limited to this configuration. Any one of the needle 31 and the second needle 32 may cooperate with the movable core 50, and the other needle may cooperate with the core 60. Even in such a configuration, when the magnetic field generated in the core 60 by energization of the drive coil is opposite to the magnetic field of the permanent magnet 80, only the injection hole corresponding to one needle cooperating with the movable core 50 is used. When the energizing direction is reversed and the magnetic field of the core 60 becomes the same direction as the magnetic field of the magnetizing member, the nozzle hole corresponding to the other needle cooperating with the core 60 can be opened.

(第2の実施形態)
第2の実施形態を、図8に従って説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図8は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。なお、図8において、コア60は低リフト状態に制限する位置に規制されている。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the fuel injection device of the present embodiment. In FIG. 8, the core 60 is restricted to a position where it is restricted to a low lift state.

第2の実施形態では、第1の実施形態で説明したコア60が第2ニードル32に固定され協働する関係にあるものに代えて、図8に示すように、可動コア150を第2ニードル132に固定し協働するものとする。なお詳しくは、可動コア150は、第2ニードルを内部に移動可能に収容せず、内周151に第2ニードル32を接合等により固定している。   In the second embodiment, instead of the core 60 described in the first embodiment being fixed and cooperating with the second needle 32, the movable core 150 is replaced with the second needle as shown in FIG. It shall be fixed to 132 and cooperate. More specifically, the movable core 150 does not accommodate the second needle so as to be movable therein, and fixes the second needle 32 to the inner periphery 151 by bonding or the like.

第2ニードル132は、図8に示すように、段付きの略円筒状体に形成されており、下端部側の外周が上端部側の外周より大きく形成されている。第1ニードル131は、略円筒状に形成されており、その内周が、第2ニードル132を軸方向に移動可能に保持するように、段付き内周に形成されている。第2ニードル132の外周側に形成された段差部132sと、第1ニードル131の内周側に形成された段差部131sとは互いに係止可能に配置されている。   As shown in FIG. 8, the second needle 132 is formed in a substantially cylindrical body with a step, and the outer periphery on the lower end side is formed larger than the outer periphery on the upper end side. The first needle 131 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner periphery thereof is formed in a stepped inner periphery so as to hold the second needle 132 movably in the axial direction. The stepped portion 132s formed on the outer peripheral side of the second needle 132 and the stepped portion 131s formed on the inner peripheral side of the first needle 131 are disposed so as to be latchable with each other.

また、第1ニードル131は、可動コア150と直接固定されてはおらず、可動コア150とは軸方向に所定隙間だけ離れて配置されている。また、この可動コア150とコア60は、図8に示すように、軸方向に隙間δ2だけ離れて配置されている。段差部132sと段差部131sとは軸方向に隙間δ3だけ離れて配置されている。なお、隙間δ1、δ2と低リフト状態のリフト量HD1の関係はHD1=δ2に設定され、隙間δ3と低リフト量HD1、高リフト量HD2=δ1+δ2の関係はHD2≧δ3≧HD1に設定されている。なお、隙間δ1は、コア60と磁性体17間のエアギャップ(コア60の移動可能量)である。   Further, the first needle 131 is not directly fixed to the movable core 150, and is disposed away from the movable core 150 by a predetermined gap in the axial direction. Further, as shown in FIG. 8, the movable core 150 and the core 60 are arranged apart from each other by a gap δ2 in the axial direction. The stepped portion 132s and the stepped portion 131s are arranged apart from each other in the axial direction by a gap δ3. The relationship between the clearances δ1 and δ2 and the lift amount HD1 in the low lift state is set to HD1 = δ2, and the relationship between the clearance δ3 and the low lift amount HD1 and the high lift amount HD2 = δ1 + δ2 is set to HD2 ≧ δ3 ≧ HD1. Yes. The gap δ1 is an air gap between the core 60 and the magnetic body 17 (a movable amount of the core 60).

上述の構成を有する燃料噴射装置1におけるインジェクタ2の作動について以下説明する。(1)駆動コイルの非通電状態では、第1ニードル131および第2ニードル132が閉弁し、第1噴孔21および第2噴孔22からの燃料の噴射が遮断されている。なお、このとき、コア60は低リフト状態に制限する位置(下限位置)に規制されている。   The operation of the injector 2 in the fuel injection device 1 having the above-described configuration will be described below. (1) In a non-energized state of the drive coil, the first needle 131 and the second needle 132 are closed, and fuel injection from the first injection hole 21 and the second injection hole 22 is blocked. At this time, the core 60 is restricted to a position (lower limit position) where the core 60 is restricted to a low lift state.

(2)駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、コイル70の電磁力によりコア60に作用する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが逆方向になり反発する関係にあるため、コア60は低リフト状態に制限する位置に規制されたままである。そのため、コイル70の電磁力により可動コア150がコア60に引きつけられて、可動コア150に協働している第2ニードル132のみが開弁する。その結果、通電方向が正方向の状態では第2噴孔22からの噴射のみが許容される。このとき、第2ニードル132のリフト量Hは低リフト状態(H=HD1)に制限される。   (2) When the energization direction of the drive coil is in the positive direction, the magnetic field acting on the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70 (the direction of the magnetic force) and the magnetic field of the permanent magnet 80 are in opposite directions and repel each other. Therefore, the core 60 remains restricted at a position that restricts the low lift state. Therefore, the movable core 150 is attracted to the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70, and only the second needle 132 that cooperates with the movable core 150 opens. As a result, only the injection from the second injection hole 22 is allowed when the energization direction is the positive direction. At this time, the lift amount H of the second needle 132 is limited to the low lift state (H = HD1).

(3)駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、コア60に作用する磁界と永久磁石80の磁界とが同方向になるため、コア60が永久磁石80側に引きつけられ、コア60が高リフト状態に制限する位置(上限位置)に規制される。一方、可動コア150はコア60に引きつけられているので、第2ニードル132のリフト量Hは低リフト状態(H=HD1)から変位し、高リフト状態(H=HD2)で制限されるようになる。このとき、隙間δ3≦HD2に設定されているため、第1ニードル131の段差部131sに第2ニードル132の段差部132sが当接し、第1ニードル131が第2ニードル132に係止される。第2ニードル132に係止されると、第1ニードル131が開弁する。その結果、第1噴孔21および第2噴孔22の両方からの燃料噴射が許容される。   (3) The energization direction to the drive coil is switched, and in the reverse direction, the magnetic field acting on the core 60 and the magnetic field of the permanent magnet 80 are in the same direction, so the core 60 is attracted to the permanent magnet 80 side, The core 60 is regulated at a position (upper limit position) where the core 60 is restricted to a high lift state. On the other hand, since the movable core 150 is attracted to the core 60, the lift amount H of the second needle 132 is displaced from the low lift state (H = HD1) and is limited in the high lift state (H = HD2). Become. At this time, since the gap δ3 ≦ HD2 is set, the stepped portion 132s of the second needle 132 abuts on the stepped portion 131s of the first needle 131, and the first needle 131 is locked to the second needle 132. When locked to the second needle 132, the first needle 131 is opened. As a result, fuel injection from both the first injection hole 21 and the second injection hole 22 is allowed.

以上説明した本実施形態によれば、可動コア150に第2ニードル132が協働しており、コア60の移動位置に応じて第2ニードル132と第1ニードル131は当接し係止される関係にあるので、コア60に対して第1ニードル131および第2ニードル132が直接的に協働する関係にない場合であっても、第1噴孔21、第2噴孔22を開閉するための第1ニードル131、第2ニードル132の開弁方向への移動を行うことができる。したがって、上記のような構成であっても、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、第1ニードルは弾性部材により閉弁方向に付勢されていてもよい。   According to the present embodiment described above, the second needle 132 cooperates with the movable core 150, and the second needle 132 and the first needle 131 are brought into contact with and locked according to the movement position of the core 60. Therefore, even when the first needle 131 and the second needle 132 are not in direct cooperation with the core 60, the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 are opened and closed. The first needle 131 and the second needle 132 can be moved in the valve opening direction. Therefore, even if it is the above structures, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired. The first needle may be biased in the valve closing direction by an elastic member.

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1の実施形態で説明した第1ニードル31および第2ニードル32の互いに軸方向に移動可能な関係に代えて、図9に示すように、第2ニードル232を第1ニードル231の内部に収容し、第1ニードルと第2ニードルの相対移動を所定の隙間δ3範囲内に制限するようにする。図9は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, instead of the relationship in which the first needle 31 and the second needle 32 described in the first embodiment can move in the axial direction, as shown in FIG. The first needle 231 is housed inside and the relative movement of the first needle and the second needle is limited within a predetermined gap δ3. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the fuel injection device of the present embodiment.

可動コア250は第1ニードル231に固定されており、可動コア250と第1ニードル231は協働する。可動コア250の内周には筒状のブッシュ58が固定されており、ブッシュ58の上端面側とコア60との間にはスプリング59が挟み込まれて配置されている。ブッシュ58の下端面と第2ニードル232の上端面の間には、スプリング39が挟み込まれて配置されている。スプリング39は第2ニードル232を円錐面(弁座)12側に向けて付勢している。   The movable core 250 is fixed to the first needle 231 and the movable core 250 and the first needle 231 cooperate. A cylindrical bushing 58 is fixed to the inner periphery of the movable core 250, and a spring 59 is interposed between the upper end surface side of the bushing 58 and the core 60. A spring 39 is sandwiched between the lower end surface of the bush 58 and the upper end surface of the second needle 232. The spring 39 urges the second needle 232 toward the conical surface (valve seat) 12 side.

第2ニードル232は、図9に示すように、段付きの略円筒状体に形成されており、上端部側の外周が下端部側の外周より大きく形成されている。第1ニードル231は、略円筒状に形成されており、その内周が、第2ニードル232を上記隙間δ3の範囲で軸方向に移動可能に保持するように、段付き内周に形成されている。第2ニードル232の外周側に形成された段差部232sと、第1ニードル231の内周側に形成された段差部231sとは互いに係止可能に配置されている。   As shown in FIG. 9, the second needle 232 is formed in a stepped substantially cylindrical body, and the outer periphery on the upper end side is formed larger than the outer periphery on the lower end side. The first needle 231 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner periphery thereof is formed in a stepped inner periphery so as to hold the second needle 232 so as to be movable in the axial direction within the gap δ3. Yes. The step portion 232 s formed on the outer peripheral side of the second needle 232 and the step portion 231 s formed on the inner peripheral side of the first needle 231 are disposed so as to be locked with each other.

また、可動コア250とコア60は、図9に示すように、軸方向に隙間δ4だけ離れて配置されている。段差部232sと段差部231sとは軸方向に隙間δ5だけ離れて配置されている。なお、隙間δ4、δ5と低リフト状態のリフト量HD1、HD2の関係は、それそれ、HD1=δ4に、HD2≧δ5≧HD1に設定されている。   Further, as shown in FIG. 9, the movable core 250 and the core 60 are arranged apart from each other by a gap δ4 in the axial direction. The step portion 232s and the step portion 231s are arranged apart from each other by a gap δ5 in the axial direction. The relationship between the gaps δ4 and δ5 and the lift amounts HD1 and HD2 in the low lift state is set to HD1 = δ4 and HD2 ≧ δ5 ≧ HD1, respectively.

上述の構成を有する燃料噴射装置1におけるインジェクタ2の作動について以下説明する。(1)駆動コイルの非通電状態では、第1ニードル231および第2ニードル232が閉弁し、第1噴孔21および第2噴孔22からの燃料の噴射が遮断されている。なお、このとき、コア60は低リフト状態に制限する位置(下限位置)に規制されている。   The operation of the injector 2 in the fuel injection device 1 having the above-described configuration will be described below. (1) In the non-energized state of the drive coil, the first needle 231 and the second needle 232 are closed, and fuel injection from the first injection hole 21 and the second injection hole 22 is blocked. At this time, the core 60 is restricted to a position (lower limit position) where the core 60 is restricted to a low lift state.

(2)駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、コイル70の電磁力によりコア60に作用する磁界(磁力の方向)と永久磁石80の磁界とが逆方向になり反発する関係にあるため、コア60は低リフト状態に制限する位置に規制されたままである。そのため、コイル70の電磁力により可動コア250がコア60に引きつけられて、可動コア250に協働している第1ニードル231のみが開弁する。その結果、通電方向が正方向の状態では第1噴孔21からの噴射のみが許容される。このとき、第1ニードル132のリフト量Hは低リフト状態(H=HD1)に制限される。   (2) When the energization direction of the drive coil is in the positive direction, the magnetic field acting on the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70 (the direction of the magnetic force) and the magnetic field of the permanent magnet 80 are in opposite directions and repel each other. Therefore, the core 60 remains restricted at a position that restricts the low lift state. Therefore, the movable core 250 is attracted to the core 60 by the electromagnetic force of the coil 70, and only the first needle 231 cooperating with the movable core 250 is opened. As a result, only the injection from the first injection hole 21 is allowed when the energization direction is the positive direction. At this time, the lift amount H of the first needle 132 is limited to a low lift state (H = HD1).

(3)駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、コア60に作用する磁界と永久磁石80の磁界とが同方向になるため、コア60が永久磁石80側に引きつけられ、コア60が高リフト状態に制限する位置(上限位置)に規制される。一方、可動コア250はコア60に引きつけられているので、第1ニードル232のリフト量Hは低リフト状態(H=HD1)から変位し、高リフト状態(H=HD2)で制限されるようになる。このとき、隙間δ5≦HD2に設定されているため、第2ニードル232の段差部132sに第1ニードル231の段差部231sが当接し、第2ニードル232が第1ニードル231に係止される。第1ニードル231に係止されると、第2ニードル132が開弁する。その結果、第1噴孔21および第2噴孔22の両方からの燃料噴射が許容される。   (3) The energization direction to the drive coil is switched, and in the reverse direction, the magnetic field acting on the core 60 and the magnetic field of the permanent magnet 80 are in the same direction, so the core 60 is attracted to the permanent magnet 80 side, The core 60 is regulated at a position (upper limit position) where the core 60 is restricted to a high lift state. On the other hand, since the movable core 250 is attracted to the core 60, the lift amount H of the first needle 232 is displaced from the low lift state (H = HD1) and is limited in the high lift state (H = HD2). Become. At this time, since the clearance δ5 ≦ HD2 is set, the step portion 231s of the first needle 231 contacts the step portion 132s of the second needle 232, and the second needle 232 is locked to the first needle 231. When locked to the first needle 231, the second needle 132 is opened. As a result, fuel injection from both the first injection hole 21 and the second injection hole 22 is allowed.

以上説明した本実施形態によれば、可動コア250に第1ニードル231が協働しており、コア60の移動位置に応じて第1ニードル231と第2ニードル232は当接し係止される関係にあるので、コア60に対して第1ニードル231および第2ニードル232が直接的に協働する関係にない場合であっても、第1噴孔21、第2噴孔22を開閉するための第1ニードル231、第2ニードル232の開弁方向への移動を行うことができる。したがって、上記のような構成であっても、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。   According to the present embodiment described above, the first needle 231 cooperates with the movable core 250, and the first needle 231 and the second needle 232 are brought into contact with each other and locked according to the moving position of the core 60. Therefore, even when the first needle 231 and the second needle 232 are not in direct cooperation with the core 60, the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 are opened and closed. The first needle 231 and the second needle 232 can be moved in the valve opening direction. Therefore, even if it is the above structures, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

(第4の実施形態)
以下、第1の実施形態に説明した第1噴孔21および第2噴孔22の配列などの配置の他の実施形態を図10および図11に従って説明する。第4の実施形態では、第1噴孔21および第2噴孔22を、図11(a)に示すように配置する。図10は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図10(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図10(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図11は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図11(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図11(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。なお、図10および図11中において、F1およびF2はそれぞれ、第1噴孔21、第2噴孔22から噴射された燃料つまり燃料噴流を示している。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, other embodiments such as the arrangement of the first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22 described in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In 4th Embodiment, the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 are arrange | positioned as shown to Fig.11 (a). FIG. 10 is a schematic view showing an example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. FIG. 10B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. FIG. 11 is a schematic view showing another example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. FIG. 11B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. In FIGS. 10 and 11, F1 and F2 indicate the fuel injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22, that is, the fuel jet flow, respectively.

図11(a)に示すように、第1噴孔21および第2噴孔22は、各複数個有し、周方向に配置されている。第1噴孔21および第2噴孔22は、二重円上に設けられている。なお、ここで、第1噴孔21は外周側噴孔群を構成し、第2噴孔22は内周側噴孔群を構成している。   As shown to Fig.11 (a), the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 have two or more, respectively, and are arrange | positioned in the circumferential direction. The first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 are provided on a double circle. In addition, the 1st nozzle hole 21 comprises an outer peripheral side nozzle hole group here, and the 2nd nozzle hole 22 comprises the inner peripheral side nozzle hole group here.

第1噴孔21および第2噴孔22は、それぞれの噴孔軸がインジェクタ2(詳しくは弁部B)の中心軸線(図示せず)に対して所定の傾斜角θ1、θ2を有しており、その中心軸線から離れる方向に向かって傾斜している。第1噴孔21の傾斜角θ1は、第2噴孔22の傾斜角θ2に比べて小さく(θ1<θ2)形成されており、互いに噴孔軸が交差している。   Each of the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 has a predetermined inclination angle θ1, θ2 with respect to the central axis (not shown) of the injector 2 (specifically, the valve portion B). And inclined toward the direction away from the central axis. The inclination angle θ1 of the first injection hole 21 is smaller than the inclination angle θ2 of the second injection hole 22 (θ1 <θ2), and the injection hole axes intersect each other.

その交差度合いは、第1噴孔21と第2噴孔22から噴射された燃料(燃料噴流)F1、F2が衝突する衝突点において、燃料噴流F1、F2に対してほぼ二等分垂直面上に、燃料噴流F1、F2が合流して形成される薄液膜状の燃料噴流F3が広がる程度の交差であることが好ましい。なお、衝突点は、図11(b)に示すように噴霧の噴霧到達距離(ペネトレーション)に比べれば、弁部B(第1噴孔21および第2噴孔22)の下流側直下の比較的近くに形成されている。   The degree of intersection is substantially perpendicular to the fuel jets F1 and F2 at the collision point where the fuels (fuel jets) F1 and F2 injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22 collide. In addition, it is preferable that the fuel jets F1 and F2 are joined so that a thin liquid film fuel jet F3 is spread. In addition, as shown in FIG.11 (b), a collision point is comparatively directly under the downstream of the valve part B (the 1st injection hole 21 and the 2nd injection hole 22) compared with the spray arrival distance (penetration) of a spray. It is formed nearby.

なお、図11(a)中の径方向に隣接する噴孔を組として、周方向には、環状に形成された他の組の噴孔が配置されている。   In addition, the nozzle hole adjacent to the radial direction in Fig.11 (a) is made into a group, and another group of nozzle holes formed in an annular shape is arranged in the circumferential direction.

上述の構成を有する燃料噴射装置1におけるインジェクタ2の作動について以下説明する。   The operation of the injector 2 in the fuel injection device 1 having the above-described configuration will be described below.

(1)インジェクタ2の駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、第1ニードル31のみが開弁し、第1噴孔21からの噴射のみが許容される(図10(a)参照)。第1噴孔21の傾斜角θ2が比較的小さい(θ1<θ2)ため、第1の噴孔21つまり外周側噴孔群から噴射されて形成される噴霧(噴流F1群)は、比較的広がりの小さな略中空円錐状の噴霧(図10(b)参照)、となる。なお、このとき、第1ニードル31のリフト量Hは低リフト状態(H=HD1)にある。   (1) When the energization direction to the drive coil of the injector 2 is in the positive direction, only the first needle 31 opens and only injection from the first injection hole 21 is allowed (see FIG. 10A). . Since the inclination angle θ2 of the first injection hole 21 is relatively small (θ1 <θ2), the spray (jet stream F1 group) formed by being injected from the first injection hole 21, that is, the outer peripheral injection hole group, is relatively wide. And a substantially hollow cone-shaped spray (see FIG. 10B). At this time, the lift amount H of the first needle 31 is in a low lift state (H = HD1).

(2)駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、第2ニードル32も開弁し、第1噴孔21および第2噴孔22の両方からの噴射が許容される(図11(a)参照)。第1の噴孔21および第2噴孔22から噴射され各噴流F1、F2が合流して形成される噴霧(噴流F3群)は、比較的広がりの大きな略中空円錐状の噴霧(図11(b)参照)となる。この噴霧(噴流F3群)は、薄液膜状の燃料噴流F3から形成されているので、空気との接触面積の拡大が図れる。なお、このとき、第1ニードル31および第2ニードル32のリフト量Hは高リフト状態(H=HD2)にある。   (2) The energization direction to the drive coil is switched, and in the reverse direction, the second needle 32 is also opened, and injection from both the first injection hole 21 and the second injection hole 22 is allowed (FIG. 11 (a)). The spray (jet stream F3 group) formed by joining the jets F1 and F2 injected from the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 is a substantially hollow conical spray (FIG. b)). Since the spray (jet F3 group) is formed from a thin liquid film-like fuel jet F3, the contact area with air can be increased. At this time, the lift amount H of the first needle 31 and the second needle 32 is in a high lift state (H = HD2).

以上説明した本実施形態によれば、駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、第1噴孔21から燃料F1を噴射し、その燃料噴流F1で形成される噴霧形状を、比較的小さな広がりを有する略中空円錐状などのコンパクトな噴霧形状に形成できる。駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、第1噴孔21および第2噴孔22から燃料F1、F2を噴射し、その合流噴流F3で形成される噴霧形状を、比較的大きな広がりを有する略中空円錐状などの広く分散した噴霧形状に形成できる。   According to the present embodiment described above, when the energization direction of the drive coil is in the positive direction, the fuel F1 is injected from the first injection hole 21, and the spray shape formed by the fuel jet F1 is relatively small. It can be formed into a compact spray shape such as a substantially hollow conical shape having a spread. In the reverse direction, the energization direction to the drive coil is switched, and fuels F1 and F2 are injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22, and the spray shape formed by the combined jet flow F3 is relatively It can be formed into a widely dispersed spray shape such as a substantially hollow cone having a large spread.

エンジン運転状態において、例えばアイドル運転等低負荷(詳しくは比較的低負荷側かつ比較的低速側)状態では、燃費重視されるため、成層燃焼させるようにし、高速運転等高負荷(詳しくは比較的高負荷側もしくは比較的高速側)の状態では、出力重視されるため、均質燃焼させるようにする場合がある。この場合、駆動コイルへの通電方向を切換えることで、成層燃焼運転時には、第1噴孔21からのみ燃料を噴射させ、エンジンの例えばピストンの頂部のキャビティなどに向けて、比較的小さな広がりを有する噴霧を形成することできる。均質燃焼運転時には、第1噴孔21および第2噴孔22の両方から燃料を噴射させ、筒内(燃焼室内)に比較的大きな広がりを有する噴霧を形成することできる。   In an engine operation state, for example, in a low load state (specifically, relatively low load side and relatively low speed side) such as idle operation, fuel efficiency is emphasized. In the state of the high load side or the relatively high speed side, since the output is emphasized, there is a case where homogeneous combustion is performed. In this case, by switching the energization direction to the drive coil, during stratified combustion operation, fuel is injected only from the first injection hole 21 and has a relatively small extent toward the cavity of the top of the engine, for example, the piston. A spray can be formed. During the homogeneous combustion operation, fuel can be injected from both the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 to form a spray having a relatively large spread in the cylinder (combustion chamber).

(第5の実施形態)
第5の実施形態では、第4の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22において、第1噴孔21と第2噴孔22から噴射された燃料(燃料噴流)F1、F2が衝突しないように、図13(b)に示すように、第1噴孔21と第2噴孔22とをいわゆる千鳥状に配置する。図12は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図12(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図12(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図13は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図13(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図13(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, in the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 described in the fourth embodiment, fuel (fuel jet) F1 injected from the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22; As shown in FIG. 13B, the first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22 are arranged in a so-called staggered manner so that F2 does not collide. FIG. 12 is a schematic view showing an example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. FIG. 12B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. FIG. 13 is a schematic view showing another example of the sprayed shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 13A is a first nozzle hole and a second nozzle hole that the valve portion has. FIG. 13B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray.

図13(a)に示すように、第1噴孔21と第2噴孔22は、周方向の位置を互いにずらされて配置されている。   As shown to Fig.13 (a), the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 are arrange | positioned by mutually shifting the position of the circumferential direction.

以上説明した本実施形態によれば、駆動コイルへの通電方向が正方向の状態では、第1噴孔21から燃料F1を噴射し(図12(a)参照)、その燃料噴流F1で形成される噴霧形状を、比較的小さな広がりを有する略中空円錐状の噴霧形状(図12(b)参照)に形成できる。駆動コイルへの通電方向が切換えられ、逆方向の状態では、第1噴孔21および第2噴孔22から燃料F1、F2を噴射し(図13(a)参照)、各燃料噴流F1、F2で形成される噴霧が内外に二重に配置される(図13(b)参照)。具体的には、比較的大きな広がりを有する略中空円錐状の噴霧(噴流F2群)の内部に、比較的小さな広がりを有する略中空円錐状の噴霧(噴流F1群)が配置される。その結果、これら噴霧は、全体として空気との接触面積の拡大が図れる。   According to the present embodiment described above, when the energization direction to the drive coil is in the positive direction, the fuel F1 is injected from the first injection hole 21 (see FIG. 12A) and is formed by the fuel jet F1. The spray shape can be formed into a substantially hollow conical spray shape having a relatively small extent (see FIG. 12B). In the reverse direction, the energization direction to the drive coil is switched, and fuels F1 and F2 are injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22 (see FIG. 13A), and the fuel jets F1 and F2 are injected. The spray formed in (2) is arranged in duplicate inside and outside (see FIG. 13 (b)). Specifically, a substantially hollow conical spray (jet F1 group) having a relatively small expanse is arranged inside a substantially hollow conical spray (jet F2 group) having a relatively large expanse. As a result, these sprays can increase the contact area with air as a whole.

この様な構成にしても、第4の実施形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it is such a structure, the effect similar to 4th Embodiment can be acquired.

(第6の実施形態)
第6の実施形態では、第5の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22を、内外に二重の噴霧を形成可能な配置に代えて、図15(b)に示すように、第1噴孔21の噴霧と第2噴孔22の噴霧で噴霧全体の燃料噴射方向が異なるように配置する。図14は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図14(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図14(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図15は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図15(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図15(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, the first nozzle holes 21 and the second nozzle holes 22 described in the fifth embodiment are replaced with an arrangement capable of forming double sprays inside and outside, and shown in FIG. As described above, the fuel injection directions of the entire spray are different between the spray of the first nozzle hole 21 and the spray of the second nozzle hole 22. FIG. 14 is a schematic view showing an example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. FIG. 14B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. FIG. 15 is a schematic view showing another example of the sprayed shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 15 (a) shows the first injection hole and the second injection hole that the valve portion has. FIG. 15B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray.

図15(a)に示すように、第1噴孔21と第2噴孔22は、周方向の位置を互いにずらされて配置されている。第1噴孔21の噴孔軸は、全体として図15(a)の右方向に向かって噴射されるように配置されている。第2噴孔22の噴孔軸は、全体として図15(a)の左方向に向かって噴射されるように配置されている。   As shown to Fig.15 (a), the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 are arrange | positioned by mutually shifting the position of the circumferential direction. The nozzle hole shaft of the first nozzle hole 21 is arranged so as to be jetted toward the right direction in FIG. The nozzle hole axis of the second nozzle hole 22 is arranged so as to be jetted toward the left in FIG. 15A as a whole.

この様な構成にしても、第5の実施形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it is such a structure, the effect similar to 5th Embodiment can be acquired.

成層燃焼運転時にはプラグなどの点火装置方向に向けて噴射させ、均質燃焼時には気筒(燃焼室)内全体的に広く分散させたい場合がある。この場合、成層燃焼運転時には、第1噴孔21からのみ燃料を噴射させ、プラグ方向に向かって比較的小さな広がりを有する噴霧(図14(b)参照)を形成することできる。均質燃焼運転時には、第1噴孔21および第2噴孔22の両方から燃料を噴射させ、各噴霧は比較的小さな広がりを有する噴霧である場合であっても噴霧全体としては筒内(燃焼室内)に広く分散させて形成することできる(図15(b)参照)。   In the stratified charge combustion operation, it may be injected toward the ignition device such as a plug, and in the case of homogeneous combustion, it may be desired to disperse widely throughout the cylinder (combustion chamber). In this case, during the stratified combustion operation, fuel can be injected only from the first injection holes 21 to form a spray (see FIG. 14B) having a relatively small spread in the plug direction. During the homogeneous combustion operation, fuel is injected from both the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22, and even if each spray is a spray having a relatively small spread, the entire spray is in the cylinder (combustion chamber). ) Widely dispersed (see FIG. 15B).

(第7の実施形態)
第7の実施形態では、第6の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22において、第1噴孔21および第2噴孔22の各噴霧を略円錐状に形成するものに代えて、図17(b)に示すように、異形の偏向噴霧を形成するように配置する。図16は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図16(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図16(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図17は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図17(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図17(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, in the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 described in the sixth embodiment, the sprays of the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 are formed in a substantially conical shape. Instead, as shown in FIG. 17B, it is arranged so as to form a deformed deflected spray. FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 16 (a) shows the fuel injected from the first injection hole in the valve portion. FIG. 16B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. FIG. 17 is a schematic view showing another example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 17A shows the first injection hole and the second injection hole that the valve portion has. FIG. 17B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray.

図17(a)に示すように、第1噴孔21と第2噴孔22は、それぞれ略半円上に配置され、互いの略半円の周方向の位置が重ならないように配置されている。   As shown to Fig.17 (a), the 1st nozzle hole 21 and the 2nd nozzle hole 22 are each arrange | positioned on a substantially semicircle, and it is arrange | positioned so that the position of the mutual circumferential direction of a substantially semicircle may not overlap. Yes.

この様な構成にしても、第6の実施形態と同様な効果を得ることができる。   Even if it is such a structure, the effect similar to 6th Embodiment can be acquired.

(第8の実施形態)
内燃機関の気筒内(詳しくは燃焼室)に燃料を直接噴射する場合において、成層燃焼を実施するために、圧縮行程中に燃料を燃焼室内へ噴射し、点火プラグ等の局部付近に可燃範囲の混合気を形成させ、燃焼室内全体(オーバーオール)で例えば空燃比(A/F)が25〜50)という超希薄な混合気を形成させる必要がある。一方、均質燃焼を実施するために、吸入行程中に燃料を燃焼室内へ噴射し、噴霧をピストンやシリンダ等の燃焼室内壁面に衝突させることなく、燃焼室全体に広く分散させる必要がある。そのため、成層燃焼のための燃料噴射モードと均質燃焼のための燃料噴射モードにおける燃料噴霧の到達距離(以下、ペネトレーション)が異なる場合がある。
(Eighth embodiment)
In order to perform stratified combustion when fuel is directly injected into a cylinder of an internal combustion engine (specifically, a combustion chamber), the fuel is injected into the combustion chamber during the compression stroke, and a combustible range is located near a local area such as a spark plug. It is necessary to form an air-fuel mixture, and to form an ultra-lean air-fuel mixture having an air-fuel ratio (A / F) of 25 to 50) in the entire combustion chamber (overall). On the other hand, in order to perform homogeneous combustion, it is necessary to inject fuel into the combustion chamber during the intake stroke and to widely disperse the spray throughout the combustion chamber without colliding with the wall of the combustion chamber such as a piston or cylinder. For this reason, the fuel spray reach distance (hereinafter referred to as penetration) in the fuel injection mode for stratified combustion and the fuel injection mode for homogeneous combustion may be different.

第8の実施形態では、第5実施形態で説明した第1噴孔21と第2噴孔22において、図18(a)に示すように、第1噴孔21の噴孔面積A1を第2噴孔22の噴孔面積A2より小さく形成する(A1<A2)ように構成している。図18は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図18(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図18(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図19は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図19(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図19(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図20は、実施形態に係わる燃料噴射モードを切換えるための制御処理を示すフローチャートである。図21は、本実施形態に係わる内燃機関で実行される燃焼形態を設定するためのマップ構成図である。図22は、本実施形態に係わる内燃機関の燃焼室への噴霧状態の一実施例を示す模式的断面図である。図23は、本実施形態に係わる内燃機関の燃焼室への噴霧状態の他の実施例を示す模式的断面図である。   In the eighth embodiment, in the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22 described in the fifth embodiment, the nozzle hole area A1 of the first nozzle hole 21 is set to the second as shown in FIG. The nozzle hole 22 is configured to be smaller than the nozzle hole area A2 (A1 <A2). FIG. 18 is a schematic view showing an example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 18 (a) shows the fuel injected from the first injection hole in the valve portion. FIG. 18B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. FIG. 19 is a schematic view showing another example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the present embodiment, and FIG. 19A is a first nozzle hole and a second nozzle hole provided in the valve portion. The perspective view which shows the injection shape of the fuel injected from FIG. 19, FIG.19 (b) is a perspective view which shows the shape of the front end side of the spray. FIG. 20 is a flowchart showing a control process for switching the fuel injection mode according to the embodiment. FIG. 21 is a map configuration diagram for setting the combustion mode executed in the internal combustion engine according to the present embodiment. FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing an example of a spray state in the combustion chamber of the internal combustion engine according to the present embodiment. FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing another example of the spray state to the combustion chamber of the internal combustion engine according to the present embodiment.

なお、図22はピストンが下方向(図中の矢印方向)に移動する吸気行程を示し、図23はピストンが上方向(図中の矢印方向)に移動する圧縮行程を示している。また、図21は、横軸を内燃機関の回転速度Ne、縦軸を内燃機関の負荷Tを示しており、回転速度Ne、負荷TがほぼNe1、T1以下の部分負荷等の運転領域では燃焼形態を成層燃焼、その他の領域である高負荷等の運転領域では燃焼形態を均質燃焼とすることを示している。   22 shows an intake stroke in which the piston moves downward (arrow direction in the drawing), and FIG. 23 shows a compression stroke in which the piston moves upward (arrow direction in the drawing). FIG. 21 shows the rotational speed Ne of the internal combustion engine on the horizontal axis and the load T of the internal combustion engine on the vertical axis, and combustion occurs in an operation region such as a partial load where the rotational speed Ne is approximately Ne1 and T1 or less. It shows that the combustion mode is homogeneous combustion in the operation region such as stratified combustion and other regions such as high load.

第1噴孔21の噴孔面積A1を第2噴孔22の噴孔面積A2より小さく形成する(A1<A2)ので、第1噴孔21から噴射される燃料F1のペネトレーションL1は、第2噴孔22から噴射される燃料F2のペネトレーションL2に比べて短くなる。なお、第1噴孔21の噴孔面積A1を第2噴孔22の噴孔面積A2より小さくするものに限らず、燃料F1のペネトレーションL1が燃料F2のペネトレーションL2より短くなる噴霧形成手段であればいずれの形成手段であってもよい。   Since the injection hole area A1 of the first injection hole 21 is smaller than the injection hole area A2 of the second injection hole 22 (A1 <A2), the penetration L1 of the fuel F1 injected from the first injection hole 21 is the second It becomes shorter than the penetration L2 of the fuel F2 injected from the injection hole 22. The spray formation means is not limited to the nozzle hole area A1 of the first nozzle hole 21 smaller than the nozzle hole area A2 of the second nozzle hole 22, and the penetration L1 of the fuel F1 is shorter than the penetration L2 of the fuel F2. Any forming means may be used.

なお、第1噴孔21から噴射される燃料の流量は、第1ニードル31のリフト量の大きさに応じて変化する。したがって、図18および図22に示すような成層燃焼運転時では低リフト状態(H=HD1)で噴射され、図19および図23に示すような均質燃焼運転時では高リフト状態(H=HD2)で噴射されるので、成層燃焼運転時(詳しくは低リフト状態)に噴射される燃料F1のペネトレーションL1は、均質燃焼運転時(詳しくは高リフト状態)に噴射される燃料F1のペネトレーションL1に比べて短くなる。   The flow rate of the fuel injected from the first injection hole 21 changes according to the lift amount of the first needle 31. Therefore, in the stratified charge combustion operation as shown in FIGS. 18 and 22, the fuel is injected in the low lift state (H = HD1), and in the homogeneous combustion operation as shown in FIGS. 19 and 23, the high lift state (H = HD2). Therefore, the penetration L1 of the fuel F1 injected during the stratified combustion operation (specifically, the low lift state) is compared with the penetration L1 of the fuel F1 injected during the homogeneous combustion operation (specifically, the high lift state). Become shorter.

燃料F1は、比較的小さい噴孔面積A1を有する第1噴孔21から噴射されるので、微粒化され易い。その結果、燃焼室106内の局部(詳しくはキャビティ内104a)に限定されて噴射される場合(図22参照)であっても、燃料F1は微粒化され易いので、燃料F1は燃料周りの空気との接触面積の拡大が図れ、従って点火プラグ等の点火装置により着火燃焼可能な可燃範囲の混合気に形成可能である。   Since the fuel F1 is injected from the first injection hole 21 having a relatively small injection hole area A1, it is easily atomized. As a result, the fuel F1 is easily atomized even when it is injected in a limited manner (refer to the cavity 104a in detail) in the combustion chamber 106 (see FIG. 22), so the fuel F1 is the air around the fuel. Therefore, it is possible to form an air-fuel mixture in a combustible range that can be ignited and combusted by an ignition device such as a spark plug.

なお、エンジン100は、図22および図23に示すように、シリンダブロック101と、シリンダヘッド102と、ピストン104と、シリンダブロック(以下、シリンダと呼ぶ)101の内周壁、ピストン104、おおびシリンダヘッド102の天井内壁とで区画される燃焼室106とを備える周知の内燃機関である。なお、ピストン104のシリンダ101内周壁内における往復運動はコンロッド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)の連続回転運動に変換される。ピストン104の頂部には、キャビティ104aが凹部状に形成されている。なお、ここで、図22および図23では、図面作図上、4気筒のうちの1気筒のみを示しており、図18および図19は、図22および図23に示す気筒に設けられる燃料噴射弁を示している。   22 and 23, the engine 100 includes a cylinder block 101, a cylinder head 102, a piston 104, an inner peripheral wall of a cylinder block (hereinafter referred to as a cylinder) 101, a piston 104, and a cylinder. This is a known internal combustion engine including a combustion chamber 106 defined by the ceiling inner wall of the head 102. The reciprocating motion of the piston 104 in the inner peripheral wall of the cylinder 101 is converted into a continuous rotational motion of a crankshaft (not shown) via a connecting rod (not shown). A cavity 104 a is formed in a concave shape at the top of the piston 104. Here, FIGS. 22 and 23 show only one of the four cylinders in the drawing, and FIGS. 18 and 19 show fuel injection valves provided in the cylinders shown in FIGS. 22 and 23. Is shown.

上述の構成を有する燃料噴射装置1の燃料噴射制御方法、特に燃料噴射モードを切換える方法について、図20および図21に従って説明する。図20に示すように、S201(Sはステップ)では、エンジンの回転速度Ne、吸気管圧力(または吸入空気量)PM、冷却水温Tw等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサの信号をECU100に読み込む。これらの信号よりエンジン100の運転状態(詳しくは負荷Tと回転速度Neの関係)を検出する。S202では、検出した運転状態に対応する負荷Tと回転速度Neに基づいて要求される燃焼形態が成層燃焼か否かを判定する。回転速度Ne、負荷Tが部分負荷等(例えばNe1以下、T1以下)の状態であれば図21に示すマップに基づいて燃焼形態が成層燃焼であると判定し、S203へ移行する。回転速度Ne、負荷Tが上記部分負荷以外の高負荷等の運転状態であれば図21に示すマップに基づいて燃焼形態が均質燃焼であると判定し、S204へ移行する。   A fuel injection control method for the fuel injection device 1 having the above-described configuration, particularly a method for switching the fuel injection mode, will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 20, in S201 (S is a step), signals from various sensors (not shown) for detecting the operating state of the engine such as the engine speed Ne, the intake pipe pressure (or intake air amount) PM, the cooling water temperature Tw, and the like. Is read into the ECU 100. From these signals, the operating state of the engine 100 (specifically, the relationship between the load T and the rotational speed Ne) is detected. In S202, it is determined whether the required combustion mode is stratified combustion based on the load T corresponding to the detected operating state and the rotational speed Ne. If the rotational speed Ne and the load T are in a partial load state (for example, Ne1 or less, T1 or less), it is determined that the combustion mode is stratified combustion based on the map shown in FIG. 21, and the process proceeds to S203. If the rotational speed Ne and the load T are in an operating state such as a high load other than the partial load, it is determined that the combustion mode is homogeneous combustion based on the map shown in FIG. 21, and the process proceeds to S204.

S203では、S202で要求される燃焼形態が成層燃焼であると判定されると、ECU100は、インジェクタ2のリフト量を低リフト状態(H=HD1)に設定する。詳しくは、ECU100は通電方向切換回路100bにより駆動コイルへの通電方向を正方向に設定する。   In S203, if it is determined that the combustion mode required in S202 is stratified combustion, the ECU 100 sets the lift amount of the injector 2 to a low lift state (H = HD1). Specifically, the ECU 100 sets the energization direction to the drive coil to the positive direction by the energization direction switching circuit 100b.

なお、低リフト状態(詳しくは、駆動コイルへの通電方向が正方向の状態)では、第1噴孔21から燃料F1を噴射し、燃料噴流F1のペネトレーションL1は、第1噴孔21の噴孔面積(開口面積)が比較的小さいため比較的短くなり(図18(b)参照)、圧縮行程中の比較的容積の小さい燃焼室106内(詳しくはピストン104のキャビティ104a)に向かって比較的小さな広がり(詳しくは噴霧角α1)を有する噴霧を形成することができる(図22参照)。   Note that, in a low lift state (specifically, when the energization direction to the drive coil is a positive direction), the fuel F1 is injected from the first injection hole 21, and the penetration L1 of the fuel jet F1 is the injection of the first injection hole 21. Since the hole area (opening area) is relatively small, it becomes relatively short (refer to FIG. 18B), and the comparison is made toward the combustion chamber 106 having a relatively small volume during the compression stroke (specifically, the cavity 104a of the piston 104). A spray having a small spread (specifically, spray angle α1) can be formed (see FIG. 22).

S204では、S202で要求される燃焼形態が均質燃焼であると判定されると、ECU100は、インジェクタ2のリフト量を高リフト状態(H=HD2)に設定する。詳しくは、ECU100は駆動コイルへの通電方向を逆方向に設定する。   In S204, if it is determined that the combustion mode required in S202 is homogeneous combustion, the ECU 100 sets the lift amount of the injector 2 to a high lift state (H = HD2). Specifically, the ECU 100 sets the energization direction to the drive coil in the reverse direction.

なお、高リフト状態(詳しくは、駆動コイルへの通電方向が逆方向の状態)では、第1噴孔21および第2噴孔22から燃料F1、F2を噴射し(図19(a)参照)、各燃料噴流F1、F2で形成される噴霧が内外に二重に配置され(図19(b)参照)、これら噴霧は、全体として空気との接触面積の拡大が図れる。また、第2噴孔22の噴孔面積(開口面積)は比較的大きいため、燃料噴流F2のペネトレーションL2は燃料噴流F12に比べて長くなる(L2>L1)。その結果、吸気行程中の比較的容積の大きい燃焼室106内に比較的大きな広がりα2(α2>α1)を有する略中空円錐状の噴霧(噴流F2群)を形成することができる。   In the high lift state (specifically, the energization direction of the drive coil is the reverse direction), the fuels F1 and F2 are injected from the first injection hole 21 and the second injection hole 22 (see FIG. 19A). The sprays formed by the fuel jets F1 and F2 are doubled inside and outside (see FIG. 19B), and these sprays can increase the contact area with air as a whole. Further, since the nozzle hole area (opening area) of the second nozzle hole 22 is relatively large, the penetration L2 of the fuel jet F2 is longer than that of the fuel jet F12 (L2> L1). As a result, it is possible to form a substantially hollow conical spray (jet F2 group) having a relatively large spread α2 (α2> α1) in the combustion chamber 106 having a relatively large volume during the intake stroke.

以上説明した本実施形態では、可変リフト手段60、80、100bを備え、可変リフト手段60、80、100bは、エンジン100を成層燃焼運転するときには第1ニードル31を開弁させ、エンジン100を均質燃焼運転するときには第1ニードル31および第2ニードル32を開弁させるので、成層燃焼運転時には第1噴孔21から燃料F1が供給され、圧縮行程中の燃焼室106内局部に向かって燃料噴射できる。一方、均質燃焼運転時には第1噴孔21および第2噴孔22の両方から燃料F1、F2が供給され、吸気行程中の燃焼室106内全体にわたって広く分散するように燃料噴射できる。   In the present embodiment described above, the variable lift means 60, 80, 100 b are provided, and the variable lift means 60, 80, 100 b open the first needle 31 when the engine 100 performs the stratified combustion operation, thereby making the engine 100 homogeneous. Since the first needle 31 and the second needle 32 are opened during the combustion operation, the fuel F1 is supplied from the first injection hole 21 during the stratified combustion operation, and the fuel can be injected toward the internal portion of the combustion chamber 106 during the compression stroke. . On the other hand, during the homogeneous combustion operation, the fuels F1 and F2 are supplied from both the first nozzle hole 21 and the second nozzle hole 22, and the fuel can be injected so as to be widely dispersed throughout the combustion chamber 106 during the intake stroke.

(第9の実施形態)
2つの吸気弁107a、107bと、吸気弁107a、107bの開時に空気を導く燃焼室106を備えるエンジン100において、シリンダヘッド102などの吸気ポート内に燃料を噴射するいわゆるポート噴射するものがある(図24(b)参照)。なお、吸気弁107a、107bは吸気ポートの壁面に着座および離座することで、吸気弁が閉弁および閉弁される。燃焼室106には、吸気弁107a、107bが離座することで吸気弁107a、107bと壁面との隙間から吸気ポート内を流れる空気が導かれている。
(Ninth embodiment)
In an engine 100 including two intake valves 107a and 107b and a combustion chamber 106 that guides air when the intake valves 107a and 107b are opened, there is a so-called port injection that injects fuel into an intake port such as a cylinder head 102 ( (Refer FIG.24 (b)). The intake valves 107a and 107b are seated and separated from the wall surface of the intake port, thereby closing and closing the intake valves. The air flowing in the intake port is guided to the combustion chamber 106 from the gap between the intake valves 107a and 107b and the wall surface by separating the intake valves 107a and 107b.

このポート噴射においてリーンバーン燃焼をさせたい場合、吸気弁107a、107bのうち一方の吸気弁を休止させて比較的強いスワールを発生する方法が考えられる。しかしながら、その吸気弁を完全に休止させると、休止した吸気弁にポート噴射された燃料が付着してしまうため、吸気弁を完全に閉じられないという問題がある。   When lean burn combustion is desired in this port injection, a method of generating a relatively strong swirl by stopping one of the intake valves 107a and 107b is conceivable. However, if the intake valve is completely deactivated, the fuel injected by the port is attached to the deactivated intake valve, which causes a problem that the intake valve cannot be completely closed.

第9の実施形態では、第6の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22を有するインジェクタ2を、図24(a)に示すように、2つの吸気弁107a、107bのうち一方の吸気弁107aを一時的に完全閉弁したままとすることが可能なエンジン100(以下、弁休止機能付エンジンと呼ぶ)に適用する。図24は、本実施形態に係わる内燃機関の吸気弁周辺への噴霧状態を示す模式的断面図であって、図24(a)は二つの吸気弁のうち一方が弁運転を休止しているときの噴霧状態、図24(b)は二つの吸気弁の両方が弁運転しているときの噴霧状態を示す模式的断面図である。図25は、本実施形態に係わる燃料噴射の制御処理を示すフローチャートである。   In the ninth embodiment, the injector 2 having the first injection hole 21 and the second injection hole 22 described in the sixth embodiment is replaced with two intake valves 107a and 107b as shown in FIG. The present invention is applied to an engine 100 that can temporarily keep one intake valve 107a completely closed (hereinafter referred to as an engine with a valve pause function). FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a sprayed state around the intake valve of the internal combustion engine according to the present embodiment, and FIG. 24 (a) shows that one of the two intake valves is not operating. FIG. 24B is a schematic cross-sectional view showing the spray state when both of the two intake valves are in valve operation. FIG. 25 is a flowchart showing a fuel injection control process according to this embodiment.

図24(a)および図24(b)において、吸気弁107a、107bがポートの壁面に離座および着座する弁作動が、休止している弁休止状態の場合には、円内をハッチングで示し、一方、通常の弁運転状態の場合には、円内を白抜きで示している。なお、吸気弁107aと吸気弁107bの休止を区別のため、吸気弁107a側の円内には符号IN1、吸気弁107b側の円内には符号IN2を付している。なお、本実施形態では、図24(a)に示すように、吸気弁107a側の弁作動が休止している。   In FIG. 24A and FIG. 24B, when the valve operation in which the intake valves 107a and 107b are separated and seated on the wall surface of the port is in a resting valve resting state, the inside of the circle is indicated by hatching. On the other hand, in the normal valve operation state, the circle is shown in white. In order to distinguish the pause of the intake valve 107a and the intake valve 107b, the circle on the intake valve 107a side is marked with a symbol IN1, and the circle on the intake valve 107b side is marked with a symbol IN2. In this embodiment, as shown in FIG. 24A, the valve operation on the intake valve 107a side is stopped.

上記構成を有する燃料噴射装置1の燃料噴射制御方法について、図25に従って説明する。図25に示すように、S301では、エンジンの回転速度Ne、吸気管圧力(または吸入空気量)PM、冷却水温Tw等のエンジンの運転状態を検出する図示しない各種センサの信号をECU100に読み込む。S302では、これらの信号に基づいて、ECU100は要求される運転状態を判定する。これにより、例えば要求される運転状態として、リーンバーン燃焼形態が選択される。この場合、比較的強いスワールを発生させるため、2つの吸気弁のうち一方の吸気弁を休止する弁運転を必要とする。   A fuel injection control method of the fuel injection device 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 25, in S301, signals of various sensors (not shown) for detecting the operating state of the engine such as the engine rotational speed Ne, the intake pipe pressure (or intake air amount) PM, and the cooling water temperature Tw are read into the ECU 100. In S302, based on these signals, the ECU 100 determines a required operating state. Thereby, for example, the lean burn combustion mode is selected as the required operating state. In this case, in order to generate a relatively strong swirl, it is necessary to perform a valve operation of stopping one of the two intake valves.

S303では、要求運転状態に基いて、2つの吸気弁107a、107bの弁運転をするか否かを判断する。要求運転状態がリーンバーン燃焼運転等の吸気弁107a、107bのうち一方を休止するものであれば、全運転しないと判定し、S304へ移行する。要求運転状態がリーンバーン燃焼運転等以外のものであれば、吸気弁107a、107bとも全運転すると判定し、S306へ移行する。   In S303, it is determined whether or not the two intake valves 107a and 107b are to be operated based on the requested operation state. If the requested operation state is one in which one of the intake valves 107a and 107b such as lean burn combustion operation is stopped, it is determined that the entire operation is not performed, and the process proceeds to S304. If the requested operation state is something other than lean burn combustion operation or the like, it is determined that both intake valves 107a and 107b are fully operated, and the process proceeds to S306.

S304では、S303で吸気弁107a、107bとも全運転すると判定されると、吸気弁107a(IN1)、吸気弁107b(IN2)とも弁作動状態にし、S305へ移行する。S305では、ECU100は、インジェクタ2のリフト量を高リフト状態(H=HD2)に設定する。詳しくは、ECU100は駆動コイルへの通電方向を逆方向に設定する。   In S304, if it is determined in S303 that both intake valves 107a and 107b are fully operated, both intake valve 107a (IN1) and intake valve 107b (IN2) are put into a valve operating state, and the process proceeds to S305. In S305, the ECU 100 sets the lift amount of the injector 2 to a high lift state (H = HD2). Specifically, the ECU 100 sets the energization direction to the drive coil in the reverse direction.

S306では、S303で吸気弁107a、107bの全運転をしないと判定されると、吸気弁107a(IN1)の弁運転を休止状態にする。一方、吸気弁107b(IN2)は弁作動させ、弁運転状態のままとする。S307では、ECU100は、インジェクタ2のリフト量を低リフト状態(H=HD1)に設定する。詳しくは、ECU100は駆動コイルへの通電方向を正方向に設定する。   In S306, if it is determined in S303 that the entire operation of the intake valves 107a and 107b is not to be performed, the valve operation of the intake valve 107a (IN1) is set to a pause state. On the other hand, the intake valve 107b (IN2) is operated to remain in the valve operating state. In step S307, the ECU 100 sets the lift amount of the injector 2 to a low lift state (H = HD1). Specifically, the ECU 100 sets the energization direction to the drive coil to the positive direction.

以上説明した本実施形態では、可変リフト手段60、80、100bを備え、可変リフト手段60、80、100bは、2つの吸気弁107a、107bのうち一方の吸気弁107aが弁運転を休止しているときには第1ニードル31を開弁させ、吸気弁107a、107bの両方が弁運転しているときには第1ニードル31および第2ニードル32を開弁させるので、一方の吸気弁107aが弁運転を休止しているときには一方の吸気弁107aへの燃料供給を休止し、第1噴孔21から他方の吸気弁107bへ燃料F1を供給ができる(図24(a)参照)。   In the present embodiment described above, the variable lift means 60, 80, and 100b are provided, and the variable lift means 60, 80, and 100b are configured such that one of the two intake valves 107a and 107b stops the valve operation. The first needle 31 is opened when the intake valve 107a and 107b are both operating, and the first needle 31 and the second needle 32 are opened when both the intake valves 107a and 107b are operating. In this case, the fuel supply to one intake valve 107a is stopped, and the fuel F1 can be supplied from the first injection hole 21 to the other intake valve 107b (see FIG. 24A).

(その他の実施形態)
以上説明した第9の実施形態において、弁休止機能付エンジン100に第6の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22を有するインジェクタ2を適用したが、これに限らず、第7の実施形態に説明した第1噴孔21および第2噴孔22を有するインジェクタ2を適用してもよい。二つの吸気弁のうち一方が休止している場合には、第1ニードル31を開弁させ、二つの吸気弁の両方が離座している場合には、第1ニードル31および第2ニードル32を開弁させられる。したがって、他方の吸気弁が休止中は第2ニードル32に対応する第2噴孔22の噴射が休止され、両方の吸気弁が離座している場合には第1ニードル31および第2ニードル32に対応する第1噴孔21および第2噴孔22の噴射が許容される。その結果、二つの吸気弁のうちいずれかが休止中は、噴射燃料の全体としての噴射方向の変更または一部方向へ噴射の禁止が可能である。
(Other embodiments)
In the ninth embodiment described above, the injector 2 having the first injection hole 21 and the second injection hole 22 described in the sixth embodiment is applied to the engine 100 with a valve pause function. The injector 2 having the first injection hole 21 and the second injection hole 22 described in the seventh embodiment may be applied. When one of the two intake valves is at rest, the first needle 31 is opened, and when both of the two intake valves are separated, the first needle 31 and the second needle 32 are opened. Can be opened. Accordingly, when the other intake valve is at rest, the injection of the second injection hole 22 corresponding to the second needle 32 is stopped, and when both intake valves are separated, the first needle 31 and the second needle 32 are used. The injection of the first injection hole 21 and the second injection hole 22 corresponding to is allowed. As a result, when one of the two intake valves is at rest, it is possible to change the injection direction of the injected fuel as a whole or to prohibit the injection in a partial direction.

なお、ここで、エンジン100が成層燃焼運転および均質燃焼運転される場合において、成層燃焼運転は主にエンジン100の中速および中負荷以下等の部分負荷運転域であり、この運転域内で要求される噴射量は比較的小さい。一方、均質燃焼運転は主にエンジン100の高速および高負荷等の高負荷運転域であり、この運転域内で要求される噴射量は比較的大きい。これに対して、第1から第9の実施形態で説明した燃料噴射装置1では、リフト可変手段60、80、100bは、第1ニードルおよび第2ニードルの開弁時におけるリフト量(詳しくは高リフトH=HD2)を、第1ニードルの開弁時におけるリフト量(詳しくは低リフトH=HD2)より大きく形成しているので、噴射量調量可能な噴射量ダイミックレンジの向上が図れる。   Here, when the engine 100 is stratified combustion operation and homogeneous combustion operation, the stratified combustion operation is mainly a partial load operation region such as a medium speed and a medium load or less of the engine 100, and is required in this operation region. The injection amount is relatively small. On the other hand, the homogeneous combustion operation is mainly in a high load operation region such as high speed and high load of the engine 100, and the injection amount required in this operation region is relatively large. On the other hand, in the fuel injection device 1 described in the first to ninth embodiments, the lift variable means 60, 80, 100b are lift amounts (specifically, high amounts when the first needle and the second needle are opened). Since the lift H = HD2) is formed to be larger than the lift amount (specifically, the low lift H = HD2) at the time of opening the first needle, it is possible to improve the injection amount dynamic range in which the injection amount can be adjusted.

本発明の第1の実施形態の燃料噴射装置の構成を示す部分的断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the composition of the fuel injection device of a 1st embodiment of the present invention. 図1中の燃料噴射弁内の燃料経路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel path | route in the fuel injection valve in FIG. 図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルの非通電状態を示す部分的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the operation state of the fuel-injection apparatus of FIG. 1, Comprising: It is a fragmentary sectional view which shows the non-energized state of a drive coil. 図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の正方向状態を示す部分的断面図である。It is a typical sectional view showing the operation state of the fuel injection device of Drawing 1, and is a fragmentary sectional view showing the forward direction state of the energization direction to a drive coil. 図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の逆方向状態を示す部分的断面図である。It is a typical sectional view showing the operation state of the fuel injection device of Drawing 1, and is a fragmentary sectional view showing the reverse direction state of the energization direction to a drive coil. 第1の実施形態に係わる電気的構成を示す模式的回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the electrical structure concerning 1st Embodiment. 図6中の電磁コイルへの通電方向を切換える切換手段の切換動作を表す図である。It is a figure showing the switching operation of the switching means which switches the electricity supply direction to the electromagnetic coil in FIG. 第2の実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the composition of the fuel injection device of a 2nd embodiment. 第3の実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the composition of the fuel injection device of a 3rd embodiment. 第4の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図10(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図10(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。FIG. 10A is a schematic diagram illustrating an example of a spray shape of injected fuel from a valve portion according to the fourth embodiment, and FIG. 10A is an injection shape of fuel injected from a first injection hole provided in the valve portion. FIG. 10B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第4の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図11(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図11(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。It is a schematic diagram which shows the other Example of the spray shape of the injection fuel from the valve part concerning 4th Embodiment, Comprising: Fig.11 (a) is injected from the 1st injection hole and 2nd injection hole which have in a valve part. FIG. 11B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第5の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図12(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図12(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。FIG. 12A is a schematic diagram illustrating an example of a spray shape of injected fuel from a valve portion according to the fifth embodiment, and FIG. 12A is an injection shape of fuel injected from a first injection hole provided in the valve portion. FIG. 12B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第5の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図13(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図13(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。FIG. 13A is a schematic view showing another example of the spray shape of the injected fuel from the valve portion according to the fifth embodiment, and FIG. 13A is injected from the first injection hole and the second injection hole that the valve portion has. FIG. 13B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第6の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図14(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図14(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。FIG. 14A is a schematic diagram illustrating an example of a spray shape of injected fuel from a valve portion according to a sixth embodiment, and FIG. 14A is an injection shape of fuel injected from a first injection hole provided in the valve portion. FIG. 14B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第6の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図15(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図15(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。It is a schematic diagram which shows the other Example of the spray shape of the injection fuel from the valve part concerning 6th Embodiment, Comprising: Fig.15 (a) is injected from the 1st nozzle hole and 2nd nozzle hole which have in a valve part. FIG. 15B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第7の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図16(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図16(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。It is a schematic diagram which shows one Example of the spray shape of the injection fuel from the valve part concerning 7th Embodiment, Comprising: Fig.16 (a) is the injection shape of the fuel injected from the 1st injection hole which has in a valve part. FIG. 16B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第7の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図17(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図17(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。It is a schematic diagram which shows the other Example of the spray shape of the injection fuel from the valve part concerning 7th Embodiment, Comprising: Fig.17 (a) is injected from the 1st nozzle hole and 2nd nozzle hole which have in a valve part. FIG. 17B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第8の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図18(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図18(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。FIG. 18A is a schematic diagram illustrating an example of a spray shape of injected fuel from a valve portion according to an eighth embodiment, and FIG. 18A is an injection shape of fuel injected from a first injection hole provided in the valve portion. FIG. 18B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第8の実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図19(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図19(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。It is a schematic diagram which shows the other Example of the spray shape of the injection fuel from the valve part concerning 8th Embodiment, Comprising: Fig.19 (a) is injected from the 1st nozzle hole and 2nd nozzle hole which have in a valve part. FIG. 19B is a perspective view showing the shape of the tip side of the spray. 第8の実施形態に係わる燃料噴射モードを切換えるための制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing for switching the fuel-injection mode concerning 8th Embodiment. 第8の実施形態に係わる内燃機関で実行される燃焼形態を設定するためのマップ構成図である。It is a map block diagram for setting the combustion form performed with the internal combustion engine concerning 8th Embodiment. 第8の実施形態に係わる内燃機関の燃焼室への噴霧状態の一実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Example of the spray state to the combustion chamber of the internal combustion engine concerning 8th Embodiment. 第8の実施形態に係わる内燃機関の燃焼室への噴霧状態の他の実施例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the other Example of the spray state to the combustion chamber of the internal combustion engine concerning 8th Embodiment. 第9の実施形態に係わる内燃機関の吸気弁周辺への噴霧状態を示す模式的断面図であって、図24(a)は二つの吸気弁のうち一方が弁運転を休止しているときの噴霧状態、図24(b)は二つの吸気弁の両方が弁運転しているときの噴霧状態を示す模式的断面図である。FIG. 24A is a schematic cross-sectional view showing a spray state around the intake valve of the internal combustion engine according to the ninth embodiment, and FIG. 24A is a view when one of the two intake valves is not operating. FIG. 24B is a schematic cross-sectional view showing the spray state when both of the two intake valves are operating. 第9の実施形態に係わる燃料噴射の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of the fuel injection concerning 9th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料噴射装置
2 インジェクタ(燃料噴射弁)
11 ノズルボディ(弁ボディ)
12 円錐面(弁座)
15 筒部材
17 磁性体
20 噴孔部
21 第1噴孔
22 第2噴孔
30 ノズルニードル(弁部材)
31 第1ニードル
32 第2ニードル
50 可動コア
60 コア
70 コイル(駆動コイルの一部)
80 永久磁石(磁化部材)
100 ECU(制御手段)
100a 制御部
100b 通電方向切換え回路
B 弁部
S 電磁駆動部
1 Fuel injector 2 Injector (fuel injection valve)
11 Nozzle body (valve body)
12 Conical surface (valve seat)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Cylindrical member 17 Magnetic body 20 Injection hole part 21 1st injection hole 22 2nd injection hole 30 Nozzle needle (valve member)
31 1st needle 32 2nd needle 50 Movable core 60 Core 70 Coil (part of drive coil)
80 Permanent magnet (magnetizing member)
100 ECU (control means)
100a Control unit 100b Energizing direction switching circuit B Valve unit S Electromagnetic drive unit

Claims (8)

第1噴孔および第2噴孔を有するノズルボディと、
前記ノズルボディ内に移動可能に配置され、前記第1噴孔を開閉する第1ニードル、および前記第2噴孔を開閉する第2ニードルを有するノズルニードルと、
前記ノズルニードルに協働可能な可動コアと、
前記可動コアに軸方向に対峙し、磁性体からなるコアと、
前記可動コアおよび前記コアに磁力を通電により作用可能な駆動コイルと、
前記コアを反可動コア側に吸引および可動コア側に反発可能な磁化部材とを備え、
前記第1ニードルと前記第2ニードルを内外に二重に配置してなる前記ノズルニードルは、前記第1噴孔および前記第2噴孔の開口面積を独立して増減させ
前記磁化部材は、前記コアの反可動コア側に配置された永久磁石であり、前記駆動コイルに通電したとき前記駆動コイルの周囲に形成される磁気回路の外側に位置することを特徴とする燃料噴射装置。
A nozzle body having a first nozzle hole and a second nozzle hole;
A nozzle needle that is movably disposed in the nozzle body and has a first needle that opens and closes the first nozzle hole, and a second needle that opens and closes the second nozzle hole;
A movable core capable of cooperating with the nozzle needle;
A core made of a magnetic material facing the movable core in the axial direction;
A drive coil capable of applying a magnetic force to the movable core and the core;
A magnetizing member capable of attracting the core to the non-movable core and repelling the movable core;
The nozzle needle formed by doubling the first needle and the second needle inside and outside independently increases or decreases the opening area of the first nozzle hole and the second nozzle hole ,
The magnetizing member is a permanent magnet disposed on the non-movable core side of the core, and is located outside a magnetic circuit formed around the driving coil when the driving coil is energized. Injection device.
前記コアと前記永久磁石との間には、磁性体が配設されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1, wherein a magnetic body is disposed between the core and the permanent magnet . 前記駆動コイルへの通電方向を、前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの一方を開弁するときと、前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの双方を開弁するときとで逆転させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料噴射装置。 The energization direction to the drive coil is reversed between when one of the first needle and the second needle is opened and when both the first needle and the second needle are opened. The fuel injection device according to claim 1 or 2. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズルニードルは、前記第1ニードルおよび前記第2ニードルのうち、いずれか一方のニードルが前記可動コアと協働し、他方のニードルが前記コアと協働することを特徴とする燃料噴射装置。
In the fuel-injection apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The nozzle needle of the first needle and the second needle, one of the needle in cooperation with the movable core, to that fuel injection and the other needle, characterized in that cooperating with said core apparatus.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、
前記第1ニードルと前記第2ニードルとを当接させて前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。
In the fuel-injection apparatus as described in any one of Claims 1-3,
Fuel injection device it and moving the first is brought into contact needle and the second needle of the first needle and the second needle in the opening direction.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、
吸気ポートと、
前記吸気ポートの壁面に着座および離座する二つの吸気弁と、
前記吸気弁が離座することで前記吸気弁と前記壁面との隙間から前記吸気ポート内を流れる空気を導く燃焼室とを備える内燃機関に用いられ、
前記二つの吸気弁のうち一方が離座しているときには前記第1ニードルを開弁方向に移動させ、
前記二つの吸気弁の両方が離座しているときには前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5 ,
An intake port;
Two intake valves seated on and away from the wall of the intake port;
Used in an internal combustion engine comprising a combustion chamber that guides air flowing in the intake port from a gap between the intake valve and the wall surface by separating the intake valve,
When one of the two intake valves is separated, the first needle is moved in the valve opening direction,
The fuel injection device, wherein when both of the two intake valves are separated, the first needle and the second needle are moved in a valve opening direction .
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、
気筒内に直接燃料が供給される内燃機関に用いられ、
成層燃焼運転時には前記第1ニードルを開弁方向に移動させ、
均質燃焼運転時には前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5 ,
Used in internal combustion engines where fuel is directly supplied into the cylinder,
During the stratified combustion operation, the first needle is moved in the valve opening direction,
A fuel injection apparatus, wherein the first needle and the second needle are moved in a valve opening direction during homogeneous combustion operation .
前記駆動コイルへの通電方向を切換える切換手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 7, further comprising switching means for switching an energization direction to the drive coil .
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