(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドの磁気コアからバネにより弾発されエアギャップを隔てて配設されているアーマチュアの、ソレノイドコイルに通電してリフトされる前の位置と、通電してリフトされた後の位置との差であるリフト量を調整するソレノイドリフト量調整方法において、
リフト前のソレノイドのインダクタンスを測定すると共にリフト後のソレノイドのインダクタンスを測定する第１の過程と、
測定したリフト前のインダクタンスとリフト後のインダクタンスとを、ソレノイドのインダクタンスと前記エアギャップとの関係を示すマップに当てはめ、リフト量を求める第２の過程と、
求めたリフト量が所定値となるようエアギャップを調整する第３の過程と
を具えたことを特徴とするソレノイドリフト量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのインジェクタ等において、ソレノイドがアーマチュアを吸引してリフトする量を調整する、ソレノイドリフト量調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソレノイドコイルに電流を流して磁気吸引力を発生させ、その磁気吸引力によりアーマチュアを持ち上げ（リフトし）、その持ち上げ量（リフト量）に応じて何らかの作用をさせるという装置がある。ディーゼルエンジンのインジェクタにも、そのような装置を利用したタイプのものがある。以下、それを例にとって説明する。
【０００３】
図３は、従来のインジェクタの概要構成を示す図である。図３において、１はインジェクタ、２は磁気コア、３はバネ、４は燃料排出路、５は分岐路、５Ａは入口オリフィス、６は燃料供給路、７は分岐路、８はインジェクタボディ、９はニードル、９Ａはニードル頭部、９Ｂはニードル先端部、９Ｃはニードルリターンスプリング、１０はノズル、１１はソレノイドコイル、１２は動作電源端子、１３はエアギャップ、１４はアーマチュア、１５は燃料室、１６は排出路、１６Ａは出口オリフィス、１７は制御室、１８はニードル可動孔である。
燃料は、左横の燃料供給路６から供給され、下端のノズル１０からエンジン（図示せず）へ噴射されるが、まずこのインジェクタ１の構成を説明する。
【０００４】
インジェクタボディ８は、インジェクタ１の外殻を成している。インジェクタ１の上部には、磁気コア２とソレノイドコイル１１が設けられ、その磁気コア２に対向させ、バネ３により弾発されたアーマチュア１４が設けられている。その弾発により、磁気コア２とアーマチュア１４との間に、エアギャップ１３が生ぜしめられている。
インジェクタ１の中心部にはニードル可動孔１８が設けられ、この中にニードル９が可動自在に挿入されている。ニードル頭部９Ａは、ニードル可動孔１８の内壁に対し、液密となるよう内接している。ニードルリターンスプリング９Ｃは、ノズル１０を閉じるため、ニードル９を下方に弾発するためのものである。ニードル９が下端まで下げられると、ニードル先端部９Ｂはノズル１０を閉じる。ニードル９が引上げられると、ノズル１０は開けられる。
【０００５】
ニードル可動孔１８の内、ニードル頭部９Ａより上方にある部分は制御室１７と呼ばれる。燃料供給路６は途中で分岐路５と７に別れ、分岐路５は制御室１７へ向かい、分岐路７はニードル頭部９Ａより下にある部分のニードル可動孔１８に向かう。分岐路５は、制御室１７の直前で径が細くされ、入口オリフィス５Ａとされている。
燃料供給路６には、蓄圧室（コモンレール）で高圧がかけられた燃料が供給される。この高圧の燃料は、分岐路５，７を経てニードル頭部９Ａの両側へと供給される。
【０００６】
制御室１７は、排出路１６を経て燃料室１５へと通じているが、アーマチュア１４がバネ３により図示する如く下方に弾発されている時には、その出口は閉じられている。排出路１６は、燃料室１５の直前で径が細くされ、出口オリフィス１６Ａとされている（なお、出口オリフィス１６Ａの径の方が、入口オリフィス５Ａの径より大である。）。
アーマチュア１４が引上げられると、制御室１７から燃料室１５へと燃料が流出して来る。この燃料は、燃料排出路４を経て燃料タンク（図示せず）へと戻される。
【０００７】
次に、インジェクタ１による噴射動作を説明する。
（１）ソレノイドコイル１１に通電されていない場合
この時、ソレノイドコイル１１は付勢されないから、アーマチュア１４を吸引しない。従って、アーマチュア１４はバネ３によって下方に弾発され、出口オリフィス１６Ａを閉じている。
このような状態で、蓄圧室から燃料供給路６に入れられた高圧燃料は、分岐路５を通って制御室１７へ送られると共に、分岐路７を通ってニードル頭部９Ａより下の部分のニードル可動孔１８に送られる。ニードルリターンスプリング９Ｃによる下方への弾発により、ニードル先端部９Ｂは弁シートに当接してノズル１０を閉じているので、その当接部分より先端方向へは燃料が回り込めず、その表面には油圧がかからない（この表面にもし油圧がかかったとすると、ニードル９を上向きに押上げる圧力となる）。
従って、ニードル９全体に対して下向きにかかる油圧と、上向きにかかる油圧とを比べると、弁シートにかかる油圧分だけ下向きの圧力が大となる。その結果、ニードル９には、ニードルリターンスプリング９Ｃの下方への弾発力に加え、油圧差による下方への圧力がかかることになり、ノズル１０の閉塞を維持する（燃料は噴射されない。）。なお、この時、ニードル頭部９Ａは、丁度ピストンの役割を果たしている。
【０００８】
（２）ソレノイドコイル１１に通電された場合
ソレノイドコイル１１が付勢されると、アーマチュア１４がバネ３の弾発力に抗して、磁気コア２に吸引される。即ち、アーマチュア１４が、幾らかリフトされる（持ち上げられる）。すると、出口オリフィス１６Ａの出口が開けられ、制御室１７の燃料は燃料室１５へと流出することになり、制御室１７の圧力は減少する。
その結果、ニードル頭部９Ａの上と下との圧力バランスが崩れ、ニードル９は上方へ移動させられる。これにより、ノズル１０を塞いでいたニードル先端部９Ｂも上昇するから、ノズル１０より燃料が噴射される。
ソレノイドコイル１１への通電が終了すると、リフトされていたアーマチュア１４が再び下方に弾発され、出口オリフィス１６Ａを閉じる。そのため、ニードル９が下方に移動され、ノズル１０を閉じる。
【０００９】
噴射動作は前記のようにしてなされるが、噴射量等は、ソレノイドコイル１１に通電されている時のアーマチュア１４のリフト量に、大きく影響されるということが知られている。このリフト量は、ソレノイドの磁気特性によって変わる。即ち、ソレノイド部分を構成する部品としては幾つかの部品があり（例えば、ソレノイドコイル１１，磁気コア２，アーマチュア１４，バネ３等）、同じインジェクタに用いられるものは、同じように作製されていることになってはいるが、加工歪み等により個体間のバラツキはどうしても存在する。従って、ソレノイドの磁気特性にもバラツキが存在し、リフト量も同じとはならない。
【００１０】
そのため、所望の噴射動作が行われるようにするため、インジェクタ１の組み付け後に、リフト量を調整することが必要とされる。
従来は、実際に噴射させてみて、その噴射特性からリフト量が適切かどうかを間接的に判断し、適切でない場合は、リフト量を小にするなり大にするなりの調整をしていた。具体的には、ソレノイドの磁気特性に影響を与える部分を調整することが行われる。例えば、エアギャップ１３の大きさを、シムを挿入したり抜き出したりすることにより調整する。
なお、燃料噴射のインジェクタに関する従来の文献としては、例えば特開平９−２１７６４４号公報等がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のソレノイドリフト量調整方法では、インジェクタの噴射特性からリフト量を推定していたので、バラツキが大きくあまり正確には推定することが出来なかった。そのため、リフト量の調整がうまくなされず、ソレノイドの磁気特性にバラツキが残り、噴射特性もバラツクという問題点があった。
なお、前記したように物理的な構造を変えるという措置を施して調整する他に、ソレノイドコイル１１への通電量を変えてリフト量を調整しようとする考えもあるが、これを行うと過大なエネルギーを必要とすることになってしまうこともあり、好ましくなかった。
本発明は、前記したような問題点を解決することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ソレノイドの磁気コアからバネにより弾発されエアギャップを隔てて配設されているアーマチュアの、ソレノイドコイルに通電してリフトされる前の位置と、通電してリフトされた後の位置との差であるリフト量を調整するソレノイドリフト量調整方法において、リフト前のソレノイドのインダクタンスを測定すると共にリフト後のソレノイドのインダクタンスを測定する第１の過程と、測定したリフト前のインダクタンスとリフト後のインダクタンスとを、ソレノイドのインダクタンスと前記エアギャップとの関係を示すマップに当てはめ、リフト量を求める第２の過程と、求めたリフト量が所定値となるようエアギャップを調整する第３の過程とを具えることとした。
【００１３】
（作    用）
ソレノイドのインダクタンスを測定し、インダクタンスとエアギャップとの関係を示すマップを利用して、ソレノイドのリフト量を求めるので、ソレノイドの磁気特性のバラツキ等があっても、それらの影響が織り込まれた形で、従来より正確にリフト量を求めることが出来る。求めたリフト量を、予め定められている適正値となるようにエアギャップを調整するので、磁気特性のバラツキが少なくなる。インジェクタに用いられているソレノイドをこのように調整すれば、インジェクタ間の噴射特性のバラツキが低減される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のソレノイドリフト量調整方法を実施する際の、インジェクタを示す図である。符号は図３のものに対応し、２０は測定用端子である。この測定用端子２０は、ソレノイドのインダクタンスを測定するための端子である。
本発明では、予めソレノイドのインダクタンスとエアギャップとの関係を、マップとして求めておく。そして、インジェクタ１の組み付け後に、アーマチュア１４をリフトする前とリフトした後のインダクタンスをそれぞれ測定し、前記マップに照らしてそれぞれの時のエアギャップを求める。すると自ずとリフト量が求まるから、それが予め定められている適正値となるように、リフト量の調整を行う。この調整を行った後、またインダクタンスを測定してリフト量を算出し、再びリフト量調整行うということを繰り返す。
【００１５】
図４は、ソレノイドのエアギャップとインダクタンスとの関係を示す図である。縦軸はインダクタンスを表し、横軸はエアギャップを表している。曲線イは、ソレノイドのインダクタンスとエアギャップとの関係を示す曲線であり、この関係は予め求めることが出来、マップという形で保持しておくことが出来る。
図１について言うならば、アーマチュア１４はリフトされる前の状態にあるが、この時のインダクタンス、即ちリフト前インダクタンスを測定すると共に、ソレノイドコイル１１に通電してリフトした後のインダクタンス、即ちリフト後インダクタンスを測定する。
【００１６】
測定値が、リフト前インダクタンス＝ＬS ，リフト後インダクタンス＝ＬE であったとすると、これらを図４に当てはめ点線矢印のように辿ることにより、それぞれの時のエアギャップは、次のように求められる。
リフト前エアギャップ＝ＧS 
リフト後エアギャップ＝ＧE 
両者の差がリフト量である。即ち、リフト量ＧSE＝ＧS −ＧE 。
図２は、インジェクタ１における上記のエアギャップやリフト量の物理的関係を示す図である。図２（１）はリフト前の状態を表しており、図２（２）はリフト後の状態を表している。リフト量ＧSEは図示する大きさである。
【００１７】
本発明では、インダクタンスを測定することにより、リフト量ＧSEを図４で求めるわけであるが、マップを精度よく作成しておくことにより、リフト量ＧSEを精度よく求めることが可能となる。なお、ソレノイド構成部品の個々にバラツキがあり、ソレノイド磁気特性にバラツキがあっても、インダクタンスはそれらのバラツキが全て織り込まれた状態で測定される。
【００１８】
測定インダクタンスとマップとによって求められたリフト量ＧSEは正確であるから、それを基にリフト量が適正な大きさとなるよう調整作業（例、シムによる調整作業）を行えば、磁気特性のバラツキは従来より低減され、インジェクタの噴射特性のバラツキも低減される。ソレノイドの適正なリフト量は、インジェクタの種類により異なるが、例えばこのインジェクタでの適正値は、Ｇ1 〜Ｇ2 の範囲の大きさなどというように予め求めておくことが出来る。
なお、本発明の方法は、インジェクタのソレノイドだけに利用し得るというものではなく、他の装置（例、アクチュエータ）のソレノイドについても、同様に利用できることは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のソレノイドリフト量調整方法によれば、ソレノイドのインダクタンスを測定し、インダクタンスとエアギャップとの関係を示すマップを利用して、ソレノイドのリフト量を求めるので、ソレノイドの磁気特性のバラツキ等があっても、それらの影響が織り込まれた形で、従来より正確にリフト量を求めることが出来る。
そして、そのようにして求めたリフト量が、予め定められている適正値となるようにエアギャップを調整するので、磁気特性のバラツキが少なくなる。インジェクタに用いられているソレノイドを、このように調整すれば、ソレノイド磁気特性のバラツキに起因する噴射特性のバラツキを、低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のソレノイドリフト量調整方法を実施する際のインジェクタを示す図
【図２】  インジェクタにおけるエアギャップやリフト量の物理的関係を示す図
【図３】  従来のインジェクタの概要構成を示す図
【図４】  エアギャップとインダクタンスとの関係を示す図
【符号の説明】
１…インジェクタ、２…磁気コア、３…バネ、４…燃料排出路、５…分岐路、５Ａ…入口オリフィス、６…燃料供給路、７…分岐路、８…インジェクタボディ、９…ニードル、９Ａ…ニードル頭部、９Ｂ…ニードル先端部、９Ｃ…ニードルリターンスプリング、１０…ノズル１、１１…ソレノイドコイル、１２…動作電源端子、１３…エアギャップ、１４…アーマチュア、１５…出口オリフィス、１６…排出路、１７…制御室、１８…ニードル可動孔、２０…測定用端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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