JPH10196489A

JPH10196489A - 噴孔可変ノズルを用いた燃料噴射制御方法

Info

Publication number: JPH10196489A
Application number: JP1595597A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hasegawa; 敏行長谷川; Takashi Kobayashi; 小林　　孝
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンの燃焼に好適なパイロット噴射と噴孔
面積可変の本噴射とを容易かつ確実に実現できる噴孔可
変ノズルを用いた燃料噴射制御方法を提供する。【解決手段】燃料噴射ノズルとして、ホール囲壁が円錐
状面３４１を有し、ロータリバルブ７には上端に加圧燃
料の圧力を受ける受圧面７４を、外周には前記ホール囲
壁の円錐状面３４１に対応する円錐状シート面７２を有
するものを用い、ニードル弁の開弁前または開弁と同時
に前記ロータリバルブを正転して前記噴孔３５と燃料通
路７３とを連通させることにより第１回目の噴射を行な
い、ニードル弁の開弁状態のままロータリバルブを反転
して噴孔３５と燃料通路７３の連通を遮断して第１回目
の噴射を終わらせ、所要時間後、ロータリバルブを正転
して再度噴孔３５と燃料通路７３とを連通させて第２回
目の噴射を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射ノズルとり
わけ噴孔面積可変な燃料噴射ノズルを用いた燃料噴射制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関などにおける燃料を燃焼
室に霧化状態で供給する燃料噴射ノズルは、特開昭５９
−１８００６３号公報などに開示されているように、ノ
ズルボデイ内に軸方向に摺動自在にニードル弁を収容
し、このニードル弁の先端側に円錐状の受圧面を形成
し、これに燃料圧力を作用させることにより開弁し、ノ
ズルボデイの先端部に形成された複数の噴孔からエンジ
ンの燃焼室に噴射する構造となっていた。しかし、この
構造では、燃料の噴射圧力、噴射量、噴射速度などが一
般的に送油ポンプによって決定されてしまい、しかも噴
孔合計面積を増減することができない。このため、エン
ジン低回転時に燃料噴射圧が低くなってしまったり、エ
ンジン低負荷時に噴射時間が短くなってしまうなどし、
良好な燃焼状態を継続することができず、燃焼の促進、
出力・燃費の向上、燃焼騒音やＮＯｘの低減という課題
に対応することが困難であった。また、エンジンの最適
燃焼を実現するには本噴射に先立ってパイロット噴射を
行なって噴射率を制御することが効果的であり、特開平
７−７７１２４号公報にジャーク式燃料噴射装置での制
御機構が提案されているが、この先行技術ではパイロッ
ト噴射の噴射量や噴射期間などがプランジャとリーク穴
との相対位置で決定されるため、各パラメータの自由度
が狭いという問題があった。

【０００３】一方、特開平４−７６２６６号公報には、
ノズルボデイの先端部にホールを形成し、このホールを
囲む壁にホールと連通した複数の噴孔を円周方向で間隔
をおいて形成し、ニードル弁の貫通孔に回転自在なロー
タリバルブとしての軸を通してその先端部を前記ホール
に位置させ、該先端部に、ニードル弁開弁時に作られる
ホール内の燃料圧力室と噴孔とを通じさせる通路を設け
て噴孔面積を可変にした燃料噴射ノズルが提案されてい
る。しかし、この先行技術は、エンジンの低回転時およ
び低負荷時に駆動装置によりロータリバルブの位置を４
つの噴孔を使用する位置にして噴射を行い、高負荷・高
回転数のときに、駆動装置によりロータリバルブの位置
を８個の噴孔を使用する位置に切換えて噴射を行なう制
御すなわち、ロータリバルブの回転により単に噴孔の開
口数を４個または８個に切換える方式にとどまり、エン
ジン燃焼にとって好適なパイロット噴射については開示
がなかった。ことに、パイロット噴射のためには、低噴
射率でのパイロット用噴射と本噴射との間に噴射が行わ
れない状態を形成することが必要であるが、先行技術で
は噴孔が絶えずロータリバルブの燃料通路と連通し、か
つロータリバルブの位置固定が不確実であるため、無噴
射状態を創成することができず、したがって、構造的に
もパイロット噴射を行なうことは不可能であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するために研究して創案されたもので、そ
の目的とするところは、エンジンの燃焼に好適なパイロ
ット噴射と噴孔面積可変の本噴射とを容易かつ確実に行
なわしめ、エンジンの負荷と回転数に則した噴射圧力、
噴射期間、噴射量の制御を実現できる噴孔可変ノズルを
用いた燃料噴射制御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、ノズルボデイ先端部に形成されたホールの入
り口側にニードル弁を有し、ホール囲壁には複数の噴孔
が円周方向で間隔をおいて設けられており、ホール内で
燃料通路を有するロータリバルブを回転することにより
噴孔面積を変えて燃料を噴射する方法であって、燃料噴
射ノズルとして、ホール囲壁が円錐状面を有し、ロータ
リバルブには上端に加圧燃料の圧力を受ける受圧面を、
外周には前記ホール囲壁の円錐状面に対応する円錐状シ
ート面を有するものを用い、ニードル弁の開弁前または
開弁と同時に前記ロータリバルブを正転して前記噴孔と
燃料通路とを連通させることにより第１回目の噴射を行
ない、ニードル弁の開弁状態のままロータリバルブを反
転して噴孔と燃料通路の連通を遮断して第１回目の噴射
を終わらせ、所要時間後、ロータリバルブを正転して再
度噴孔と燃料通路とを連通させて第２回目の噴射を行な
う構成としている。

【０００６】

【作用】複数の噴孔を有するホール囲壁が円錐状面を有
し、ロータリバルブには上端に加圧燃料の圧力を受ける
受圧面を、外周には前記円錐状面の傾斜角度に則した角
度の円錐状シート面を設けているため、ニードル弁が開
弁して燃料噴射圧が作用すると、前記受圧面にかかる燃
料圧により、ロータリバルブとホール囲壁間にロータリ
バルブを回転させるトルクに勝る摩擦力が発生し、ロー
タリバルブは噴射圧力のみによって確実に位置保持され
ることになり、また、円錐面同士の接触により緊密に面
シールされるため加圧燃料が燃料通路の開口から周方向
に沿って流れることはない。このことから、ロータリバ
ルブに前記摩擦力に少し勝るトルクを与えることで回転
させることができ、そのトルクの供給を止めれば瞬時に
ロータリバルブを位置保持することができる。本発明は
この特性を利用して、ニードル弁の閉弁時または開弁と
同時にロータリバルブを所期噴射に適した回転角度で正
方向回転して燃料通路をホール囲壁の噴孔と所要開孔面
積で連通させ、次いで燃料通路をホール囲壁の噴孔と遮
断する位置まで逆方向に回転するため、前記正逆回転に
より正確に調量されたパイロット噴射を所望期間のあい
だ行うことができる。ついで、所望の時間経過後に、ロ
ータリバルブを正回転させて燃料通路をホール囲壁の噴
孔と連通させるため、その連通度合いを所望に設定する
ことで正確な噴射率で本噴射を行なうことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面に
基いて説明する。図１ないし図５は本発明において使用
する燃料噴射ノズルの一実施例を示しており、図１にお
いて、１はノズルホルダ本体であり、これの上端部には
油密に嵌合固定された駆動用ヘッド部２を有している。
３はノズルホルダ本体１の下端にスペーサ３’を介して
連接されたノズルボデイであり、リテーニングナット５
によりノズルホルダ本体１に結合されている。４はノズ
ルボデイ３に内挿されたニードルバルブ(ノズルニード
ル)である。前記ノズルホルダ本体１の軸心には、下端
から径大な第１穴１００ａとノズルホルダ本体１の上端
に到る軸孔１００ｂが穿設されており、第１穴１００ａ
には押圧部材１０１が摺動可能に内挿され、この押圧部
材１０１と第１穴１００ａの上底間にノズルスプリング
１０３が介装されている。前記ノズルボデイ３はリテー
ニングナット５の袋孔底に嵌合する段部より筒状部３１
を有し、これの先端には噴孔形成用の先端部３２が形成
されている。

【０００８】一方、ノズルボデイ３の軸心には、上端か
ら下端に向かって、前記ノズルホルダ本体１の第１穴１
００ａと同心のガイド孔と油溜り３０１が形成され、さ
らに油溜り３０１よりも下方には誘導孔３０２が穿設さ
れており、この誘導孔３０２の下端には、図２のように
円錐状のシート面３０３が形成され、さらにこのシート
面３０３に続いて加圧燃料が導かれる有底状のホール３
４が先端部３２の囲壁によって画成されている。前記ノ
ズルホルダ本体１の一側部には加圧燃料口１０４が設け
られ、該加圧燃料口１０４はジャーク式燃料噴射装置ま
たは蓄圧式燃料噴射装置Ｐに接続される一方、ノズルホ
ルダ本体１およびノズルボデイ３に穿設した通路孔１０
５，３０４を介して前記油溜り３０１に連通され、ここ
に加圧燃料を導くようになっている。

【０００９】ニードルバルブ４は、上端に前記押圧部材
１０１に対する係合部を有し、また、外周にはガイド孔
３００に摺接するガイド部と油溜り３０１内の燃料圧を
受ける受圧部が設けられ、この受圧部から下方には、図
２のように、誘導孔３０２との間で筒状の燃料通路Ａを
形成するための軸部４３を有し、この軸部４３の下端に
は前記シート面３０３に接離する円錐状のシート面４４
が形成されている。前記ホール３４を画成する囲壁の内
側は、図２のようにシート面３０３と滑らかに連続した
先細り状の円錐状面３４１が形成されており、円錐状面
３４１の下端は半球状端面となっている。前記円錐状面
３４１を画成するホール囲壁には、図３のようにホール
３４内に通じる複数個の噴孔３５が等間隔で配設されて
いる。前記噴孔３５はこの実施例では５個であり、円周
上に６２°間隔で放射状に延びている。各噴孔３５の軸
線はノズル軸線と直角でもよいが、この実施例ではノズ
ル軸線に対して所定の傾斜角度を有している。

【００１０】前記ホール３４にはロータリバルブ７が配
置されている。該ロータリバルブ７の駆動系は、この例
では、継手軸１０と、ニードルバルブ４とノズルホルダ
本体１を貫通するシャフト８と、駆動用ヘッド部２に取
り付けたアクチュエータ９を含んでおり、アクチュエー
タ９を駆動することによりロータリバルブ７がノズル軸
線の周りで回転されるようになっている。詳しく説明す
ると、ニードルバルブ４の軸心には、図２のように、下
端開口から比較的径の大きな第１孔４５ａが形成されて
おり、この第１孔４５ａの終端領域には円錐状のシート
部４５ｂと短孔４５ｃが設けられ、この短孔４５ｃが第
１孔４５ａよりも径の大きな第２孔４５ｄに通じてお
り、該第２孔４５ｄはニードルバルブ４の上端に到って
いる。

【００１１】継手軸１０はニードルバルブ４のリフトに
よって生ずるロータリバルブ７の軸方向ガタを許容しな
がら、回転トルクをロータリバルブ７に伝えるためのも
ので、オルダムカップリングないしこれに類する構造の
ものが用いられている。前記継手軸１０は、第１孔４５
ａに緩く嵌まる径の円柱部１０ａを有し、その円柱部１
０ａの下端側にはローターバルブ７と軸方向で相対摺動
可能に連結するための溝１０ｂが形成されている。継手
軸１０の円柱部１０ａの上端には、図２と図４のように
前記シート部４５ｂに着座すべき円錐状のシート部１０
ｃが形成され、そのシート部１０ｃの上端から短孔４５
ｃに嵌まる短軸部１０ｄが延び、その短軸１０ｄの上端
に突片１０ｅが形成されていて、その突片１０ｅが前記
シャフト８の下端に設けた溝８０に軸方向相対移動可能
に係合され、トルクが伝達されるようになっている。

【００１２】シャフト８は図２のように前記ニードルバ
ルブ４の第２孔４５ｄの下端部域に達する長さを有して
おり、下端の溝８０を介して継手軸１０と連結されてい
る。前記シャフト８はスペーサ３’の孔を通り、さらに
ノズルホルダ本体１の第１穴１００ａと軸孔１００ｂを
通って上方に伸び、駆動用ヘッド部２の空所２００に固
定されているアクチュエータ９の出力軸９ａと軸継手１
３を介して連結されている。

【００１３】ロータリバルブ７は、図２と図４に一例が
示されており、上端にニードルバルブ４の開弁時に加圧
燃料の圧力が作用する平坦状の受圧面７４を有してい
る。その受圧面７４の中央部には突片７０が一体に形成
されており、この突片７０が前記継手軸１０の溝１０ｂ
に軸方向で相対摺動可能にはめられている。前記ロータ
リバルブ７は、前記受圧面７４より下に、前記ホール囲
壁の円錐状面３４１と合致する角度で先細り状に傾斜し
た円錐状シート面７２を有し、この円錐状シート面７２
と円錐状面３４１とで摩擦シート面が作られるようにな
っている。ロータリバルブ７は、加圧燃料による回転ト
ルクＴ₁(Ｎｍ)と保持トルクＴ₂(Ｎｍ)がＴ₁＜Ｔ₂の関係
となるように、受圧面７４の半径ｒ₁、円錐状シート面
７２の下端半径ｒ₂および、ロータリバルブとホールの
円錐状面７２，３４１のノズル軸線に対する傾斜角度α
が設定されている。ホール３４の円錐状面３４１とロー
タリバルブ７の円錐状シート面７２の傾斜角度は、一般
に５０〜７０°の範囲から選択され、これを基準として
前記ｒ₁とｒ₂を設定すればよい。

【００１４】前記ロータリバルブ７は、一端が受圧面７
４に開口し他端が前記円錐状面３４１に設けられている
噴孔３５と連通可能な複数の燃料通路７３が周方向で間
隔をおいて設けられている。図２ないし図４の実施例で
は、燃料通路７３は噴孔３５と同数の５個のスリット状
の溝からなっており、それら各溝は図３のように軸線と
直角の断面が噴孔３５の径と同等以上の寸法を有し、各
溝の下端は噴孔３５の略直下に相当する位置で終わって
いる。溝はこの実施例では溝底がロータリバルブ７の円
錐状シート面７２の傾斜角度と略平行に作られている
が、ノズル軸線と平行状になっていてもよい。

【００１５】図５は本発明におけるロータリバルブ７の
別の実施例を示しており、この例においては、燃料通路
７３が溝でなく孔から構成され、一端が受圧面７４に他
端が円錐状シート面７２に開口している。この燃料通路
７３はそれぞれが独立した孔であってもよいが、たとえ
ば、円錐状シート面７２に開口する各孔の奥を集合孔で
結び、この集合孔に向かって受圧面７４から各孔を穿設
してもよい。

【００１６】前記アクチュエータ９は電気的に制御可能
な可逆回転型のものであれば任意であり、たとえばステ
ッピングモータやサーボモータが用いられる。そして、
本発明のロータリハルブ７は、受圧面７４に作用する加
圧燃料の圧力により、円錐面７２とホール囲壁の円錐状
面３４１とが摩擦力により位置保持されることから、ロ
ータリバルブの保持トルクＴ₂とロータリバルブを回転
するトルクＴ₁との関係すなわちＴ₂−Ｔ₁を小さな範囲
に設定すれば、前記アクチュエータ９からＴ₂とＴ₁の差
△Ｔに勝るだけの小さなトルクを与えることにより、燃
料噴射中でもロータリバルブ７を回転させて噴孔３５の
開口面積を変化させることができる。したがつて、アク
チュエータ９は小型、小トルクのものを用いることがで
き、それにより噴射ノズルの大きさの増大を回避し、エ
ンジンに対する配置や取付けを容易にすることができ
る。

【００１７】図面において１１は駆動軸系に設けたロー
タリバルブ回転位置（回転角）検出機構である。この回
転位置検出機構１１は、ロータリバルブ７により希望す
る噴孔面積が得られるようにアクチュエータ９の駆動量
を制御するため、ロータリバルブ７の回転角を検出して
ＣＰＵからなるコントローラ１２にフィードバック信号
として送るべく電気的に接続されている。前記駆動量制
御はロータリバルブ７の回転角が設定回転角と誤差があ
るときに位置補正を行うことを含んでいる。回転位置検
出機構１１はポテンショメータ、エンコーダ、コリメー
タなど任意である。この実施例ではポテンショメータが
用いられており、アクチュエータ９の出力軸と反対側に
もう一つの出力軸９ｂを設けて軸継手１３’を介してポ
テンショメータに接続している。前記コントローラ１２
の入力部には、エンジンないし燃料噴射装置の回転数検
出センサ１２０(または回転角度検出センサ)と負荷検出
センサ１２１がそれぞれ接続されている。これにより、
回転数検出センサ１２０からの信号をコントローラ１２
に常時入力させ、アクチュエータ９に駆動信号を出力さ
せる。そして、負荷検出センサ１２１からの信号を同時
に入力させ、負荷と回転数のデータからあらかじめ作成
した所定のマップによってアクチュエータ９の駆動制御
を行うようになっている。このマップには、パイロット
噴射に最適な噴孔面積とそれに対応するロータリバルブ
駆動量、本噴射に最適な噴孔面積とそれに対応するロー
タリバルブ駆動量、パイロット噴射終了を規定するため
のロ−ターリバルブ回転時期、本噴射噴射終了を規定す
るためのロ−ターリバルブ回転時期などが含まれてい
る。

【００１８】なお、ホール囲壁は必ずしも全体が円錐状
面となっていること必要ではない。すなわち、シート面
３０３の終端から中間部位までノズル軸線と平行な直筒
面が形成され、該直筒面の終端から前記先細り状に傾斜
した円錐面３４１となっていてもよい。この場合には、
ロータリバルブ７も受圧面７４から中間部位までノズル
軸線と平行な直筒面となり、これの終端から円錐状シー
ト面７２が形成される。これも本発明に含まれる。ま
た、実施例では噴孔３５と燃料通路７３の数がそれぞれ
５個となっているが、もちろんこれに限定されず、３
個、４個あるいは６個以上であってもよい。また、駆動
軸系はこの実施例に限らず、シャフト８と継手軸１０の
間にさらに継手を介在させてもよい。

【００１９】次に本発明による噴射制御方法の例を説明
する。図６はその作動チャートを示しており、図７ない
し図１０は各ステップでのロータリバルブ７と噴孔３５
との関係を示している。周知のように、加圧燃料は燃料
噴射噴射装置Ｐから配管を経て加圧燃料口１０４に送ら
れ、通路孔１０５，３０５を介して油溜り３０１に押し
込まれ、これから環状燃料通路１０６を下る。この燃料
圧は同時に油溜り３０１に位置しているノズルニードル
４の受圧面４２に作用し、燃料圧がスプリング１０３の
セット力に勝る圧力に達するとニードルバルブ４はリフ
トされ、ニードルバルブ下端部のシート面４４がノズル
ボデイ３のシート面３０３から離間し、開弁する。そし
て、燃料圧が低下すれば、スプリング１０３の付勢力に
よりニードルバルブ４は押し下げられて閉弁される。

【００２０】図２と図３は噴射前の状態を示しており、
この状態ではニードルバルブ４は閉弁しており、継手軸
１０は下面に燃料圧が作用していないため降下して円柱
部１０ａの下面がロータリバルブ７の受圧面７４に接触
している。この状態で、エンジンの吸気行程または排気
行程の時期に回転数検出センサ１２０と負荷センサ１２
１からエンジン又は燃料噴射ポンプの回転数(または回
転角度)と負荷の情報信号がコントローラ１２に送られ
ると、これらに対応する回転角が算出される。そしてそ
れに応じた駆動量信号がアクチュエータ９に送られ、ア
クチュエータ９の駆動力がシャフト８に伝達され、その
回転トルクが継手軸１０からロータリバルブ７に伝達さ
れる。ロータリバルブ７は、図３のように噴孔面積がゼ
ロか所期噴射に適合するように燃料通路７３がわずかに
噴孔３５に臨む関係位置となるように所要回転角だけ回
転され、コントローラ１２からアクチュエータ９への駆
動停止信号により、ロータリバルブ７はその位置に保持
される。前記回転時には、ロータリバルブ７には軸線方
向の負荷がかかっていないため円錐状シート面７２はホ
ール囲壁の円錐状面３４１と強接しておらず、したがっ
て容易かつスムーズに所望回転角に回転させることがで
きる。

【００２１】そして、この状態で燃料圧が高くなってニ
ードルバルブ４が開弁すると同時またはその直前に駆動
量信号がアクチュエータ９に送られ、ロータリバルブ７
をパイロット噴射に最適な噴孔面積関係が設定されるよ
うに正転される。その目標位置への到達制御は回転位置
検出機構１１の出力と絶えず比較されることで行われ、
ロータリバルブ７は燃料通路７３が目標位置に達したと
ころで停止される。前記ニードルバルブ４の開弁によ
り、高圧燃料はホール３４内に入り、継手軸１０の円柱
部下端面に作用するため、継手軸１０は持ち上げられ、
短軸部１０ｄの上端がシャフト８の下面に当接するとと
もに、円錐状のシート部１０ｃがニードルバルブ４のシ
ート部４５ｂに着座する。前記シート部１０ｃ，４５ｂ
によるシール作用により高圧燃料はニードルバルブ４の
第２孔４５ｄからリークすることはなく、高圧燃料は高
い噴射圧力を維持しつつロータリバルブ７の受圧面７４
に開口している各燃料通路７３を通って各噴孔３５から
噴射される。これが図７（ａ）および（ｂ）のパイロッ
ト噴射状態である。

【００２２】このパイロット噴射時においては、燃料噴
射圧はロータリバルブ７の上端の受圧面７４に作用す
る。これによりロータリバルブ７は軸線方向に押さえつ
けられ、外周の円錐状シート面７２がホール囲壁の円錐
状面３４１と強力に面接触して面シール状態となり、こ
こで摩擦力によって固定力が生ずる。この摩擦による固
定力は噴孔３５にかかる噴射圧によりロータリバルブ７
を回転軸方向に動かす力よりも上回る。このため、ロー
タリバルブ７はパイロット噴射時にしっかりと設定位置
に保持固定され、また、円錐状シート面７２とホール囲
壁の円錐状面３４１との密接により高圧燃料の周方向の
リークも防止される。また、継手軸１０も前記シート部
１０ｃ，４５ｂによる摩擦作用で回転が防止される。

【００２３】その後コントローラ１２からパイロット噴
射終了の指令が送られると、アクチュエータ９は起動し
て逆方向に駆動され、それによりロータリバルブ７も反
転し、燃料通路７３が噴孔３５と連通しない位置すなわ
ち噴孔面積がゼロとなる位置で停止される。この状態が
図８（ａ）（ｂ）である。パイロット噴射用の噴孔面積
から遮蔽されるまでのあいだ高圧燃料は噴射を続け、こ
れがパイロット噴射噴射量となる。

【００２４】この燃料通路７３が噴孔３５と連通しない
状態すなわち無噴射状態はコントローラ１２で設定した
時間のあいだ保持され、次いで、コントローラ１２から
本噴射の指令が発せられると、アクチュエータ９が再び
正転方向に駆動されることによりロータリバルブ７は回
転され、これによりロータリバルブ７の燃料通路７３と
噴孔３５は連通度合いが増大し、本噴射に最適な噴孔面
積に達したところでその位置に停止させられる。これで
本噴射が開始される。これが図９（ａ）（ｂ）の状態で
ある。このときにもロータリバルブ７は受圧面７４に作
用する燃料圧と円錐状面３４１，７２によるくさび作用
により確実に位置保持されるため、正確に調量された燃
料が噴霧される。

【００２５】そして所定時間経過してコントローラ１２
から本噴射終了の指令が発せられるとアクチュエータ９
が反転方向に駆動し、それによりロータリバルブ７は回
転移動されられ、噴孔面積ゼロの状態すなわち、各燃料
通路７３のあいだの領域が各噴孔３５に面する位置に到
ったところで停止される。このロータリバルブ７の停止
と同時にニードルバルブ４は下降してシート面３０３に
着座し、噴射は完全に終了する。これが図１０（ａ）
（ｂ）の状態である。以上で１回の燃料噴射サイクルが
終了し、ロータリバルブ７は次の噴射が行われるまでそ
の状態に保持されるか、または、アクチュエータ９によ
りパイロット噴射に適した噴孔面積となるように各燃料
通路７３が各噴孔３５に合わせられる。なお、ロータ
リバルブ７の位置による噴孔面積の精度を得るため、絶
えず回転角検出機構１１の出力と比較されながらアクチ
ュエータ９の駆動が制御される。これによりロータリバ
ルブ７の位置を検出し補正することができるため、噴射
ごとの噴霧のばらつきを減少させることができる。

【００２６】なお、本発明において、パイロット噴射を
行なわないときには、コントローラ１２において図１１
のようなチャートを選択してコントローラ９の動作を制
御すればよい。すなわち、噴射前にアクチュエータ９を
駆動してロータリバルブ７を、燃料通路７３と噴孔３５
による開度が目標噴孔面積となる位置まで正回転させ、
その位置で停止させておく。この状態で燃料圧が高くな
り、ニードルバルブ４が開弁すると燃料は燃料通路７３
と噴孔３５から噴霧される。このときにロータリバルブ
７は受圧面７４に作用する燃料圧と円錐状面３４１，７
２によるくさび作用により確実に位置保持されるため、
正確に調量された燃料が噴霧される。この場合、噴霧性
状は主として噴孔面積と噴射圧により決定される。そし
て、噴射圧が下降しニードルバルブ４が閉弁することに
より噴射は終了し、次回の噴射量が変化する場合には、
それに対応するようにアクチュエータ９を駆動してロー
タリバルブ７を目標位置まで移動させればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、ロータリバルブ７をアクチュエータ９によって
回転することにより噴孔開孔面積を調節する形式の燃料
噴射ノズルを用いた噴射制御において、燃料噴射ノズル
として、噴孔３５を有するホール囲壁が円錐状面３４１
を有し、ロータリバルブ７には上端に加圧燃料の圧力を
受ける受圧面７４を、外周には前記ホール囲壁の円錐状
面３４１に対応する円錐状シート面７２を有するものを
用い、ニードル弁の開弁前または開弁と同時に前記ロー
タリバルブを正転して前記噴孔３５と燃料通路７３とを
連通させることにより第１回目の噴射を行ない、ニード
ル弁の開弁状態のままロータリバルブを反転して噴孔３
５と燃料通路７３の連通を遮断して第１回目の噴射を終
わらせ、所要時間後、ロータリバルブを正転して再度噴
孔３５と燃料通路７３とを連通させて第２回目の噴射を
行なうため、ロータリバルブ７の回転により燃料通路７
３を噴孔３５とで任意の噴孔面積を形成することができ
るだけでなく、ロータリバルブ７が加圧燃料圧の噴射圧
力のみによって位置保持され、また周方向漏れも生じな
い特性との相乗作用により、所望の噴孔面積による的確
なパイロット噴射と本噴射を行なうことができ、これら
よりエンジン燃焼に対して最適な特性の噴霧を行なうこ
とができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料噴射制御方法に使用する燃料
噴射ノズルの一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１の部分的拡大図であり、噴射前の状態を示
している。

【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】本発明におけるロータリバルブの一例を継手軸
とシャフトとの取り合いと共に示す斜視図である。

【図５】本発明におけるロータリバルブの他の例を示す
斜視図である。

【図６】本発明の制御チャート図である。

【図７】（ａ）は本発明におけるパイロット噴射時の状
態を示す断面図、（ｂ）は同じくその横断断面図であ
る。

【図８】（ａ）はパイロット噴射終了時の状態を示す断
面図、（ｂ）は同じくその横断断面図である。

【図９】（ａ）は本噴射時の状態を示す断面図、（ｂ）
は同じくその横断断面図である。

【図１０】（ａ）は本噴射終了時の状態を示す断面図、
（ｂ）は同じくその横断断面図である。

【図１１】本発明によるパイロット噴射なしの制御チャ
ート図である。

【符号の説明】

３ノズルボデイ４ニードル弁７ロータリバルブ８シャフト９アクチュエータ３４ホール３５噴孔７３燃料通路７４受圧面３４１円錐状面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 ＨＡ 61/18 ３３０ 61/18 ３３０Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルボデイ先端部に形成されたホール３
４の入り口側にニードル弁４を有し、ホール囲壁には複
数の噴孔３５が円周方向で間隔をおいて設けられてお
り、ホール内で燃料通路７３を有するロータリバルブ７
を回転することにより噴孔面積を変えて燃料を噴射する
方法であって、燃料噴射ノズルとして、ホール囲壁が円錐状面３４１を
有し、ロータリバルブ７には上端に加圧燃料の圧力を受
ける受圧面７４を、外周には前記ホール囲壁の円錐状面
３４１に対応する円錐状シート面７２を有するものを用
い、ニードル弁の開弁前または開弁と同時に前記ロータリバ
ルブを正転して前記噴孔３５と燃料通路７３とを連通さ
せることにより第１回目の噴射を行ない、ニードル弁の
開弁状態のままロータリバルブを反転して噴孔３５と燃
料通路７３の連通を遮断して第１回目の噴射を終わら
せ、所要時間後、ロータリバルブを正転して再度噴孔３
５と燃料通路７３とを連通させて第２回目の噴射を行な
うことを特徴とする噴孔可変ノズルを用いた燃料噴射制
御方法。