(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディ内にノズルニードルを中心軸方向に往復させ前記ノズルニードルのリフトにより燃料を噴射する燃料噴射ノズルからの燃料噴射のタイミングを検出する燃料噴射タイミング検出装置において、
前記ノズルボディをその中心軸上方に締付けるリテーニングナットを備え、
前記ノズルボディの前記リテーニングナットとの座面より下方で、前記ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、
前記ノズルボディの座面より下方で、前記ボディ筒部の外周に、前記ノズルニードルの移動方向の歪みを検出する歪み検出器を設けたことを特徴とする燃料噴射タイミング検出装置。
【請求項２】
前記歪み検出器からのリード線を、前記ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導いたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射タイミング装置。
【請求項３】
ノズルボディ内にノズルニードルを中心軸方向に往復させ前記ノズルニードルのリフトにより燃料を噴射する燃料噴射ノズルからの燃料噴射のタイミングを検出する燃料噴射タイミング検出装置において、
前記ノズルボディをその中心軸上方に締付けるリテーニングナットを備え、
前記ノズルボディの前記リテーニングナットとの座面より下方で、前記ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、
前記ノズルボディの座面より下方で、前記ボディ筒部の外周に、該ノズルボディを取り囲むように配置されたコイルを備え、
該コイルからのリード線を、前記ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導くと共に、
前記ノズルボディの前記座面より下方で前記ノズルボディの外周に永久磁石を備えることを特徴とする燃料噴射タイミング検出装置。
【請求項４】
ノズルボディ内にノズルニードルを中心軸方向に往復させ前記ノズルニードルのリフトにより燃料を噴射する燃料噴射ノズルからの燃料噴射のタイミングを検出する燃料噴射タイミング検出装置において、
前記ノズルボディをその中心軸上方に締付けるリテーニングナットを備え、
前記ノズルボディの前記リテーニングナットとの座面より下方で、前記ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、
前記ノズルボディの座面より下方で、前記ボディ筒部の外周に、該ノズルボディを取り囲むように配置されたコイルを備え、
該コイルからのリード線を、前記ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導くと共に、
前記ノズルボディの前記座面より下方で前記ノズルボディが磁性を持つことを特徴とする燃料噴射タイミング検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射ノズルの燃料噴射タイミング検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射タイミングの検出装置としては、特開平３−６４６６５号公報に、ニードルと連動して運動するプレッシャピンのリフトを渦電流式のギャップセンサで検出するものが知られている。
図７は、この従来の燃料噴射タイミングの検出装置の要部の中心軸に沿う横断面図である。この装置は図７に示すように、ノズルニードル８とスプリング１０により軸方向に押圧するプレッシャピン３１との連結部が内蔵される筒状のディスタンスピース４内にプレッシャピン３１に形成されるフランジ部３１ａを設け、プレッシャピン３１の軸心まわりに位置して、ディスタンスピース４に固定されたコイル３２により、フランジ部３１ａの運動をコイル３２のインダクタンス変化により検出している。
【０００３】
よって、コイル３２はプレッシャピン３１のフランジ部３１ａのほぼ鉛直下方に位置するので、コイル３２のリード線３３はインジェクタ内部から外部へ引き出す必要がある。
コイル３２からのリード線３３を外部へ引き出す際、低圧部に存在する燃料のシールが必要となる。また、低圧部の無いインジェクタに適用した場合には、高圧部にコイル３２を配置しなければならず、この時高圧部に存在する燃料のシールは困難となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はインジェクタの燃料通路外部からノズルニードルの開閉による燃料噴射のタイミングを歪みにより検出することにより、歪み検出部からリード線を引き出す場合にも燃料のシールが不必要となり、かつ燃料噴射開始と燃料噴射終了が正確に検出できる燃料噴射タイミング検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。
請求項１に記載の発明によれば、ノズルボディのリテーニングナットとの座面より下方で、ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、ノズルボディの座面より下方で、ボディ筒部の外周に、ノズルニードルの移動方向の歪みを検出する歪み検出器を設けているので、リテーニングナットによる締付けの歪みによる影響を受けず、ノズルニードルの移動方向の歪みのみを測定することができるので、燃料噴射開始と燃料噴射終了が正確に検出できる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明によれば、歪み検出器からのリード線を、ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導いているので、歪み検出器からリード線を引き出す際にも燃料のシールが不必要である。
また、請求項３に記載の発明によれば、ノズルボディのリテーニングナットとの座面より下方で、ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、ノズルボディの座面より下方で、ボディ筒部の外周に、ノズルボディを取り囲むように配置されたコイルを備え、ノズルボディの座面より下方でノズルボディの外周に永久磁石を備えているので、リテーニングナットによる締付けの歪みによる影響を受けず、ノズルニードルの移動方向の歪みのみを測定することができるので、燃料噴射開始と燃料噴射終了が正確に検出できる。
【０００７】
また、コイルからのリード線を、ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導いているので、歪み検出部からリード線を引き出す際にも燃料のシールが不必要である。
また、請求項４に記載の発明によれば、ノズルボディのリテーニングナットとの座面より下方で、ノズルボディの一部をなすボディ筒部が固定されない自由端となっており、ノズルボディの座面より下方で、ボディ筒部の外周に、ノズルボディを取り囲むように配置されたコイルを備え、ノズルボディの座面より下方でノズルボディが磁性を持つので、リテーニングナットによる締付けの歪みによる影響を受けず、ノズルニードルの移動方向の歪みのみを測定することができるので、燃料噴射開始と燃料噴射終了が正確に検出できる。
【０００８】
また、コイルからのリード線を、ノズルボディの外周部に設けた内周部に通じない溝または穴を通じて外部へ導いているので、歪み検出部からリード線を引き出す際にも燃料のシールが不必要である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明を低圧室の無いインジェクタに適用した第１実施形態に関するものであり、図１はノズルボディ１の座面１ａ付近の中心軸に沿った側面の部分拡大断面図であり、図２は図１に示した第１実施形態の全体構成を示す中心軸に沿った横断面図であり、図３はノズルボディ１への歪み検出器２１の張り付けと、リード線２２の取り出しの状況を示す斜視図であり、図４はノズルニードルリフト量、制御室圧とひずみ検出器の歪み量との変化の様子を示すタイムチャートである。
【００１０】
図１及び図２において、燃料を噴射するための噴孔１１はノズルボディ１の先端にあり、ノズルニードルにより開閉される。ノズルボディ１の上端には、ノズルニードル８の頭部が通る穴を有するプレート５があり、ノズルニードル８の最大リフト量をノズルニードル８の肩部により決定するストッパとして作用する。プレート５上端には中心軸方向の長さ寸法を調整する円筒状のディスタンスピース４を構成し、内周にはノズルニードル８のフランジ部とピストンロッド９のフランジ部とを接続するコネクタ６が摺動自在に配置されている。
【００１１】
コネクタ６は概ね三角柱の形状を有し、燃料が流れる通路が設けられている。ディスタンスピース４上端にはホルダボディ３が配置され、ノズルボディ１をその中心軸上方に締付けるリテーニングナット２により、ノズルボディ１とプレート５をディスタンスピース４と共に締付けられ一体化される。
ホルダボディ３には、シム７を介してコネクタ６を通じノズルニードル８に下向きの押し付け力を発生させるスプリング１０と、ピストンロッド９が配置される。
【００１２】
ピストンロッド９は、ホルダボディ３と摺動自在になっており、ピストンロッド９の上部に制御室１６が形成される。
高圧の燃料は、高圧燃料通路１７に供給され、この通路は、インオリフィスプレート１５を通り制御室１６へ導かれると同時に、ピストン頭部９ａの下側の通路に導かれる。高圧燃料の入口通路は、図示しない蓄圧容器につながり、燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された燃料を蓄えている。
【００１３】
制御室１６の圧力は、制御室１６とつながる通路の途中に設けられたバルブ１３の開閉により制御される。また、バルブ１３はソレノイド１２により開閉される。
バルブ１３の開時は、制御室１６はドレンに通じる低圧通路１８とつながるので、制御室１６の圧力が低下し、バルブ１３の閉時は高圧燃料通路からの圧力が供給される。
【００１４】
このように、制御室１６の圧力を変化させることにより、ピストンロッド９とノズルニードル８を上下方向に移動させ、燃料噴射を行う。
前記のように、ピストンロッド頭部９ａより下方のホルダボディ３内、ディスタンスピース４内、プレート５内、ノズルボディ１内周には、常に高圧燃料通路からの高圧燃料が供給されている。
【００１５】
ノズルボディ１の座面１ａより下部で、ボディ筒部１ｂ外周の一部に歪み検出器２１を設ける。
図３に示すように、ノズルボディ１のボディ筒部１ｂ外周に平面を設け、ノズルニードル８（図２参照）の移動方向の歪みを検出できる歪み検出器２１を取り付ける。歪み検出器２１からの信号は、ノズルボディ１外周に設けられた溝にはわせたリード線２２により外部へ取り出される（図２参照）。
【００１６】
この際、燃料のシールは不必要であるが、溝内はリード線２２の固定と、燃焼ガスの吹き抜けを防止するため適切な接着剤で埋められる。
次に、作動を説明する。
図２に示すように、燃料が噴射されていないときには、ノズルニードル８はスプリング１０の押し付け力と、油圧力により、ノズルボディ１に押し付けられている。ここで、油圧力とは、ノズルニードル８のシート面積と、ノズル内の圧力、すなわち高圧燃料通路１７から供給される圧力との積で表される下向きの力をいう。
【００１７】
燃料噴射ノズルは、内燃機関に取付られるときは、リテーニングナット２の座面２ａで固定される。
リテーニングナット２とノズルボディ１とは半径方向にはわずかに隙間が設けられているので、座面１ａで固定され、リテーニングナット２と一体化されたホルダボディ３は、ボディ肩部１９をクランプすることで、内燃機関に固定される。よって、ノズルボディ１の座面１ａより下方は、固定されない自由端となっている。
【００１８】
燃料が噴射されていないときには、ノズルニードル８のノズルボディ１に対する押し付け力により、ノズルボディ１の自由端部であるボディ筒部１ｂはノズルニードル移動方向に引っ張り歪みを生ずる。
燃料が噴射されるときには、ノズルニードル８がリフトし、ノズルニードル８のノズルボディ１への押し付け力が無くなるので、ノズルニードル８の移動方向の引っ張り歪みは解消される。
【００１９】
このように、燃料の噴射の有無により、ノズルボディ１の座面１ａより下方部のボディ筒部１ｂでは、ノズルニードル８の移動方向の歪みが変化する。
図１に示すように、ノズルボディ１のノズルニードル８の移動方向の歪みを検出できる歪み検出器２１をボディ１の座面１ａより下方部のボディ筒部１ｂに設けることにより、歪みを検出すれば図４に示すように燃料の噴射のタイミングが検出できる。
【００２０】
図４において、制御室圧が低下するとノズルニードル８が上昇を開始し、燃料噴射が開始される。図１に示した位置に、ノズルニードル８の移動方向の歪みを検出できる歪み検出器２１の出力で表される歪み量は、伸びた状態から縮む方向に変化し、ノズルニードル８がリフトを開始し、ノズルニードル８が閉じるまでは一定値をとり、ノズルニードルが閉じると、若干のバウンシングを伴いながら元の歪み量まで回復する。バウンシングはノズルニードル８がノズルボディ１に衝突するために発生する。
【００２１】
いま仮に、制御室１６の圧力が低下してもノズルニードル８がリフトしないまま制御室圧が上昇したとする。このとき、歪み量は変化するが、ノズルニードル８のノズルボディ１への衝突が無いために、噴射終了時のバウンシングが発生しない。よって、このバウンシングを同時にモニタすることにより、確実に噴射タイミングが検出できる。
【００２２】
以上のような構成にすると、噴射ノズル内部の高圧部から外部（大気圧）へ信号線等を取り出さずにすむので、燃料シールが必要無い。
図５は低圧室４０を有する燃料噴射ノズルに本発明を適用した本発明の第２実施形態の中心軸に沿った横断面図である。
本構成は図５に示す低圧室４０を有する噴射ノズルにも同様に適応できる。
【００２３】
図６は請求項３に関し本発明の第３実施形態を示しており、ノズルボディ１の座面１ａ付近の中心軸に沿った側面の部分拡大断面図である。
図６に示すように、ノズルボディ１の座面１ａより下方の自由端部であるボディ筒部１ｂのノズルボディ１の外周にコイル３１を設け、ノズルボディ１を通過するように磁気回路を永久磁石３３により構成する。この時、ノズルボディ１には磁性材料を用いる。
【００２４】
なお、永久磁石を用いずに、ノズルボディ１自体を磁化させてもよい。
次に作動を説明する。前記したように、ノズルニードル８のリフトにより、ノズルボディ１の座面１ａの下方には歪みが発生する。よって、歪みを発生する部位に磁気回路を構成することで、歪みにより磁化の強さが変化する磁気歪み現象により、磁束数が変化し、コイル３１に起電力が発生する。
【００２５】
コイル３１からの起電力は、リード線３２により外部に取り出され、出力をモニタすることで、噴射のタイミングが検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を低圧室の無いインジェクタに適用した第１実施形態に関するものであり、ノズルボディ１の座面１ａ付近の中心軸に沿った側面の部分拡大断面図である。
【図２】本発明を低圧室の無いインジェクタに適用した第１実施形態に関するものであり、図１に示した第１実施形態の全体構成を示す中心軸に沿った横断面図である。
【図３】本発明を低圧室の無いインジェクタに適用した第１実施形態に関するものであり、ノズルボディ１への歪み検出器２１の張り付けと、リード線２２の取り出しの状況を示す斜視図である。
【図４】本発明を低圧室の無いインジェクタに適用した第１実施形態に関するものであり、ノズルニードルリフト量、制御室圧とひずみ検出器の歪み量との変化の様子を示すタイムチャートである。
【図５】低圧室４０を有する燃料噴射ノズルに本発明を適用した本発明の第２実施形態の中心軸に沿った横断面図である。
【図６】請求項３に関し本発明の第３実施形態を示しており、ノズルボディ１の座面１ａ付近の中心軸に沿った側面の部分拡大断面図である。
【図７】従来の燃料噴射タイミングの検出装置の要部の中心軸に沿う横断面図である。
【符号の説明】
１  ノズルボディ
１ａ  座面
１ｂ  ボディ筒部
２  リテーニングナット
８  ノズルニードル
２１  歪み検出器
２２  リード線
３１  コイル
３３  永久磁石
【図１】
0003913351.tif 000002
【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】
0003913351.tif 000008