(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を変更可能なコモンレール式燃料噴射装置において、噴射圧力を増加させるための増圧ピストンと、噴射圧力を制御するために増圧ピストンの位置を制御する制御室とを具備し、制御室内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部と、制御室から流出する燃料流量を設定する出口絞り部とを形成し、入口絞り部と出口絞り部とのうち入口絞り部のみを増圧制御弁に接続し、該増圧制御弁を介して入口絞り部をコモンレールに接続したことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項２】
増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させるために入口絞り部及び出口絞り部を設定したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料が密閉され得る密閉室を増圧ピストンと増圧ピストン用ストッパとの間に配置し、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったときに密閉室が密閉状態になるように密閉室を構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項４】
増圧ピストンのリフト量が前記所定量以上になったとき、密閉室内の燃料が密閉室から流出するためのリターン通路が増圧ピストンによって遮断されることを特徴とする請求項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項５】
増圧ピストンが一方の側に移動したときに第一インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストンが他方の側に移動したときに第二インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加されるように増圧ピストンを構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項６】
第一インジェクタ内の燃料を加圧する第一加圧部と第二インジェクタ内の燃料を加圧する第二加圧部とを直線上に互いに逆向きに配置したことを特徴とする請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項７】
増圧ピストンを第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁の閉弁期間中に第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが形成されるように第一増圧ピストン及び第二増圧ピストンを配置したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項８】
増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるときにインジェクタ内の燃料圧力を減少させる減圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項９】
増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるとき、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が連通されることを特徴とする請求項８に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項１０】
増圧ピストンを第一増圧ピストンと中空の第二増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとが離間されるときに、インジェクタ内の燃料が中空の第二増圧ピストンを通ってリターン通路まで戻されることを特徴とする請求項９に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項１１】
インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁を配置し、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったとき、増圧ピストンによってリリーフ弁が開弁され、インジェクタとリターン通路とが連通されることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項１２】
インジェクタに燃料を供給するための燃料供給通路によってインジェクタとコモンレールとを連通させ、燃料供給通路内に三方弁を配置し、三方弁とリターン通路とを接続し、燃料噴射を終了すべきときに、三方弁のモードを切換えてインジェクタとリターン通路とを連通させることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコモンレール式燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を変更可能なコモンレール式燃料噴射装置が知られている。この種のコモンレール式燃料噴射装置の例としては、例えば特許第２８８５０７６号公報に記載されたものがある。特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置では、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が増圧ピストンによって遮断／連通されることにより、インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が変更されている。具体的には、増圧ピストンのリフト量が所定量よりも小さいとき、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が増圧ピストンによって遮断されず、インジェクタ内の燃料圧力は噴射により減少する。一方、増圧ピストンのリフト量がその所定量よりも大きいとき、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が増圧ピストンによって遮断され、インジェクタ内の燃料圧力が増加されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置では、インジェクタ内の燃料圧力を増加させるか否かが、増圧ピストンと減圧通路との相対位置に大きく左右される。従って、例えば増圧ピストンを付勢するばねの荷重が設計値と異なっているときには、減圧通路を増圧ピストンによって遮断すべきときに、減圧通路が増圧ピストンによって遮断されなくなってしまうおそれがある。また、減圧通路を増圧ピストンによって遮断すべきでないときに、減圧通路が増圧ピストンによって遮断されてしまうおそれもある。あるいは、例えば減圧通路の位置が設計された位置と異なっているときにも、そのようなおそれが生じてしまう。つまり、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置では、増圧ピストンと減圧通路との相対位置を決定する事項が設計通りになっていなければ、インジェクタ内の燃料圧力を減少すべきときにインジェクタ内の燃料圧力が増加してしまったり、あるいは、インジェクタ内の燃料圧力を増加すべきときにインジェクタ内の燃料圧力が減少してしまったりするおそれがある。
【０００４】
前記問題点に鑑み、本発明は特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更することができるコモンレール式燃料噴射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】
請求項１に記載の発明によれば、インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を変更可能なコモンレール式燃料噴射装置において、噴射圧力を増加させるための増圧ピストンと、噴射圧力を制御するために増圧ピストンの位置を制御する制御室とを具備し、制御室内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部と、制御室から流出する燃料流量を設定する出口絞り部とを形成し、入口絞り部と出口絞り部とのうち入口絞り部のみを増圧制御弁に接続し、該増圧制御弁を介して入口絞り部をコモンレールに接続したことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【０００６】
請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、増圧ピストンの位置を制御するための制御室内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部と、制御室から流出する燃料流量を設定する出口絞り部とが形成され、増圧制御弁を介して入口絞り部とコモンレールとが接続されている。つまり、インジェクタ内の燃料圧力を増加させるか否かが、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置のように増圧ピストンと減圧通路との相対位置に大きく左右されるのではなく、増圧ピストンのリフト量を減少させるためには増圧制御弁が閉弁されているか、あるいは、増圧ピストンのリフト量を増加させるためには増圧制御弁が開弁されているかによって定まる。具体的には、増圧制御弁が閉弁されると、制御室内に流入する燃料流量よりも制御室から流出する燃料流量が多くなり、その結果、増圧ピストンのリフト量が減少してインジェクタ内の燃料圧力が減少する。一方、圧力制御弁が開弁されると、制御室内に流入する燃料流量よりも制御室から流出する燃料流量が少なくなり、その結果、増圧ピストンのリフト量が増加してインジェクタ内の燃料圧力が増加する。そのため、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更することができる。
【０００７】
例えば増圧制御弁を二方弁によって構成することにより、三方弁を使用している特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置よりも簡単な構成でインジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させるために入口絞り部及び出口絞り部を設定したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【０００９】
請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、入口絞り部及び出口絞り部が設定されているため、増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、燃料が密閉され得る密閉室を増圧ピストンと増圧ピストン用ストッパとの間に配置し、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったときに密閉室が密閉状態になるように密閉室を構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、増圧ピストンのリフト量が前記所定量以上になったとき、密閉室内の燃料が密閉室から流出するためのリターン通路が増圧ピストンによって遮断されることを特徴とする請求項３に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１２】
請求項３及び４に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、燃料が密閉され得る密閉室が増圧ピストンと増圧ピストン用ストッパとの間に配置され、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったときに密閉室が密閉状態になるように密閉室が構成されている。そのため、増圧ピストンが増圧ピストン用ストッパに激しく衝突するのに伴って増圧ピストン及び増圧ピストン用ストッパが破壊してしまうおそれを排除することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、増圧ピストンが一方の側に移動したときに第一インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストンが他方の側に移動したときに第二インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加されるように増圧ピストンを構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１４】
請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、増圧ピストンが一方の側に移動したときに第一インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストンが他方の側に移動したときに第二インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加されるように増圧ピストンが構成されている。そのため、単一の増圧ピストンによって複数のインジェクタの噴射圧力を変更することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、第一インジェクタ内の燃料を加圧する第一加圧部と第二インジェクタ内の燃料を加圧する第二加圧部とを直線上に互いに逆向きに配置したことを特徴とする請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１６】
請求項６に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、第一インジェクタ内の燃料を加圧する第一加圧部と第二インジェクタ内の燃料を加圧する第二加圧部とが直線上に互いに逆向きに配置されている。そのため、増圧ピストンの簡単な運動、つまり、増圧ピストンの直線運動によって複数のインジェクタの噴射圧力を容易に変更することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、増圧ピストンを第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁の閉弁期間中に第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが形成されるように第一増圧ピストン及び第二増圧ピストンを配置したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１８】
請求項７に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、増圧ピストンが第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとに分割され、増圧制御弁の閉弁期間中に第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが形成されるように第一増圧ピストン及び第二増圧ピストンが配置されている。つまり、増圧制御弁が閉弁状態から開弁状態に切換えられるときに第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが存在している。そのため、第一増圧ピストンがリフトし始めても第二増圧ピストンはすぐにリフトしない。それゆえ、インジェクタの噴射圧力の増加開始タイミングを遅らせてインジェクタの噴射圧力を増加させることができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明によれば、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるときにインジェクタ内の燃料圧力を減少させる減圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００２０】
請求項９に記載の発明によれば、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるとき、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が連通されることを特徴とする請求項８に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００２１】
請求項１０に記載の発明によれば、増圧ピストンを第一増圧ピストンと中空の第二増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとが離間されるときに、インジェクタ内の燃料が中空の第二増圧ピストンを通ってリターン通路まで戻されることを特徴とする請求項９に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００２２】
請求項８〜１０に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第一増圧ピストンと中空の第二増圧ピストンとが離間されるときに、インジェクタ内の燃料が中空の第二増圧ピストンを通ってリターン通路まで戻される。そのため、インジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００２３】
請求項１１に記載の発明によれば、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁を配置し、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったとき、増圧ピストンによってリリーフ弁が開弁され、インジェクタとリターン通路とが連通されることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００２４】
請求項１１に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、インジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁が配置され、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったとき、増圧ピストンによってリリーフ弁が開弁され、インジェクタとリターン通路とが連通される。そのため、インジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００２５】
請求項１２に記載の発明によれば、インジェクタに燃料を供給するための燃料供給通路によってインジェクタとコモンレールとを連通させ、燃料供給通路内に三方弁を配置し、三方弁とリターン通路とを接続し、燃料噴射を終了すべきときに、三方弁のモードを切換えてインジェクタとリターン通路とを連通させることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００２６】
請求項１２に記載のコモンレール式燃料噴射装置では、燃料噴射を終了すべきときに、燃料供給通路内に配置された三方弁のモードを切換えてインジェクタとリターン通路とが連通される。そのため、インジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第一の実施形態の概略構成図である。図１において、１はニードル弁が電気的信号によって噴射を制御できるようになっている公知のインジェクタ、２は燃料を所定の圧力に蓄圧しておくためのコモンレール、３はコモンレール２において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための増圧ピストンである。増圧ピストン３によって増圧された燃料は、増圧ピストン３によって増圧されない燃料よりも高い噴射圧力でインジェクタ１から噴射される。４は噴射圧力を制御するために増圧ピストン３の位置を制御する制御室、５は制御室４内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部、６は制御室４から流出する燃料流量を設定する出口絞り部である。７は噴射圧力を増圧するか否か、つまり、コモンレール２から制御室４に燃料を供給するか否かを制御するための増圧制御弁である。増圧制御弁７が開弁されている時に増圧ピストン３のリフト量が増加するように入口絞り部５の絞り度合い及び出口絞り部６の絞り度合いは設定されている。８は噴射圧力が減圧される方向に増圧ピストン３を付勢するスプリング、９は増圧ピストン３によって増圧される高圧室、１０は低圧室である。
【００２９】
１１は低圧室１０内の燃料を戻すためのリターン通路、１２は制御室４内の燃料を戻すためのリターン通路、１３はコモンレール２と制御室４とを接続する増圧燃料供給通路である。１４は増圧ピストン３のリフト量が増加する（増圧ピストン３が図１の右側に移動する）ときに増圧される燃料通路、１５はコモンレール２からインジェクタ１に燃料を供給するか否かを制御するための燃料供給制御弁である。１６は逆止弁、１７はコモンレール２と逆止弁１６とを接続する燃料供給通路、１８は増圧ピストン３のリフト量が増加するときに増圧される燃料通路、１９は加圧された燃料をコモンレール２に供給するためのポンプである。
【００３０】
図２は噴射圧力及び噴射率と時間との関係を示した図である。図２において、噴射圧力とは、インジェクタ２から燃料が噴射されている時にはその噴射されている燃料の圧力を意味し、インジェクタ２から燃料が噴射されていない時には高圧室９、燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を意味する。また、図２上側の実線は噴射圧力を示しており、図２上側の破線はコモンレール２内の燃料の圧力を示しており、図２下側の実線は第一の実施形態のコモンレール式燃料噴射装置における噴射率を示しており、図２下側の破線は増圧ピストンが備えられていない従来のコモンレール式燃料噴射装置における噴射率を示している。
【００３１】
図１及び図２に示すように、増圧制御弁７、燃料供給制御弁１５及びインジェクタ１が閉弁状態にある時間ｔ１以前においては、噴射圧力は比較的低くなっており、噴射率はゼロになっている。次いで時間ｔ１に増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が開弁されると、逆止弁１６を介して燃料通路１４，１８及び高圧室９内に燃料が供給される。また、入口絞り部５を介して制御室４内に燃料が供給されるため、増圧ピストン３のリフト量が増加し（増圧ピストン３が図１の右側に移動し）、その結果、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料が加圧され、噴射圧力が増加し始める。次いで時間ｔ２にインジェクタ１が開弁されると、噴射が開始され、噴射圧力が増加するのに伴って噴射率も増加する。第一の実施形態では、時間ｔ１以前の噴射圧力が比較的低い値に設定されているため、従来の場合よりも初期噴射率を抑制することができる。それゆえ、従来の場合よりもＮＯｘの生成量を抑制することができる。また第一の実施形態では、増圧ピストン３によって高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料がコモンレール２内の燃料よりも高圧に加圧されるため、増圧ピストンが備えられていない従来の場合よりも最大（ピーク）噴射圧力及び最大（ピーク）噴射率を高くすることができる。それゆえ、従来の場合よりも機関出力を増加させることができる。
【００３２】
次いで時間ｔ３に増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が閉弁されると、高圧室９及び燃料通路１４，１８内に燃料が供給されなくなるにもかかわらずインジェクタ１から高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料が噴射され続けるため、噴射圧力が低下すると共に噴射率も低下する。第一の実施形態では、噴射圧力を急激に減少させて噴射率を急激に減少させるために、入口絞り部５及び出口絞り部６が設定されている。そのため、従来の場合よりも迅速に噴射率を減少させることができる。それゆえ、従来の場合よりもＨＣの生成量を抑制することができる。次いで時間ｔ４にインジェクタ１が閉弁されると、噴射率がゼロになる。
【００３３】
図３は噴射圧力及び増圧ピストンのリフト量と時間との関係を示した図である。詳細には、図３はインジェクタ１を閉弁状態に維持しつつ増圧ピストン３のリフト量を変化させたときの高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を示している。図３に示すように、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力は、増圧ピストン３のリフト量を増加させるに従って増加し、増圧ピストン３のリフト量を減少させるに従って減少する。つまり、第一の実施形態において、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を変更するためには、増圧ピストン３のリフト量を変更すればよい。また、その増圧ピストン３のリフト量を変更するためには、増圧制御弁７の開弁状態と閉弁状態とを切換えればよい。
【００３４】
第一の実施形態によれば、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を減少させるか又は増加させるかが、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置のように増圧ピストンと減圧通路との相対位置に大きく左右されるのではなく、増圧制御弁７が閉弁されるか又は開弁されるかによって定まる。そのため、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジェクタ１から噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更することができる。
【００３５】
更に第一の実施形態によれば、入口絞り部５及び出口絞り部６が設定されているため、増圧制御弁７を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００３６】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第一の実施形態の変形例について説明する。図４は第一の実施形態の変形例の概略構成図である。図４において、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。従って、この変形例は第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また図４において、１０１は公知のジャーク式ノズルである。つまり、第一の実施形態では、ニードル弁が電磁的にリフトされたときにノズル１が開弁されるが、この変形例では、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力が増加するのに伴ってインジェクタ１０１の燃料だまり内の燃料の圧力が所定値を越えたときにインジェクタ１０１が開弁される。
【００３７】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第一の実施形態の他の変形例について説明する。図５は第一の実施形態の他の変形例の概略構成図である。図５において、図１及び図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。従って、この変形例は第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また図５において１２０は分配器である。このような構成にすることにより、例えば増圧制御弁７のような電磁弁の数を増加させることなく複数気筒のインジェクタを制御することができる。
【００３８】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態の構成は、後述する点を除き、上述した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。従って第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。図６は第二の実施形態の要部の概略構成図である。図６において、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示しており、２１０は密閉室である。図６に示すように、増圧制御弁７（図１参照）が閉弁されている期間中、増圧ピストン３はスプリング８によって左側に突き当てられている。次いで増圧ピストン７が開弁されると、増圧ピストン３は制御室４内の燃料の圧力によって右側に付勢され、増圧ピストンのリフト量が増加し始める。次いで増圧ピストンのリフト量が大きくなると、増圧ピストン３の側面によってリターン通路１１の入口が閉鎖され、その結果、図６に示すような密閉室２１０が形成される。この密閉室２１０により、増圧ピストン３が右側に激しく突き当たるのが回避される。それゆえ、増圧ピストン３及び増圧ピストン３が突き当たる部分が破壊してしまうのが回避される。
【００３９】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第三の実施形態について説明する。第三の実施形態の構成は、後述する点を除き、上述した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。従って第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。図７は第三の実施形態の概略構成図である。図７において、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示しており、３０１はニードル弁が電磁的に駆動されるようになっている公知の第一インジェクタ、３０１’は第一インジェクタ３０１と同様に構成された第二インジェクタ、３０２は燃料を所定の圧力に蓄圧しておくためのコモンレール、３０３はコモンレール３０２において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための双方向増圧ピストンである。第一の実施形態と同様に、双方向増圧ピストン３０３によって増圧された燃料は、双方向増圧ピストン３によって増圧されない燃料よりも高い噴射圧力で第一インジェクタ３０１又は第二インジェクタ３０１’から噴射される。
【００４０】
３０４は第二インジェクタ３０１’の噴射圧力を増加させるために増圧ピストン３０３を右側に付勢する第一制御室、３０４’は第一インジェクタ３０１の噴射圧力を増加させるために増圧ピストン３０３を左側に付勢する第二制御室である。３０５は第一制御室３０４内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部、３０５’は第二制御室３０４’内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部である。３０６は第一制御室３０４から流出する燃料流量を設定する出口絞り部、３０６’は第二制御室３０４’から流出する燃料流量を設定する出口絞り部である。３０７，３０７’は噴射圧力を増圧するか否か、つまり、コモンレール３０２から制御室３０４，３０４’に燃料を供給するか否かを制御するための増圧制御弁である。すなわち、増圧ピストン３０３を右側に移動させるときには、増圧制御弁３０７が開弁され、増圧制御弁３０７’は閉弁される。一方、増圧ピストン３０３を左側に移動させるときには、増圧制御弁３０７’が開弁され、増圧制御弁３０７は閉弁される。増圧制御弁３０７が開弁されている時に増圧ピストン３０３が右側に移動するように入口絞り部３０５の絞り度合い及び出口絞り部３０６の絞り度合いが設定されている。同様に、増圧制御弁３０７’が開弁されている時に増圧ピストン３０３が左側に移動するように入口絞り部３０５’の絞り度合い及び出口絞り部３０６’の絞り度合いが設定されている。３０８は増圧ピストン３０３を右側に付勢するスプリング、３０８’は増圧ピストン３０３を左側に付勢するスプリングである。３０９，３０９’は増圧ピストン３０３によって増圧される高圧室である。
【００４１】
３１２は制御室３０４内の燃料を戻すためのリターン通路、３１２’は制御室３０４’内の燃料を戻すためのリターン通路である。３１３はコモンレール３０２と制御室３０４とを接続する増圧燃料供給通路、３１３’はコモンレール３０２と制御室３０４’とを接続する増圧燃料供給通路である。３１４は増圧ピストン３０３が左側に移動するときに増圧される燃料通路、３１４’は増圧ピストン３０３が右側に移動するときに増圧される燃料通路である。３１６，３１６’は逆止弁、３１７はコモンレール３０２と逆止弁３１６とを接続する燃料供給通路、３１７’はコモンレール３０２と逆止弁３１６’とを接続する燃料供給通路である。３１８は増圧ピストン３０３が左側に移動するときに増圧される燃料通路、３１８’は増圧ピストン３０３が右側に移動するときに増圧される燃料通路である。
【００４２】
第三の実施形態によれば、増圧ピストン３０３が左側に移動したときに第一インジェクタ３０１から噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストン３０３が右側に移動したときに第二インジェクタ３０１’から噴射される燃料の噴射圧力が増加されるように増圧ピストン３０３が構成されているため、単一の増圧ピストン３０３によって複数のインジェクタ３０１，３０１’の噴射圧力を変更することができる。
【００４３】
また第三の実施形態によれば、第一インジェクタ３０１内の燃料を加圧するための増圧ピストン３０３の左側小径部分と第二インジェクタ３０１’内の燃料を加圧するための増圧ピストン３０３の右側小径部分とが直線上に互いに逆向きに配置されているため、増圧ピストン３０３の簡単な運動、つまり、増圧ピストン３０３の直線運動によって複数のインジェクタ３０１，３０１’の噴射圧力を容易に変更することができる。
【００４４】
更に第三の実施形態によれば、第一インジェクタ３０１からの燃料噴射が完了したときには、増圧ピストン３０３が第二インジェクタ３０１’からの燃料噴射を開始するための初期位置に既に位置しているため、つまり、第二インジェクタ３０１’からの燃料噴射を開始するために増圧ピストン３０３を初期位置に戻すための特別なステップを設ける必要がないため、増圧のインターバルを短くすることができ、機関高回転運転時にも対応することができる。また、増圧制御弁３０７，３０７’を同時に開弁することにより、減圧弁としての機能を付加することができる。
【００４５】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第四の実施形態について説明する。図８は第四の実施形態の概略構成図である。図８において、図１及び図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。従って、第四の実施形態は第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また図８において、４０３はコモンレール２において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための増圧ピストンの一部を構成する大径ピストン、４０３’は増圧ピストンの他の一部を構成する小径ピストンである。４３０は大径ピストン４０３をゼロリフト位置（図８の左側に突き当てられた位置）の側に付勢するスプリングである。４０７は噴射圧力を増圧するか否か、つまり、コモンレール２から制御室４に燃料を供給するか否かを制御するための増圧制御弁である。増圧制御弁４０７が閉弁されているときに大径ピストン４０３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧが形成されるようにスプリング４３０，８の圧力が設定されている。また、増圧制御弁４０７はコモンレール２からインジェクタ１０１に燃料を供給するか否かの制御も行う。
【００４６】
第四の実施形態によれば、増圧ピストンが大径ピストン４０３と小径ピストン４０３’とに分割され、増圧制御弁４０７の閉弁期間中に大径ピストン４０３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧが形成されるように大径ピストン４０３及び小径ピストン４０３’が配置されている。つまり、増圧制御弁４０７が閉弁状態から開弁状態に切換えられるときに大径ピストン４０３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧが存在している。そのため、大径ピストン４０３のリフト量が増加し始めても小径ピストン４０３’のリフト量はすぐに増加しない。それゆえ、インジェクタ１０１の噴射圧力の増加開始タイミングを遅らせてインジェクタ１０１の噴射圧力を増加させることができる。つまり、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力の増加開始タイミングを遅らせて高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を増加させることができる。
【００４７】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第五の実施形態について説明する。図９は第五の実施形態の概略構成図、図１０は第五の実施形態の要部の拡大図である。図９及び図１０において、図１及び図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。従って、第五の実施形態は第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また図９及び図１０において、５０３はコモンレール２において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための増圧ピストンの一部を構成する第一増圧ピストン、５０３’は増圧ピストンの他の一部を構成する中空の第二増圧ピストンである。５３０は第一増圧ピストン５０３をゼロリフト位置（図９の左側に突き当てられた位置）の側に付勢するスプリングである。５４０は第二増圧ピストン５０３’の内部に形成された燃料通路である。
【００４８】
増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えられたときに第一増圧ピストン５０３が第二増圧ピストン５０３’よりも速く図９の左側に移動するように、第一増圧ピストン５０３及び第二増圧ピストン５０３’の重量並びにスプリング５３０，８の圧力が設定されている。つまり、第一増圧ピストン５０３、中空の第二増圧ピストン５０３’、及びスプリング５３０，８により、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えられたときのリリーフ機構が構成されている。
【００４９】
図１１は第五の実施形態のようにリリーフ機構を備えたコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴射率とそのようなリリーフ機構を備えていないコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴射率とを比較して示した図である。図１１において、実線はリリーフ機構が備えられている場合を示しており、破線はリリーフ機構が備えられていない場合を示している。図１１に示すように、第五の実施形態のようにリリーフ機構が備えられている場合、時間ｔ２１に増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が閉弁されると、噴射圧力及び噴射率が減少し始める。次いで時間ｔ２２に、図１０に示したように第一増圧ピストン５０３と第二増圧ピストン５０３’とが離間すると、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料がリリーフされ、噴射圧力及び噴射率が急激に減少し始める。その結果、時間ｔ２３に噴射率がゼロになり、時間ｔ２４に噴射率がゼロになるリリーフ機構が備えられていない場合よりも迅速に噴射圧力及び噴射率を減少させることができる。
【００５０】
第五の実施形態によれば、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えられるときにインジェクタ１０１内の燃料圧力を減少させるリリーフ機構としての第一増圧ピストン５０３、中空の第二増圧ピストン５０３’、及びスプリング５３０，８が設けられている。詳細には、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えられるとき、インジェクタ１０１とリターン通路１１との間に延びている燃料通路１４、高圧室９、燃料通路５４０、低圧室１０が連通される。つまり、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第一増圧ピストン５０３と中空の第二増圧ピストン５０３’とが離間されるときに、インジェクタ１０１内の燃料が中空の第二増圧ピストン５０３’を通ってリターン通路１１まで戻される。そのため、インジェクタ１０１内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタ１０１の噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００５１】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第五の実施形態の変形例について説明する。図１２は第五の実施形態の変形例のインジェクタの概略構成図である。第五の実施形態において、図１２に示したインジェクタ以外の部分の構成については、図１に示した第一の実施形態の構成と同様である。図１２において、５５０はニードル弁、５５１はリリーフ弁である。図１２に示すように、増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が閉弁されると、インジェクタに供給される燃料の圧力が低下し、ニードル弁５５０及びリリーフ弁５５１が下側に移動し始める。このとき、ニードル弁５５０とリリーフ弁５５１とが離間するように設定することにより、第五の実施形態と同様にインジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることができる。
【００５２】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第六の実施形態について説明する。第六の実施形態の構成は、後述する点を除き、上述した第五の実施形態の構成とほぼ同様である。従って第五の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。図１３は第六の実施形態の要部の概略構成図である。図１３において、図１〜図１２に示した参照番号と同一の参照番号は図１〜図１２に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。また図１３において、６０３はコモンレール２において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための増圧ピストンである。６０８は噴射圧力が減圧される方向に増圧ピストン６０３を付勢するスプリング、６０９は増圧ピストン６０３によって増圧される高圧室、６１０は低圧室である。
【００５３】
６６０は高圧室６０９及び燃料通路１４，１８内の燃料をリリーフするためのリリーフ弁、６６１はリリーフ弁６６０を閉弁する方向に付勢するスプリング、６６２はリリーフ通路である。リリーフ弁６６０は、増圧ピストン６０３のリフト量が増加してリリーフ弁６６０が増圧ピストン６０３によって押動されたときに開弁する。
【００５４】
第六の実施形態によれば、インジェクタ１０１とリリーフ通路６６２との間に延びている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁６６０が配置され、増圧ピストン６０３のリフト量が所定量以上になったとき、増圧ピストン６０３によってリリーフ弁６６０が開弁され、インジェクタ１０１とリリーフ通路６６２とが連通される。そのため、インジェクタ１０１内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタ１０１の噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００５５】
以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第七の実施形態について説明する。図１４は第七の実施形態の概略構成図である。図１４において、図１及び図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。従って、第五の実施形態は第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また図１４において、７７０は三方弁、７７１は三方弁７７０と低圧室１０とを接続する燃料通路、７７２は低圧室１０から流出する燃料流量を設定する出口絞り部、７７３は逆止弁、７１８，７１８’は増圧ピストン３のリフト量が増加するときに増圧される燃料通路である。
【００５６】
三方弁７７０は、電気的な信号によってモードが切換えられ、高圧室９及び燃料通路１４，７１８’内の燃料の圧力を減少すべきでない第一モード時には、燃料通路７１８と燃料通路７１８’とが連通され、燃料通路７７１が遮断される。一方、高圧室９及び燃料通路１４，７１８’内の燃料の圧力を減少すべきである第二モード時には、燃料通路７１８’と燃料通路７７１とが連通され、燃料通路７１８が遮断される。第一モードから第二モードに切換えられると、高圧室９及び燃料通路１４，７１８’内の燃料がリターン通路１１を介してリターンされること、及び低圧室１０内の燃料の圧力によって増圧ピストン３が左側に移動することにより、高圧室９及び燃料通路１４，７１８’内の燃料の圧力が迅速に減少する。
【００５７】
第七の実施形態によれば、燃料噴射を終了すべきときに、燃料通路７１８，７１８’内に配置された三方弁７７０のモードを第一モードから第二モードに切換えてインジェクタ１０１とリターン通路１１とが連通される。そのため、インジェクタ１０１内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタ１０１の噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００６０】
請求項３及び４に記載の発明によれば、増圧ピストンが増圧ピストン用ストッパに激しく衝突するのに伴って増圧ピストン及び増圧ピストン用ストッパが破壊してしまうおそれを排除することができる。
【００６１】
請求項５に記載の発明によれば、単一の増圧ピストンによって複数のインジェクタの噴射圧力を変更することができる。
【００６２】
請求項６に記載の発明によれば、増圧ピストンの簡単な運動、つまり、増圧ピストンの直線運動によって複数のインジェクタの噴射圧力を容易に変更することができる。
【００６３】
請求項７に記載の発明によれば、第一増圧ピストンがリフトし始めても第二増圧ピストンはすぐにリフトしない。それゆえ、インジェクタの噴射圧力の増加開始タイミングを遅らせてインジェクタの噴射圧力を増加させることができる。
【００６４】
請求項８〜１２に記載の発明によれば、インジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第一の実施形態の概略構成図である。
【図２】噴射圧力及び噴射率と時間との関係を示した図である。
【図３】噴射圧力及び増圧ピストンのリフト量と時間との関係を示した図である。
【図４】第一の実施形態の変形例の概略構成図である。
【図５】第一の実施形態の他の変形例の概略構成図である。
【図６】第二の実施形態の要部の概略構成図である。
【図７】第三の実施形態の概略構成図である。
【図８】第四の実施形態の概略構成図である。
【図９】第五の実施形態の概略構成図である。
【図１０】第五の実施形態の要部の拡大図である。
【図１１】第五の実施形態のようにリリーフ機構を備えたコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴射率とそのようなリリーフ機構を備えていないコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴射率とを比較して示した図である。
【図１２】第五の実施形態の変形例のインジェクタの概略構成図である。
【図１３】第六の実施形態の要部の概略構成図である。
【図１４】第七の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
１…インジェクタ
２…コモンレール
３…増圧ピストン
４…制御室
５…入口絞り部
６…出口絞り部
７…増圧制御弁
８…スプリング
９…高圧室
１０…低圧室
１５…燃料供給制御弁
１９…ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003555588.tif 000004
【図４】
0003555588.tif 000005
【図５】
0003555588.tif 000006
【図６】
0003555588.tif 000007
【図７】
0003555588.tif 000008
【図８】
0003555588.tif 000009
【図９】
0003555588.tif 000010
【図１０】
0003555588.tif 000011
【図１１】
0003555588.tif 000012
【図１２】
0003555588.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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