JPH0587247U - 電磁式燃料噴射弁の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニードルバルブを駆動するソレノイドコイル
に流す電流をオフにした時に発生する渦電流による残留
磁束を少なくして、電磁式燃料噴射弁の応答性を改善す
る。 【構成】 開弁時（〜ｔ1 ）には十分に大きな順方向励
磁電流ＩD （＝Ｉ1 ）がソレノイドコイル２２に供給さ
れ、それ以後（ｔ2 〜ｔ3 ）は開弁状態を維持するのに
必要な順方向励磁電流ＩD （＝Ｉ2 ）が供給されるの
で、素早い開弁動作と消費電力の低減が達成される。閉
弁時には予定の遅延時間ＴD 経過後に、開弁時とは逆方
向の励磁電流ＩR が一時的にソレノイドコイル２２へ供
給されるので、開弁動作終了時の残留磁束が素早く消滅
し、燃料噴射弁の応答性が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【０００１】

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関に用いられる電磁式燃料噴射弁の駆動制御装置に係り、特 に、ニードルバルブを駆動するソレノイドコイルへの給電を遮断した際の残留磁 束を素早く消滅させることにより、応答性を改善した電磁式燃料噴射弁の駆動制 御装置に関するものである。

【０００３】

【０００２】

【０００４】

【従来の技術】

図３は従来の電磁式燃料噴射弁の一例の縦断面図であり、当該電磁式燃料噴射 弁には、中心軸と平行な矢印Ｚ方向から燃料が流入する。

【０００５】

【０００３】 燃料流入口には異物除去用ストレーナ３１が挿着されている。磁性材料によっ て筒状に形成されたハウジング１の内部には、同じく磁性材料によって形成され 、燃料供給用の中空スリーブ２ｃと一体成型された固定鉄心２が収容されている 。固定鉄心２は内側鉄心２ａおよび外側鉄心２ｂによって構成され、後述する可 動鉄心８との対向端２ｄは平坦面となっている。内側鉄心２ａと外側鉄心２ｂと の間に形成された空間には、ボビン２１に巻回されたソレノイドコイル２２が挿 貫されている。

【０００６】

【０００４】 前記スリーブ２ｃ（内側鉄心２ａ）内には、コイルスプリング２６とパイプ状 スプリングストッパ２７が挿入されている。該スプリングストッパ２７は、ニー ドルバルブ（以下、単にバルブと略する）１０に固着されたつば状の可動鉄心８ を押圧するコイルスプリング２６の力が適正となるような位置で、ハウジング１ に対して固定状態とされている。

【０００７】

【０００５】 ハウジング１の先端部では、バルブ１０を摺動自在に収容したバルブシート１ １が、袋ナット１５をハウジング１の先端部に螺合することによって固定されて いる。図示した例では、バルブ１０およびバルブシート１１は、図示されていな いシリンダーの燃焼室に直接燃料を噴射できるように、長細い形状に構成されて いる。

【０００８】

【０００６】 バルブ開度に対応したバルブ１０の一定往復動は、つば状に形成された可動鉄 心８の平坦面８ａを固定鉄心２の平坦面２ｄに接触させることにより規定される 。バルブ１０には、バルブシート１１内において往復動と垂直な方向の位置を規 定するためにバルブシート１１の内壁と摺動するガイド部３０ａ、３０ｂが形成 されている。各ガイド部３０ａ、３０ｂは、円柱状体を４面平取りして構成され 、平取り面とバルブシート１１との間が燃料通路となっている。

【０００９】

【０００７】 ストレーナ３１で濾過された燃料は、スリーブ２ｃの中空部およびスプリング ストッパ２７の中心部２９を通過し、可動鉄心８に設けられた燃料通路１２を介 してバルブ１０とバルブシート１１とで形成される空間に導かれる。

【００１０】

【０００８】 このような構成において、常時（ソレノイドコイル２２が付勢されていない時 ）は可動鉄心８がスプリング２６によって押圧され、噴射口１５からの燃料噴射 が阻止される。一方、ソレノイドコイル２２が付勢されると、可動鉄心８がスプ リング２６の反発力に抗して固定鉄心２の平坦面２ｄに吸引され、バルブ１０の 先端がバルブシート１１から離れるので、バルブシート１１内に供給された燃料 が噴射口１５から噴射される。

【００１１】

【０００９】

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記した構造の電磁式燃料噴射弁では、ソレノイドコイル２２を付 勢するために供給されていた励磁電流が遮断されると、図４に示されているよう に、磁気回路を構成する内側鉄心２ａおよび外側鉄心２ｂでは、ソレノイドコイ ル２２による磁束と垂直な平面内に渦電流３２、３３が発生する。なお、図４は 図３のＡ−Ａ断面図である。

【００１３】

【００１０】 この渦電流３２、３３は磁束の減少を妨げるように作用するので、可動鉄心８ には電流遮断後も吸引電磁力が作用し、コイルスプリング２６によるバルブ１０ の戻りが妨げられて応答性が損なわれてしまう。このような現象は、特に、高出 力の要求される場合のように、ホールド電流の高い燃料噴射弁で顕著である。

【００１４】

【００１１】 本考案の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、ソレノイドコイル２２ への給電が遮断された時に発生する残留磁束を素早く消滅させて、バルブ１０の 応答性を向上させることにある。

【００１５】

【００１２】

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するために、本考案では、開弁時には十分に大きな電流を ソレノイドコイルに供給し、それ以後は開弁状態を維持するのに必要な電流を供 給するようにして素早い開弁動作と消費電力の低減を図り、一方、閉弁時には開 弁時とは逆方向の電流を一時的にソレノイドコイルへ供給するようにした。

【００１７】

【００１３】

【００１８】

【作用】

上記した構成によれば、閉弁動作開始時に磁気回路内に残留している、開弁動 作終了時の磁束を素早く消滅させることができるので、素早い閉弁動作が可能に なり、燃料噴射弁の応答性が向上する。

【００１９】

【００１４】

【００２０】

【実施例】

以下に、図面を参照して本考案を詳細に説明する。

【００２１】

【００１５】 図１は本考案の一実施例である電磁式燃料噴射弁の駆動制御装置の電気的接続 図、図２はその主要部の信号波形図である。

【００２２】

【００１６】 本考案は、開弁時には十分に大きな電流をソレノイドコイルに供給し、それ以 後は開弁状態を維持するのに必要な電流を供給するようにして素早い開弁動作と 消費電力の低減を図り、一方、閉弁時には開弁時とは逆方向の電流を一時的にソ レノイドコイルへ供給することにより、開弁動作終了時の残留磁束を素早く消滅 させて素早い閉弁動作を可能にするものである。

【００２３】

【００１７】 図１において、トランジスタＱ3 、Ｑ4 のベースは共通接続されて電流制御回 路２０に接続されている。トランジスタＱ3 のエミッタは電源ＶDDに接続され、 トランジスタＱ4 のコレクタは接地されている。トランジスタＱ3 のコレクタお よびトランジスタＱ4 のエミッタはソレノイドコイル２２および抵抗Ｒ1 を介し て接続されている。

【００２４】

【００１８】 トランジスタＱ1 、Ｑ2 はベースを共通接続されて電流制御回路２０に接続さ れている。トランジスタＱ2 のエミッタは電源ＶDDに接続され、トランジスタＱ 1 のコレクタは接地されている。トランジスタＱ2 のコレクタおよびトランジス タＱ1 のエミッタは前記コイル２２および抵抗Ｒ1 を介して接続されている。

【００２５】

【００１９】 また、コイル２２と抵抗Ｒ1 との接続点Ｓは電流検知回路４０に接続されてい る。電流検知回路４０はコイル２２に流れる電流を検出し、検出結果を電流制御 回路２０へ出力する。電流制御回路２０はトランジスタＱ1 、Ｑ2 およびトラン ジスタＱ3 、Ｑ4 をオン／オフ制御する。

【００２６】

【００２０】 このようなＨブリッジ回路構成の燃料噴射弁制御装置において、開弁時には電 流制御回路２０がトランジスタＱ1 、Ｑ2 のベース電位Ｖ1 を“Ｈ”レベル、ト ランジスタＱ3 、Ｑ4 のベース電位Ｖ2 を“Ｌ”レベルにする。この結果、トラ ンジスタＱ3 、コイル２２、およびトランジスタＱ4 の経路に順方向励磁電流Ｉ D が流れる。

【００２７】

【００２１】 時刻ｔ1 において順方向励磁電流ＩD の大きさが開弁電流Ｉ1 に達すると、こ れが電流検知回路４０で検知され、検知結果が電流制御回路２０へ出力される。 電流制御回路２０はトランジスタＱ3 、Ｑ4 のベース電位Ｖ2 を“Ｈ”レベルに する。時刻ｔ2 において順方向励磁電流ＩD の大きさ保持電流Ｉ2 まで低下する と、電流検知回路４０がこれを検知して電流制御回路２０に出力する。

【００２８】

【００２２】 時刻ｔ2 以降、電流制御回路２０は順方向励磁電流ＩD の平均値が保持電流Ｉ 2 となるようにトランジスタＱ3 、Ｑ4 を短周期でオン／オフ制御する。

【００２９】

【００２３】 その後、時刻ｔ3 になると、電流制御回路２０はトランジスタＱ3 、Ｑ4 のベ ース電位Ｖ2 を“Ｈ”レベルに固定して開弁動作を終了する。その後、予定の遅 延時間ＴD が経過すると、電流制御回路２０はトランジスタＱ1 、Ｑ2 のベース 電位Ｖ1 を“Ｌ”レベルにする。この結果、トランジスタＱ2 、コイル２２、お よびトランジスタＱ1 の経路に逆方向励磁電流ＩR が流れる。

【００３０】

【００２４】 なお、前記予定の遅延時間ＴD は開弁時間Ｔi の５％以下に設定することが望 ましく、このような遅延時間ＴD を設定することにより、トランジスタＱ1 、Ｑ 3 を介して貫通電流が流れてしまうような事態を容易に回避することができ、各 部の動作タイミングに余裕をもたせることができるようになる。

【００３１】

【００２５】 時刻ｔ4 において逆方向励磁電流ＩR が予定値Ｉ3 に達すると、これが電流検 知回路４０で検知され、検知結果が電流制御回路２０へ出力される。電流制御回 路２０はトランジスタＱ1 、Ｑ2 のベース電位を“Ｈ”レベルにして、これらを オフ状態にする。

【００３２】

【００２６】 本実施例によれば、開弁時には十分に大きな開弁電流（＝Ｉ1 ）がソレノイド コイル２２に供給され、それ以後は開弁状態を維持するのに必要な保持電流（＝ Ｉ2 ）が供給されるので、素早い開弁動作と消費電力の低減が達成される。

【００３３】

【００２７】 一方、閉弁時には開弁時とは逆方向の電流ＩR を一時的にソレノイドコイル２ ２へ供給することにより、開弁動作終了時の残留磁束を素早く消滅させるように したので、素早い閉弁動作が可能となり、燃料噴射弁の応答性が向上する。

【００３４】

【００２８】

【００３５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、閉弁動作開始時に磁気回路 内に残留している、開弁動作終了時の磁束を速やかに消滅させることができるの で、電磁式燃料噴射弁の応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例である電磁式燃料噴射弁の
縦断面図である。

【図２】 図１の主要部の信号波形図である。

【図３】 従来の電磁式燃料噴射弁の一例の縦断面図で
ある。

【図４】 図２のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…固定鉄心、２ａ…内側鉄心、２ｂ
…外側鉄心、８…可動鉄心、１０…ニードルバルブ、１
１…バルブシート、１５…袋ナット、２０…電流制御回
路、２１…ボビン、２２…ソレノイドコイル、３１…異
物除去用ストレーナ、３２、３３…渦電流、４０…電流
検知回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 金島 一也 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドコイルへ順方向電流を供給し
   て得られる電磁力で燃料噴射弁を開き、スプリングの反
   発力で燃料噴射弁を閉じる電磁式燃料噴射弁の駆動制御
   装置において、 閉状態にある燃料噴射弁を開くための第１の順方向励磁
   電流をソレノイドコイルへ供給する手段と、 燃料噴射弁を開状態で保持するための第２の順方向励磁
   電流をソレノイドコイルへ供給する手段と、 第２の順方向励磁電流を遮断後、予定の遅延時間が経過
   した後に、ソレイドコイルへ予定時間だけ逆方向励磁電
   流を供給する手段とを具備したことを特徴とする電磁式
   燃料噴射弁の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記予定時間は２００μＳ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電磁式燃料噴射弁の駆動
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記遅延時間は開弁時間の５％以下であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電
   磁式燃料噴射弁の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記順方向励磁電流と逆方向励磁電流と
   の切り換えは、Ｈブリッジ回路により行われるようにし
   たことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
   に記載の電磁式燃料噴射弁の駆動制御装置。