(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と当接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の駆動手段として設けられたコイルと、前記弁体に対して前記弁体の駆動力方向に相対変位可能な可動子および可動子に相対する位置に固定されている磁気コアを備えた電磁式燃料噴射弁において、
磁気コアの衝突部端面に衝突によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材を有し、
組み付け時にストローク量が３０μｍから１００μｍの間になるように構成し、
噴射パルス開始点から該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスが変化し、
前記検出部材は、前記磁気コアとの衝突時の荷重を直接受けることにより前記電圧または電流が生じることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項２】
弁座と当接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の駆動手段として設けられたコイルと、前記弁体に対して前記弁体の駆動力方向に相対変位可能な可動子および可動子に相対する位置に固定されている磁気コアを備えた電磁式燃料噴射弁において、
可動子の衝突部端面に衝突によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材を有し、
組み付け時にストローク量が３０μｍから１００μｍの間になるように構成し、
噴射パルス開始点から該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスが変化し、
前記検出部材は、前記可動子との衝突時の荷重を直接受けることにより前記電圧または電流が生じることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電磁式燃料噴射弁において、
該電圧又は電流を発生させうる検出部材に圧電素子を用いることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の電磁式燃料噴射弁において、
電圧又は電流を発生させうる検出部材に金属製又は樹脂製の防水用カバーを有することを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項５】
弁座と当接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の駆動手段として設けられたコイルと、前記弁体に対して前記弁体の駆動力方向に相対変位可能な可動子および可動子に相対する位置に固定されている磁気コアを備えた電磁式燃料噴射弁において、
弁座面に、該電圧又は電流を発生させうる検出部材を有し、
組み付け時にストローク量が３０μｍから１００μｍの間になるように構成し、
噴射パルス開始点から該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスが変化し、
前記検出部材は、前記弁体との衝突時の荷重を直接受けることにより前記電圧または電流が生じることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電磁式燃料噴射弁において、
圧力変動を生じるまでの時間が大きくなるほど、噴射パルス幅が短くなることを特徴とする電磁式燃料噴射弁。
【請求項７】
弁座と当接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の駆動手段として設けられたコイルと、前記弁体に対して前記弁体の駆動力方向に相対変位可能な可動子と、前記可動子に相対する位置に固定されている磁気コアと、前記磁気コアの衝突部端面、前記可動子の衝突部端面又は前記弁座のいずれかに設けられ衝突によって電圧又は電流を発生させうる検出部材と、を備えた電磁式燃料噴射弁を制御する制御装置であって、
組み付け時にストローク量が３０μｍから１００μｍの間になるように構成し、
噴射パルス開始点から該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスの増減を行う補正部を備え、
前記検出部材は、前記磁気コア、前記可動子または前記弁体との衝突時の荷重を直接受けることにより前記電圧または電流が生じることを特徴とする、燃料噴射弁の制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の燃料噴射弁の制御装置において、
圧力変動を生じるまでの時間が大きくなるほど、噴射パルス幅を短くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、コイルに電流を流すことにより
可動子とコアとを含む磁気回路に磁束を発生させ、可動子をコア側に引き付ける磁気吸引
力を作用させることにより、弁体の開閉を行う電磁式燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、リフト量の既存のセンサからの入力情報から燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）の演算することにより、経年変化によるリフト量の変化を補正して、燃料噴射量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５５７０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料噴射弁のばらつきや、経年変化の状態が異なり、リフト量を直接計測していないために、正確な噴射量補正ができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、製造時のばらつき及び経年変化によるストローク量の変化を構造の大幅な変更をせずに、噴射時間を変化させ、ストローク変化を補正するため、可動子の衝突部端面または磁気コアの衝突部端面に、衝突による衝撃で電圧又は電流を発生する検出部材を組込み、この部材への衝突時の出力時間の差分より、噴射パルスを制御して、正確に噴射量を制御することを可能とした燃料噴射弁を提供することにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、製造時のばらつき及び経年変化によるストローク変化が発生しても、噴射量を一定に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による燃料噴射弁の実施の形態の一例を示す断面図
【図２】図１の弁体及び弁座部の詳細断面図
【図３】実施例１に関する可動子及び磁気コア部の詳細断面図
【図４】圧力変動、噴射パルス及び弁変位と時間、静流とストローク、動流と時間に関するグラフ
【図５】実施例２に関する可動子及び磁気コア部の詳細断面図
【図６】実施例３に関する可動子及び磁気コア部の詳細断面図
【図７】実施例４に関する可動子及び磁気コア部の詳細断面図
【図８】実施例５に関する弁体及び弁座面の詳細断面図
【図９】実施例に関する燃料噴射弁及び制御装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。以下の実施例において、内容は詳細に説明するが、本発明の一実施例における電磁式燃料噴射弁は、弁座と当接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の駆動手段として設けられたコイルと、前記弁体に対して前記弁体の駆動力方向に相対変位可能な可動子および可動子を相対位置に固定されている磁気コアを備える。そして、磁気コアの衝突部端面に衝突によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材を有している。また、可動子の衝突部端面に衝突によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材を有していることが望ましい。
【００１０】
また、該電圧又は電流を発生させうる検出部材に圧電素子を用いることが望ましい。さらに電圧又は電流を発生させうる検出部材に金属製又は樹脂製の防水用カバーを有することが望ましい。また、弁座面に、該電圧又は電流を発生させうる検出部材を有することが望ましい。
【００１１】
また、噴射パルス開始点から該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスが変化することが望ましい。また、圧力変動を生じるまでの時間が大きくなるほど、噴射パルス幅を短くなることが望ましい。
【００１２】
図１は、本実施形態にかかる燃料噴射弁を説明する図であり、図２は燃料噴射弁の先端部詳細を示す図（図１のＡ部詳細を示す図）である。
【００１３】
図１および図２に示す燃料噴射弁は通常時閉型の電磁弁（電磁式燃料噴射弁）であり、コイル１に通電することによって発生する吸引力により、可動子２を磁気コア３側に引き上げることにより、可動子２に接続されている弁体４を引き上げる。このとき弁座面５ａと弁体先端部４ａとの間に隙間が発生し、この隙間を介して燃料が流入する。この燃料は弁座５の先端に設けられた噴口部６を通して噴射される。なお、７はハウジング、８は弁体４を下方に押圧するスプリング、９はスプリング押さえである。コイル１への通電が終わると、吸引力は無くなる。このとき、燃料圧力、重力、およびスプリング８の力により弁体４は下方に移動し、弁座面５ａと接触して上流からの燃料の流入を遮断する。これにより燃料噴射は終了する。
【００１４】
ここで、図９は実施例に関する燃料噴射弁及び制御装置を示す図である。図９に示すように本実施例は、燃料噴射弁とこれを制御する制御装置１５を備え、制御装置１５は噴射パルスから該電圧又は電流を発生させうる検出部材から検出される圧力変動が生じるまでの時間差に応じて噴射パルスの増減を行う補正部１６を備える。そして、この制御装置１５の制御部１６は、圧力変動を生じるまでの時間が大きくなるほど、噴射パルス幅を短くするものである。
【００１５】
図３は第１の形態を示す図である。これは図１の燃料噴射弁の可動子２と磁気コア３部の詳細を示す図（図１のＡ部詳細を示す図）である。可動子２の上端面への衝撃による圧力によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材１１が備えられている。この検出部材１１は可動子２の端面に圧入、接着、溶接、鋲螺類のいずれか又は複合にて固定されている。検出部材１１からは、電圧又は電流が導通するターミナル１２が磁気コア３からモールド部をかけてコネクタまで連通している。コイル１に通電されると、可動子２、磁気コア３の間に磁界が発生し、これが吸引力となり、可動子２が上流側へ上昇し、上端部にある検出部材１１が磁気コア３端部に衝突する。衝突すると、衝突時の荷重により検出部材から、電圧または電流が発生する。発生した電圧または電流は、コネクタを介して制御用コントロールユニットに送られ、演算が行われ、通電パルス時間が決定される。コントロールユニットからコネクタを介して、コイル１に規定された時間分パルスが通電される。検出部材のターミナル１２はＯリングなどの気密用部品にて水の浸入を防ぐ構造となっている。検出部材１１を磁気コア３側に取り付けると、組み付け性が良く、コストもかからない。また、検出信号取り出しのターミナルのはいまわし性もよい。また、例えば、組み付けだけでＳＴ量がある範囲内（例えば３０μｍから１００μｍの間）になるように設計、製造し、その後のストローク調整工程を省略して、当該構造により噴射量を制御することも可能である。これにより、製造コストや生産設備の簡略化ができる。
【００１６】
図４は出力される電流又は電圧の波形、可動子（弁体）の変移、通電時間、静流値、動流値の関係を表した図である。通電が開始されると、Ｔｉ１の時間分噴射パルスが与えられ、その後遅れて稼働子２の引き上げが開始される。稼働子２が磁気コア３に衝突すると、変移は一定となる。衝突すると、検出部材１１から電圧又は電流が発生する。経年変化によりストローク量が大きくなる場合、通電開始から衝突時に電圧または電流の発生開始する差分の時間Ｔ１はＴ２へと変化する。初期ストローク量をＬ１、経年変化後のストローク量をＬ２とすると、Ｌ２＝α（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｌ１の関係が成り立つ。このとき、αは変換係数とする。ストローク量と静流との関係より、Ｌ２のときの静流Ｑ２（初期はＱ１）が求められる。静流Ｑと動流ｑとＴｉの関係より、ストロークＬ２のときの静流Ｑ２での動流ｑ２より、必要となる動流ｑを得るためのＴｉ２が求められる。
【００１７】
図５は第２の実施形態を示す図である。可動子２の上端面に衝撃による圧力によって、電圧又は電流を発生させうる検出部材１１が備えられている。この検出部材１１は可動子２の端面に圧入、接着、溶接、鋲螺類のいずれか又は複合にて固定されている。検出部材１１から、電圧又は電流が導通するターミナル１２がモールド部をかけてコネクタまで連通している。コイル１に通電されると、可動子２、磁気コア２の間に磁界が発生し、これが吸引力となり、可動子２が上流側へ上昇し、上端部にある検出部材１１が磁気コア端部に衝突する。衝突すると、衝突時の荷重により検出部材から、電圧または電流が発生する。発生した電圧または電流は、コネクタを介して制御用コントロールユニットに送られ、演算が行われ、通電パルス時間が決定される。コントロールユニットからコネクタを介して、コイルに規定された時間分パルスが通電される。部材のターミナルはＯリングなどの気密用部品にて水の浸入を防ぐ構造となっている。
【００１８】
図６は第３の実施形態を示す図である。磁気コア３の上端面に衝撃による圧力によって、電圧又は電流を発生させうる、圧電素子１３が備えられている。この圧電素子１３は可動子２の端面に圧入、接着、溶接、鋲螺類のいずれか又は複合にて固定されている。圧電素子１３からは、電圧が導通するターミナル１２がモールド部をかけてコネクタまで連通している。コイル１に通電されると、可動子２、磁気コア２の間に磁界が発生し、これが吸引力となり、可動子２が上流側へ上昇し、上端部にある圧電阻止１３に磁気コア３端部が衝突する。衝突すると、衝突時の荷重により検出部材から、電圧または電流が発生する。発生した電圧は、コネクタを介して制御用コントロールユニットに送られ、演算が行われ、通電パルス時間が決定される。コントロールユニットからコネクタを介して、コイルに規定された時間分パルスが通電される。部材のターミナルはＯリングなどの気密用部品にて水の浸入を防ぐ構造となっている。圧電素子１３とすることで、一般的に圧力センサ等に量産・使用されている部材であり、入手が容易で、低コストで組込みが可能である。
【００１９】
図７は第４の実施形態を示す図である。磁気コア３の又は可動子２の端面に衝撃による圧力によって、電圧又は電流を発生させうる、検出部材１１が備えられている。この検出部材１１は耐水性を確保する、金属ベローズや樹脂等によるカバー部材１４によって、覆われる構造となっている。カバー部材１４を取り付けることにより、防水、非防水に関わらず、多種の材料を使用することが可能となる。
【００２０】
図８は第５の実施形態を示す図である。弁座面５ａに電圧又は電流を発生させうる検出部材１１が設けられている。この検出部材１１は弁座面５ａに圧入、溶接等のいずれか又は複合にて固定されている。検出部材１１からは、電圧又は電流が導通するターミナル１２が弁座５からノズル１０をとおり、モールド部をかけてコネクタまで連通している。コイル１に通電されると、可動子２、磁気コア２の間に磁界が発生し、これが吸引力となり、可動子２が上流側へ上昇し、これにあわせ弁体４も引き上げられる。コイル１への通電が終わると、吸引力は無くなる。このとき、燃料圧力、重力、およびスプリング８の力により弁体４は下方に移動し、検出部材１１にも衝突する。衝突すると、衝突時の荷重により検出部材１１から、電圧または電流が発生する。発生した電圧または電流は、コネクタを介して制御用コントロールユニットに送られ、演算が行われ、通電時間が決定される。コントロールユニットからコネクタを介して、コイルに規定された時間分パルスが通電される。可動子２と磁気コア３間のリフト量と実際の燃料を噴射している弁体と弁座面のリフト量は若干の差異があり、弁体と弁座面のリフト量が計測できることにより、より正確に噴射パルス幅を制御できる。また、検出信号のターミナルを一度外部のノズル外周にはわせてコネクタまで引き出せるので、噴射弁の内部構造を大きく変更しなくてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１  コイル
２  可動子
３  磁気コア
４  弁体
４ａ  弁体先端
５  弁座
５ａ  弁座面
６  噴口部
７  ハウジング
８  スプリング
９  スプリング押さえ
１０  ノズル
１１  検出部材
１２  ターミナル
１３  圧電素子
１４  カバー部材
１５  コントロールユニット（ＥＣＵ）
１６  補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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