JP4457827B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、バルブケースの摺動孔内を摺動してポートの流路開口面積を変更するスプール型バルブを備え、燃料、オイルやエア等の流体流量を調量する電磁弁に関するもので、特にコモンレール式燃料噴射システムの燃料供給ポンプに組み付けられて、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量する電磁式吸入調量弁に係わる。 The present invention relates to an electromagnetic valve that includes a spool-type valve that changes the flow passage opening area of a port by sliding in a sliding hole of a valve case, and regulates the flow rate of fluid such as fuel, oil, and air. In particular, the present invention relates to an electromagnetic intake metering valve that is assembled in a fuel supply pump of a common rail fuel injection system and adjusts the amount of fuel sucked from a feed pump into a pressurized chamber.
[従来の技術]
従来より、例えばディーゼルエンジン用燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システムでは、コモンレール内に高圧燃料を蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧された高圧燃料を内燃機関の気筒毎に対応して搭載された複数のインジェクタを介して所定のタイミングで内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。コモンレールには、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄圧する必要があるために、電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプから燃料配管を経て高圧燃料がコモンレール内に吐出されるように構成されている。
[Conventional technology]
Conventionally, for example, in a common rail fuel injection system known as a fuel injection system for diesel engines, high pressure fuel is accumulated in the common rail, and the high pressure fuel accumulated in the common rail is mounted corresponding to each cylinder of the internal combustion engine. Further, it is configured to inject and supply the fuel into the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine at a predetermined timing via a plurality of injectors. Since the high pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure needs to be constantly stored in the common rail, the high pressure via the fuel piping from the fuel supply pump that pressurizes the fuel sucked into the pressurizing chamber via the electromagnetic valve and increases the pressure The fuel is discharged into the common rail.
ここで、燃料供給ポンプより吐出される燃料吐出量は、フィードポンプから吸入弁を経由して加圧室に至る燃料吸入経路の流路開口面積を調整して、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を電磁弁のソレノイドコイルへのポンプ駆動電流に応じて調量するようにしている。このような電磁弁として、摺動孔内を摺動して流路開口面積の変更を行うための弁体機能と磁路形成のためのアーマチャ機能とを兼ね備えたスプール弁と、このスプール弁を摺動可能に収容するためのシリンダ機能と磁路形成のためのステータ機能とを兼ね備えたバルブケースとを備えた電磁式吸入調量弁が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, the amount of fuel discharged from the fuel supply pump is adjusted by adjusting the opening area of the fuel intake path from the feed pump to the pressurizing chamber via the suction valve, and sucked into the pressurizing chamber from the feed pump. The amount of fuel drawn is adjusted according to the pump drive current to the solenoid coil of the solenoid valve. As such an electromagnetic valve, a spool valve having both a valve body function for changing the opening area of the flow path by sliding in the sliding hole and an armature function for forming a magnetic path, and this spool valve There has been proposed an electromagnetic suction metering valve including a valve case having both a cylinder function for slidably housing and a stator function for magnetic path formation (see, for example, Patent Document 1).
[従来の技術の不具合]
ところが、特許文献1に記載の電磁式吸入調量弁においては、スプール弁の摺動部の外周面とバルブケースの摺動孔の内周面との間に形成されるクリアランスの偏りによる磁気力の差で、バルブケースの摺動孔内でスプール弁をうまくセンタリング(調芯)することができず、スプール弁の摺動部の外周面がバルブケースの摺動孔の内周面に押し付けられ、スプール弁の摺動部の外周面とバルブケースの摺動孔の内周面との間の潤滑性が悪化するため、スプール弁の摺動部に焼き付き等が発生し、耐久性を低下させるという問題が生じていた。また、バルブケースのポートに対してスプール弁を相対的に移動させて燃料流量を調量する方法が、スプール弁をゆっくりストロークさせて、ポートの流路開口面積を可変する方法であるために、バルブケースのポートに対するスプール弁の摺動速度が非常に遅く、スプール弁の摺動部の外周面とバルブケースの摺動孔の内周面との間に油膜を形成することが困難となるので、更に潤滑性が悪化する。
[Conventional technical problems]
However, in the electromagnetic suction metering valve described in Patent Document 1, the magnetic force due to the bias of the clearance formed between the outer peripheral surface of the sliding portion of the spool valve and the inner peripheral surface of the sliding hole of the valve case. Because of this difference, the spool valve cannot be centered (aligned) well within the sliding hole of the valve case, and the outer peripheral surface of the sliding part of the spool valve is pressed against the inner peripheral surface of the sliding hole of the valve case. Since the lubricity between the outer peripheral surface of the sliding portion of the spool valve and the inner peripheral surface of the sliding hole of the valve case is deteriorated, seizure or the like occurs in the sliding portion of the spool valve, thereby reducing durability. There was a problem. In addition, the method of adjusting the fuel flow rate by moving the spool valve relative to the port of the valve case is a method of varying the flow path opening area of the port by slowly stroking the spool valve. Since the sliding speed of the spool valve with respect to the port of the valve case is very slow, it becomes difficult to form an oil film between the outer peripheral surface of the sliding portion of the spool valve and the inner peripheral surface of the sliding hole of the valve case. Further, the lubricity deteriorates.
これによって、電磁式吸入調量弁のソレノイドコイルにポンプ駆動電流を印加して、スプール弁のアーマチャがバルブケースのステータの吸引部に吸引される際に、バルブケースのポートに対してスプール弁の摺動部をスムーズに移動させることができず、例えば運転者のアクセル操作量の変化に対する電磁弁の応答性が悪化することによって、燃料流量の調量性能が低下する。したがって、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量が迅速に狙い値とならず、燃料供給ポンプより吐出される燃料吐出量が目標吐出量に到達するまでの時間が長くなり、コモンレール内の燃料圧力が運転者の要求通りの目標燃料圧力を迅速に得ることができなくなる。これにより、例えば運転者のアクセル操作量の変化に対して、燃料噴射量の増量遅れを要因とするエンジン回転速度の上昇遅れが生じ、加速応答性等のエンジン特性が低下するという問題が生じていた。
本発明の目的は、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に形成される環状流路に流体を供給して、バルブの摺動部の焼き付きを防止することで、耐久性を向上することのできる電磁弁を提供することにある。また、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に形成される環状流路に流体を供給して、バルブケースの摺動孔内でバルブを流体圧調芯することで、ソレノイドコイルの通電時にバルブケースの摺動孔内をバルブがスムーズに移動可能になるので、信頼性および応答性を向上することのできる電磁弁を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent fluid seizure of the sliding portion of the valve by supplying fluid to an annular flow path formed between the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve. Thus, an object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of improving durability. In addition, fluid is supplied to the annular flow path formed between the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve, and the valve is fluid pressure adjusted in the sliding hole of the valve case. Since the valve can move smoothly through the sliding hole of the valve case when the solenoid coil is energized by providing the core, an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve capable of improving reliability and responsiveness.
請求項1に記載の発明によれば、バルブ内部に形成され、フィードポンプからの調量前の流体が流れるとともに、第1内部流路と連通する第2内部流路が設けられており、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に、第2内部流路から流体が供給される環状流路を設けたことにより、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に流体が供給されて、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に流体膜が形成される。なお、バルブはスリーブ状のスプール型バルブである。
これによって、潤滑性が向上し、バルブの摺動部の焼き付きが防止されるため、電磁弁の耐久性を向上することができる。また、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に流体が供給されることで、バルブケースの摺動孔内でバルブが流体圧調芯(例えば油圧センタリング等)される。これによって、ソレノイドコイルの通電時にバルブケースの摺動孔内をバルブがスムーズに移動することが可能となるので、電磁弁の信頼性および応答性を向上することができる。
According to the first aspect of the present invention, the second internal flow path that is formed inside the valve and flows before the metering from the feed pump and communicates with the first internal flow path is provided. By providing an annular channel for supplying fluid from the second internal channel between the hole wall surface of the sliding hole of the case and the outer peripheral surface of the sliding part of the valve, the hole of the sliding hole of the valve case A fluid is supplied between the wall surface and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve, and a fluid film is formed between the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve. The valve is a sleeve-like spool type valve.
Thereby, lubricity is improved and seizure of the sliding portion of the valve is prevented, so that the durability of the electromagnetic valve can be improved. Further, fluid is supplied between the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve, so that the valve is fluid pressure aligned (for example, hydraulic centering) within the sliding hole of the valve case. Etc.). This makes it possible for the valve to move smoothly through the sliding hole of the valve case when the solenoid coil is energized, so that the reliability and responsiveness of the solenoid valve can be improved.
また、請求項1に記載の発明によれば、バルブの摺動部の途中に、バルブケースの摺動孔内でバルブを調芯(センタリング)するための環状の調芯溝を設けることにより、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に流体が供給され易くなり、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に流体膜が形成され易くなる。また、バルブの摺動部に外径切削加工または溝加工等を施して調芯溝を形成することができるので、バルブケースの摺動孔の孔壁面に調芯溝を設ける場合と比べて、加工性および生産性を向上することができる。
さらに、バルブの摺動部の途中に環状の調量溝を設けることにより、ソレノイドコイルが通電されると、バルブ(のアーマチャ)が(ステータの吸引部に)吸引されて、バルブケースの摺動孔内をバルブの摺動部が移動する。これにより、バルブケースのポートとバルブの調量溝との重複状態に応じて、バルブケースのポートの流路開口面積が変更されるため、流体流量の調量が行われる。このとき、例えばバルブケースの第1内部流路内に流入した流体は、バルブの第2内部流路およびバルブの調量溝を経由してバルブケースのポートより流出する。あるいは例えばバルブケースのポート内に流入した流体は、バルブの調量溝およびバルブの第2内部流路を経由してバルブケースの第1内部流路より流出する。
そして、調芯溝は、調量溝よりも浅く、且つ、調量溝よりもバルブの軸線方向に長く形成されている。 Further , according to the invention described in claim 1 , by providing an annular alignment groove for aligning (centering) the valve in the sliding hole of the valve case in the middle of the sliding portion of the valve, Fluid is likely to be supplied between the hole wall surface of the valve case sliding hole and the outer peripheral surface of the valve sliding portion, and between the hole wall surface of the valve case sliding hole and the outer peripheral surface of the valve sliding portion. Thus, a fluid film is easily formed. Also, since the alignment groove can be formed by subjecting the sliding portion of the valve to outer diameter cutting or grooving, compared to the case where the alignment groove is provided on the hole wall surface of the sliding hole of the valve case, Workability and productivity can be improved.
Furthermore, by providing an annular metering groove in the middle of the sliding part of the valve, when the solenoid coil is energized, the valve (armature) is sucked (to the suction part of the stator) and the valve case slides. The sliding part of the valve moves in the hole. As a result, the flow path opening area of the valve case port is changed according to the overlapping state of the valve case port and the valve metering groove, so that the fluid flow rate is regulated. At this time, for example, the fluid flowing into the first internal flow path of the valve case flows out from the port of the valve case via the second internal flow path of the valve and the metering groove of the valve. Alternatively, for example, the fluid that has flowed into the port of the valve case flows out from the first internal flow path of the valve case via the metering groove of the valve and the second internal flow path of the valve.
The centering groove is formed shallower than the metering groove and longer in the axial direction of the valve than the metering groove.
請求項2に記載の電磁弁は、バルブケースの摺動孔とバルブの摺動部との間に油膜を形成するための、調芯溝よりもバルブの軸線方向の幅の狭い複数の円環状油溝が設けられている。
請求項3に記載の発明によれば、スプール型バルブに、第2内部流路と調芯溝とを連通する連通孔を設け、また、連通孔を、スプール型バルブの中心軸線の垂線に対して偏心した位置で、スプール型バルブを貫通するように設けても良い。この場合には、第2内部流路から連通孔を経由して調芯溝に供給される流体の圧力差等で、バルブケースの摺動孔内をスプール型バルブがその中心軸線を中心にして回転する。これにより、バルブケースの摺動孔の孔壁面とスプール型バルブの摺動部の外周面とが常に同じ位置で摩耗することを抑制できるので、電磁弁の耐摩耗性および耐久性を向上させることができる。
The electromagnetic valve according to
According to the invention described in claim 3, the spool-type valve, the communicating hole communicating the second inner flow path and the alignment groove is provided, also, the communication hole, the perpendicular central axis of the spool type valve You may provide so that it may penetrate a spool type | mold valve in the position eccentric with respect to it. In this case, the spool type valve is centered about its central axis in the sliding hole of the valve case due to the pressure difference of the fluid supplied from the second internal flow path to the alignment groove via the communication hole. Rotate. As a result, it is possible to prevent the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the spool type valve from being worn at the same position, thereby improving the wear resistance and durability of the solenoid valve. Can do.
請求項4に記載の発明によれば、バルブの摺動部は、調量溝の両側に位置する2つの第1摺動部、およびこれらの第1摺動部よりも軸線方向の一方側または他方側に位置する1つ以上の第2摺動部よりなる。そして、隣設する第1、第2摺動部間において、例えば隣設する第1、第2摺動部よりも外径が小さくなるように調芯溝を設けている。また、隣設する2つの第1摺動部間において、例えば隣設する2つの第1摺動部間よりも外径が小さくなるように調量溝を設けている。 According to the fourth aspect of the present invention, the sliding portion of the valve includes two first sliding portions located on both sides of the metering groove, and one axial side of these first sliding portions or It consists of one or more 2nd sliding parts located in the other side. An alignment groove is provided between the adjacent first and second sliding portions so that the outer diameter is smaller than, for example, the adjacent first and second sliding portions. In addition, a metering groove is provided between two adjacent first sliding portions so as to have an outer diameter smaller than that between, for example, two adjacent first sliding portions.
請求項5に記載の発明によれば、バルブの摺動部のうち第2摺動部の外周面に、バルブケース内部に形成された第1内部流路とバルブの調芯溝とを連通する連通溝を設けている。そして、バルブの摺動部のうち2つの第1摺動部の外周面とバルブケースの摺動孔の孔壁面との間に、バルブの調芯溝とバルブの調量溝とを液密的に略遮断するシール部を設けている。これによって、バルブケースのポートとバルブの調量溝との重複状態に応じて、バルブケースのポートの流路開口面積を変更して流体流量を調量する際に、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの調芯溝とで囲まれた空間側からバルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの調量溝とで囲まれた空間側に流体が流入することを抑制できるので、流体流量の調量性能の低下を防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the first internal flow path formed inside the valve case and the alignment groove of the valve communicate with the outer peripheral surface of the second sliding portion of the sliding portion of the valve. A communication groove is provided. Then, between the outer peripheral surface of the two first sliding portions of the sliding portion of the valve and the hole wall surface of the sliding hole of the valve case, the alignment groove of the valve and the metering groove of the valve are liquid-tight. Is provided with a seal portion for substantially blocking. As a result, when adjusting the fluid flow rate by changing the flow path opening area of the valve case port according to the overlapping state of the valve case port and the valve metering groove, the valve case sliding hole Since the fluid can be prevented from flowing from the space side surrounded by the hole wall surface and the alignment groove of the valve to the space side surrounded by the hole wall surface of the valve case sliding hole and the valve metering groove, It is possible to prevent a decrease in the flow metering performance.
請求項6に記載の発明によれば、電磁弁として、コモンレール式燃料噴射システムに適用されて、フィードポンプから電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプのポンプバルブケースに組み付けられて、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量することで、燃料供給ポンプよりコモンレール内に吐出される燃料吐出量を可変する電磁式吸入調量弁を設けても良い。この場合には、電磁式吸入調量弁のバルブの応答性が改善されるため、加速応答性等のエンジン特性が安定する。 According to the sixth aspect of the present invention, a fuel supply pump that is applied to a common rail fuel injection system as a solenoid valve and pressurizes the fuel sucked into the pressurizing chamber through the solenoid valve from the feed pump to increase the pressure. An electromagnetic intake metering valve that is assembled to the pump valve case and varies the amount of fuel discharged from the fuel supply pump into the common rail by metering the amount of fuel sucked into the pressurized chamber from the feed pump. May be provided. In this case, since the responsiveness of the electromagnetic suction metering valve is improved, engine characteristics such as acceleration responsiveness are stabilized.
本発明を実施するための最良の形態は、耐久性を向上するという目的を、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に形成される環状流路に流体を供給して、バルブの摺動部の焼き付きを防止することで実現した。また、ソレノイドコイルの通電時にバルブケースの摺動孔内をバルブがスムーズに移動可能になるので、信頼性および応答性を向上するという目的を、バルブケースの摺動孔の孔壁面とバルブの摺動部の外周面との間に形成される環状流路に流体を供給して、バルブケースの摺動孔内でバルブを流体圧調芯することで実現した。 The best mode for carrying out the present invention is to provide an annular flow path formed between the hole wall surface of the sliding hole of the valve case and the outer peripheral surface of the sliding portion of the valve for the purpose of improving durability. This was achieved by supplying fluid and preventing seizure of the sliding part of the valve. In addition, since the valve can move smoothly through the sliding hole of the valve case when the solenoid coil is energized, the purpose of improving reliability and responsiveness is to slide the hole wall surface of the valve case and the valve. This was realized by supplying fluid to an annular flow path formed between the outer peripheral surface of the moving part and adjusting the fluid pressure in the sliding hole of the valve case.
[実施例1の構成]
図1ないし図3(a)は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図2は電磁弁を示した図で、図3(a)はサプライポンプの電磁弁のスプール弁を示した図である。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 3 (a) show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a common rail fuel injection system, and FIG. 2 is a diagram showing a solenoid valve. 3 (a) is a view showing a spool valve of an electromagnetic valve of a supply pump.
本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、自動車等の車両に搭載されるものであり、主として、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関(多気筒ディーゼルエンジン:以下エンジンと言う)用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)であり、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個(本例では4個)の電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)3を介してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。 The fuel injection device for an internal combustion engine of the present embodiment is mounted on a vehicle such as an automobile, and is mainly used as a fuel injection system for an internal combustion engine such as a diesel engine (hereinafter referred to as an engine). This is a known common rail type fuel injection system (accumulation type fuel injection device), and a plurality (four in this example) of high pressure fuel accumulated in the common rail 1 are mounted corresponding to each cylinder of the engine. An electromagnetic fuel injection valve (injector) 3 is configured to inject and supply the fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine.
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール1と、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を所定のタイミングで噴射供給するインジェクタ3と、電磁式吸入調量弁(SCV:以下電磁弁と呼ぶ)6を経て加圧室内に吸入される燃料を加圧する吸入燃料調量方式の燃料供給ポンプ(サプライポンプ)5と、複数個のインジェクタ3の電磁弁4およびサプライポンプ5の電磁弁6を電子制御するエンジン制御ユニット(以下ECUと呼ぶ)10とを備えている。この図1では、4気筒エンジンの1つの気筒に対応するインジェクタ3のみを示し、他の気筒については図示を省略している。ここで、エンジンの出力軸(例えばクランク軸:以下クランクシャフトと言う)は、サプライポンプ5のドライブシャフトまたはカムシャフトをベルト駆動している。
This common rail fuel injection system includes a common rail 1 that accumulates high-pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure, an injector 3 that injects fuel into a combustion chamber of each cylinder of the engine at a predetermined timing, and an electromagnetic intake metering. A fuel supply pump (supply pump) 5 of a suction fuel metering system that pressurizes fuel sucked into a pressurizing chamber through a valve (SCV: hereinafter referred to as a solenoid valve) 6, a solenoid valve 4 of a plurality of injectors 3, and An engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 10 that electronically controls the solenoid valve 6 of the
コモンレール1は、燃料供給配管12を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ5の吐出口と接続されている。また、コモンレール1から燃料タンク7へのリリーフ配管14には、燃料タンク7に連通する燃料排出路の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁2が設置されている。この減圧弁2は、減圧弁駆動回路を介してECU10から印加される減圧弁駆動電流によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。
The common rail 1 is connected to a discharge port of a
減圧弁2は、コモンレール1から燃料タンク7へ燃料を還流させるための燃料還流路の開度を調整するバルブ(弁体:図示せず)、このバルブを開弁方向に駆動するソレノイドコイル(電磁コイル:図示せず)、およびバルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段(図示せず)を有している。そして、減圧弁2は、減圧弁駆動回路を介してソレノイドコイルに印加される減圧弁駆動電流の大きさに比例して、コモンレール1内からリリーフ配管14を経て燃料タンク7に還流される燃料の還流量(減圧弁流量)を調整して、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を変更する。なお、減圧弁2の代わりに、リリーフ配管14に、コモンレール1内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール1内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるプレッシャリミッタを取り付けるようにしても良い。
The
エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個のインジェクタ3は、コモンレール1より分岐する複数の分岐管13の下流端に接続されて、エンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードル(図示せず)を開弁方向に駆動する電磁弁4、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段(図示せず)等から構成された電磁式燃料噴射弁である。そして、各気筒のインジェクタ3からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルと連動するコマンドピストンの動作制御を行う背圧制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁4のソレノイドコイル(図示せず)への通電および通電停止(ON/OFF)により電子制御される。つまり、インジェクタ3の電磁弁4のソレノイドコイルが通電されてノズルニードルがノズルボデーの先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。また、インジェクタ3には、余剰燃料や背圧制御室から排出された燃料を燃料系の低圧側に溢流させるためのリークポートが設けられており、インジェクタ3からのリーク燃料は、リターン配管15を介して燃料タンク7に戻される。
A plurality of injectors 3 mounted corresponding to each cylinder of the engine are connected to downstream ends of a plurality of
サプライポンプ5は、吸入した低圧燃料を加圧する圧送系統を2つ(または3つ以上)備え、つまりポンプエレメントを2気筒(または3気筒以上)備え、1つの電磁弁6で、2つ(または3つ以上)の圧送系統の燃料吐出量を、各加圧室内に吸入される吸入燃料量を調量することで制御するタイプの高圧供給ポンプである。このサプライポンプ5は、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってポンプ駆動軸(ドライブシャフトまたはカムシャフト)が回転することで、燃料タンク7から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ(低圧供給ポンプ:図示せず)と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム(図示せず)と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復運動する2個(または3個以上)のプランジャ(図示せず)と、これらのプランジャがポンプハウジングに固定されたシリンダヘッド(図示せず)内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧して高圧化する2個(または3個以上)の加圧室(プランジャ室:図示せず)と、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する2個(または3個以上)の吸入弁(図示せず)と、各加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する2個(または3個以上)の吐出弁(図示せず)とを有している。
The
そして、サプライポンプ5は、各プランジャがシリンダヘッド(ポンプシリンダ)内を往復摺動することで、燃料タンク7から燃料供給配管11を経て2個の加圧室内に吸入された低圧燃料を加圧して高圧化する。なお、燃料供給配管11の途中には、燃料フィルタ8が設置されている。また、2個の吸入弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の上流側、つまりフィードポンプから1個の電磁弁6を経て2個の加圧室に至る燃料吸入経路の途中に設置された逆止弁よりなる。また、2個の吐出弁は、各加圧室よりも燃料の流れ方向の下流側、つまり加圧室から吐出口に至る燃料吐出経路の途中に設置された逆止弁よりなる。また、サプライポンプ5には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ5からのリーク燃料は、燃料還流配管16を経て燃料タンク7に戻される。
The
ここで、サプライポンプ5内に形成される、フィードポンプから2個の吸入弁を経て2個の加圧室に至る燃料吸入経路(図示せず)の途中には、加圧室内に吸入される吸入燃料量を調量する電磁弁6がそれぞれ取り付けられている。この電磁弁6は、図2に示したように、ポンプハウジングに固定されたスリーブ状のバルブケース21と、このバルブケース21の半径方向に開口した出口側ポート22の流路開口面積を調整する弁体(以下スプール弁と言う)23と、このスプール弁23を開弁方向に駆動するリニアソレノイドアクチュエータ24と、スプール弁23を閉弁方向に付勢するリターンスプリング(弁体付勢手段)25とによって構成されている。
Here, in the middle of a fuel suction path (not shown) formed in the
そして、電磁弁6は、図示しないポンプ駆動回路を介してECU10から印加されるポンプ駆動電流によって電子制御されることにより、サプライポンプ5の加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量するノーマリクローズタイプ(常閉型)の電磁式流量制御弁である。すなわち、電磁弁6は、ポンプ駆動回路を介してリニアソレノイドアクチュエータ24に印加されるポンプ駆動電流の大きさに比例して、スプール弁23をストローク方向に移動させて、燃料吸入経路の途中に設けられたバルブケース21の出口側ポート22の流路開口面積を調整する。これにより、フィードポンプから燃料吸入経路、吸入弁を経て加圧室内に吸入される燃料吸入量が調量される。したがって、サプライポンプ5の加圧室からコモンレール1内に吐出される燃料吐出量が、エンジンの運転条件(例えばエンジン回転速度、アクセル操作量、指令噴射量等)に対応した最適値に調整され、インジェクタ3からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する燃料の噴射圧力に相当するコモンレール1内の燃料圧力、所謂コモンレール圧力が変更される。
The solenoid valve 6 is electronically controlled by a pump drive current applied from the
ここで、リニアソレノイドアクチュエータ24は、バルブケース21の図示右端部に一体的に設けられた袋筒状のステータ部(ステータコア)26、スプール弁23の図示右端部に一体的に設けられたアーマチャ部(アーマチャ、ムービングコア)27、ステータ部26の円筒状部の外周に保持された樹脂製のコイルボビン28、このコイルボビン28の外周に巻回されたソレノイドコイル29、このソレノイドコイル29の端末リード線(図示せず)に電気的に接続されたターミナル30、ソレノイドコイル29の外周側を覆う円筒状のハウジング31等から構成されている。なお、バルブケース21のステータ部26は、ソレノイドコイル29の通電時に、磁化されて電磁石となり、スプール弁23のアーマチャ部27を吸引するための吸引部32を有している。この吸引部32は、スプール弁23を摺動可能に収容する略円筒状の収容部33に対して薄肉部34および円筒部35を介して接続されている。
Here, the
そして、ソレノイドコイル29は、通電を受けることにより起磁力を発生してバルブケース21のステータ部26およびスプール弁23のアーマチャ部27を磁化することで、アーマチャ部27をストローク方向(軸線方向の図示右側)に吸引すると共に、コイルボビン28に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したコイルである。このソレノイドコイル29は、コイルボビン28の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線(端末線)を有している。また、ハウジング31は、電気絶縁性に優れる樹脂材料によって一体的に形成され、ソレノイドコイル29の外周側を覆う円筒状部、およびターミナル30を保持する筒状のコネクタ部36を備えている。そして、ハウジング31の外周には、バルブケース21の外周側に形成された略円環状のフランジ部にかしめ等の手段を用いて固定された円筒状のブラケット37が設けられている。このブラケット37の外周側に形成された略円環状のフランジ部(鍔状部)は、サプライポンプ5のポンプハウジングの外壁面にスクリュー等の締結具(図示せず)を用いて締め付け固定されている。そのフランジ部には、締結具を挿通する挿通孔38が形成されている。
The
ここで、電磁弁6のバルブケース21は、スプール弁23を摺動可能に収容するシリンダ機能(収容部33)と、磁路形成のためのステータ機能(ステータ部26)とを兼ね備えている。そして、バルブケース21をステータとして機能させるために、その材質をフェライト系のステンレス鋼(SUS13)等の軟質磁性材料としている。この軟質磁性材料は、磁気特性を悪化させることから焼き入れ等の熱処理を施すことができない。しかし、バルブケース21に本来の機能であるシリンダ機能を持たせるには、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上が要求されることから、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面にニッケル燐メッキ等の硬化層を施している。なお、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面は、スプール弁23を軸線方向(ストローク方向)に案内(誘導)する円筒状のガイド部を構成している。
Here, the
また、バルブケース21の図示左端部は、サプライポンプ5のポンプハウジングの外壁面に設けられた嵌合凹部(図示せず)内に圧入嵌合されており、ポンプハウジングの嵌合凹部の内壁面とバルブケース21の図示左端部の外周面との間には、燃料の漏れを防止するためのOリング等のシール材40が装着されている。そして、バルブケース21の図示左端部には、フィードポンプから燃料が送り込まれる燃料溜まり部(図示せず)に連通する入口側ポート41が形成されている。なお、上述した出口側ポート22は、2個の吸入弁を介して2個の加圧室に連通する燃料吸入経路の後半部を構成する連通路に向けて4個開口している。そして、出口側ポート22の入口側は、出口側に比べて流路径が小さくなっている。また、バルブケース21は、スプール弁23が摺動するスプール孔(摺動孔)39を有している。このスプール孔39の図示右側部には、スプール弁23の内部に形成される内部流路(第2内部流路)42を介して、入口側ポート41に連通する内部流路(第1内部流路)43が形成されている。なお、内部流路43は、リターンスプリング25を収容するスプリング室としても機能する。
Further, the illustrated left end portion of the
ここで、電磁弁6のスプール弁23は、内部の軸線方向に内部流路42を有するスリーブ状のスプール型バルブであって、その外周面にバルブケース21のスプール孔39の孔壁面に摺接する摺動部44を備えている。このスプール弁23は、摺動部44がバルブケース21の出口側ポート22の流路開口面積を変更することで、2個の吸入弁を介して2個の加圧室に吸入される燃料流量(燃料吸入量)が調量される。そして、スプール弁23は、バルブケース21のスプール孔39内を摺動して出口側ポート22の流路開口面積を変更する弁体本来のバルブ機能と、磁路形成のためのアーマチャ機能(アーマチャ部27)とを兼ね備えている。そして、スプール弁23をアーマチャとして機能させるために、その材質を純鉄または低炭素鋼等の軟質磁性材料としている。この軟質磁性材料は、磁気特性を悪化させることから焼き入れ等の熱処理を施すことができない。しかし、スプール弁23として機能させるには、耐摩耗性の向上および表面硬さの向上が要求される。そこで、スプール弁23の摺動部44の外周面にニッケル燐メッキ等の硬化層を施している。
Here, the
そして、スプール弁23は、バルブケース21の図示左端部の内周に圧入固定された円環状のストッパ50によって初期位置が規定されている。そして、スプール弁23は、内部流路43内に収容されたリターンスプリング25により常に付勢されている。このため、スプール弁23は、先端がストッパ50に当接する位置で、スプール弁23の閉弁側の移動範囲が規定されている。また、スプール弁23の図示右端部には、バルブケース21のステータ部26に所定のエアギャップを介して対向するように設けられた円筒状のアーマチャ部27が一体的に形成されている。そして、スプール弁23の内部には、バルブケース21の入口側ポート41と内部流路43とを連通するように内部流路42が設けられている。この内部流路42は、図示左側部よりも図示右側部の方が内径が小さくなっており、スプール弁23が軸線方向に移動する際に内部流路43内の燃料を出し入れすることでスプール弁23の移動がし易くなっている。
The
そして、スプール弁23の摺動部44の外周面には、円環状の調量溝(環状流路)45、円環状の調芯溝46および複数個(2個または3個)の円環状油溝47が形成されている。調量溝45は、摺動部44のうちの隣設する2つの第1摺動部61間に位置し、スプール弁23の外径を摺動部44よりも小さくすることで設けられている。この調量溝45は、摺動部44の周方向に設けられて、調量溝45よりも流路径の小さい連通孔48を介して内部流路42に連通している。また、連通孔48は、調量溝45に向けて4個開口している。そして、調芯溝46は、摺動部44のうちの隣設する第1、第2摺動部61、62間に位置し、スプール弁23の外径を摺動部44よりも小さくすることで設けられている。この調芯溝46は、調量溝45よりも浅く、且つ調量溝45よりも軸線方向に長く摺動部44の周方向に設けられている(図2参照)。そして、調芯溝46は、調芯溝46よりも流路径の小さい連通孔49を介して内部流路42に連通している。また、連通孔49は、調芯溝46に向けて2個開口している。
An annular metering groove (annular flow path) 45, an annular centering
そして、複数個の円環状油溝47は、スプール弁23の図示左端部(先端部)または図示右端部(後端部)とバルブケース21のスプール孔39との間から燃料が浸入して、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面との間に油膜を形成する周溝部である。ここで、本実施例のスプール弁23の摺動部44のうちの隣設する2つの第1摺動部61の外周面とバルブケース21のスプール孔39の孔壁面との間には、調量溝45と調芯溝46とを液密的に略遮断するシール部が設けられている。また、スプール弁23の摺動部44のうちの複数の第2摺動部62の外周面とバルブケース21のスプール孔39の孔壁面との間には、バルブケース21のスプール孔39内を摺動するのに必要な所定のクリアランスが設けられている。
The plurality of
ECU10には、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROM、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路(EDU)、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、A/D変換器でA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、ECU10は、図1に示したように、燃料圧力センサ(燃料圧力検出手段)55からの電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号が、A/D変換器でA/D変換された後に、ECU10に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
The
また、ECU10は、エンジンをクランキングさせた後にエンジンキーをIG位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン(IG・ON)すると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、例えばインジェクタ3の電磁弁4およびサプライポンプ5の電磁弁6を電子制御するように構成されている。ここで、マイクロコンピュータには、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出するためのクランク角度センサ51、アクセル開度(ACCP)を検出するためのアクセル開度センサ52、エンジン冷却水温(THW)を検出するための冷却水温センサ53、およびサプライポンプ5内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度(THF)を検出するための燃料温度センサ54等が接続されている。なお、ECU10は、クランク角度センサ51より出力されたNE信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(NE)を検出する回転速度検出手段として働く。
Further, the
[実施例1の作用]
次に、本実施例のサプライポンプ5の作用を図1ないし図3(a)に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the
サプライポンプ5のポンプ駆動軸(ドライブシャフトまたはカムシャフト)がエンジンのクランクシャフトにベルト駆動されて回転すると、2個のプランジャがシリンダヘッド内の摺動面を往復摺動する。そして、例えば上死点に位置する一方のプランジャが下降すると、加圧室内の圧力が低下し吸入弁が開弁して、フィードポンプ→燃料溜まり部→電磁弁6の入口側ポート41→内部流路42→連通孔48→調量溝45→出口側ポート22→連通路→吸入弁を経て加圧室内に燃料が吸入される。そして、プランジャが下死点に達した後に、再び上昇を開始すると、加圧室内の圧力が昇圧され、吸入弁が閉弁して、加圧室内の圧力が更に上昇する。そして、加圧室内の圧力が吐出弁の開弁圧以上に上昇すると、吐出弁が開弁して、加圧室から吐出弁、燃料供給配管12を経てコモンレール1内に圧送供給される。
When the pump drive shaft (drive shaft or camshaft) of the
他方のプランジャも、上記のプランジャと同様に上死点と下死点との間を往復摺動することにより、他の加圧室内の燃料は、吐出弁、燃料供給配管12を経てコモンレール1内に圧送供給される。このように、サプライポンプ5は、ポンプ駆動軸の1回転につき、吸入行程、圧送行程が2サイクル行われるように構成されている。そして、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料は、インジェクタ3の電磁弁4を任意の噴射時期に駆動することで、所定のタイミングで、エンジンの各気筒の燃焼室内へ噴射供給することができる。
The other plunger also slides back and forth between the top dead center and the bottom dead center in the same manner as the above plunger, so that the fuel in the other pressurized chambers passes through the discharge valve and the
なお、サプライポンプ5の加圧室内から吐出弁、燃料供給配管12を経てコモンレール1内に吐出される燃料の吐出量は、ECU10によって電磁弁6のソレノイドコイル29に印加するポンプ駆動電流値を制御することにより、電磁弁6のスプール弁23のストローク量、つまり燃料吸入経路、特に出口側ポート22の流路開口面積を調整することによって、フィードポンプから電磁弁6、吸入弁を経て加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調量することで制御される。
The amount of fuel discharged from the pressurizing chamber of the
すなわち、ECU10からのポンプ駆動信号によって電磁弁6を、エンジン回転速度(NE)、アクセル開度(ACCP)および指令噴射量(Q)等に応じて電子制御することによって、ポンプ駆動回路を介して電磁弁6のソレノイドコイル29に印加されるポンプ駆動電流値の大きさに比例して、2個の加圧室内に吸入される燃料の吸入量が調量される。これにより、加圧室内より吐出される燃料の吐出量を変更することによって、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタ3の噴射孔からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧力を、運転者の要求通り(例えばアクセル操作量:アクセル開度)に制御することが可能となる。
That is, the electromagnetic valve 6 is electronically controlled according to the engine rotational speed (NE), the accelerator opening (ACCP), the command injection amount (Q), and the like through the pump drive circuit by the pump drive signal from the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のサプライポンプ5においては、電磁弁6のスプール弁23の摺動部44の外周面に、燃料吸入量の調量を行うための円環状の調量溝45、バルブケース21のスプール孔39内でスプール弁23の摺動部44を調芯(油圧センタリング)するための円環状の調芯溝46、およびバルブケース21のスプール孔39とスプール弁23の摺動部44との間に油膜を形成するための複数個の円環状油溝47を設けており、しかも内部流路42と調量溝45とを連通孔48で連通し、且つ内部流路42と調芯溝46とを連通孔49で連通している。そして、フィードポンプから燃料溜まり部、入口側ポート41を経由して内部流路42、43内に流入した燃料を、連通孔49を介して調芯溝46に供給し、且つバルブケース21のスプール孔39とスプール弁23の摺動部44との間に形成されるクリアランスを介して複数個の円環状油溝47に供給している。
[Effect of Example 1]
As described above, in the
したがって、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面との間に燃料が供給されることで、バルブケース21のスプール孔39内でスプール弁23が油圧センタリング(流体圧調芯)される。これによって、ソレノイドコイル29の通電時にバルブケース21のスプール孔39内をスプール弁23がスムーズにストローク方向に移動することが可能となるので、電磁弁6の信頼性および応答性を向上することができる。すなわち、電磁弁6のスプール弁23の制御応答性を向上できるので、加速応答性等のエンジン特性を安定化することができる。
Therefore, the fuel is supplied between the hole wall surface of the
また、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面との間に燃料が供給されて、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面との間に油膜が形成される。これによって、潤滑性が向上し、スプール弁23の摺動部44の焼き付きが防止されるため、電磁弁6の耐久性を向上することができる。また、本実施例では、スプール弁23の摺動部44の途中、すなわち、第1、第2摺動部61、62間に、スプール弁23の摺動部44を油圧センタリングするための調芯溝46を設けている。これによって、スプール弁23の摺動部44に外径切削加工または溝加工等を施して調芯溝46を形成することができるので、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面に調芯溝を設ける場合と比べて、加工性および生産性を向上することができる。
Further, fuel is supplied between the hole wall surface of the
図3(b)は本発明の実施例2を示したもので、サプライポンプの電磁弁のスプール弁を示した図である。 FIG. 3B shows a second embodiment of the present invention and is a view showing a spool valve of an electromagnetic valve of a supply pump.
本実施例のサプライポンプ5は、実施例1と同様にして、電磁弁6のバルブケース21のスプール孔39を摺動して燃料吸入量の調量を行うスプール弁23の摺動部44に、円環状の調量溝45、円環状の調芯溝46および複数個の円環状油溝47を設けている。なお、本実施例では、内部流路42と調量溝45とを連通する連通孔48を設けているが、内部流路42と調芯溝46とを連通する連通孔49は設けられていない。このため、その連通孔49の代わりに、スプール弁23の摺動部44のうちの第2摺動部62の外周面に、バルブケース21の入口側ポート41または内部流路43からバルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面との間のクリアランスを経由して調芯溝46および複数個の円環状油溝47に燃料を供給するための複数の連通溝63を設けている。
In the same manner as in the first embodiment, the
なお、連通溝63は、スプール弁23の摺動部44のうちの第2摺動部62の外周面にそれぞれ4個以上等間隔で例えば外径切削加工等により設けられている。この場合でも、実施例1と同様に、潤滑性が向上し、スプール弁23の摺動部44の焼き付きが防止されるため、電磁弁6の耐久性を向上することができる。また、バルブケース21のスプール孔39内でスプール弁23を油圧センタリングできるので、ソレノイドコイル29の通電時にバルブケース21のスプール孔39内をスプール弁23がスムーズにストローク方向に移動することが可能となるので、電磁弁6の信頼性および応答性を向上することができる。
Note that four or
図4は本発明の実施例3を示したもので、サプライポンプの電磁弁のスプール弁を示した図である。 FIG. 4 is a view showing a spool valve of an electromagnetic valve of a supply pump according to a third embodiment of the present invention.
本実施例では、電磁弁6のスプール弁23の摺動部44のうち第1、第2摺動部61、62間に形成される調芯溝46と、スプール弁23内部に形成される内部流路42とを連通する連通孔64を、スプール弁23の中心軸線の垂線に対して偏心した位置で、スプール弁23のスリーブ部の内周面と外周面とを貫通するように設けている。この場合には、スプール弁23内部に形成された内部流路42から連通孔64を経由して調芯溝46に供給される燃料の圧力差等で、バルブケース21のスプール孔39内をスプール弁23がその中心軸線を中心にして回転するようになる。これによって、バルブケース21のスプール孔39の孔壁面とスプール弁23の摺動部44の外周面とが常に同じ位置で摩耗することを抑制できるので、電磁弁6の耐摩耗性および耐久性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
[変形例]
本実施例では、フィードポンプから吸入弁を経て加圧室に至る燃料吸入経路(出口側ポート22)の流路開口面積を調整して、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料吸入量をポンプ駆動電流に応じて調量することで、サプライポンプ5より吐出される燃料吐出量を制御する電磁弁6を設けたが、この電磁弁6は、そのソレノイドコイル29への通電停止時に全閉、つまり出口側ポート(弁孔)22の流路開口面積が最小、リフト量が最小となるノーマリクローズタイプ(常閉型)の電磁式流量制御弁を用いても、あるいはソレノイドコイル29への通電停止時に全開、つまり出口側ポート(弁孔)22の流路開口面積が最大、リフト量が最小となるノーマリオープンタイプ(常開型)の電磁式流量制御弁を用いても構わない。
[Modification]
In this embodiment, by adjusting the flow path opening area of the fuel intake path (exit side port 22) from the feed pump through the intake valve to the pressurizing chamber, the amount of fuel sucked from the feed pump into the pressurizing chamber is adjusted. An electromagnetic valve 6 for controlling the amount of fuel discharged from the
また、出口側ポート22を入口側ポートに変更し、入口側ポート41を出口側ポートに変更し、入口側ポートよりも上流側にフィードポンプから燃料が送り込まれる燃料溜まり部を形成し、出口側ポートよりも下流側に吸入弁を介して加圧室に連通する燃料吸入経路の後半部を構成する連通路を形成するようにしても良い。ここで、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ55によって検出されるコモンレール圧力(PC)がエンジンの運転条件(例えばエンジン回転速度(NE)と指令噴射量(Q)等)に対応して設定される目標コモンレール圧力(目標燃料圧力:PFIN)と略一致するように、PID制御(またはPI制御)を用いて、ポンプ駆動回路に出力するパルス状のポンプ駆動信号、および電磁弁6のソレノイドコイル29に印加するポンプ駆動電流値をフィードバック制御するようにしても良い。
Further, the
なお、パルス状のポンプ駆動信号は、デューティ(DUTY)制御により行うことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力(PC)と目標コモンレール圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP)に応じて単位時間当たりのポンプ駆動信号のオン/オフの割合(通電時間割合・デューティ比)を調整して、電磁弁6のソレノイドコイル29に印加するポンプ駆動電流の平均電流値を制御することで、電磁弁6の出口側ポート22の流路開口面積を変化させるデューティ制御を用いる。これにより、高精度なデジタル制御が可能になり、目標燃料圧力(PFIN)に対するコモンレール圧力(PC)の制御応答性(圧力制御性)、追従性および圧力安定性を改善することができる。なお、指令噴射量(Q)を、エンジン回転速度(NE)とアクセル開度(ACCP)とによって決定される基本噴射量に、エンジン冷却水温(THW)や燃料温度(THF)等を考慮した噴射量補正量を加味して求めても良い。また、指令噴射量(Q)を、運転者のアクセル操作量から算出したドライバ要求トルクに基づいて求めても良い。
The pulse-shaped pump drive signal is desirably performed by duty (DUTY) control. That is, the pump drive signal ON / OFF ratio (energization time ratio / duty ratio) per unit time is adjusted according to the pressure deviation (ΔP) between the common rail pressure (PC) and the target common rail pressure (PFIN), By controlling the average current value of the pump drive current applied to the
本実施例では、ポンプ駆動軸(カムシャフトまたはドライブシャフト)の回転中心軸線方向(軸方向)に対して直径方向に位置するように2個のプランジャおよび加圧室を設置したサプライポンプ5、あるいはポンプ駆動軸(カムシャフトまたはドライブシャフト)の周方向に等間隔で3個以上のプランジャおよび加圧室を備えたサプライポンプ5を用いたが、ポンプ駆動軸(カムシャフトまたはドライブシャフト)の回転中心軸線方向(軸方向)に所定の間隔(例えば等間隔)で複数のプランジャが並列的に設置されたサプライポンプ(高圧供給ポンプ)を用いても良い。また、本実施例では、バルブケース21にシリンダ機能とステータ機能とを兼ね備えているが、シリンダ機能のみを有するバルブケース21に、ステータ機能のみを有するステータコアを組み付けても良い。さらに、本発明の電磁弁を、インジェクタ3の電磁弁4に適用しても良く、また、その他の潤滑油や作動油等のオイル、水等の液体、あるいは空気、排気ガス、排気再循環ガス等の気体の流量を調量する電磁式流量制御弁に適用しても良い。
In the present embodiment, the
1 コモンレール
3 インジェクタ(電磁式燃料噴射弁)
5 サプライポンプ(燃料供給ポンプ)
6 電磁弁(電磁式吸入調量弁、SCV)
21 バルブケース
22 バルブケースの出口側ポート
23 スプール弁(スプール型バルブ、弁体)
25 リターンスプリング(弁体付勢手段)
26 バルブケースのステータ部(ステータコア)
27 スプール弁のアーマチャ部(アーマチャ、ムービングコア)
29 ソレノイドコイル
32 バルブケースの吸引部
33 バルブケースの収容部
34 バルブケースの薄肉部
35 バルブケースの円筒部
39 バルブケースのスプール孔(摺動孔)
41 バルブケースの入口側ポート
42 スプール弁の内部流路(第2内部流路)
43 バルブケースの内部流路(第1内部流路)
44 スプール弁の摺動部
45 スプール弁の調量溝(環状流路)
46 スプール弁の調芯溝
47 スプール弁の円環状油溝
48 スプール弁の連通孔
49 スプール弁の連通孔
61 スプール弁の第1摺動部
62 スプール弁の第2摺動部
63 スプール弁の連通溝
64 スプール弁の連通孔
1 Common rail 3 Injector (Electromagnetic fuel injection valve)
5 Supply pump (fuel supply pump)
6 Solenoid valve (Electromagnetic suction metering valve, SCV)
21
25 Return spring (valve biasing means)
26 Stator part of the valve case (stator core)
27 Armature part of spool valve (armature, moving core)
29
41 Port
43 Internal flow path of valve case (first internal flow path)
44 Spool
46 Spool
Claims (6)
(b)このバルブケースの摺動孔内を摺動する摺動部を有し、流体流量の調量を行うバルブと、
(c)通電されると起磁力を発生すると共に、前記バルブケースのポートに対して前記バルブの摺動部を相対的に移動させるソレノイドコイルとを備え、
前記バルブは、前記摺動孔内を摺動して前記ポートの流路開口面積を変更する弁体機能と前記ソレノイドコイルの通電時に磁化されるアーマチャ機能とを兼ね備えた電磁弁において、
前記バルブケースの内部には、流体が流れる第1内部流路が設けられており、
前記バルブは、スリーブ状のスプール型バルブであって、その内部には、流体を供給するフィードポンプからの前記調量前の流体が流れるとともに、前記第1内部流路と連通する第2内部流路が設けられており、
前記摺動孔の孔壁面と前記摺動部の外周面との間には、前記第2内部流路から流体が供給される環状流路が設けられており、
前記環状流路は、前記摺動部の途中に設けられて、前記摺動孔内で前記バルブを調芯するための環状の調芯溝、及び、前記ポートの流路開口面積を変更して流体流量の調量を行うための環状の調量溝であり、
前記調芯溝は前記調量溝よりも浅く、且つ、前記調量溝よりも前記バルブの軸線方向に長く形成されていることを特徴とする電磁弁。 (A) a valve case having a sliding hole formed in the axial direction and a port opened in the middle of the sliding hole;
(B) a valve having a sliding portion that slides in the sliding hole of the valve case and adjusting the fluid flow rate;
(C) includes a solenoid coil that generates a magnetomotive force when energized and moves a sliding portion of the valve relative to a port of the valve case;
The valve is an electromagnetic valve having both a valve body function that changes the flow path opening area of the port by sliding in the sliding hole and an armature function that is magnetized when the solenoid coil is energized.
A first internal flow path through which a fluid flows is provided inside the valve case,
The valve is a sleeve-like spool type valve, in which the fluid before feed from the feed pump for supplying fluid flows and a second internal flow communicating with the first internal flow path There is a road,
Wherein between the outer peripheral surface hole wall surface of the sliding portion of the sliding hole, and an annular flow path which a fluid is supplied is provided from the second internal flow passage,
The annular flow path is provided in the middle of the sliding portion, and changes an annular alignment groove for aligning the valve within the sliding hole, and a flow path opening area of the port. An annular metering groove for metering the fluid flow rate,
The solenoid valve characterized in that the centering groove is shallower than the metering groove and is longer than the metering groove in the axial direction of the valve.
前記バルブケースの前記摺動孔と前記バルブの前記摺動部との間に油膜を形成するための、前記調芯溝よりも前記バルブの軸線方向の幅の狭い複数の円環状油溝が設けられていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1,
A plurality of annular oil grooves that are narrower in the axial direction of the valve than the alignment grooves are provided to form an oil film between the sliding hole of the valve case and the sliding portion of the valve. A solenoid valve characterized by being provided.
前記スプール型バルブは、前記第2内部流路と前記調芯溝とを連通する連通孔を有し、前記連通孔は、前記スプール型バルブの中心軸線の垂線に対して偏心した位置で、前記スプール型バルブを貫通するように設けられていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 2,
The spool-type valve has a communication hole that communicates the second internal flow path and the alignment groove, and the communication hole is decentered with respect to a perpendicular to a central axis of the spool-type valve, and A solenoid valve characterized by being provided so as to penetrate a spool type valve.
前記摺動部は、前記調量溝の両側に位置する2つの第1摺動部、およびこれらの第1摺動部よりも軸線方向の一方側または他方側に位置する1つ以上の第2摺動部よりなり、
前記調芯溝は、隣設する前記第1、第2摺動部間に設けられており、
前記調量溝は、隣設する2つの前記第1摺動部間に設けられていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to any one of claims 1 to 3,
The sliding portion includes two first sliding portions located on both sides of the metering groove, and one or more second sliding portions located on one side or the other side in the axial direction with respect to the first sliding portions. Consisting of sliding parts,
The alignment groove is provided between the first and second sliding portions provided next to each other,
The solenoid valve according to claim 1, wherein the metering groove is provided between two adjacent first sliding portions.
前記第2摺動部の外周面には、前記第1内部流路と前記調芯溝とを連通する連通溝が設けられており、
前記2つの第1摺動部の外周面と前記摺動孔の孔壁面との間には、前記調芯溝と前記調量溝とを液密的に略遮断するシール部が設けられていることを特徴とする電磁弁。 The solenoid valve according to claim 4,
On the outer peripheral surface of the second sliding portion, a communication groove that communicates the first internal flow path and the alignment groove is provided,
Between the outer peripheral surface of the two first sliding portions and the hole wall surface of the sliding hole, there is provided a seal portion that substantially liquid-tightly blocks the alignment groove and the metering groove. A solenoid valve characterized by that.
前記電磁弁は、コモンレール式燃料噴射システムに適用されて、前記フィードポンプから前記電磁弁を経て加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプのポンプバルブケースに組み付けられて、前記フィードポンプから前記加圧室内に吸入される燃料吸入量を調量することで、前記燃料供給ポンプよりコモンレール内に吐出される燃料吐出量を可変する電磁式吸入調量弁であることを特徴とする電磁弁。 In the solenoid valve according to any one of claims 1 to 5,
The solenoid valve is applied to a common rail fuel injection system, assembled in the pump valve case of the fuel supply pump to the high pressure of pressurized fuel sucked into the pressurizing chamber through said solenoid valve from the feed pump, It is an electromagnetic intake metering valve that varies the amount of fuel discharged from the fuel supply pump into the common rail by metering the amount of fuel sucked into the pressurized chamber from the feed pump. And solenoid valve.
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