JP4228171B2 - 燃料噴射装置の調整方法および燃料噴射装置の調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置（以下、「燃料噴射装置」をインジェクタという）のアジャスティングパイプの送り量を調整するインジェクタの調整方法およびインジェクタの調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来のアジャスティングパイプの送り量調整装置を示す。インジェクタ１０は、弁部材としてのニードル１２が弁座１１ａから離座することにより噴孔１３から試験流体を噴射する。試験流体は、引火等を防止するため燃料とほぼ同一の粘性を有する不燃性の流体を用いる。付勢手段としてのスプリング１４は、弁座１１ａに着座する方向、つまり噴孔１３を閉塞する方向にニードル１２を付勢している。電気駆動手段としてのコイル１６に電流を供給すると、スプリング１４の付勢力に抗しニードル１２を図３の上方に吸引する磁気吸引力が発生し、ニードル１２が弁座１１ａから離座する。流量計１００は、インジェクタ１０を流れる流体流量、つまり噴孔１３から噴射する流体噴射量を測定する。
【０００３】
アジャスティングパイプ１５はスプリング１４と当接しており、スプリング１４の付勢力はアジャスティングパイプ１５の送り量により調整される。ここで送り量とは、初期位置からアジャスティングパイプ１５が送り込まれた位置までの変位量を表している。アジャスティングパイプ１５は圧入によりインジェクタ１０のハウジング１１内に送られ、送り量が確定するとかしめ等によりハウジング１１に固定される。
【０００４】
電気送り手段としてのモータ３０とともに回転するモータギア３１はねじギア３２と噛み合っている。ねじギア３２は送りねじ３３とねじ結合しており、ねじギア３２が回転すると、送りねじ３３が図３の上方または下方に移動する。送りねじ３３が下方に移動すると、アジャスティングパイプ１５がハウジング１１内に送り込まれ、弁座１１ａに向けてニードル１２を付勢するスプリング１４の付勢力が増加する。制御手段としてのパーソナルコンピュータ（以下、「パーソナルコンピュータ」をＰＣという）４０は、流量計１００から送出される流量信号を入力して単位時間当たりの流量を演算する。駆動回路４１はＰＣ４０からの制御信号に基づきモータ３０およびコイル１６に供給する制御電流を制御する。
【０００５】
アジャスティングパイプ１５の送り量を大きくするとスプリング１４の付勢力が増加する。すると、同じ周波数、同じパルス幅、同じ振幅の制御パルス電流をコイル１６に供給する場合、インジェクタ１０の一回の開弁時間は長くなり、閉弁時間は短くなるので、インジェクタ１０から一回に噴射する噴射量が減少する。したがって、流量計１００から送出される流量信号によりＰＣ４０で測定する流量も減少する。開弁時間とは、ニードル１２が弁座１１ａを離座してからフルリフトしストッパ１７に係止されるまでの時間を表し、閉弁時間とは、ニードル１２がストッパ１７を離れてから弁座１１ａに着座するまでの時間を表す。
【０００６】
コイル１６に供給する制御電流の制御値である周波数、パルス幅、振幅等は所定の固定値に設定される。所定の制御値に固定した制御電流に対し、インジェクタ毎または要求性能毎にインジェクタに要求される一回当たりの噴射量は異なる。一回当たりの噴射量が確定すれば、所定の制御値に固定された制御電流に対し単位時間当たりの流量が確定する。制御値を固定した制御電流をインジェクタ１０に供給し、目標の流体流量になるまでアジャスティングパイプ１５を送ることにより、アジャスティングパイプ１５の送り量を調整する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
アジャスティングパイプ１５は一旦送り込むと戻すことができないので、アジャスティングパイプ１５の送り込みを開始する初期位置は、各インジェクタの製造ばらつき等を考慮して決定されている。インジェクタ１０の噴射量を測定しながらアジャスティングパイプ１５の送り量を調整する図３の装置では、初期位置から目標の噴射量に達するまでのアジャスティングパイプ１５の送り量が大きく、調整時間が長くなっている。
【０００８】
本発明の目的は、目標値の近傍まで予めアジャスティングパイプを送り込み、インジェクタの噴射量を測定しながらアジャスティングパイプの送り量を調整する時間を短縮するインジェクタの調整方法およびインジェクタの調整装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のインジェクタの調整方法によると、電気駆動手段に供給する電流値が、目標値の近傍で目標値よりも小さい目標近傍値以上で弁部材がリフトするようにアジャスティングパイプの送り量を予め調整する前工程の後、噴射量を測定しながらアジャスティングパイプの送り量を後工程で最終的に調整する。後工程の前に予め目標の送り量に近い位置まで前工程でアジャスティングパイプを送り込んでおくので、後工程でアジャスティングパイプを送り込む量が小さくなり、後工程に要する時間が短くなる。
【００１０】
インジェクタの噴射量を測定しながらアジャスティングパイプの送り量を調整する装置（以下、「従来装置」という）に比べ、電気駆動手段に供給する電流値が目標値よりも小さい目標近傍値以上で弁部材がリフトするようにアジャスティングパイプの送り量を調整する装置（以下、「本願装置」という）は、例えば、弁部材の位置を電気信号として出力する公知の位置センサと、位置センサの出力信号を検出し、弁部材がリフトしたかを判定するＰＣ等により、簡単にかつ安価に構成できる。本願装置を使用することにより従来装置の台数を減らすことができるので、アジャスティングパイプの送り量の調整装置全体の設備費を低減できる。
【００１１】
インジェクタの電気駆動手段に供給する電流値を基準値から増加していくと、、付勢手段の付勢力に抗して弁部材を吸引する磁気吸引力が増加する。電流値が増加してから磁気吸引力が増加し、増加した磁気吸引力に対し弁部材がリフトするまでに僅かに時間遅れが生じる。本発明の請求項２記載のインジェクタの調整方法または請求項４記載のインジェクタの調整装置によると、電気駆動手段に供給する電流値を基準値から階段状に増加するので、増加した電流値が次に増加するまで同じ電流値を維持する。電流値が維持されている間に弁部材の挙動が安定するので、弁部材がリフトするときの電流値を高精度に検出できる。
【００１２】
本発明の請求項３記載のインジェクタの調整装置によると、アジャスティングパイプを送り込む各段階においてアジャスティングパイプが停止している状態で、電気駆動手段に供給する電流値を基準値から増加して電気駆動手段が発生する磁気吸引力を増加させ、リフト検出手段の検出信号により弁部材がリフトしたことを判定し、弁部材がリフトするときに電気駆動手段に供給している電流値が目標値よりも小さい目標近傍値以上であれば電気送り手段への電流供給を停止する。アジャスティングパイプを予め目標位置の近傍まで送り込み、インジェクタの噴射量を測定しながらアジャスティングパイプの送り量を最終的に調整できる。インジェクタの噴射量を測定しながらアジャスティングパイプの送り量を調整する時間が短くなるので、従来装置の台数を低減できる。したがって、前述したように、本願装置を使用することにより従来装置の台数を減らすことができるので、アジャスティングパイプの送り量の調整装置全体の設備費を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるインジェクタの調整装置を図１に示す。インジェクタの調整装置は、モータ３０、モータギア３１、ねじギア３２、送りねじ３３、ＰＣ４０、駆動回路４１および位置測定器５０で構成されている。図１に示す位置測定器５０以外の部材または装置は図３において同一符号で示したものと実質的に同一であるから、説明を省略する。ただし、図１に示すＰＣ４０の制御プログラムは図３に示すＰＣ４０と異なっている。
【００１４】
本実施例の調整方法は、コイル１６に供給する電流値が目標値以上でニードル１２がリフトするようにモータ３０に供給する制御電流をＰＣ４０により制御し、アジャスティングパイプ１５の送り量を調整する。コイル１６に供給する電流値が目標値以上でニードル１２がフルリフトすると、モータ３０への電流供給を停止しアジャスティングパイプ１５の送りを停止する。ＰＣ４０は、リフト検出手段としての位置測定器５０が出力する位置信号によりニードル１２のリフト量を検出する。アジャスティングパイプ１５の送り量の調整方法について図１に基づいて説明する。
【００１５】
(1) まず、ＰＣ４０から駆動回路４１に制御信号を送出し、モータ３０を回転させることにより、ニードル１２が弁座１１ａに着座する程度の付勢力をスプリング１４が発生するように、予め設定された初期位置までアジャスティングパイプ１５を圧入する。
【００１６】
(2) アジャスティングパイプ１５を図２に示すように段階的に送り込み、アジャスティングパイプ１５が停止している状態において、コイル１６に供給する電流値を図２に示すように基準値から階段状に増加させ、ニードル１２を吸引する磁気吸引力を上昇させる。ＰＣ４０は、位置測定器５０が出力する位置信号によりニードル１２の位置を検出する。コイル１６に供給する電流値が目標値以上になる前に、ニードル１２がフルリフトすると、スプリング１４の付勢力が不足している、つまりアジャスティングパイプ１５の送り量が不足しているとＰＣ４０が判断する。そして、コイル１６に供給する電流値を基準値まで下げ、モータ３０に供給する電流値を制御し、アジャスティングパイプ１５を次の段階まで所定量送り込む。
【００１７】
アジャスティングパイプ１５が送り込まれると、弁座１１ａに向けてニードル１２を付勢するスプリング１４の付勢力が増加し、スプリング１４の付勢力に抗しニードル１２をリフトさせるために必要なコイル１６に供給する電流値が増加する。
【００１８】
(3) 前記(2) のステップを繰り返し、目標値以上の電流をコイル１６に供給しているときにニードル１２がフルリフトしたとＰＣ４０が検出すると、コイル１６およびモータ３０への電流供給を停止し、図１に示す装置によるアジャスティングパイプ１５の送り量調整を終了する。
(4) 次に、インジェクタ１０の燃料噴射量を測定しながら所定電流値で目標噴射量になるように、図３に示す従来装置でアジャスティングパイプ１５の送り量を最終的に決定する。
【００１９】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記実施例では、インジェクタ１０の噴射量を測定しながらアジャスティングパイプ１５の送り量を調整する工程の前工程で、目標値以上の電流値でニードル１２がフルリフトするまでアジャスティングパイプ１５を送り込んでおく。したがって、インジェクタ１０の噴射量を測定しながらアジャスティングパイプ１５の送り量を調整する後工程において、アジャスティングパイプ１５の送り量の調整量が減少し、インジェクタ１０の噴射量を測定しながらアジャスティングパイプ１５の送り量を調整する時間が減少する。したがって、図１に示す本願装置を用いることにより、図３に示す従来装置の台数を減らしても同じ時間内において従来装置で調整できるインジェクタの数量がほぼ等しくなる。本願装置は従来装置よりも安価であるから、本願装置および従来装置を含むアジャスティングパイプ１５の送り量調整装置の設備費を低減できる。
【００２０】
コイル１６に供給する電流値の上昇に伴いニードル１２を吸引する磁気吸引力が上昇し、上昇した磁気吸引力によりニードル１２がリフトするまでに僅かに時間遅れがある。上記実施例では、アジャスティングパイプ１５を送り込んだ各段階において、コイル１６に供給する電流を階段状に増加している。階段状に増加する電流は次の値に上昇する前に一定時間同じ電流値を維持するので、一定値の電流がコイル１６に流れている間にニードル１２の挙動が安定し、ニードル１２がリフトする電流値を高精度に検出できる。
【００２１】
上記実施例では、コイル１６に供給する電流値が目標値以上でニードル１２がフルリフトしたときに、アジャスティングパイプ１５の送り量の調整を終了した。本発明では、コイル１６に供給する電流値が目標値の近傍で目標値より小さい目標近傍値以上でニードル１２がフルリフトすればアジャスティングパイプ１５の送り量の調整を終了してもよい。ニードル１２がフルリフトしなくても、コイル１６に供給する電流値が目標値以上または目標近傍値以上でニードル１２が弁座１１ａから離座したことを検出したときにアジャスティングパイプ１５の送り量の調整を終了してもよい。
【００２２】
上記実施例では、ニードル１２がリフトしたことをニードル１２の位置を測定する位置測定器５０で検出した。これ以外に、図３に示す流量計１００よりも簡単な構成で試験流体または空気がインジェクタ１０から噴射されたことを検出する流量計によりニードル１２のリフトを検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例によるアジャスティングパイプの送り量調整装置を示す模式的構成図である。
【図２】本実施例によるアジャスティングパイプ位置とコイル電流とニードルリフト量との関係を示す特性図である。
【図３】従来例によるアジャスティングパイプの送り量調整装置を示す模式的構成図である。
【符号の説明】
１０ インジェクタ
１２ ニードル（弁部材）
１３ 噴孔
１４ スプリング（付勢手段）
１５ アジャスティングパイプ
１６ コイル（電気駆動手段）
３０ モータ（電気送り手段）
４０ ＰＣ（制御手段）

Claims (4)

1. 噴孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を噴孔閉塞方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗し前記弁部材を吸引する磁気吸引力を発生する電気駆動手段と、前記付勢手段と当接し前記付勢手段の付勢力を調節するアジャスティングパイプとを備える燃料噴射装置の調整方法において、
   前記付勢手段が噴孔閉塞方向に前記弁部材を付勢する付勢力が増加する方向に前記アジャスティングパイプを段階的に送り込み、前記アジャスティングパイプを送り込む各段階において前記アジャスティングパイプが停止している状態で、前記電気駆動手段に供給する電流値を基準値から増加して前記電気駆動手段が発生する磁気吸引力を増加させ、前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁部材がリフトするときに前記電気駆動手段に供給している電流値が、目標値の近傍で目標値よりも小さい目標近傍値以上であれば前記アジャスティングパイプの送り込みを終了する前工程と、
   前記前工程で調整した前記アジャスティングパイプの送り量を、前記燃料噴射装置の噴射量を測定しながらさらに調整する後工程と、
   を有することを特徴とする燃料噴射装置の調整方法。
2. 前記前工程において、前記電気駆動手段に供給する電流値を基準値から階段状に増加することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置の調整方法。
3. 噴孔を開閉する弁部材と、前記弁部材を噴孔閉塞方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗し前記弁部材を吸引する磁気吸引力を発生する電気駆動手段と、前記付勢手段と当接し送り込まれる量により前記付勢手段の付勢力を調節するアジャスティングパイプとを備える燃料噴射装置の調整装置において、
   前記弁部材を噴孔閉塞方向に付勢する前記付勢手段の付勢力が増加する方向に前記アジャスティングパイプを送り込む電気送り手段と、
   前記電気駆動手段および前記電気送り手段に供給する制御電流をそれぞれ制御する制御手段と、
   前記弁部材のリフトを検出するリフト検出手段とを備え、
   前記制御手段は、段階的に前記アジャスティングパイプを送り込むように前記電気送り手段に供給する電流を制御し、前記アジャスティングパイプを送り込む各段階において前記アジャスティングパイプが停止している状態で、前記電気駆動手段に供給する電流値を基準値から増加して前記電気駆動手段が発生する吸引力を増加させ、前記リフト検出手段の検出信号により前記弁部材がリフトしたことを判定し、前記弁部材がリフトするときに前記電気駆動手段に供給している電流値が、目標値の近傍で目標値よりも小さい目標近傍値以上であれば前記電気送り手段への電流供給を停止することを特徴とする燃料噴射装置の調整装置。
4. 前記制御手段は、前記電気駆動手段に供給する電流値を基準値から階段状に増加することを特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置の調整装置。

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