[go: up one dir, main page]

JPH11107890A - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

Info

Publication number
JPH11107890A
JPH11107890A JP9274567A JP27456797A JPH11107890A JP H11107890 A JPH11107890 A JP H11107890A JP 9274567 A JP9274567 A JP 9274567A JP 27456797 A JP27456797 A JP 27456797A JP H11107890 A JPH11107890 A JP H11107890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
fuel
fuel injection
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9274567A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Imatake
信夫 今竹
Akinori Harada
原田  明典
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
Tokio Kohama
時男 小浜
Yukio Sawada
沢田  行雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP9274567A priority Critical patent/JPH11107890A/en
Publication of JPH11107890A publication Critical patent/JPH11107890A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change an injection rate in an injection period so that fuel injection for an internal combustion engine is effected at an optimum timing, for example, in any operation state. SOLUTION: A nozzle hole plate 31 is attached in a manner to cover the nozzle hole 36 of a fuel injection valve 30 and the effective diameter of an nozzle hole 34 drilled therein is changed. Concretely, the nozzle hole plate 31 is formed as a piezoelectric element and by expanding or contracting the nozzle hole plate 31 through application of a voltage between electrodes 32a and 32b arranged thereabove and therebelow, the nozzle hole 34 formed in the nozzle hole plate 31 is expanded and contracted. When occasion demands, the nozzle hole plate 31 is constituted in a manner to be divided into a plurality of sections. By selectively expanding and contracting respective sections, only the nozzle hole 34 formed in the section is expanded and contracted, and the shape (an injection angle) of spray is varied and a plurality of sprays are collided with each other. The nozzle hole plate 31 can be formed as a heat generating element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(エンジ
ン)における燃料噴射装置に係り、特にその噴射期間内
における燃料噴射率を、内燃機関の使用状況や、負荷及
び回転数等に応じて任意に変化させることができる燃料
噴射弁を含む燃料噴射装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine (engine), and more particularly, to a fuel injection rate within the injection period, which is arbitrarily determined according to the use state of the internal combustion engine, the load, the number of revolutions, and the like. The present invention relates to a fuel injection device including a fuel injection valve that can be changed to a fuel injection valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常一般の内燃機関では、その運転状況
に応じて、燃料噴射の時期や期間を制御するシステムの
一例として、外見的には図1に示す本発明の実施形態と
概ね同様な構成を有する燃料噴射制御システムが用いら
れている。(一例として、実開平1−11367号公報
参照。)図1に示す燃料噴射制御システムは、クランク
角センサ101、吸気管圧力センサ102、及び吸入空
気温度センサ103から出力された信号に基づいて吸気
空気量を算出し、理想空燃比に合致する基本噴射量を求
めて、冷却水温度センサ104やアクセル開度センサ1
05、残留酸素濃度センサ106等が出力する信号によ
る補正を加えて、予め計測してある噴射弁の噴射率から
噴射期間を算出し、噴射信号を電圧パルスとして、燃料
噴射弁107に通電し、噴射量を制御する。
2. Description of the Related Art In a general internal combustion engine, as an example of a system for controlling the timing and period of fuel injection in accordance with the operating condition thereof, the appearance is substantially similar to that of the embodiment of the present invention shown in FIG. A fuel injection control system having a configuration is used. (For example, see Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 1-11367.) The fuel injection control system shown in FIG. 1 performs intake air based on signals output from a crank angle sensor 101, an intake pipe pressure sensor 102, and an intake air temperature sensor 103. The air amount is calculated, the basic injection amount that matches the ideal air-fuel ratio is obtained, and the cooling water temperature sensor 104 and the accelerator opening sensor 1 are calculated.
05, by adding a correction based on a signal output from the residual oxygen concentration sensor 106 or the like, calculating the injection period from the injection rate of the injection valve measured in advance, energizing the fuel injection valve 107 with the injection signal as a voltage pulse, Control the injection volume.

【0003】軽負荷時には吸入空気量が少なく、高負荷
時には吸入空気量が多くなるため、従来の燃料噴射制御
システムでは、負荷の大きさに応じて噴射期間を変化さ
せて噴射量を制御している。いずれにしても、上限では
エンジン許容最高回転数の高負荷時における噴射量を確
保すると共に、下限ではアイドリング時の噴射量までの
広い範囲(ダイナミックレンジ)にわたって燃料の噴射
量を調量する必要がある。
[0003] Since the intake air amount is small at light load and large at high load, the conventional fuel injection control system controls the injection amount by changing the injection period according to the magnitude of the load. I have. In any case, at the upper limit, it is necessary to secure the injection amount at the time of high load at the maximum allowable engine speed, and at the lower limit, it is necessary to adjust the fuel injection amount over a wide range (dynamic range) up to the injection amount at idling. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】外見的には本発明の実
施形態(後述)と概ね同様な構造を有するものではあっ
ても、上記従来の装置では、噴射時期をできるだけ吸気
流速の速い時期に合わせて設定し、それによって混合気
形成を良好なものにしようとしても、高負荷時には噴射
期間が長くなるので、やむを得ず吸気流速の低い期間に
も燃料を噴射させていた。更に、噴射量が増大する高回
転、高負荷時には、吸入期間(吸気弁が開いている期
間)だけでは必要な燃料の全量を噴射することができな
いため、図2に示すように、吸入期間の前の吸気弁の閉
弁中(排気期間)にも燃料を噴射する必要があり、それ
によって吸気管壁面への燃料の付着量の増大、及び、吸
気弁への燃料の付着により、燃料の気化熱を吸気の冷却
に利用することができなくなるので、充填効率及び動力
性能の向上等の効果を十分に得ることができないという
問題があった。
In the above-described conventional apparatus, the injection timing is set to a timing in which the intake air flow velocity is as fast as possible, even though it has a structure substantially similar to that of the embodiment (described later) of the present invention. Even if it is set in accordance with the above, and the fuel mixture is to be formed well, the injection period becomes long at high load, so that the fuel is unavoidably injected even during the period of low intake flow rate. Further, at the time of high rotation and high load in which the injection amount increases, it is not possible to inject the entire required amount of fuel only during the intake period (the period during which the intake valve is open). It is necessary to inject fuel even during the closing of the previous intake valve (exhaust period), thereby increasing the amount of fuel adhering to the intake pipe wall and evaporating fuel due to the fuel adhering to the intake valve. Since the heat cannot be used for cooling the intake air, there is a problem that effects such as improvement of the charging efficiency and the power performance cannot be sufficiently obtained.

【0005】本発明は、従来技術における上記のような
問題を解決することを目的としてなされたものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、噴射期間内における噴射率を可変にし
た燃料噴射弁を備えた内燃機関において、軽負荷時には
噴射率を減らし、高負荷時には負荷の大きさに応じて噴
射率を増大させることによって、エンジンの全ての運転
条件において、吸気流速の速い時期にのみ燃料噴射を行
うことができるようにし、良好な混合気を筒内に形成す
ることができるようにした内燃機関の燃料噴射制御装置
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an internal combustion engine provided with a fuel injection valve having a variable injection rate during an injection period. At a high load, the injection rate is increased in accordance with the magnitude of the load, so that fuel can be injected only at a time when the intake flow velocity is high under all operating conditions of the engine, and a good air-fuel mixture is injected into the cylinder. It is intended to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine, which can be formed as follows.

【0007】より具体的な解決手段として、本発明は特
許請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関用の燃料
噴射装置を提供する。
[0007] As a more specific solution, the present invention provides a fuel injection device for an internal combustion engine as set forth in the appended claims.

【0008】請求項1に記載の発明では、その特徴とし
て、制御手段から燃料噴射弁(インジェクタ)に電気的
な制御指令を与えて、噴射孔の面積あるいは数を変化さ
せることにより、噴射期間内における単位時間当たりの
燃料噴射率を任意に変化させる噴射率可変手段を備えて
いる。
According to the first aspect of the present invention, as a characteristic, an electric control command is given from the control means to the fuel injection valve (injector) to change the area or the number of the injection holes, so that the injection period can be reduced. , An injection rate varying means for arbitrarily changing the fuel injection rate per unit time.

【0009】従って、例えば吸入空気量が少ない時と多
い時の噴射期間を等しくするように噴射率を制御し、吸
入空気流速の速い期間に吸入空気量に見合った燃料量を
噴射することにより良好な混合気を形成させることがで
き、吸気管壁面への燃料付着も制御することができる。
Therefore, for example, the injection rate is controlled so that the injection period when the intake air amount is small and the injection period when the intake air amount is large, and the fuel amount corresponding to the intake air amount is injected during the period when the intake air flow speed is high. Thus, a fuel-air mixture can be formed, and fuel adhesion to the wall of the intake pipe can be controlled.

【0010】請求項2に記載の発明では、噴射率可変手
段として、圧電素子の噴孔プレートを燃料噴射弁の先端
の噴口に取り付けているので、例えば、低噴射率とした
い軽負荷時に、噴孔プレートの2面間に高電圧を印加し
て膨張させることにより、噴孔プレートに形成された噴
孔の孔径を縮小させて噴射率を低減する。高噴射率とし
たい高負荷時には、噴孔プレートに印加した電荷を低減
させることによって噴孔プレートを収縮させ、孔径を大
きくして、噴射率を増大させる。この場合の電圧の印加
のための通電は、噴射時期に同期して行っても良いし、
常時通電していて、必要なときだけ通電を停止して放電
させるようにしても良い。
According to the second aspect of the invention, the injection hole plate of the piezoelectric element is attached to the injection port at the tip of the fuel injection valve as the injection rate variable means. By applying a high voltage between the two surfaces of the hole plate and expanding the hole plate, the hole diameter of the injection holes formed in the injection hole plate is reduced, and the injection rate is reduced. At the time of a high load at which a high injection rate is desired, the injection hole plate is contracted by reducing the electric charge applied to the injection hole plate, the hole diameter is increased, and the injection rate is increased. The energization for applying the voltage in this case may be performed in synchronization with the injection timing,
The power may be supplied at all times, and the power may be stopped and discharged only when necessary.

【0011】請求項3に記載の発明では、噴射率可変手
段として、発熱素子の噴孔プレートを燃料噴射弁の噴口
の先端に取り付け、例えば低噴射率としたい軽負荷時に
通電して発熱、膨張させることにより、噴孔プレートに
形成された噴孔の孔径を縮小させて噴射率を低減させ
る。この場合は噴孔プレートを発熱させるので、その噴
孔を通過する燃料噴霧が加熱されて、その気化が促進さ
れるという付加的な効果が生じる。高噴射率としたい高
負荷時には通電量を低減させて、吸気流や噴射される燃
料による冷却効果で噴孔プレートを収縮させ、噴孔の孔
径を大きくして、噴射率を増大させる。
According to the third aspect of the present invention, as the injection rate variable means, the injection hole plate of the heating element is attached to the tip of the injection port of the fuel injection valve, and for example, heat is generated and expanded by energizing at a light load at which a low injection rate is desired. By doing so, the diameter of the injection hole formed in the injection hole plate is reduced, and the injection rate is reduced. In this case, the nozzle plate is heated, so that the fuel spray passing through the nozzle hole is heated, and an additional effect is obtained that the vaporization is promoted. At the time of a high load at which a high injection rate is desired, the amount of electricity is reduced, the injection hole plate is contracted by the cooling effect of the intake air flow and the injected fuel, and the injection hole diameter is increased to increase the injection rate.

【0012】請求項4に記載の発明においては、噴孔プ
レートの外側と内側、あるいは一半部と他半部のよう
に、噴孔プレートを独立の複数の部分に分割し、その一
部分のみを選択的に収縮、膨張させる。例えば中央部と
外周部に分割した場合に、中央部に設けられた噴孔は全
域固定径とすると共に、外周部に設けられた噴孔を可変
径とすることにより、吸入空気量が少ない時は外周部の
噴孔を閉じて噴射期間内における噴射率を低減させると
同時に噴霧角を小さくし、吸気管壁面への燃料噴霧の付
着を低減させる。吸入空気量が多い時は全ての噴孔を開
いて噴射率を増大させ、強い吸気流によって噴霧を筒内
に導く。
According to the fourth aspect of the present invention, the injection hole plate is divided into a plurality of independent portions, such as the outside and the inside of the injection hole plate, or the first half and the other half, and only one portion is selected. Shrink and expand. For example, when divided into a central portion and an outer peripheral portion, the injection hole provided in the central portion has a fixed diameter over the entire area, and the injection hole provided in the outer peripheral portion has a variable diameter, so that when the intake air amount is small. Reduces the injection rate during the injection period by closing the injection hole in the outer peripheral portion, and at the same time, reduces the spray angle, thereby reducing the adhesion of the fuel spray to the intake pipe wall surface. When the intake air amount is large, all the injection holes are opened to increase the injection rate, and the spray is guided into the cylinder by a strong intake flow.

【0013】請求項5に記載の発明では、噴孔プレート
の一部分の噴孔から噴射された燃料噴霧が他の部分の噴
孔から噴射されたそれと衝突するように噴孔を構成し、
低噴射率としたい軽負荷時には、一部分の噴孔を閉じて
噴射率を低減する。高噴射率としたい高負荷時には全て
の噴孔を開いて、噴射率を増大させると同時に噴射した
噴霧同士を衝突させることにより噴霧の微粒化を促進
し、良好な混合気を形成させる。
According to the fifth aspect of the present invention, the injection holes are configured such that the fuel spray injected from one of the injection holes of the injection hole plate collides with the fuel spray injected from the other one of the injection holes,
At the time of light load at which a low injection rate is desired, the injection rate is reduced by closing a part of the injection holes. At the time of a high load at which a high injection rate is desired, all injection holes are opened to increase the injection rate and at the same time collide the injected sprays to promote atomization of the sprays and form a good air-fuel mixture.

【0014】請求項6に記載の発明では、例えば1気筒
あたり吸気弁を2個有するエンジン用の2方向噴射弁に
おいて、2つの吸気ポートに対応する噴孔のうち一方を
閉じて噴射率を低減させると同時に、他方の噴孔に対応
する吸気ポートと、その吸気弁からのみ燃料を筒内へ吸
入させることにより成層化を行わせる。また、高負荷時
に全ての噴孔を開いて、吸気流の速い方の吸気ポート及
び吸気弁からも燃料を吸入させると、良好な混合気形成
を行なうことができる。
According to the present invention, for example, in a two-way injection valve for an engine having two intake valves per cylinder, one of the injection holes corresponding to the two intake ports is closed to reduce the injection rate. At the same time, stratification is performed by sucking fuel into the cylinder only from the intake port corresponding to the other injection hole and the intake valve. Further, when all the injection holes are opened at the time of high load and fuel is sucked also from the intake port and the intake valve of the faster intake air flow, a good mixture can be formed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
形態を図1及び図3以下の図面に従って説明する。な
お、本実施の形態は4気筒ガソリン噴射式4サイクルエ
ンジンに本発明を具体化したものであって、その主要な
構成としては、各気筒の吸気通路に燃料を噴射供給する
燃料噴射弁と、各気筒毎に吸気バルブ及び排気バルブを
各々2個ずつ有すると共に、燃料噴射弁の噴射量を調整
するための電子制御装置(以下、ECUという)を備え
ていると共に、前述の従来装置と異なる点として、噴射
期間内の噴射率を可変にするために、燃料噴射弁の先端
に特別の噴孔プレートを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is embodied in a four-cylinder gasoline injection type four-stroke engine. The main components of the embodiment are a fuel injection valve that injects fuel into an intake passage of each cylinder, Each cylinder has two intake valves and two exhaust valves, and has an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) for adjusting the injection amount of the fuel injection valve. In order to make the injection rate variable during the injection period, a special injection hole plate is provided at the tip of the fuel injection valve.

【0016】図1は、この実施形態におけるエンジンの
断面及びエンジンの制御システムの概略を示すシステム
構成図である。図1に示すように、エンジン1のシリン
ダブロック2には円筒状のシリンダ2aが形成されてお
り、同シリンダ2a内にはピストン3が図の上下方向に
往復動可能に配設されている。ピストン3は、コンロッ
ド4を介してクランクシャフト5に連結されている。ま
た、シリンダヘッド7には、ピストン3の上部の燃焼室
6に連通する吸気ポート8と排気ポート9とが形成さ
れ、従来技術における燃料噴射弁107と同様に、吸気
ポート8には電磁駆動式の燃料噴射弁(インジェクタ)
10が配設されている。インジェクタ10はECU50
からの噴射制御信号に基づいて吸気ポート8内へ燃料を
噴射する。
FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing a cross section of an engine and an engine control system in this embodiment. As shown in FIG. 1, a cylindrical cylinder 2a is formed in a cylinder block 2 of an engine 1, and a piston 3 is arranged in the cylinder 2a so as to be able to reciprocate in the vertical direction in the figure. The piston 3 is connected to a crankshaft 5 via a connecting rod 4. An intake port 8 and an exhaust port 9 communicating with the combustion chamber 6 above the piston 3 are formed in the cylinder head 7. Like the fuel injection valve 107 in the related art, the intake port 8 has an electromagnetically driven type. Fuel injection valve (injector)
10 are provided. The injector 10 is an ECU 50
The fuel is injected into the intake port 8 based on the injection control signal from the engine.

【0017】さらに、シリンダヘッド7には、吸気バル
ブ11及び排気バルブ12がそれぞれ2個ずつ配設され
ており、これらバルブ11,12の開閉動作に伴って燃
焼室6とポート8,9との間が連通又は閉塞される。燃
焼室6は、吸気バルブ11及び排気バルブ12が共に閉
弁しているときには密閉状態となるようになっている。
なお、それぞれ2つの吸気バルブ11及び排気バルブ1
2に対応して吸気ポート8及び排気ポート9はそれぞれ
分岐通路となっており、吸入ポート8の場合はインジェ
クタ10の下流側で2つに分岐している。また、燃焼室
6には、ECU50から出力される点火制御信号に基づ
いて放電する点火プラグ13が配設されている。なお、
14はスタータを示す。
Further, the cylinder head 7 is provided with two intake valves 11 and two exhaust valves 12, respectively. The opening and closing operations of these valves 11, 12 allow the combustion chamber 6 and the ports 8, 9 to communicate with each other. The space is communicated or closed. The combustion chamber 6 is closed when both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are closed.
The two intake valves 11 and two exhaust valves 1
The intake port 8 and the exhaust port 9 correspond to branch passages, respectively. In the case of the intake port 8, the intake port 8 and the exhaust port 9 are branched into two at the downstream side of the injector 10. Further, an ignition plug 13 that discharges based on an ignition control signal output from the ECU 50 is provided in the combustion chamber 6. In addition,
Reference numeral 14 denotes a starter.

【0018】ECU50は、各種の制御プログラムを実
行するCPUや、制御データやマップ等を記憶するメモ
リ等を有する周知のマイクロコンピュータを中心として
構成されるものであって、クランク角センサ101によ
って検出されたクランク角及び回転数信号(Ne)、吸
気管圧力センサ102によって検出された吸気管圧力信
号(PM)、吸入空気温度センサ103によって検出さ
れた吸気温信号(Tin)、及び冷却水温度センサ10
4によって検出された水温信号Tc、アクセル開度セン
サ105によって検出されたアクセル開度信号Ac、排
気通路に設けられた残留酸素濃度センサ106によって
検出された排気中の酸素濃度信号O2 等を入力する。そ
して、これらの入力信号に基づいて、インジェクタ10
による燃料噴射の制御や点火プラグ13による点火制御
を実行する。
The ECU 50 mainly includes a CPU for executing various control programs and a well-known microcomputer having a memory for storing control data, maps, and the like. Crank angle and rotation speed signal (Ne), the intake pipe pressure signal (PM) detected by the intake pipe pressure sensor 102, the intake temperature signal (Tin) detected by the intake air temperature sensor 103, and the cooling water temperature sensor 10.
4, the accelerator opening signal Ac detected by the accelerator opening sensor 105, the oxygen concentration signal O 2 in the exhaust gas detected by the residual oxygen concentration sensor 106 provided in the exhaust passage, and the like. I do. Then, based on these input signals, the injector 10
Control of fuel injection and ignition control by the spark plug 13 are executed.

【0019】さらに、本発明の実施形態においては、E
CU50は、図3以下に示す噴射率可変機構20に制御
指令を出力するためのバルブ動作制御手段に相当し、上
記の各種の信号の一部又は全部と、その他のデータに基
づいてソレノイド39によりニードル35を駆動し、噴
射の開始及び停止を制御するほかに、噴射率可変機構2
0における噴孔径あるいは噴孔数を制御するようになっ
ている。
Further, in the embodiment of the present invention, E
The CU 50 corresponds to a valve operation control unit for outputting a control command to the injection rate variable mechanism 20 shown in FIG. 3 and the like, and is operated by a solenoid 39 based on a part or all of the various signals and other data. In addition to controlling the start and stop of the injection by driving the needle 35, the injection rate variable mechanism 2
The injection hole diameter or the number of injection holes at 0 is controlled.

【0020】次に、図3〜図6を用いて噴射率可変機構
20並びにその周辺部の構成を説明する。図3に示すイ
ンジェクタ30(前述のインジェクタ10の具体的な実
施形態)の先端のノズル37には、図4に拡大して示す
ように、ニードル35によって開閉される噴口36を塞
ぐ形で噴孔プレート31が取り付けられており、噴孔プ
ーレト31には噴口36に対応する位置に微小な噴孔3
4が所定数だけ穿設されている。また、噴孔プレート3
1の上下には、噴孔径あるいは噴孔数を制御するための
電極32a,32bと、更にこれらの電極32a,32
bの上下と、噴孔プレート31の外周を被覆する絶縁体
33が配設されている。
Next, the structure of the injection rate variable mechanism 20 and its peripheral parts will be described with reference to FIGS. The nozzle 37 at the tip of the injector 30 (specific embodiment of the injector 10 described above) shown in FIG. 3 has a nozzle hole in a form to close a nozzle port 36 opened and closed by a needle 35 as shown in an enlarged view in FIG. A plate 31 is attached, and a small injection hole 3 is provided at a position corresponding to the injection hole 36 on the injection hole pool 31.
4 are provided in a predetermined number. In addition, injection hole plate 3
The electrodes 32a, 32b for controlling the diameter of the injection hole or the number of the injection holes, and the electrodes 32a, 32b
An insulator 33 that covers the upper and lower sides of b and the outer periphery of the injection hole plate 31 is provided.

【0021】電極32a,32bには、ECU50から
の制御指令に基づいてドライバ51を介して所定の電圧
が印加される。38はそのリード線である。一方絶縁体
33は噴孔プレート31をノズル37の先端において支
持して、電気的および流体的なシールとなると共に、噴
孔プレート31の外周を拘束する役割をも果たす。即ち
絶縁体33は、噴孔プレート31が電極32a,32b
への電圧の印加によって半径方向に膨張する時に外周方
向への膨張を抑止する作用をするので、膨張分が噴孔プ
レート31の中央部に集中して、噴孔34を縮小させる
ことになる。なお、このように噴孔プレート31にたが
を嵌める作用によって、絶縁体33には大きな反力が生
じるので、その外周部分を金属等によって補強してもよ
い。
A predetermined voltage is applied to the electrodes 32a and 32b via a driver 51 based on a control command from the ECU 50. 38 is the lead wire. On the other hand, the insulator 33 supports the injection hole plate 31 at the tip of the nozzle 37, serves as an electrical and fluid seal, and also serves to restrict the outer periphery of the injection hole plate 31. That is, the insulator 33 is formed by the injection hole plate 31 having the electrodes 32a and 32b.
When the voltage is applied to the plate, the expansion in the radial direction is suppressed when expanding in the radial direction, so that the expansion is concentrated on the central portion of the injection hole plate 31 and the injection holes 34 are reduced. In addition, since a large reaction force is generated in the insulator 33 by the action of fitting the injection hole plate 31 to the backlash, the outer peripheral portion may be reinforced with metal or the like.

【0022】上記実施の形態において、図5に示すよう
な噴孔プーレト31の材料としてセラミックや水晶等の
圧電素子を用いると、ドライバ51によって上下の電極
32a,32bの間に印加される電圧を変化させて、各
サイクル毎に図6の(a)及び(b)のように、噴孔3
4の有効径を軽負荷時には細く、場合によって一部の噴
孔34を閉塞させる一方、高負荷時には噴孔34の有効
径が太くなるようにして、噴射期間における単位時間当
りの燃料の噴射量、即ち噴射率を可変とし、噴射と同時
もしくは噴射前に噴孔径もしくは実質的な噴孔数を変化
させる制御を行うことができる。
In the above embodiment, when a piezoelectric element such as ceramic or quartz is used as the material of the injection hole pool 31 as shown in FIG. 5, the voltage applied between the upper and lower electrodes 32a and 32b by the driver 51 is reduced. 6A and 6B in each cycle.
The effective diameter of the injection hole per unit time during the injection period is set such that the effective diameter of the injection hole is small when the load is light, and some of the injection holes are closed when the load is light. That is, the injection rate can be varied, and control can be performed to change the injection hole diameter or the actual number of injection holes simultaneously with or before injection.

【0023】また、圧電素子を利用するもの以外の実施
形態として、噴孔プレート31にセラミックや合金等か
らなる発熱素子を用いることにより、供給された電力量
に応じた熱膨張を噴孔プレート31に生じさせて、噴孔
径もしくは噴孔数を変化させる制御を行うこともでき
る。更に、噴孔プレート31の膨張・収縮による噴孔3
4の開口面積の拡縮だけでなく、図4から理解されるよ
うに、噴孔プレート31の半径方向の膨張、収縮に伴っ
て、絶縁体33によって噴孔34の一部が被覆されて有
効な噴孔34の開口面積や開口数が変化するようにして
もよい。
As an embodiment other than the one using a piezoelectric element, a heating element made of a ceramic, an alloy, or the like is used for the injection hole plate 31 so that the thermal expansion corresponding to the supplied electric energy is reduced. And control to change the diameter of the injection hole or the number of injection holes can be performed. Further, the injection hole 3 due to the expansion and contraction of the injection hole plate 31.
In addition to the expansion and contraction of the opening area of the nozzle hole 4, as can be understood from FIG. 4, as the nozzle hole plate 31 expands and contracts in the radial direction, a part of the nozzle hole 34 is effectively covered by the insulator 33. The opening area and the numerical aperture of the injection hole 34 may be changed.

【0024】これらの実施形態では、単に噴射率を可変
にすることができるばかりでなく、噴孔プレート31に
おける噴孔34の配置の仕方や形状により、噴霧の形態
を変化させる制御を同時に行うことも可能である。
In these embodiments, not only can the injection rate be made variable, but also the control for simultaneously changing the spray form depending on the arrangement and shape of the injection holes 34 in the injection hole plate 31 can be performed. Is also possible.

【0025】例えば、図7に示すように、噴孔プレート
31の中央部31aと外周部31bを別々に制御するこ
とができるように構成して、或る条件下では、外周部3
1bのみの噴孔34bを負荷の大小に合わせて拡縮する
ことができるようにする。勿論、条件によって中央部3
1aの噴孔31aのみの拡縮や、双方同時の拡縮も可能
である。
For example, as shown in FIG. 7, the central portion 31a and the outer peripheral portion 31b of the injection hole plate 31 are configured to be separately controllable.
The injection hole 34b of only 1b can be expanded and contracted according to the magnitude of the load. Of course, depending on the conditions, the central part 3
The enlargement / reduction of only the injection hole 31a of 1a or the simultaneous enlargement / reduction of both are possible.

【0026】この例では、低噴射率とする軽負荷の状態
において、噴孔プレート31の外周部31bの上下の電
極間に電圧を印加して、外周部の噴孔プレート31bを
半径方向に膨張させると共に上下方向に圧縮し、図7
(a)のように外周部31bのみの噴孔34bの径を縮
小させるか、あるいは噴孔34bを全閉状態として噴孔
数を減少させることにより、噴孔プレートの外周部31
bの噴射率を低減させて、有効な噴孔を中央部31aの
噴孔34aに概ね限定することにより、噴霧角を狭角と
する。
In this example, in a light load state where the injection rate is low, a voltage is applied between the upper and lower electrodes of the outer peripheral portion 31b of the injection hole plate 31 to expand the outer injection hole plate 31b in the radial direction. And compressed vertically.
As shown in (a), the diameter of the injection hole 34b of only the outer peripheral portion 31b is reduced, or the number of the injection holes is reduced by setting the injection hole 34b to a fully closed state, so that the outer peripheral portion 31 of the injection hole plate is reduced.
By narrowing the effective injection hole to the injection hole 34a of the central portion 31a by reducing the injection rate of b, the spray angle is made narrow.

【0027】また、図8(b),(d)に示すように、
高負荷時に、中央部31aの噴孔34aと外周部31b
の噴孔34bからそれぞれ噴射される噴霧同士を衝突さ
せて微粒化を図る場合は、斜め方向に穿孔された噴孔3
4bのみを収縮、膨張させる。具体的には前述の実施形
態と同様に、軽負荷の低噴射率時には噴孔プレートの外
周部31bの図示しない電極に電圧を印加して、図8の
(a),(c)に示すように、外周部の噴孔34bを縮
小又は閉塞させることにより、噴射率を低減させ、中央
部の噴孔34aから噴射される噴霧との衝突を防ぐこと
により噴霧角を狭角とする。高負荷の高噴射率時には噴
孔プレートの外周部31の電極に加えた電荷を解放し、
噴射率を向上させると同時に、内外の噴孔34a,34
bから噴射される燃料噴霧を相互に衝突させて微粒化を
促進する。
As shown in FIGS. 8B and 8D,
When the load is high, the injection hole 34a in the central portion 31a and the outer peripheral portion 31b
When atomization is performed by colliding the sprays respectively injected from the injection holes 34b of the nozzle holes 34b, the injection holes 3 that are formed in an oblique direction are used.
Only 4b is contracted and expanded. Specifically, similarly to the above-described embodiment, at the time of a low injection rate with a light load, a voltage is applied to an electrode (not shown) of the outer peripheral portion 31b of the injection hole plate, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (c). In addition, the injection rate is reduced by reducing or closing the injection hole 34b in the outer peripheral portion, and the spray angle is made narrow by preventing collision with the spray injected from the injection hole 34a in the central portion. At the time of high load and high injection rate, the charge applied to the electrode of the outer peripheral portion 31 of the injection hole plate is released,
At the same time as improving the injection rate, the inner and outer injection holes 34a, 34
The fuel spray injected from b is caused to collide with each other to promote atomization.

【0028】さらに、図9に示すように噴孔プレート3
1を左右2つの部分31c,31dに分けると共に、そ
れらの噴孔34c及び34dの噴射方向を異ならせるこ
とにより、2つの吸気ポートのような2方向へ噴射する
ようにした場合に、片側の噴孔34cのみを拡縮させ
て、軽負荷の低噴射率時には片側の吸気ポート(例えば
スワールポート)にのみ噴孔34dから燃料を噴射する
ように構成することができる。それによって、噴射率を
低減すると同時に、片側の吸気弁のみより燃料を吸入さ
せて、燃焼室6内において成層燃焼を行なわせることも
できる。
Further, as shown in FIG.
1 is divided into two parts 31c and 31d on the left and right sides, and the injection directions of the injection holes 34c and 34d are made different from each other so as to perform injection in two directions such as two intake ports. Only the hole 34c can be expanded and contracted so that the fuel is injected from the injection hole 34d only to one intake port (for example, a swirl port) at a low injection rate with a light load. Thereby, at the same time as reducing the injection rate, it is also possible to cause the fuel to be sucked in from only one of the intake valves and perform stratified combustion in the combustion chamber 6.

【0029】また、本発明の燃料噴射装置を、筒内直接
燃料噴射式のエンジンに適用してもよく、その場合に
は、本発明の燃料噴射装置は噴射率、噴射方向等の噴霧
形態の可変機構として、混合気形成促進効果が得られ
る。
Further, the fuel injection device of the present invention may be applied to an in-cylinder direct fuel injection type engine. In this case, the fuel injection device of the present invention has a spray form such as an injection rate and an injection direction. As a variable mechanism, an air-fuel mixture formation promoting effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を概括的に示すシステム構成
図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram schematically showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術の問題点を説明するための線図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a problem of the related art.

【図3】本発明の燃料噴射弁を例示する縦断正面図であ
る。
FIG. 3 is a vertical sectional front view illustrating the fuel injection valve of the present invention.

【図4】図3の要部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;

【図5】図4に示す要部の一部を取り出して示す斜視図
である。
FIG. 5 is a perspective view showing a part of a main part shown in FIG.

【図6】(a)及び(b)は、図5に示す部分の、運転
条件が異なる場合を対比して示す断面図である。
6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views of the part shown in FIG. 5 in a case where operating conditions are different.

【図7】噴孔プレートの他の実施形態を示すもので、
(a)及び(b)は運転条件が異なる場合を対比して示
す斜視図である。
FIG. 7 shows another embodiment of the injection hole plate.
(A) And (b) is a perspective view which shows the case where operating conditions differ.

【図8】噴孔プレートの他の実施形態を示すもので、
(a)(c)及び(b)(d)は運転条件が異なる場合
を対比して示す斜視図及び断面図である。
FIG. 8 shows another embodiment of an injection hole plate.
(A), (c), (b), and (d) are a perspective view and a sectional view showing a case where operating conditions are different.

【図9】噴孔プレートの他の実施形態を示すもので、
(a)及び(b)は運転条件が異なる場合を対比して示
す斜視図である。
FIG. 9 shows another embodiment of the injection hole plate.
(A) And (b) is a perspective view which shows the case where operating conditions differ.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関(エンジン) 8…吸気ポート 10,30,107…燃料噴射弁(インジェクタ) 20…噴射率可変機構 31,31a,31b,31c,31d…噴孔プレート 32a,32b…電極 33…絶縁体 34,34a,34b,34c,34d…噴孔 36…ノズルの噴口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine (engine) 8 ... Intake port 10, 30, 107 ... Fuel injection valve (Injector) 20 ... Injection rate variable mechanism 31, 31a, 31b, 31c, 31d ... Injection hole plate 32a, 32b ... Electrode 33 ... Insulation Body 34, 34a, 34b, 34c, 34d ... Injection hole 36 ... Injection hole of nozzle

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 51/06 F02M 51/06 Q 51/08 51/08 J 53/04 53/04 N 69/00 360 69/00 360G 69/04 69/04 L (72)発明者 斎藤 公孝 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小浜 時男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 沢田 行雄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 51/06 F02M 51/06 Q 51/08 51/08 J 53/04 53/04 N 69/00 360 69 69/00 360G 69/04 69 / 04 L (72) Inventor: Kimitaka Saito 14 Iwatani, Shimowasakumachi, Nishio, Aichi Prefecture Inside the Japan Automobile Parts Research Institute (72) Inventor Tokio Obama 14th, Iwatani, Shimowasukamachi, Nishio, Aichi Prefecture Japan Automobile Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Sawada 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Denso Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料噴射を開始する開弁動作、及び噴射
を停止する閉弁動作がバルブ動作制御手段によって電気
的に制御される燃料噴射弁を備えているところの内燃機
関用の燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁の開弁か
ら閉弁までの噴射期間内における単位時間当たりの燃料
噴射量である噴射率を任意に変化させる噴射率可変手段
を備えていることを特徴とする内燃機関用の燃料噴射装
置。
1. A fuel injection device for an internal combustion engine having a fuel injection valve whose valve opening operation for starting fuel injection and valve closing operation for stopping injection are electrically controlled by valve operation control means. In the internal combustion engine, there is provided an injection rate variable means for arbitrarily changing an injection rate which is a fuel injection amount per unit time during an injection period from opening to closing of the fuel injection valve. Fuel injector.
【請求項2】 前記噴射率可変手段として、前記燃料噴
射弁の噴口に取り付けられる噴孔プレートに圧電素子を
用いたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用の燃
料噴射装置。
2. A fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a piezoelectric element is used as said injection rate variable means in an injection hole plate attached to an injection port of said fuel injection valve.
【請求項3】 前記噴射率可変手段として、前記燃料噴
射弁の噴口に取り付けられる噴孔プレートに発熱素子を
用いたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用の燃
料噴射装置。
3. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a heating element is used for an injection hole plate attached to an injection port of the fuel injection valve as the injection rate variable means.
【請求項4】 前記噴射率可変手段に用いられる前記噴
孔プレートが複数の部分から構成されており、それらの
各部分に形成された噴孔が部分毎に独立して拡縮するよ
うに制御されることを特徴とする請求項2又は3に記載
の内燃機関用の燃料噴射装置。
4. The injection hole plate used in the injection rate variable means is composed of a plurality of portions, and the injection holes formed in each of the portions are controlled so as to expand and contract independently for each portion. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein
【請求項5】 前記噴射率可変手段が、前記内燃機関の
高負荷時に前記燃料噴射弁の噴射期間における噴射率を
増大させると同時に、複数個の噴孔から噴射された燃料
同士を相互に衝突させることにより微粒化を促進するこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の内
燃機関用の燃料噴射装置。
5. The injection rate variable means increases the injection rate of the fuel injection valve during an injection period when the internal combustion engine is under a high load, and simultaneously collides fuel injected from a plurality of injection holes with each other. The fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein atomization is promoted by causing the atomization.
【請求項6】 1気筒あたり複数個の吸気弁と、それら
に対応する複数の吸気ポートを有する内燃機関の各気筒
毎に設けられる複数方向噴射弁において、前記噴射率可
変手段が、前記複数の吸気ポートのうちの一部に対する
燃料噴射を停止して、噴射率を低減させることができる
ようにしたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
かに記載の内燃機関用の燃料噴射装置。
6. A multi-directional injection valve provided for each cylinder of an internal combustion engine having a plurality of intake valves per cylinder and a plurality of intake ports corresponding to the plurality of intake valves, wherein the injection rate variable means includes the plurality of intake valves. The fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein fuel injection to a part of the intake port is stopped to reduce the injection rate.
JP9274567A 1997-10-07 1997-10-07 Fuel injection device for internal combustion engine Withdrawn JPH11107890A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9274567A JPH11107890A (en) 1997-10-07 1997-10-07 Fuel injection device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9274567A JPH11107890A (en) 1997-10-07 1997-10-07 Fuel injection device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11107890A true JPH11107890A (en) 1999-04-20

Family

ID=17543543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9274567A Withdrawn JPH11107890A (en) 1997-10-07 1997-10-07 Fuel injection device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11107890A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312797A1 (en) * 2001-11-16 2003-05-21 Ngk Insulators, Ltd. Liquid fuel injection system
EP1300585A3 (en) * 2001-10-02 2003-06-18 Ngk Insulators, Ltd. Liquid injection apparatus
JP2006183657A (en) * 2004-12-02 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd Injector
WO2007065286A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Kurt Ruess Method for introducing and mixing a fluid, and injector for a heat engine
JP2007262996A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Denso Corp Fuel injector for internal combustion engine
US8281766B2 (en) 2006-03-29 2012-10-09 Denso Corporation Mount structure of fuel injection valve and fuel injection system
KR101209714B1 (en) 2006-04-20 2012-12-07 현대자동차주식회사 A common rail type injector of diesel engines
JP2013256876A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Isuzu Motors Ltd Internal combustion engine and control method for the same
JPWO2013168292A1 (en) * 2012-05-11 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection valve and fuel injection device provided with the same
JP2017207010A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 三菱自動車工業株式会社 Fuel injection device of engine
KR20190045707A (en) * 2017-10-24 2019-05-03 현대자동차주식회사 Fuel injector and method for controlling the same
JP2021105356A (en) * 2019-12-26 2021-07-26 ダイハツ工業株式会社 Fuel injection injector

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1300585A3 (en) * 2001-10-02 2003-06-18 Ngk Insulators, Ltd. Liquid injection apparatus
US6739520B2 (en) 2001-10-02 2004-05-25 Ngk Insulators, Ltd. Liquid injection apparatus
EP1312797A1 (en) * 2001-11-16 2003-05-21 Ngk Insulators, Ltd. Liquid fuel injection system
US6845759B2 (en) 2001-11-16 2005-01-25 Ngk Insulators, Ltd. Liquid fuel injection system
JP2006183657A (en) * 2004-12-02 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd Injector
WO2007065286A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Kurt Ruess Method for introducing and mixing a fluid, and injector for a heat engine
JP2007262996A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Denso Corp Fuel injector for internal combustion engine
US8281766B2 (en) 2006-03-29 2012-10-09 Denso Corporation Mount structure of fuel injection valve and fuel injection system
KR101209714B1 (en) 2006-04-20 2012-12-07 현대자동차주식회사 A common rail type injector of diesel engines
JPWO2013168292A1 (en) * 2012-05-11 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection valve and fuel injection device provided with the same
JP2013256876A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Isuzu Motors Ltd Internal combustion engine and control method for the same
JP2017207010A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 三菱自動車工業株式会社 Fuel injection device of engine
KR20190045707A (en) * 2017-10-24 2019-05-03 현대자동차주식회사 Fuel injector and method for controlling the same
JP2021105356A (en) * 2019-12-26 2021-07-26 ダイハツ工業株式会社 Fuel injection injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5207058A (en) Internal combustion engine
US5357925A (en) Internal combustion engine
EP1186759B1 (en) Self-igniting engine
US5373820A (en) Cylinder fuel injection type two-cycle engine
US6173690B1 (en) In-cylinder direct-injection spark-ignition engine
JP2001003800A (en) Engine control system and control method
JP2002206446A (en) Internal combustion engine and fuel injection control device for internal combustion engine
JPH11107890A (en) Fuel injection device for internal combustion engine
US5329902A (en) Cylinder fuel injection type two-cycle internal combustion engine
JP2002317740A (en) Starterless starting method of multicylinder direct injection-type internal combustion engine
JP2000204954A (en) Control device for internal combustion engine
US4596220A (en) Electronically-controlled system for supplying fuel into cylinder
CN103635679B (en) Control device for in-cylinder injection engine
US11346317B1 (en) Ignition system for dual mode ignition and engine having the same
JP3906941B2 (en) Control device for internal combustion engine
JPH0478812B2 (en)
US20180058366A1 (en) Fuel injection control device for direct-injection engine
WO2002031355A1 (en) Control method for spark ignition engine
US6814049B2 (en) Method of operating a direct fuel injected internal combustion engine
US6065454A (en) Method and apparatus for active control of the combustion processes in an internal combustion engine
JPH07293304A (en) Tumble control device for fuel injection type engine
EP0095190B1 (en) Electronically controlled injection system for internal combustion engines
JPH07293260A (en) Swirl controller for fuel injection type engine
JP2004324461A (en) Fuel injection system for internal combustion engine
JPH01155043A (en) Fuel injection system for engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20041207