JPH02188664A - 燃料噴射弁 - Google Patents

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】 （発明の分野） この発明は、アイドル時等のように微量燃料の噴射時に
噴射燃料量を精度よく調整するのに好適な燃料噴射弁に
関する。

（従来の技術） 従来、ガソリンエンジン用の燃料噴射弁として、例えば
第５図に示すようなものが知られている。

すなわち、この種の燃料噴射弁は、燃料人口５の他端側
にリターンスプリング２により付勢されたコア３に支持
されてニードル弁１が配置されており、通常ニードル弁
１の先端部は上記リターンスプリング２の付勢力によっ
て燃料噴射口４に圧入嵌合されており、この燃料噴射口
４を閉状態としている。しかして、図示しないコントロ
ールユニットからコイル６ａへ通電が行われると、これ
によりコア３がリターンスプリング２の付勢力に抗して
ソレノイド６側へ電磁吸引されて所定量リフトされる。

このため、コア３先端側に固定されているニードル弁１
もコア３とともに所定量リフトされ、かつニードル弁１
のリフトにより閉状態にある燃料噴射口４は開状態とな
り、一定圧力を有してノズル７部分まで達している燃料
が燃料噴射口４を介して噴射される。

しかして、ニードル弁１のリフト量は一定であり、また
ニードル弁１のリフトにより開口される燃料噴射口４の
面積も一定であるため、燃料の噴射量は、ニードル弁１
のリフト時間すなわちコイル６ａへの通電時間により調
量される。

なお、ニードル弁１のリフト量は通常６０〜８０μｍに
設定されており、コイル６ａへの通電時間により燃料の
噴出量は比例的に制御されている。

（第４図参照） （発明が解決しようとする課題） ところで、この種の燃料噴射弁にあっては、ソレノイド
６の電気的時定数が大きいため、およびソレノイド６の
推力に対してコア３等の可動部質量が大きいため、ニー
ドル弁１の開弁時および閉弁時の応答性が低いという問
題がある。

したがって、コイル６ａへの通電時間が短い場合には、
燃料噴射弁は比例的に制御されず、特にアイドル時のよ
うに燃料の噴射量が小量の場合には精度良（燃料を調量
できないため、アイドル時のエンジン回転が不安定にな
るという問題点があり、またこの状態において回転を上
げると燃費が悪くなるという問題点があった。

（発明の目的） この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、微量燃料の噴射時に
はニードル弁のリフト量を少量に減少し同時に噴射時間
を長く調整することより、従来比例的に制御することが
できなかった領域（微量燃料の噴射時）においても、ニ
ードル弁のリフトを比例的に制御し、微量燃料の噴射量
を精度良く調量することのできる燃料噴射弁を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） この発明を第１図に基づいて説明する。

本発明は、コイルへの通電により鉄心が励磁されるソレ
ノイドと、 上記鉄心の励磁によりソレノイド側へ所定量リフトされ
て燃料噴射口を開口し、かつコイルへの通電時間に基づ
いて必要量の燃料を噴射させるニードル弁と、 上記ニードル弁に内蔵され、かつ電圧の印加によりニー
ドル弁を所定世道リフトして燃料噴射口の開口量を少量
に調整する圧電素子と、コイルへの通電を行なう入力信
号のパルス幅を検出するパルス幅検出手段と、 」１記パルス幅検出手段により入力信号のパルス幅が所
定パルス幅以上であると検出された場合には、この入力
信号に基づいてコイルへの通電を行いかつ」１記パルス
幅検出手段により入力信号のパルス幅が所定パルス幅未
満であると検出された場合には、上記圧電素子へ電圧印
加を行なって燃料噴射口を小量に開口調整するとともに
、この入力信号のパルス幅を所定パルス幅以上であって
かつ小量に開口調整された上記燃料噴射口が必要燃料量
の噴射を行うのに要する時間コイルへの通電を行ない得
る所要パルス幅に変更し、この変更後の入力信号に基づ
いてコイルへの通電を行う制御手段と、 を具備することを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

第２図はこの実施例に係わる燃料噴射弁の断面を示す概
略構成図である。

第２図に示すようにコントロールユニット１１からの通
電が行われるソレノイド１０を構成するコイル１０ａが
設けられており、上記ソレノイド１０は、燃料噴射弁の
上方側に装着されるとともに、コイル１０ａの中心上下
方向に鉄心１２が挿嵌されており、コイル１０ａへの通
電あるいは通電の遮断により上記鉄心１２が励磁あるい
は消磁される。

１４は上記鉄心１２の下面側に設けられた凹部１３内に
埋設されているリターンスプリングであり、その下部側
は通常四部１３内より若干突出しており、燃料噴射内の
上下方向に進退自在に配置されているプランジャ１５を
付勢している。

一方、上記プランジャ１５は、下面側を開口部１５ａと
する中空部１５ｂが形成されており、さらにこの中空部
１５ｂの上方は大径の中空部１５Ｃが形成されている。

１６はニードル弁であり、このニードル弁１６の上方部
分は上記プランジャ１５の中空部１５ｂ内に進退可能に
挿入されており、上端のフランジ部１６ａがプランジャ
１５の上記大径中空部１５Ｃ内においてリターンスプリ
ング１７を介して上方側へ付勢されている。

また、１８は隔壁１５ｄより突出しナツト１９によりロ
ックされたボルトであり、このボルト１９およびリター
ンスプリング１７によりプランジャ１５は一定位置に停
止されている。

一方、ニードル弁１６の下方部は、側壁１９の下面に開
設された燃料噴射口２０内に進退自在に挿嵌されており
、通常状態においては燃料噴出口２０を閉状態としてい
る。

また、ニードル弁１６の上方部内には積層型の圧電素子
２１が内蔵されており、この圧電素子２１がコントロー
ラユニット１１からの電圧の印加によりリターンスプリ
ング１７の付勢力に抗してニードル弁１６を所定量燃料
噴射口２０側へ逆リフトする。

なお、２２は燃料入口である。

コントローラユニット１１内には、少なくともコイル１
０ａへの通電を行なう入力信号のパルス幅を検出するパ
ルス幅検出部１１０．および制御部１１１を有する。

上記制御部１１１は、パルス幅検出部１１０が、入力信
号のパルス幅が予め定められた所定パルス幅（ニードル
弁１６の応答性を比例的に制することのできる最小パル
ス幅）以上であることを検出した場合には、この入力信
号に基づいて所定時間コイル１０ａへの通電を行なう。

一方、入力信号のパルス幅が予め定められた所定パルス
幅以下であると判断した場合には、圧電素子２１へ電圧
印加を行なって燃料噴射口２０を小量に開口調整すると
同時に、上記パルス幅を予め定められた所定パルス幅以
上であってかつ小量に変更された上記燃料噴射口２０が
必要燃料量の噴射を行うのに要する時間コイル１０ａへ
の通電を行い得る所要パルス幅に変更した上でコイル１
０ａへ通電を行なうものである。

本発明は、上記のような構成よりなり、次にその作用を
説明する。

入力信号に基づきコイル１０ａに通電を行なうと、励磁
された鉄心１３によりプランジャ１５に対して電磁吸引
力が働き、その結果鉄心１３に取付けられているリター
ンスプリング１４の付勢力に抗してプランジャ１５が上
方すなわちソレノイド１０側に所定量リフトされ、プラ
ンジャ１５の上面が鉄心１３の下面に接したところでプ
ランジャ１５は保持される。

このとき、ニードル弁１６はプランジャ１５に対して固
定的に組合わされているので、プランジャ１５のリフト
に伴って移動し、したがって、ニードル弁１６の上方向
へのリフトにより燃料噴出口２０が開口する。燃料人口
２２から流入したガソリンは加圧状態で閉塞されている
が、燃料噴出口２０の開口により噴射される。

次に、コイル１０ａへの通電時間が予め定められた時間
よりも短い場合、すなわちパルス幅が小さい場合（通常
１．　５＋ａｓ以下）、従来例では第３図（ａ）に示す
ようにパルス幅に比例して燃料量が調整されず、特に１
ｒｎｓ以下のパルス幅では二ドル弁１６がリフトしなく
なるため燃料は噴射できない。

しかしながら、実施例にあっては、積層型の圧型素子２
１に１５０ｖの直流電圧を印加するので、上記圧電素子
２１が１５μｍ程リフドリフトめ、ニードル弁１６自体
が１５μｍだけ逆リフトし、結果としてこのときのニー
ドル弁１６のリフト量は、（コイル１０ａへの通電によ
るリフト量（６０〜８０μｍ）−（圧電素子２１の逆リ
フト量（１５μｍ））となり、単位時間当りの燃料噴射
量は逆リフト量分だけ減少する。

そこで圧電素子２１に電圧を印加してニードル弁１６を
逆リフトさせた場合における燃料噴射量の減少を補正す
るため、制御部１１１においてこの入力信号のパルス幅
を上記したような所要パルス幅に変更し、変更した所要
パルス幅の入力信号に基づき改めてコイル１０ａへ通電
を行なう。

しかして、コイル１０ａへ印加するパルス幅（印加時間
）が増加するため、燃料噴射量は再び比例関係となり、
微量な燃料の噴射であってもコイル１０への通電による
比例制御によって精度よ＜：Ａｉできるようになり、ア
イドル時等の燃料噴射量の制御が精度良く行なえ、エン
ジン回転が安定しかつその分アイドル回転数が下げられ
るため燃費も向上させることができる。

また、電圧素子２１に数Ｋｈｚから数１０ｈｚの高周波
を印加すると、電圧素子２１は印加周波数で伸縮を繰り
返し、燃料が微量化されるので低温始動性が向上し、か
つ充填効率の向上により出力の増強を図ることができる
。

（発明の効果） この発明は、入力信号のパルス幅がニードル弁の開閉応
答を比例制御関係とすることができない、いわゆる所定
パルス幅未満の場合には、通常コイルへの通電によって
リフトするニードル弁の所定リフト量を、ニードル弁内
に内蔵した積層型の圧電素子への電圧印加によって逆リ
フトさせて減量するように構成し、かつこのパルス幅を
制御部において所定パルス幅以上に変更しかつ小量に開
口調整された燃料噴射口が必要燃料量の噴射を行うのに
要する時間コイルへの通電を伴い得る所要パルス幅に変
更した上でコイルへ通電するよう構成したため、微量燃
料の噴射量の調整が比例的に精度良く行なえるようにな
り、アイドル時のエンジン回転が安定しかつ燃費の向上
を図ることができる。

さらに、本発明によれば、圧電素子を有するためこの圧
電素子に数Ｋｈｚから数１０ｈｚの高周波を印加し、印
加周波数で収縮を繰り返して燃料を微量化することがで
きるので、低温始動性が向上し、かつ充填効率の向上に
より出力の増強を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
わる実施例の燃料噴射弁の断面を示す概略構成図、第３
図（ａ）（ｂ）および第４図は燃料噴射弁の特性図、第
５図は従来の燃料噴射弁の構造を示す断面図である。 ２１・・・圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．コイルへの通電により鉄心が励磁されるソレノイド
   と、 上記鉄心の励磁によりソレノイド側へ所定量リフトされ
   て燃料噴射口を開口し、かつコイルへの通電時間に基づ
   いて必要量の燃料を噴射させるニードル弁と、 上記ニードル弁に内蔵され、かつ電圧の印加によりニー
   ドル弁を所定量逆リフトして燃料噴射口の開口量を少量
   に調整する圧電素子と、 コイルへの通電を行なう入力信号のパルス幅を検出する
   パルス幅検出手段と、 上記パルス幅検出手段により入力信号のパルス幅が所定
   パルス幅以上であると検出された場合には、この入力信
   号に基づいてコイルへの通電を行ない、かつ上記パルス
   幅検出手段により入力信号のパルス幅が所定パルス幅未
   満であると検出された場合には、上記圧電素子へ電圧印
   加を行なって燃料噴射口を小量に開口調整するとともに
   、この入力信号のパルス幅を所定パルス幅以上であって
   かつ小量に開口調整された上記燃料噴射口が必要燃料量
   の噴射を行うのに要する時間コイルへの通電を行ない得
   る所要パルス幅に変更し、この変更後の入力信号に基づ
   いてコイルへの通電を行う制御手段と、 を具備することを特徴とする燃料噴射弁