(57)【要約】本発明による燃料噴射装置は入口とニードル弁（１５）とを有するノズル（２）を含む。制御ピストン（１６）は制御室（１７）を形成するとともに、前記ニードル弁（１５）に当接して、前記制御室（１７）内における圧力の増大により前記ノズルを閉じるようになっている。カム駆動式プランジャ（５）は前記ノズルの前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成する。前記装置はまた燃料用コモンレール（１１）とフィードライン（１３）と電気作動弁（９）を含む。前記弁は第３の位置にあるときに前記プランジャ室を前記コモンレールから分離するとともに、前記フィードラインに接続し、第２の位置にあるときに前記プランジャ室を前記フィードラインおよび前記コモンレールのいずれからも分離し、第１の位置にあるときに前記プランジャ室を前記フィードラインから分離する。また、フィードラインを相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と燃料タンク（２０）がある。前記制御室は、前記コモンレールに接続される。
2005524018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口とニードル弁（１５）とを有するノズル（２）と；前記ニードル弁（１５）を偏椅させて前記ノズル（２）を閉鎖する弾性手段（１４）と；制御室（１７）を形成するとともに、前記ニードル弁（１５）に当接して、前記制御室（１７）内における圧力の増大により結果的に前記ニードル弁（１５）を押圧して前記ノズル（２）を閉じるようになっている制御ピストン（１６）と；前記ノズル（２）の前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成するカム駆動式プランジャ（５）と；燃料用コモンレール（１１）と；フィードライン（１３）と；第３の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）に接続し、第２の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）および前記コモンレール（１１）のいずれからも分離し、第１の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）に接続することができる電気作動弁（９）と；フィードライン（１３）を相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と；燃料タンク（２０）とからなる燃料噴射装置において、前記制御室（１７）は、前記コモンレール（１１）に接続されることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
逆止め弁（１０）が、前記フィードライン（１３）と前記プランジャ室（７）との間において、自身の入口を前記フィードライン（１３）に接続されて配設される請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
第１の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記制御室（１７）と前記コモンレール（１１）との間における油圧的連通を開放することができ、第２の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記コモンレール（１１）から分離するとともに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）に油圧的に接続することができる電気作動式ノズル制御弁（ＮＣＶ）（３）をさらに含む請求項１〜２のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
入口とニードル弁（１５）とを有するノズル（２）と；前記ニードル弁（１５）を偏椅させて前記ノズル（２）を閉鎖する弾性手段（１４）と；制御室（１７）を形成するとともに、前記ニードル弁（１５）に当接して、前記制御室（１７）内における圧力の増大により結果的に前記ニードル弁（１５）を押圧して前記ノズル（２）を閉じるようになっている制御ピストン（１６）と；前記ノズル（２）の前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成するカム駆動式プランジャ（５）と；燃料用コモンレール（１１）と；フィードライン（１３）と；第３の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）に接続し、第２の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）および前記コモンレール（１１）のいずれからも分離し、第１の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）に接続することができる電気作動弁（９）と；第１の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記制御室（１７）と前記プランジャ室（７）との間における油圧的連通を開放することができ、第２の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記プランジャ室（７）から分離するとともに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）に油圧的に接続することができる電気作動式ノズル制御弁（ＮＣＶ）（３）と；フィードライン（１３）を相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と；燃料タンク（２０）とからなる燃料噴射装置。
【請求項５】
逆止め弁（１０）が、前記フィードライン（１３）と前記プランジャ室（７）との間において、自身の入口を前記フィードライン（１３）に接続されて配設される請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
入口を有するノズル（２）と；前記ノズルの前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成するカム駆動式プランジャ（５）と；燃料用コモンレール（１１）と；フィードライン（１３）と；第３の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）に接続し、第２の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）および前記コモンレール（１１）のいずれからも分離し、第１の位置にあるときに前記プランジャ室（７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記プランジャ室（７）を前記コモンレール（１１）に接続することができる電気作動弁（９）と；前記ノズル（２）を開閉する電気作動式ノズル制御弁（２３）と；フィードライン（１３）を相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と；燃料タンク（２０）とからなる内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項７】
逆止め弁（１０）が、前記フィードライン（１３）と前記プランジャ室（７）との間において、自身の入口を前記フィードライン（１３）に接続されて配設される請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
入口を有するノズル（２）と；前記ノズルの前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成するカム駆動式プランジャ（５）と；燃料用コモンレール（１１）と；前記プランジャ室（７）と前記コモンレール（１１）との間において配設されており、電気制御命令を受けると同時に、前記プランジャ室と前記コモンレールとの間における油圧的連通を開放または閉鎖することができる電気作動弁（９）と；前記ノズル（２）を開閉する電気作動式ノズル制御弁（２３）と；フィードライン（１３）を相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と；燃料タンク（２０）と；逆止め弁（１０）とからなる内燃機関用燃料噴射装置において、前記逆止め弁の入口は、前記フィードライン（１３）に接続され、前記逆止め弁の出口は、前記プランジャ室（７）に接続されることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項９】
入口とニードル弁（１５）とを有するノズル（２）と；前記ニードル弁（１５）を偏椅させて前記ノズル（２）を閉鎖する弾性手段（１４）と；制御室（１７）を形成するとともに、前記ニードル弁（１５）に当接して、前記制御室（１７）内における圧力の増大により結果的に前記ニードル弁（１５）を押圧して前記ノズル（２）を閉じるようになっている制御ピストン（１６）と；前記ノズル（２）の前記入口に接続されるプランジャ室（７）を形成するカム駆動式プランジャ（５）と；燃料用コモンレール（１１）と；前記プランジャ室（７）と前記コモンレール（１１）との間において配設されており、電気制御命令を受けると同時に、前記プランジャ室（７）と前記コモンレール（１１）との間における油圧的連通を開放または閉鎖することができる電気作動弁（９）と；フィードライン（１３）を相対的に低い燃料供給圧力で加圧する手段（１２）と；燃料タンク（２０）と；逆止め弁（１０）とからなり、前記逆止め弁の入口は、前記フィードライン（１３）に接続され、前記逆止め弁の出口は、前記プランジャ室（７）に接続される内燃機関用燃料噴射装置において、前記制御室（１７）は、前記コモンレール（１１）に接続されることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項１０】
第１の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記制御室（１７）と前記コモンレール（１１）との間における油圧的連通を開放することができ、第２の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記コモンレール（１１）から分離するとともに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）に油圧的に接続することができる電気作動式ノズル制御弁（ＮＣＶ）（３）をさらに含む請求項９に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記ＮＣＶは、第１の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）から分離するとともに前記制御室（１７）と前記プランジャ室（７）との間における油圧的連通を開放し、第２の位置にあるときに前記制御室（１７）を前記プランジャ室（７）から分離するとともに前記制御室（１７）を前記フィードライン（１３）に油圧的に接続する請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
前記制御室（１７）は、入力スロットル（１８）と出口ポート（１９）とを備え、さらに前記入力スロットル（１８）は、前記コモンレール（１１）に接続され、前記ＮＣＶ（３）の唯一の機能は、前記出口ポート（１９）と前記フィードライン（１３）との間において油圧的連通を開放または閉鎖することであり、前記入力スロットル（１８）と出口ポート（１９）と前記ＮＣＶ（３）との有効流動面積および前記弾性手段（１４）の力は、前記ノズルの入口における圧力が十分に高いときに、前記ＮＣＶの開弁が前記ニードル弁（１５）に前記ノズル（２）を開かせることができるように選択されることを特徴とする請求項１〜３、９、１０のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
前記制御室（１７）は、入力スロットル（１８）と出口ポート（１９）とを備え、さらに前記入力スロットル（１８）は、前記プランジャ室（７）に接続され、前記ＮＣＶ（３）の唯一の機能は、前記出口ポート（１９）と前記フィードライン（１３）との間において油圧的連通を開放または閉鎖することであり、前記入力スロットル（１８）と出口ポート（１９）と前記ＮＣＶ（３）との有効流動面積および前記弾性手段（１４）の力は、前記ノズルの入口における圧力が十分に高いときに、前記ＮＣＶの開弁が前記ニードル弁（１５）に前記ノズル（２）を開かせることができるように選択されることを特徴とする請求項４、５または１１のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
前記出口ポート（１９）と前記制御ピストン（１６）とは、前記制御ピストン（１６）が、開口ノズル（２）に対応する位置において前記出口ポート（１９）の流動面積を制限して、以って加圧燃料が前記入力スロットル（１８）と前記出力ポート（１９）と開口状態のＮＶＣ（３）とを介して前記フィードライン（１３）に漏出することを制限しうるように設計される請求項１２〜１３のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
センサ（２２）が配設されて、前記コモンレール内における燃料の圧力に関する情報をエンジン管理装置（２１）に供給する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、特に圧縮点火機関に燃料を噴射する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近まで、近代的なディーゼル機関に燃料を電子制御噴射する周知の手段は、機械作動方式とコモンレール方式との２つの機能的に異なる種類に分けられた。これらのいずれの装置も、その装置が特定の用途を対象として選択されることを必然的に決定する固有の利点と欠点とを有する。たとえば、高圧コモンレール方式は、エンジン動作時の大部分にわたって非常に高い燃料圧力がレール内と複雑なネットワークの油圧管路内とに存在することに関わる耐久性制約により、今日の大型ディーゼル機関にはめったに見られない。
【０００３】
前記の２つの別々の種類の装置を組み合わせて単一の噴射装置にして、エンジン管理装置にエンジン動作条件にしたがって機能モードを選択させる統合型ディーゼル燃料噴射装置が提案された。このような装置は、周知のユニット噴射装置の機械作動原理を利用して、燃料噴射のために高い圧力を創出し、以って高圧コモンレール方式の耐久性制限を回避するとともに、より低い噴射圧力が有利である状態および非常に柔軟な噴射タイミングが必要とされる状態においてコモンレール式の噴射を行なうことができる。このコモンレール機能モードは、この周知の統合型燃料噴射装置において、１組の噴射器に共通であり、かつ別個のポンプにより圧力下で燃料供給を受けるレールを用いることによって確保される。この構成は、良好に機能するが、ユニット噴射プランジャとコモンレールポンプとの２つの燃料加圧モジュールが存在するため、統合型燃料噴射装置の総費用は、一般に通常のユニット噴射式またはコモンレール方式の総費用を上回る。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の主題は、コモンレールの機能性を有する低費用の統合型電子制御式機械ユニット噴射装置である。本発明の主要な目的は、高圧下における直接噴射と、コモンレール内における圧力の創出および維持との両方を行なって、以ってコモンレール圧力のための別途の燃料ポンプの必要性が解消される機械作動式噴射手段を用いることによって装置の全体としての費用を削減することにある。
【０００５】
本発明の主要な目的は、機械作動式の噴射とコモンレールの原理とを、これらのそれぞれの利点を利用することができる条件において選択的に用いるとともに、その他の条件においては選択的に使用停止して、これらのそれぞれの欠点を回避することができる低費用の統合型燃料噴射装置（ＦＩＥ）を提供することにある。周知の統合型ＦＩＥと比較した場合の費用削減は、エンジン管理装置が、装置のユニット噴射部の機械作動手段を制御して、燃料をエンジンに高圧下で直接噴射させることと、装置のコモンレール部を加圧することとの両方を行なうことができるように装置を設計することによって達成される。これにより、別途のコモンレールポンプの必要性が解消されて、以って費用面での利益がもたらされるとともに、全体としての装置の設計が簡単になる。
【０００６】
本発明のまた他の目的は、さらに費用が削減されるとともに、ノズル開口圧力のシリンダ相互間および噴射相互間の均一性と長期的な制御安定性とが向上する燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、最新式の車載診断機能を全体的な制御装置に組み込むことも可能にする内蔵型リンプホーム機能を有する燃料噴射装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に示される本発明の第１の実施例によれば、従来式の通常的に閉じられているノズル２および電気作動式ノズル制御弁（ＮＣＶ）３と；カム６とプランジャ室７とを有するカム駆動式プランジャ５と戻しばね８と電気作動弁９とからなる燃料を加圧するための機械作動手段４と；逆止め弁１０と；一般に１組の燃料噴射器とエンジン（図示せず）内の機械作動手段とに供用されるコモンレール１１と；フィードライン１３内において相対的に低い燃料供給圧力を維持する手段１２と燃料タンク２０とを組み込まれる燃料噴射器１が得られる。電気作動弁９は、プランジャ室７とコモンレール１１との間に取り付けられる。逆止め弁１０の入口は、フィードライン１３に接続され、前記逆止め弁の出口は、プランジャ室７に接続される。エンジン管理装置２１は、弁３および９を制御するとともに、エンジンおよび燃料供給装置からのフィードバック、特にセンサ２２からのコモンレール圧力フィードバックを受ける。
【０００９】
燃料噴射器１は、従来技術により周知の種類の高圧コモンレール噴射器として動作するように設計される。このような周知の噴射器において一般的であるように、噴射器１は、ニードル弁１５を偏椅させてノズル２を閉じるばね１４と；制御室内における圧力の増大が結果的に制御ピストンにニードル弁１５を押圧させてノズルを閉じさせるように構成される制御室１７を有する制御ピストン１６と；入力スロットル１８と出口ポート１９とを内蔵する。入力スロットル１８は、制御室１７をプランジャ室７と接続し、出口ポート１９は、前記制御室をＮＣＶ３と接続する。前記ＮＣＶは、命令を受信すると開弁するとともに、出口ポート１９を戻り管路１３と接続しうる。入力スロットルと出口ポートとＮＣＶとの流動面積は、ＮＣＶの開弁が制御室内において十分な圧力降下を引き起こして、ニードル弁１５のディファレンシャル部に作用する圧力によってノズル２が開くように選択される。これもまた周知の高圧コモンレール式噴射器において一般的であるように、出口ポート１９と制御ピストン１６とは、制御ピストンが開口ノズルに対応する位置において出口ポートを制限して、以って加圧燃料が入力スロットル１８と出力ポート１９と開放状態の制御弁３とを介して戻り管路１３に漏出することを制限しうるように設計される。
【００１０】
プランジャ室７は、ノズル２の入口に接続される。このプランジャ室は、制御弁９の状態によって、コモンレール１１と接続または接続解除されうる。コモンレール１１は、装置の容積から空気を除去する手段（自動または手動のいずれか）（図示せず）を備える。
【００１１】
この燃料噴射装置は、以下のように動作する。エンジン始動時において、一般に低圧歯車ポンプと圧力調整器とによって構成される手段１２は、コモンレール１１とプランジャ室７とを含む装置全体を相対的に低い供給圧力下にある燃料により加圧する。供給圧力下にある燃料は、逆止め弁１０と開口状態の弁９とを介して装置に供給される。プランジャ５のポンピング動作ストロークの初期部分において、弁９は、噴射のために圧力の増大が始まる瞬間まで開口したままになる。このポンピング動作ストロークの初期部分において、燃料は、プランジャ室７からコモンレール１１へと押し出されて、コモンレール内の圧力が増大する。燃料を噴射するために燃料圧力を増大させる時期になると、弁９が閉じ、逆止め弁１０がその時点までに閉鎖されているため、プランジャ５は、プランジャ室７と制御室１７とを加圧する。噴射の開始にあたっては、ＮＣＶ３が開口して制御室１７をフィードライン１３に出口ポート１９を介して接続し、制御室１７内の圧力が降下して、制御ピストン１６とニードル弁１５とを上昇させてノズルを開かせる。次に、燃料が、プランジャ５により創出された圧力の下で開口ノズルを介して噴射される。噴射の終了にあたっては、弁９が開き、ＮＣＶが閉じる。ＮＣＶの閉弁に続いて、制御室１７内とノズル２内との圧力が等しくなって、ばね１４がノズルを閉じることができるようになる。プランジャ５のポンピング動作ストロークの残りの部分において、加圧燃料は、プランジャ室７から開口状態の弁９を介してコモンレール１１へと脱出する。この種のシステム動作は、従来技術において周知のユニットインジェクタおよびユニットポンプ装置の機能原理に似ており、ＥＵＩ動作モードとも呼ばれる。
【００１２】
装置が次のエンジンサイクルにおいてコモンレール内の燃料圧力をさらに増大させることを可能にするために、弁９は、プランジャの後退時にある期間にわたって閉じられる。これにより、プランジャ５が後退することによる容積の増大によってレール圧力が降下することが防がれる。弁９が閉じると、プランジャは、プランジャ室７内の圧力を供給圧力より幾分低いレベルまで低下させ、これによって逆止め弁１０が開口するとともに、プランジャ室をフィードライン１３からの燃料によって満たす。プランジャの注入動作ストローク時において弁９の閉鎖時間を調節することによって、フィードラインからプランジャ室７に供給されるとともにさらにコモンレール１１へと押し出される追加燃料の量を制御することができる。追加燃料の量を増加させるとコモンレール内の圧力が増大することになり、逆もまた同様である。コモンレール１１内におけるエンジンサイクル平均圧力の正確な制御は、センサ２２からの圧力フィードバック情報を利用するＥＭＳ２１を用いて容易に達成されうる（図１参照）。
【００１３】
一旦コモンレール内においてばねのノズル開口圧力を超える圧力レベルが達成されると、装置は、コモンレール（ＣＲ）モードで動作しうる。このＣＲ動作モードは、一般に、高い噴射圧力が噴射に必要とされないとき、たとえばエンジンがアイドリング状態または相対的に低い負荷点にあるときと、パイロット噴射および低圧レイトポスト噴射とに用いられる。このモードにおいて、弁９は、プランジャ５のポンピング動作ストローク全体を通して開いたままになる。このポンピング動作ストローク時に、燃料は、弁９を介して再びコモンレールへと押し出されて、プランジャ室７内における圧力がごくわずかしか増大しないようになる。噴射の開始にあたっては、ＮＣＶ３が開き、制御室１７内の圧力が降下して、ノズル内の圧力により駆動される制御ピストン１６とニードル弁１５とを上昇させて、ノズルを開かせる。次に、燃料が、ＮＣＶが再び閉じられるまで、コモンレール圧力下で開口ノズルを介して噴射される。ＮＣＶの閉弁に続いて、制御室１７内の圧力は、再びコモンレール圧力のレベルまで増大し、制御ピストン１６が、ばね１４により補助されて、ノズルを閉じる。ＣＲ動作モードを機能させるためには、コモンレール１１内と戻り管路１３内との圧力間における差が、従来技術において周知のようにばね１４の予圧と閉弁状態のニードル弁１５のディファレンシャル部の大きさとによって定義されるノズル２のばね開口圧力より大きくなくてはならないことが理解されよう。
【００１４】
装置がＣＲモードにある状態でのコモンレール圧力の制御は、前記と同じ方法、すなわちプランジャ５の注入動作ストローク時に閉鎖される弁９を脈動させることによって行なわれる。
【００１５】
ＣＲ動作モードは、機械作動式ＦＩＥ、特にユニットインジェクタに特有の機械作動手段を駆動する動力伝達装置の付勢と急速な付勢解除とを無くすことによって、噴射装置の機械騒音を低下させる。さらにまた、コモンレール圧力を用いることができることにより、エンジンサイクルのいかなる点においても燃料噴射が可能になる。コモンレール内の作動圧力に関する最大設計限界は、一方では費用、信頼性および最大圧力を制限するその他のパラメータと、他方では噴射タイミングの柔軟性、騒音の低下およびエンジン特性を向上させるその他のパラメータ等の利点との間における妥協点となる。
【００１６】
より高い噴射圧力が通常のエンジン動作において必要とされるときは、本発明にしたがった燃料噴射装置は、ＥＵＩモードで用いられる。ＥＵＩ動作モードを用いることにより、周知のユニットインジェクタおよびユニットポンプ装置に特有の非常に高い噴射圧力が達成されうる。それにもかかわらず、本発明は、直接噴射のために生じしめられる高圧が弁９の閉弁によって相対的に小さい容積に維持されるため、コモンレールおよびその他の容積内において非常に高い圧力を有することに伴う高圧コモンレール方式の欠点を有さない。実際に、ＥＵＩ動作モード時におけるコモンレール圧力は、弁９のＣＲ圧力制御機能を動作不能にして、前記弁がＥＵＩ噴射事象間において常に開弁状態になるようにすることによって供給圧力レベルに低下せしめられうる。
【００１７】
ＥＵＩモードでの動作の安全性の向上をもたらすために、入力スロットル１８は、コモンレール１１に図２に示されるように接続されうる。本発明のこの実施例により、プランジャのポンピング動作ストローク時においてＮＣＶが開弁しなかった場合でも噴射器の過圧が防がれる。この場合のノズル開口圧力は、コモンレール１１内における圧力と戻しばね１４の予圧と制御ピストン１６の直径とによって制限される。
【００１８】
図２に示される実施例は、ＮＣＶ弁の状態の車載診断を可能にする。前記弁が動作しているかどうかを確認するために、ＯＢＤ装置は、ＥＭＳ２１によりＮＣＶ弁の制御機能を作動状態と作動解除状態とにして、ある特定の診断運転条件時のエンジン速度を比較することができる。ＮＣＶが動作すると、コモンレール圧力によって規定される限界より低いＮＯＰで噴射が開始され得、このことは、いかなる場合もＯＢＤ装置に知られる。ＮＯＰの変化は、特定の噴射器により供給される燃料の量に影響を及ぼし、このことは、ＯＢＤ装置によりエンジン速度測定を通じて検出されうる。このため、特定の噴射器のＮＣＶが動作していないかどうかが判断されうる。それを超えるとＮＣＶが作動しても噴射される燃料の量に関して差が生じないＣＲ圧力のしきい値を十分な精度で判断することができる場合は、この診断装置をさらに精密化してＮＣＶの較正チェックを可能にすることができる。一旦このしきい値がわかると、実際のＮＯＰを計算することができ、その後、噴射器の目標ＮＯＰを出荷時設定表からしきい値が検出された弁９とＮＣＶとの相対的な作動タイミングと対照して調べることができる。十分に一致している場合は、ＮＣＶの出荷時較正が依然として有効であることがわかり、その逆もまた同様である。
【００１９】
加えて、図２の実施例は、ＮＣＶ弁が故障した場合にエンジンにリンプホーム機能を提供する。これは、本実施例は、ＮＣＶが閉弁位置において固着状態にあってもなお、噴射器内においてエンジンの機械的破壊をもたらしうる過剰な圧力増大を生じることなしに動作しうるからである。このような過圧の可能性は、ＮＣＶ制御式ＮＯＰを用いるいくつかの既存のユニット噴射装置において問題となっている。
【００２０】
図２の実施例が有利となりうるまた他の局面は、ノズル制御弁３をＥＵＩモードにおいて全て動作不能にすることによって、多気筒機関の１組の噴射器が共通のノズル開口圧力で動作することを可能にすることである。コモンレール圧力制御は、装置に可変ＮＯＰ機能を提供して、ＮＯＰがセンサ２２からのフィードバック情報に基づいてＥＭＳにより各噴射器に関して実時間で正確に監視されるという利点をもたらす。したがって、ＮＯＰ制御は、もはや各噴射器に関して個別のものではなしに、前記１組の噴射器に関して共通のものとなり、このパラメータの標本相互間、噴射相互間および長期の安定性が向上するという利点が得られる。噴射終了の品質は、より大きい直径の制御ピストン１６を用いることによって維持されうる。
【００２１】
いくつかの費用重視の用途においては、本発明を、噴射器毎に１個の電気作動制御弁（９）のみが設けられる図３に示されているまた他の実施例において用いることが有利でありうる。このような装置は、ＥＵＩモードでしか動作しないが、前記の原理にしたがってプランジャ５の注入動作ストロークにおいて制御弁の閉鎖時間を調節することによりコモンレール圧力を適切に制御することによって所望のレベルに設定されうる可変ＮＯＰを有する。さらにまた、完全性のために、それが有利である場合には、別途のポンピングユニットを用いて図３に示される実施例においてコモンレール圧力を創出および制御しうることに言及しておく。
【００２２】
図４に示される本発明のさらに他の実施例は、プランジャ室７とコモンレール１１との間において三位置／三方弁９を組み込まれている。この弁９は、プランジャ室７をコモンレールまたは戻り管路１３に二者択一的に接続すること、または前記プランジャ室７をこれらのいずれからも分離することができる。この設計の残りの部分は、図１に示されたものと同じである。図４の実施例にしたがって本発明を構成することのひとつの利点は、噴射のいわゆる「逃がし終了」を必要に応じて用いることができることである。
【００２３】
ＣＲ動作モードは、ＮＣＶ３を開いて、以って圧力を制御室１７から解放して、さらにこれによってノズル２を開かせることによって達成される。ＣＲモードの噴射時には、燃料は、図４に示されるように、コモンレールから開弁状態の制御弁９を介してノズルに供給される。この弁９の位置は、第１の位置と呼ばれる。ＮＣＶが閉じると、制御室１７内において圧力が増大し、最終的にノズルが閉じられる。ポンピング動作ストローク時においてプランジャ５により押しのけられるあらゆる燃料は、弁９を介して再びコモンレールに戻り、これによって有意な余剰圧力が装置内において生じることが防がれる。
【００２４】
ＥＵＩ動作モードにおいて、弁９は、プランジャ５のポンピング動作ストローク時において第１の位置から第２の位置に切り替えられる。この第２の位置において、弁９は、プランジャ室７をコモンレール１１と戻り管路１３とのいずれからも分離する。このため、装置内の圧力が増大し、所望の圧力レベルに達すると同時にＮＣＶが開いて、前記のように、ニードル弁１５にノズルを開かせる。燃料噴射は、プランジャによって生じしめられる高い圧力で行なわれる。噴射の終了にあたっては、いくつかの方法を選択することができる。一般的には、ＮＣＶが閉じられて、制御室１７が再加圧される。噴射の圧力支援終了が望まれる場合は、制御弁９は、第２の位置においてノズルの閉鎖時間に対応する時間にわたって閉じたままにしておかれるか、または再び第１の位置に切り替えられるかのいずれかとなる。その後、ノズルは、制御室１７内の高い圧力で閉じられ、この高い圧力が戻しばね１４を補助してノズルはより迅速に閉じられる。噴射の逃がし終了が望まれる場合は、弁９は、第３の位置に切り替えられて、プランジャ室７を戻り管路１３に接続するとともに、該プランジャ室をコモンレールから分離する。この手段により、ノズルは、戻しばね１４によって閉じられる一方で、ノズル内における燃料圧力は低い。
【００２５】
噴射の逃がし終了が用いられる場合は、プランジャ５の注入動作ストローク時における弁９の閉鎖時間を長くして、逃がし時にフィードライン１３に戻される燃料の量を相殺しなければならない。
【００２６】
図５に示される本実施例の代替形態では、弁９の第３の位置の可用性を利用してコモンレール圧力の制御を行なって、フィードライン１３とプランジャ室７との間における逆止め弁を用いて前記プランジャ室の注入を可能にする必要がなくなるようにしている。フィードラインからプランジャ室への注入にあたって、弁９は、噴射の逃がし終了後にある期間にわたって第３の位置に維持されるか、または第３の位置にある期間にわたって切り替えられた後に第１の位置に戻されるかのいずれかとなる。これにより、前記容積は、前回の動作サイクルにおいてエンジンのシリンダ内へと押しのけられた燃料分が補給される。
【００２７】
噴射の逃がし終了と圧力支援終了とを同時に用いることが有利である場合は、図６に示されるように、入力スロットル１８をコモンレールに直接接続することができる。噴射終了にあたっては、ＮＣＶ３が閉じられ、弁９は、第３の位置に切り替えられて、プランジャ室およびノズルから圧力を解放する。次に、ニードル弁１５は、戻しばね１４と、制御室１７とノズルとの間における差圧との複合作用下でノズルを閉鎖する。本発明のこの実施例においては、相対的に弱いノズル戻しばね１４を用いることができ、これによって、ＣＲ動作モードに用いられうる最低コモンレール圧力をより低い設定にすることが可能になる。
【００２８】
図３に示された実施例と同様に、本発明は、図７に示されるように、単一の電気作動式三位置制御弁（９）を噴射器毎に有して構成されうる。この三位置弁９は、噴射装置が前記のように圧力を逃がすことができるため、噴射終了が高速化されるという利点をもたらす。
【００２９】
当業者には、前記のいずれの実施例においても、二方ＮＣＶ弁３は、図８に例証されるように三方ＮＣＶ弁により置き換えられうることが理解されよう。
【００３０】
図９に示される本発明のさらにまた他の実施例は、ノズル２のニードル弁１５の位置を直接制御する電気作動式ノズル制御弁２３を組み込まれている。このニードル弁１５は、ＮＣＶ２３の移動可能な電機子２４に機械的に接続されうる。ＣＲおよび／またはＥＵＩ動作モードと、これらのモードを組み合わせたものと、コモンレール圧力制御とが、この実施例において、前記と同じ態様で実現される。前記ＮＣＶは、ソレノイド作動または好ましくは圧電作動されて、ニードル弁１５の位置の迅速かつ正確な制御が達成されうる。
【００３１】
本発明をその好適な実施例に関連して説明したが、以下の特許請求の範囲により定義されるところの本発明の精神および範囲内に含まれるその他の実施例もありうることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図２】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図３】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図４】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図５】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図６】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図７】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図８】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図９】本発明のさまざまな実施例の線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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