(57)【要約】【課題】  水圧源ユニットと噴射弁との間の通路を開閉する主弁の閉弁動作を速くする【解決手段】  水圧源ユニット２と噴射弁３との間の主通路１６に配置される主弁１０は、水圧源ユニット側ポート２４と噴射弁側ポート２５とが形成される本体２０、両ポート間に形成される弁座２１、弁座２１に着座可能で主通路１６を開閉する弁体２２、及び、弁体２２を着座方向に付勢するための背圧室２３を有する。第１電磁弁１１は背圧室２３に作動流体を導入する導入通路１７を開閉し、第２電磁弁１２は背圧室２３から作動流体を排出する排出通路１８を開閉する。圧力補償機構３４は、背圧室２３から作動流体が排出される際における背圧室２３内の作動流体の圧力を、水圧源ユニット側ポート２４に作用する水圧よりも低く、タンク２８内の作動流体の圧力よりも高い所定の圧力となるように保持する。【選択図】        図２
2006029178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射用の水を供給する水圧源ユニットと内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して前記水圧源ユニットから供給される水を噴射して前記気筒内に注水する噴射弁との間に設けられ、前記気筒内への注水を制御する機関注水装置において、
前記水圧源ユニットと前記噴射弁との間における水の通過を許容する主通路に配置される主弁であって、前記水圧源ユニットからの水が供給される水圧源ユニット側ポートと前記噴射弁へ水を供給する噴射弁側ポートとが形成されている本体と、前記水圧源ユニット側ポートと前記噴射弁側ポートとの間に形成されている弁座と、この弁座に着座可能で前記主通路を開閉可能な弁体と、前記本体に区画されて形成され、前記弁体を着座方向に付勢する作動流体が導入される背圧室と、を有する主弁と、
前記背圧室に作動流体を導入する導入通路と、
前記背圧室から作動流体を排出する排出通路と、
前記導入通路に配置されてこの導入通路を開閉可能な第１電磁弁と、
前記排出通路に配置されてこの排出通路を開閉可能な第２電磁弁と、
前記排出通路に配置される圧力補償機構であって、前記背圧室から作動流体が排出される際における当該背圧室内の作動流体の圧力を、前記主弁の前記水圧源ユニット側ポートに作用する水の圧力よりも低く、前記排出通路が連通するタンク内の作動流体の圧力よりも高い所定の圧力となるように保持する圧力補償機構と、
を備えていることを特徴とする機関注水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射用の水を供給する水圧源ユニットと内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して水圧源ユニットから供給される水を噴射して気筒内に注水する噴射弁との間に設けられ、気筒内への注水を制御する機関注水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、噴射用の水を供給する水圧源ユニットと内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して水圧源ユニットから供給される水を噴射して気筒内に注水する噴射弁との間に設けられ、気筒内への注水を制御する機関注水装置として、窒素酸化物（NOx）の排出を低減する観点から用いられるものであるディーゼルエンジンのシリンダへの液体噴射装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された液体噴射装置は、噴射される液体用の高圧貯蔵部（水圧源ユニット）と噴射ノズル（噴射弁）との間の接続路を開閉するスライドシートバルブを有する制御ユニットを備えている。このスライドシートバルブは、制御ユニットのハウジング内の縦孔に配置されるバルブスライダが開放位置と閉鎖位置との間で移動して上記接続路を開閉するようになっている。そして、バルブスライダの端部に設けられる制御ピストンの端面と縦孔の内壁との間で区画される圧力室である第２制御チャンバ内から作動流体を排出することで開放位置に切り換え、この圧力室内に作動流体を導入することで閉鎖位置に切り換えるものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０２９７号公報（第４−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の液体噴射装置によると、制御ピストンの端面と縦孔との間で区画される上記圧力室内から作動流体を排出してバルブスライダを開放位置に移動させると、圧力室内の作動流体の圧力が、排出先のタンク内の作動流体の圧力と同じ圧力まで低下してしまうことになる。本件発明者は、この圧力室内に再び作動流体を導入してバルブスライダを閉鎖位置に移動させる際に、圧力室の作動流体圧がタンク内の作動流体圧まで低下してしまう分だけ、圧力室内への作動流体導入のために要する時間が長くなってしまい、閉鎖位置への切り換えが遅れてしまうことを知見し、主弁の応答性の改善を図ることができる本件発明を完成させた。
【０００５】
本発明は、噴射用の水を供給する水圧源ユニットと内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して水圧源ユニットから供給される水を噴射して気筒内に注水する噴射弁との間に設けられて、気筒内への注水を制御する機関注水装置において、上述した問題点を解決することを目的とする。即ち、本発明は、上述した実情に鑑みることにより、水圧源ユニットと噴射弁との間の通路を開閉する主弁の閉弁動作を速くすることができる機関注水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明に係る機関注水装置は、噴射用の水を供給する水圧源ユニットと内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して前記水圧源ユニットから供給される水を噴射して前記気筒内に注水する噴射弁との間に設けられ、前記気筒内への注水を制御する機関注水装置に関する。
【０００７】
そして、本発明に係る機関注水装置は、上記目的を達成するために、前記水圧源ユニットと前記噴射弁との間における水の通過を許容する主通路に配置される主弁であって、前記水圧源ユニットからの水が供給される水圧源ユニット側ポートと前記噴射弁へ水を供給する噴射弁側ポートとが形成されている本体と、前記水圧源ユニット側ポートと前記噴射弁側ポートとの間に形成されている弁座と、この弁座に着座可能で前記主通路を開閉可能な弁体と、前記本体に区画されて形成され、前記弁体を着座方向に付勢する作動流体が導入される背圧室と、を有する主弁と、前記背圧室に作動流体を導入する導入通路と、前記背圧室から作動流体を排出する排出通路と、前記導入通路に配置されてこの導入通路を開閉可能な第１電磁弁と、前記排出通路に配置されてこの排出通路を開閉可能な第２電磁弁と、前記排出通路に配置される圧力補償機構であって、前記背圧室から作動流体が排出される際における当該背圧室内の作動流体の圧力を、前記主弁の前記水圧源ユニット側ポートに作用する水の圧力よりも低く、前記排出通路が連通するタンク内の作動流体の圧力よりも高い所定の圧力となるように保持する圧力補償機構と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、主弁の背圧室内の作動流体の圧力がタンク内の作動流体の圧力よりも高い圧力となるように保持されるため、背圧室から作動流体を排出する際に、背圧室内の作動流体圧がタンク内の作動流体圧まで低下してしまうことを防止できる。これにより、第１電磁弁を開いて背圧室に作動流体を導入する際に、背圧室の作動流体圧がタンク圧まで低下する場合に比して、主弁が閉弁するまでに背圧室に導入される作動流体の流量を少なくすることができる。このため、水圧源ユニットと噴射弁との間の通路を開閉する主弁の閉弁動作を速くすることができる。また、第１電磁弁を通過する作動流体の流量を少なくすることができることで、その通過する作動流体によるフローフォースを低減でき、そのフローフォースによって第１電磁弁が閉じられてしまう虞を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の実施形態に係る機関注水装置は、内燃機関の気筒に形成される噴射口を介して水を噴射して気筒内に注水する場合における気筒内への注水を制御する機関注水装置として用いられるものである。そして、とくに、窒素酸化物（NOx）の排出を低減する観点から、ディーゼルエンジンにおける機関注水装置として用いられるものである。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る機関注水装置１を示す概略図である。機関注水装置１は、水圧源ユニット２と噴射弁３との間に設けられる。水圧源ユニット２は、噴射弁３からの噴射用の水を供給する供給源であって、ポンプ４とアキュームレータ５とを備えている。ポンプ４は、図示しないタンクに接続されており、このタンクから吸い込んだ水を昇圧してアキュームレータ５へと吐出する。ポンプ４から吐出された水は、アキュームレータ５に送水され、このアキュームレータ５にて、ポンプ４の吐出圧に近い高圧の状態で水が貯留される。そして、アキュームレータ５に貯留された水は、機関注水装置１へと供給され、この機関注水装置１を経て噴射弁３から噴射されることになる。
【００１１】
噴射弁３は、図示しないディーゼルエンジン（内燃機関）に対して取り付けられており、このディーゼルエンジンにおける図示しないシリンダ（気筒）に形成される噴射口を介して、水圧源ユニット２から供給される水を噴射してシリンダ内に注水することができるようになっている。この噴射弁３からディーゼルエンジンのシリンダ内に水が噴射されることで、窒素酸化物（NOx）の排出の低減が図られることになる。なお、噴射弁３からは、水が直接シリンダ内に噴射されるようになっている。
【００１２】
機関注水装置１は、図１に示すように、主弁１０、第１電磁弁１１、第２電磁弁１２、第３電磁弁１３、フローリミッタシリンダ１４（以下、リミッタシリンダ１４ともいう）、制御部１５、及び圧力補償機構３４を備えている。また、この機関注水装置１は、水圧源ユニット２から供給される水が流動する系統として、主通路１６、導入通路１７、及び排出通路１８を備えている。
【００１３】
図２は、機関注水装置１の回路構成図を示したものである。図１及び図２に示すように、主通路１６は、通路１６ａ、１６ｂ、及び１６ｃで構成されており、リミッタシリンダ１４及び主弁１０を介して水圧源ユニット２を噴射弁３に接続し、これにより、水圧源ユニット２と噴射弁３との間における水の通過を許容するように構成されている。なお、通路１６ａは水圧源ユニット２とリミッタシリンダ１４との間を、通路１６ｂはリミッタシリンダ１４と主弁１０との間を、通路１６ｃは主弁１０と噴射弁３との間を接続しており、通路１６ａと通路１６ｂとは、通路１９及び第３電磁弁１３を介して接続されている。
【００１４】
主弁１０は、図２に示すように、主通路１６に配置されており、本体２０、弁座２１、弁体２２、及び背圧室２３を備えている。本体２０は、水圧源ユニット２からの水が供給される水圧源ユニット側ポート２４と、噴射弁３へ水を供給する噴射弁側ポート２５とが形成されている。即ち、水圧源ユニット側ポート２４は通路１６ｂと接続され、噴射弁側ポート２５は通路１６ｃと接続されている。また、弁座２１は、水圧源ユニット側ポート２４と噴射弁側ポート２５との間に形成されており、弁体２２は、弁座２１に着座可能に形成されて主通路１６を開閉可能に配置されている。即ち、弁体２２が弁座２１に着座することで主通路１６が遮断される（閉じられる）ことになり（即ち、主弁１０の閉弁動作が行われることになり）、弁体２２が弁座２１から離座することで主通路１６が開かれる（連通される）ようになっている（主弁１０の開弁動作が行われるようになっている）。
【００１５】
また、主弁１０における背圧室２３は、本体２０に区画されて形成され、弁体２２を弁座２１に対して着座する方向に付勢する作動流体である水が導入されるようになっている。そして、弁体２２においてこの背圧室２３に対向する側、即ち、弁体２２における弁座２１とは反対側である弁体２２の背面側は、凹部２６が凹み形成されており、この凹部２６には、弁体２２を着座方向に付勢するようにばね２７が配置されている。ばね２７がこのように配置されていることで、背圧室２３の側の水圧（作動流体圧）と水圧源ユニット側ポート２４の側の水圧（作動流体圧）とが同じであったとしても、弁体２２が弁座２１に着座した状態に保持されることになる。
【００１６】
背圧室２３に作動流体である水を導入する導入通路１７は、通路１７ａ及び１７ｂで構成されており、通路１６ａから分岐して第１電磁弁１１を介して背圧室２３に接続されている。また、背圧室２３から水（作動流体）を排出する排出通路１８は、通路１８ａ及び１８ｂで構成されており、通路１７ｂから分岐して第２電磁弁１２及び圧力補償機構３４を介してタンク２８に連通している。なお、排出通路１８は、必ずしも通路１７ｂから分岐するものでなくてもよく、背圧室２３に接続している通路１７ｂの一部が、導入通路１７であるとともに排出通路１８の一部を兼ねているものとして定義されてもよい。
【００１７】
第１電磁弁１１は、導入通路１７に配置されてこの導入通路１７を開閉可能になっており、本体１１ａと、この本体１１ａ内に形成される弁座１１ｂと、弁体１１ｃと、コイル部１１ｄと、ばね１１ｅとを備えている。弁座１１ｂは通路１７ａと通路１７ｂとの間に形成されており、弁体１１ｃは、弁座１１ｂに対して着座可能に配置されている。また、弁体１１ｃは、ばね１１ｅによって離座方向に付勢されるとともに、コイル部１１ｄに通電されることで（励磁されることで）、弁座１１ｂに着座するように配置されている。これにより、第１電磁弁１１では、消磁されている状態においては、ばね１１ｅによって付勢されて弁体１１ｃが導入通路１７を開く方向に移動し、励磁されている状態においては、ばね１１ｅの付勢力に抗して弁体１１ｃが導入通路１７を閉じる方向に移動するようになっている。即ち、第１電磁弁１１は、励磁されていないノーマルな状態で導入通路１７を開く位置となるように（ノーマルオープンの状態に）なっている。
【００１８】
第２電磁弁１２は、排出通路１８に配置されてこの排出通路１８を開閉可能になっており、本体１２ａと、この本体１２ａ内に形成される弁座１２ｂと、弁体１２ｃと、コイル部１２ｄと、ばね１２ｅとを備えている。弁座１２ｂは通路１８ａと通路１８ｂとの間に形成されており、弁体１２ｃは、弁座１２ｂに対して着座可能に配置されている。また、弁体１２ｃは、ばね１２ｅによって着座方向に付勢されるとともに、コイル部１２ｄに通電されることで（励磁されることで）、弁座１２ｂから離座するように配置されている。これにより、第２電磁弁１２では、消磁されている状態においては、ばね１２ｅによって付勢されて弁体１２ｃが排出通路１８を閉じる方向に移動し、励磁されている状態においては、ばね１２ｅの付勢力に抗して弁体１２ｃが排出通路１８を開く方向に移動するようになっている。即ち、第２電磁弁１２は、励磁されていないノーマルな状態で排出通路１８を閉じる位置となるように（ノーマルクローズの状態に）なっている。
【００１９】
圧力補償機構３４は、排出通路１８に配置されており、第２電磁弁１２とタンク２８との間を接続する通路１８ｂに設けられている。この圧力補償機構３４は、排出通路１８が接続している主弁１０の背圧室２３内の水圧（作動流体の圧力）を所定の圧力となるように保持する圧力補償弁として設けられている。即ち、圧力補償機構３４は、閉弁方向に付勢するばね３４ａを備えており、所定の圧力値以上の圧力の水圧（作動流体圧）が上流側である第２電磁弁１２側（主弁１０の背圧室２３側）に作用すると、ばね３４ａの弾性付勢力に抗して開弁動作が開始されるようになっている。圧力補償機構３４が開弁されることで、排出通路１８の通路１８ｂが開かれて、主弁１０の背圧室２３とタンク２８とが、第２電磁弁１２を介して連通されることになる。
【００２０】
なお、圧力補償機構３４が設定されている上記所定の圧力は、主弁１０の水圧源ユニット側ポート２４に作用する水の圧力よりも低く、排出通路１８が連通するタンク２８内の水の圧力（作動流体の圧力）よりも高い所定の圧力となるようにばね３４ａのばね力等を調整することで設定されている。これにより、主弁１０の背圧室２３から水（作動流体）が排出される際における背圧室２３内の水の圧力（作動流体の圧力）を、水圧源ユニット側ポート２４に作用する水圧よりも低く、且つ、タンク２８内の水圧よりも高い所定の圧力となるように保持することができるようになっている。
【００２１】
図２において模式的に示すリミッタシリンダ１４は、主弁１０と水圧源ユニット２との間における主通路１６に（通路１６ａと通路１６ｂとの間に）配置されている。そして、このリミッタシリンダ１４は、ピストン２９と、圧力室３０と、給水室３１と、位置センサ３２と、ばね３３とを備えている。ピストン２９は、リミッタシリンダ１４の内部において往復動作自在に配設されている。そして、圧力室３０と給水室３１とが、リミットシリンダ１４内においてピストン２９により区画されて構成されている。
【００２２】
リミッタシリンダ１４の圧力室３０は、通路１６ａを介して水圧源ユニット２に接続されている。一方、給水室３１は、通路１６ｂに接続されており、第３電磁弁１３を介して水圧源ユニット２に接続されるとともに主弁１０の水圧源ユニット側ポート２４に接続されている。また、給水室３１内には、ばね３３がピストン２９を圧力室３０の側に向かって付勢するように配設されている。位置センサ３２は、リミッタシリンダ１４に設けられ、リミッタシリンダ１４におけるピストン２９の位置を検出するようになっている。また、図１に示すように、位置センサ３２は、検出した信号を制御部１５に対して発することができるようになっている。
【００２３】
第３電磁弁１３は、水圧源ユニット２からリミッタシリンダ１４の給水室３１への水の供給を可能とする通路１９に配置されて（通路１９ａと通路１９ｂとの間に配置されて）、この通路１９を開閉可能になっている。そして、この第３電磁弁１３は、本体１３ａと、この本体１３ａ内に形成される弁座１３ｂと、弁体１３ｃと、コイル部１３ｄと、ばね１３ｅとを備えている。弁座１３ｂは通路１９ａと通路１９ｂとの間に形成されており、弁体１３ｃは、弁座１３ｂに対して着座可能に配置されている。また、弁体１３ｃは、ばね１３ｅによって着座方向に付勢されるとともに、コイル部１３ｄに通電されることで（励磁されることで）、弁座１３ｂから離座するように配置されている。これにより、第３電磁弁１３では、消磁されている状態においては、ばね１３ｅによって付勢されて弁体１３ｃが通路１９を閉じる方向に移動し、励磁されている状態においては、ばね１３ｅの付勢力に抗して弁体１３ｃが通路１９を開く方向に移動するようになっている。即ち、第３電磁弁１３は、励磁されていないノーマルな状態で通路１９を閉じる位置となるように（ノーマルクローズの状態に）なっている。
【００２４】
制御部１５は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory））、電流制御回路などを備えて構成されている。そして、この制御部１５は、図１に示すように、第１電磁弁１１、第２電磁弁１２、及び第３電磁弁１３にそれぞれ接続されており、これらの各電磁弁（１１、１２、１３）の作動を制御することができるようになっている。即ち、制御部１５は、各電磁弁（１１、１２、１３）をそのコイル部（１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ）に通電することで励磁して作動させることができるようになっている。また、制御部１５は、リミッタシリンダ１４の位置センサ３２と接続され、位置センサ３２で検出された信号が受信されるようになっている。なお、制御部１５は、噴射弁３が設けられている図示しないディーゼルエンジンの作動を制御するエンジン制御ユニット（図示せず）からの指令に基づいて各電磁弁（１１、１２、１３）の作動を制御するようになっており、エンジン制御ユニットによって制御されるディーゼルエンジンのサイクルと同期する所定のタイミングで各電磁弁（１１、１２、１３）の作動を制御するようになっている。
【００２５】
次に、上述した構成を備える機関注水装置１の作動について、図２と、機関注水装置１の各電磁弁（１１、１２、１３）等の作動状態を示すタイミングチャートである図３を参照しつつ説明する。なお、図３は、第１電磁弁１１及び第２電磁弁１２のいずれとも正常に作動している場合（第１電磁弁１１及び第２電磁弁１２のいずれにも故障等の不具合が発生していない場合）について説明するものである。
【００２６】
制御部１５は、前述したエンジン制御ユニットからの信号等に基づいて、所定の一定周期ごとの水噴射開始タイミングと水噴射終了タイミングとを設定する水噴射指令を作成、またはエンジン制御ユニットで作成された水噴射指令を受けて、各電磁弁（１１、１２、１３）をこの水噴射指令に応じた所定のタイミングで作動させるように制御する。まず、制御部１５は、水噴射指令における水噴射開始タイミング（図中矢印ａ）に対して、例えば、所定の時間ΔＴ分だけ早く第１電磁弁１１を作動させるように励磁させる（図中矢印ｃ）。これにより、ノーマルオープンの状態で導入通路１７を開いていた第１電磁弁１１が閉じられることになる。そして、水噴射開始タイミングと同期するタイミングで、第２電磁弁１２を作動させるように励磁させる（図中矢印ｅ）。これにより、ノーマルクローズの状態で排出通路１８を閉じていた第２電磁弁１２が開かれることになる。そして、このとき、主弁１０の背圧室２３内の水圧が、水圧源ユニット側ポート２４に作用している水圧よりも低くてタンク２８内の水圧より高い所定の圧力値以上であるため、圧力補償機構３４も開弁されて、排出通路１８からタンク２８へと水が排出される。
【００２７】
水噴射開始タイミングで、上述のように、第１電磁弁１１は閉じられており第２電磁弁１２及び圧力補償機構３４が開かれた状態になることで、主弁１０の背圧室２３から水（作動流体）が排出される。これにより、リミッタシリンダ１４の圧力室３０に水圧源ユニット２から通路１６ａを介して高圧の水が導入されているため、ピストン２９がばね３３の弾性力に抗して給水室３１側に向かって移動する。そして、ピストン２９の給水室３１側への移動し、給水室３１内に充填されている水が、主弁１０のばね２７の弾性力に抗して弁体２２を弁座２１から離座するように付勢して主弁１０が開弁され（図中矢印ｇ）、主通路１６及び主弁１０を介して放出され、噴射弁３からの水噴射が開始される。
【００２８】
水噴射開始後、水噴射終了タイミング（図中矢印ｂ）になる前（図３では、このタイミングとして、水噴射終了タイミングの所定時間ΔＴ前である場合を例示している）に、第２電磁弁１２が消磁される（図中矢印ｆ）。そして、第２電磁弁１２が消磁されることにより、第２電磁弁１２がノーマルクローズの状態に復帰して排出通路１８が閉じられる。そして、水噴射終了タイミングになると、第１電磁弁１１が消磁され（図中矢印ｄ）、第１電磁弁１１がノーマルオープンの状態に復帰して導入通路１７が開かれる。これにより、水圧源ユニット２から導入通路１７を経て主弁１０の背圧室２３に高圧の水が導入されて主弁１０の閉弁動作が行われ（図中矢印ｈ）、噴射弁３からの水噴射が終了する。
【００２９】
なお、水噴射開始タイミングの後で水噴射終了タイミングまでの間において、即ち第２電磁弁１２が消磁されて閉弁する前において、主弁１０の背圧室２３内の水圧が前述した所定の圧力値以下となることがあれば、そのときは圧力補償機構３４が閉弁し、所定の圧力値以上となるとまた圧力補償機構３４が開弁することになる。このため、背圧室２３内の水圧は、タンク２８内の水圧以上の所定の圧力値以上となるように保持されることになる。また、第２電磁弁１２が閉じられた状態では、圧力補償機構３４は、当然に閉弁状態になっている。
【００３０】
また、水噴射終了タイミングから所定時間経過後（図３では、（２×ΔＴ）時間後）、制御部１５は、第３電磁弁１３を作動させるように励磁させる（図中矢印ｊ）。これにより、ノーマルクローズの状態で通路１９を閉じていた第３電磁弁１３が開かれ、通路１９を介してリミッタシリンダ１４の給水室３１への水の充填が開始される（図中矢印ｋ）。給水室３１への水の充填が開始されると、給水室３１の水圧とばね３３の弾性力とを合わせた力が圧力室３０の水圧に抗してピストン２９を圧力室３０の側に向かって移動させる。なお、給水室３１への水の充填が完了から再び水噴射開始するまでの間が短くなるように、第３電磁弁１３を開くタイミングｊを調節するようにしても良い。
【００３１】
なお、このときの第３電磁弁１３を介して給水室３１に水を供給する際におけるピストン２９の移動速度は、給水室３１から水を放出する際におけるピストン２９の移動速度よりも遅くなるように設定されている。この設定は、例えば、給水室３１に水を供給する際におけるピストン２９の移動速度に影響を与える要因の一つであるばね３３のばね力の適宜選択や、給水室３１に流入する流量の調節等によって決められる。
【００３２】
また、制御部１５は、位置センサ３２の検出信号に基づいて、給水室３１への水の充填が完了するタイミング（図中矢印ｎ）に一致するタイミングで第３電磁弁１３を消磁させる（図中矢印ｍ）。その後は、再び水噴射開始タイミングの所定時間前（ΔＴ時間前）になると、上述した作動が同様に繰り返されることになる。
【００３３】
以上説明したように、機関注水装置１によると、主弁１０の背圧室２３内の水圧がタンク２８内の水圧よりも高い圧力となるように保持されるため、背圧室２３から水を排出する際に、背圧室２３内の水圧がタンク２８内の水圧まで低下してしまうことを防止できる。これにより、背圧室２３の水圧がタンク２８内の水圧まで低下してしまう場合に比して、第１電磁１１を開いて背圧室２３に水を導入する際に、主弁１０が閉弁するまでに背圧室２３に導入される水量を少なくすることができる。このため、水圧源ユニット２と噴射弁３との間の通路を開閉する主弁１０の閉弁動作を速くすることができる。これにより、閉弁開始までの時間が短くなり、閉弁が開始するタイミングのばらつきが低減できる。また、第１電磁弁１１を通過する水の流量を少なくすることができることで、その通過する水によるフローフォースを低減でき、そのフローフォースによって第１電磁弁１１が閉じられてしまう虞を低減することができる。
【００３４】
また、機関注水装置１によると、第１電磁弁１１及び第２電磁弁１２を作動させて導入通路１７及び排出通路１８を開閉することで、主通路１６を開閉するよう主弁１０の作動状態を切り換えて、リミッタシリンダ１４の給水室３１内に充填された水を放出してディーゼルエンジンのシリンダ内へ注水することを制御できる。また、シリンダ内に注水した後に第３電磁弁１３を開くことで、リミッタシリンダ１４の圧力室３０と給水室３１とを同圧にすることができ、リミッタシリンダ１４内のピストン２９をばね２７によって圧力室３０側に移動させることができるため、給水室３１に水を充填することができる。また、第３電磁弁１３を閉じることで、給水室３１への水の充填を終了させることができる。さらに、第１電磁弁１１または第２電磁弁１２に作動不良が発生した場合は、ピストン２９が給水室３１側へ行き着き給水室３１内の水が放出されてしまうことで、ディーゼルエンジンのシリンダへの注水が停止することになる。従って、水圧源ユニット２と噴射弁３との間の主通路１６を開閉する主弁１０の作動状態を切り換えるために用いられる電磁弁（１１、１２）の作動不良や主弁１０のシート不良などによってディーゼルエンジンのシリンダ内へ注水し続けることを防止することができる。
【００３５】
また、機関注水装置１によると、制御部１５は、位置センサ３２で検出された信号に基づいて、ピストン２９の給水室３１側への移動が完了したことを検知することができるため、ピストン２９が適切に移動してディーゼルエンジンのシリンダ内への注水の制御が適切に行われているかどうかを判断することができる。即ち、制御部１５で作動が制御される各電磁弁（１１、１２）に作動不良が発生して適切にディーゼルエンジンのシリンダ内への注水が適切に行われていない異常発生時を検出することができる。
【００３６】
また、機関注水装置１によると、制御部１５において、位置センサ３２で検出されたピストン２９の移動量についての信号に基づいて、給水室３１から放出されてディーゼルエンジンのシリンダ内に注水された実際の注水量を算出することができる。そして、この算出値に基づいて第１電磁１１弁及び第２電磁弁１２の作動タイミングを補正することもできる。例えば、制御部１５で算出された注水量が予定された注水量より少ないときは、水噴射指令を長くするように補正する。また、水噴射タイミングも予定されたタイミングに一致するように補正するようにしても良い。
【００３７】
また、機関注水装置１によると、リミッタシリンダ１４の給水室３１からの水の放出が完了した後、給水室３１への水の充填が完了して再び水の放出を開始するまでの間において、給水室３１への水の充填を開始してからその充填が完了するまでの時間を長くして、給水室３１の水の充填完了から放出開始までの時間を短く設定してある。これにより、給水室３１への水の充填完了後に、給水室３１から第３電磁弁１３の本体１３ａと弁体１３ｃとの隙間を介して水がドレン１３ｆに漏れてしまう虞のある時間を短くすることができる。従って、上述の漏れを考慮してリミッタシリンダ１４を大きくしたり、第３電磁弁１３の隙間漏れ対策を施すことなく、機関注水装置１を安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る機関注水装置を例示した概略図である。
【図２】図１に示す機関注水装置の回路構成図である。
【図３】図２に示す機関注水装置の作動を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１    機関注水装置
２    水圧源ユニット
３    噴射弁
１０  主弁
１１  第１電磁弁
１２  第２電磁弁
１６  主通路
１７  導入通路
１８  排出通路
２０  本体
２１  弁座
２２  弁体
２３  背圧室
２４  水圧源ユニット側ポート
２５  噴射弁側ポート
２８  タンク
３４  圧力補償機構
【図１】
2006029178.tif 000003
【図２】
2006029178.tif 000004
【図３】
2006029178.tif 000005