JPS6022050A

JPS6022050A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS6022050A
Application number: JP12892583A
Authority: JP
Inventors: Toyoaki Nakagawa; 豊昭中川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1985-02-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、ディーゼル機関等に使われる燃料噴射装置
に関し、詳しくはその噴射制御を打力う電磁弁の改良に
関する。

ディーゼル機関は、燃料噴射を行なうために、通常は燃
料を高圧化する噴射ポンプと、この噴射ポンプから圧送
される燃料をノズルに供給する燃料噴射管と、高圧燃料
を噴射するノズルとを備えているが、これらを一体化し
たものとしてユニットインジェクタがある。このユニッ
トインジェクタでは、長い燃料噴射管が不要となるので
、噴射遅れが小さく、圧縮すべき容植が、燃料噴射管が
なくなった分だけ小さくなるので、高い噴射圧力を得て
燃料の微粒化がよいなどの利点の他、噴射率を大きくで
きる、噴射終了時の燃料の後だれが少ない等の利点も有
する。

このようなユニットインジェクタを各気筒に配設した燃
料噴射装置が例えば特開昭５４−５０７２６号公報（米
国特許４１２９２５３）に提案されておシ、これを第１
図、第２図に示す。

第１．２図で、ユニットインジェクタ１の本体２に穿設
されたシリンダ３にプランツヤ４ａが摺動自在に嵌挿し
、このプランジャ４ａはプランツヤ４ｂに連結される。

プランツヤ４ｂは、その頭部と本体２との間に介装され
たスプリング６によシ、図中上方に付勢されるとともに
、機関に同期して回転するカム（図示せず）が頭部に上
から幽接しておシ、カムの１回転毎にプランジャ４ｂは
押し下けられるため、プランジャ４ｂと連結されている
プランジャ４ａは上下に往後動することになる。

プランジャ４ａの一端に臨んで形成されるシリンダ３の
圧力室７は、図示し麿い燃料タンクに燃料供給通路８ａ
、８ｂを介して連通しておシ、機関に同期して回転する
低圧の燃料供給ポンプ（図示せず）が燃料タンク内の燃
料を圧力室７に供給するようになっている。

本体２下部には、′プランジャ４ａの下降により加圧さ
れる圧力室７内の燃料を、図示しない燃焼室に噴射する
ノズル１０が形成される。具体的にはノズル１０は、圧
力室７と燃料通路９を介して連通ずるニードル室１１、
ニードパルプ（針弁）１２、スプリング１３、噴孔１４
、スプリングガイド１５、スプリング室１６から構成さ
れ、常時はスプリング１３がスプリングガイド１５を介
し一部（＝−一ドルバルプ１２を下方に付勢して噴孔１
４を閉じているが、圧力室７の燃料が燃料通路９を介し
てニードル室１１に送られ、このニードル室１１の燃圧
がスプリング室３に打ち勝つと、ニードルパルプ１２を
上方に付勢・して噴孔１４を開き、ニードル室１１の燃
料が噴孔１４から噴射されるようになっている。従って
、スプリング１３によ勺ノズル１０の開弁圧が設定され
ることになる。

圧力室７に連通する燃料供給通路８ａ　、８ｂには弁装
置としての電磁弁１８が介装される。電磁弁１８には、
パルプホルダ１９に穿設したシリンダ２０を摺動する弁
体２１がスプリング２２によシ付勢されて開弁しておシ
、ソレノイド２４に駆動電流が通電されると、ソレノイ
ド２４の電磁力により、アマチュア２６がスプリング２
２に抗して弁体２１を閉弁方向に付勢し着座させるよう
になっている。

電磁弁１８の開弁時に、プランツヤ４ａの下降によ勺高
圧となる圧力室７の燃料は、電磁弁■８を介して燃料供
給通路８ａｌＣ逃げるが、オリフィス１７がこのときの
燃料流量を規制することによシ、圧力室７２通路８ｂ、
９内の燃圧を、ノズル１０の開弁圧よ９小さい所定値に
保つよりにしている。

電磁弁１８への駆動電流を制御する制御回路（図示しな
い）は機関の運転状態を検出する手段（たとえば機関回
転数センサ、アクセルペダルの踏角を検出するアク七ル
センサ、機関の冷却水温を検出する水温モンサ、クラン
ク角を検出するクンンク角センサなと）からの検出信号
に基づき、機関運転状態に最適左駆動パルス幅を持つ信
号をソレノイド２４に出力し、電磁弁１８を開閉制御す
る。

スプリング室１６に連通ずる燃料逃し通路２８ａ及びシ
リンタ゛土部に形成さノする環状溝２９に連通する燃料
逃し通路２８ｂは合流した後、電磁弁１８上流の燃料供
給通路８ａに連通しており、余分な燃料を通路８ａに戻
すものである。

従って、燃料供給ポンプによシ予圧さｉする鱈料タンク
の燃料は、燃料供給通路８ａｉ・ら電磁弁１８（開弁し
ている）を介して圧力室７に供給されると、（襞間に同
期して回転するカムによりプランジャ４ａが下降して圧
力室７の燃料を加圧し始めるが、この時点では電磁弁１
８は開いているため、加圧される燃料の一部が電磁弁１
８を介して逃け、オリフィス１７によル燃料流量を規制
され、圧力室７・、通路８ａ、９の燃圧は所定値以上に
は達しない。

プランジャ４ａの下降途中でソレノイド２４に通電され
電磁弁１８が閉じると、圧力室７の燃料は閉じ込められ
て燃圧を増［２、との燃圧は燃料通路９を介してニー、
ドル室１１に達する。ニードル室１１の燃圧がスプリン
グ１３の下方への付勢力（ノズル１０の開弁圧）に打ち
勝つと、ニードルパルプ１２を上方に押し上げて噴孔１
４を開き、ニードル室１１の燃料が図示しない燃條室に
噴射される。

所定のクランク角でソレノイド２４への通電をやめ、電
磁弁１８が開かれると、前述のように圧力室７の燃料の
一部が電磁弁１８を介して燃料供給通路８ａに逃げるた
め、ニードル室１１の燃圧はすみやかに下降し、ノズル
１０の開弁圧以下と左って噴射を終了する。

すなわち、燃料の噴射は電磁弁１８を閉じている期間に
行なわれることにな９、この電磁弁１８を開閉するソレ
ノイド２４への通電時期及び通電時間を運転状態に応じ
て変えることにより、ノズル１０から噴射される燃料の
噴射時期及び噴射量が最適に制御されるのである。

ところが、このようなり５別噴射装置にあっては、外気
温等によシかなシム範囲の温度条件下で使用される。ま
た、この噴射装置に用いられる電磁弁１８には高出力、
高応答性が要求されるため、ソレノイド（コイル）２４
からの発熱が大きく、特に外気温が高いときには電磁弁
１８が相当高温となる。

したがって、コイル２４の抵抗が変化して電流値が増減
しやすく、このため極低温時や極高温時には電磁弁１８
の当初の応答性や閉弁力を維持することができず、燃）
ζ４の噴射制御に悪影響を与えかねないという問題があ
った。

この発明は、このような温度条件に対して電磁弁の正常
な機能を維持し、上記問題点の解決を図ることを目的と
している。

そのためにこの発明は、プランツヤで加圧された高圧燃
料を噴射するノズルと、この高圧燃料を機関の運転状態
に応じて逃がす電磁弁とを備えた燃料噴射装置において
、電磁弁の励磁コイルの抵抗値を検出する手段と、この
検出値に応じて電磁弁の作動を補正する手段、例えば駆
動電圧を増減補正する手段とを設け、温度に応じてコイ
ルの抵抗が変化してもその駆動電流を一定に維持するこ
とによシ、電磁弁の作動を適正に保つようにしたもので
ある。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図はこの発明の実施例を示すユニットインジェクタ
の断面図で、３０は第１図、第２図の２つのプランジャ
４ａ　、４ｂを一体としたプランジャ、３１は機−関に
同期して回転するカム、３２ばプランジャ３０の抜は止
め防止用のピン％　３３は支持体、３４はホルダ、３５
はノズルホルダ、３６はニードルパルプ３７のリフト力
ｔを規制するディスタンスピース、３８はノズルホルダ
３５とディスタンスピース３６をホルダ３４　Ｋ固定す
るノズルナツト、３９はノズル４１の開弁圧を調整する
シムである。

４２は燃料供給通路４３，４４に介装はれる電磁弁で、
その拡大断面図が第４図に示でれる。

図中パルプホルダ４５に形成されるシリンダ４６に、針
状の弁体（針弁）４７が４Ｍ　Ｎｈ自由に嵌装し、パル
プホルダ４５の上のケース４８内には、弁体４７の上端
周囲にビス４９にてシム５ｏを介して固定されるアマチ
ュア５１、アマチュア５１を吸引するコア５２、コア５
２を励磁するコイル５３゜ストッパ５４を介して弁体４
７を図中上方に付勢するスプリング５５が収装さｈる。

弁体４７の下端に臨んで形成される弁室５６は、通Ｍ５
７．室５８を介して燃料供給通路４４ｔ（連通すると共
に、通路５９を介して燃料供給通路４３に連通ずる。

ケース４Ｂ上端には弁体４７の上方への移動を規制する
ストッパ６０、ストッパ６０を固定するロックナツト６
１が設けられている。

したがって、常時はスプリング５５の上方への付勢力に
よシアマチュア５１をコア５２から離間し、弁体４７が
パルプホルダ４５に形成した弁座６２から離れ（開弁じ
）、燃料供給通路４３と４４を連通しているが、制御回
路６９（第５図）からコイル５３に通電されるとコア５
２が励磁されてアマチュア５１を吸引し、弁体４７が弁
座６２に着座する（閉弁する）ことになる。

なお、６３は燃料逃し通路で、グループ６４、通路６５
、スプリング室６６、通路６７を介してアマチュア室６
８と連通しており、余剰燃料を燃料タンクに戻す。

そして、本実施例では、制御回路６９からこの電磁弁４
２への通電時に、電磁弁４２のコイル５３の抵抗値を検
出する手段と、この検出値に応じて電磁弁４２の駆動電
圧を増減補正する手段とが設けられる。

この抵抗検出手段は、第５図に示すようにコイル５３と
制御回路６９との間に直列に接続された精密抵抗７０と
、この精密抵抗７０の両端の電圧Ｖ、　、　Ｖ、をそれ
ぞれ軍用信号Ｖ、　、Ｖ４として取出す２組の分圧抵抗
７１，７２と、その電位差Ｖ、　−Ｖ４を増幅する差動
アンプ７３とからなシ、電圧信号ｖ４はＡ／Ｄ変換器７
４に、増幅後の電圧信号Ｖ、はんΦ変換器７５に送られ
る。

このＡ／Ｄ変換器７４，７５は、制御回路６９からの信
号Ｓ。に応答して作動し、前記電圧信号Ｖ４゜■、をそ
れぞれ電圧に比例したデジタル信号Ｄ１．Ｄ２に変換す
る。

この場合、制御回路６９は、電磁弁４２への過渡通電時
を除いた定常時に信号ＳＯを送シ、Ａ／Ｄ変換器７４．
７５を作動させる。ただし、電磁弁４２の応答速度を高
めるために、予めコイル５３に定格以下の低電圧を印加
するようにしたものでは、この低電圧の印加時に信号Ｓ
Ｏを送るようにしても良い。

一方、駆動電圧の増減補正手段は、前記Ａ／Ｄ変換器７
５．７４から送られるデジタル信号ＤＩ。

Ｄ、をもとにＤｔ／　Ｄｔを演算する割算器７６と、こ
の演算結果に基づいて制御回路６９に電磁弁４２の駆動
電圧を増減するよう補正指令を送る補正回路７７とから
構成される。

この補正回路７７は、Ｄ！／ＤＩが所定値より大きいと
きにはその差に応じて増加指令を、所定値より小さいと
きにはその差に応じて減少指令を出力する。そして、こ
の指令に応答して制御回路６９は電磁弁４２に供給する
駆動電圧を増減制御する。

このような構成において、差動アンプ７３から出力され
る電圧信号Ｖ、は、精密抵抗７０における電圧降下に対
応し、精密抵抗７０を流れる電流つまシミ磁弁４２のコ
イル５３に流れる電流に相当した値となる。また、電圧
信号ｖ４はコイル５３に印加される電圧に比例した値と
なる。

したがって、この電圧信号Ｖａ　、Ｖ４をＡ／Ｄ変換し
たデジタル信号Ｄ＋　ｙ　Ｄｔから割算器７６でＤ２／
Ｄｉを演算することによシ、コイル５３の抵抗に相当す
る値（信号）が得られる。

そして、この電磁弁４２の使用条件によシ、コイル５３
の温度が高くコイル５３の抵抗が小さいときには、その
抵抗相当値に基づいて補正回路７７から制御回路６９に
増加指令が出され、電磁弁４２の駆動電圧が上げられる
１、他方、コイル５３の温度が低く抵抗が高いときには
、減少指令に応じ駆動電圧が下げられる。

これによシ、温度条件によってコイル５３の抵抗値が変
化］７ても、従来例のようにコイル５３を流れる電流が
増減することはなく、はぼ一定の電流値に保たれる。

このため、フ乙に電磁弁４２の正常な作動を確保するこ
とができ、その良好な応答性、および的確な閉弁力をｔ
＋Ｔ：持することができる。

その結果、朗用温度に影響されることなく燃料の噴射制
御を適正に行なうことが可能となり、装置の制御性、信
頼性の著しい向上が図れる。

なお、コイル５３の抵抗値により電磁弁４２の過熱状態
りを判断することもでき、また補正回路７７からの指令
に基づき制御回路６９に各種の制御（例えば噴射時期等
の補正）を行なわせることも可能である。

第６図、第７図は本発明の他の実施例で、抵抗検出手段
としてコイル５３の近傍に温度を測定するサーミスタ７
８を配設し、この温度からコイル５３の抵抗を検出する
ようにしたものである。

このサーミスタ７８には、抵抗７９．８０を介して所定
の電圧が印加され、温度の変化によってサーミスタ７８
の抵抗値が変わると、この抵抗値に比例して増減する信
号（電圧ＶＴ　）がＡ／Ｄ変換器８１を介してリニアラ
イザ８２に送られる。

そして、この信号はリニアライザ８２で温度に比例した
信号ＤＴに変換され、さらにこの信号ＤＴが演算器８３
によってコイル５３の抵抗に相当した値に換算される。

これによれば、常時コイル５３の抵抗を検出できると共
に、回路構成が容易となる。

なお、本発明は第１図〜第３図に示される燃料噴射装置
の電磁弁に適用されるだけでなく、種々の電磁弁装置に
適用可能なことは言うまでもない。

以上説明した通電、本発明によれば、温度の変化にかか
わらず、常に電磁弁の正確な作動を保つことができ、電
磁弁による燃料噴射の適正な制御を行なうことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来装置の断面図と部分断面図、第３
図、第４図は本発明の一実施例を示す断面図とその電磁
弁の拡大断面図、第５図は本発明の制御ブロック図、第
６図、第７図は本発明の他の実施例を示す電磁弁の断面
図とその制御ブロック図である。３０・・・プランジャ、４１・・・ノズル、４２・・・
電磁弁、４７・・・弁体、５２・・・コア、５３・・・
コイル、６９・・・制御回路、７０・・・精密抵抗、７
１．７２・・・分圧抵抗、７３・・・差動アンプ、７６
・・・割算器、７７・・・補正回路、７８・・・サーミ
スタ、８２・・・リニアライザ、８３・・・演算器。特許出願人　日産自動車株式会社第１図第２図第６図第７図２

Claims

【特許請求の範囲】

機関に同期して往復動するプランジャと、このプランジ
ャの一端に臨んで形成される圧力室と、圧力室と連通し
所定圧以上で開弁するノズルと、圧力室に連通ずる燃料
供給通路に介装され機関の運転状態に応じて高圧燃料を
逃がす電磁弁とを備えた燃料噴射装置において、前記電
磁弁の励磁コイルの抵抗値を検出する手段と、この検出
値に応じて電磁弁の作動を補正する手段とを設けたこと
を特徴とする燃料噴射装置。