(57)【要約】【課題】より簡易な構成によってエンジン始動時の圧力上昇性能と、エンジン運転中の圧力変動抑制性能とを向上し得るコモンレール及び燃料噴射システムを提案する。【解決手段】インジェクタ（２１）に燃料を供給するコモンレール（２０）において、メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）とに区分けされ、メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）との間にはチェックバルブ（２０３）が配置され、チェックバルブ（２０３）は、メインレール（２０１）内の圧力が所定の基準圧力以下の場合、メインレール（２０１）からサブレール（２０２）に向けて燃料が流出しないように閉鎖し、メインレール（２０１）内の圧力が基準圧力よりも大きくなった場合、メインレール（２０１）からサブレール（２０２）に向けて燃料が流出するように開放して、コモンレール（２０）全体の体積を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタ（２１）に燃料を供給するコモンレール（２０）において、
メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）とに区分けされ、
前記メインレール（２０１）と、前記サブレール（２０２）との間にはチェックバルブ（２０３）が配置され、
前記チェックバルブ（２０３）は、
前記メインレール（２０１）内の圧力が所定の基準圧力以下の場合、前記メインレール（２０１）から前記サブレール（２０２）に向けて燃料が流出しないように閉鎖し、前記メインレール（２０１）内の圧力が前記基準圧力よりも大きくなった場合、前記メインレール（２０１）から前記サブレール（２０２）に向けて燃料が流出するように開放して、前記コモンレール（２０）全体の体積を調整する
ことを特徴とするコモンレール（２０）。
【請求項２】
前記チェックバルブ（２０３）は、
弁体（２０３１）、バネ（２０３２）及び保持部材（２０３３）を備える機械式のバルブであり、前記弁体（２０３１）は、前記メインレール（２０１）又は前記サブレール（２０２）の開口を閉鎖又は開放し、前記バネ（２０３２）は、一端が前記弁体（２０３１）に接続され、他端が前記保持部材（２０３３）に接続され、前記弁体（２０３１）に対して印加される圧力が前記基準圧力よりもおおきくなると縮み、前記保持部材（２０３３）は、前記弁体（２０３１）及び前記バネ（２０３２）を保持する
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール（２０）。
【請求項３】
前記サブレール（２０２）は、
前記メインレール（２０１）よりも体積が大きい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンレール（２０）。
【請求項４】
インジェクタ（２１）に燃料を供給するコモンレール（２０）を備える燃料噴射システム（１）において、
前記コモンレール（２０）は、
メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）とに区分けされ、
前記メインレール（２０１）と、前記サブレール（２０２）との間にはチェックバルブ（２０３）が配置され、
前記チェックバルブ（２０３）は、
前記メインレール（２０１）内の圧力が所定の基準圧力以下の場合、前記メインレール（２０１）から前記サブレール（２０２）に向けて燃料が流出しないように閉鎖し、前記メインレール（２０１）内の圧力が前記基準圧力よりも大きくなった場合、前記メインレール（２０１）から前記サブレール（２０２）に向けて燃料が流出するように開放して、前記コモンレール（２０）全体の体積を調整する
ことを特徴とする燃料噴射システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレール及び燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの各気筒に燃料（例えばガソリン）を直接噴射する燃料噴射システムが知られている。この燃料噴射システムは、複数のインジェクタ及びこれら複数のインジェクタに接続されるコモンレールを備える。
【０００３】
コモンレールは、高圧ポンプから配管を通って圧送される燃料を高圧に維持し、これを各インジェクタに分配供給する。燃料を高圧に維持することにより、燃料の微粒化が促進される。微粒化された燃料は、インジェクタから噴射されて気筒内の空気と効果的に混合する。これにより燃焼効率を向上させることができる。
【０００４】
またコモンレールは、燃料の圧力変動を抑制する必要がある。圧力変動を抑制することにより、コモンレールからインジェクタに対して、適切な量の燃料を安定的に分配供給することができる。よってインジェクタから噴射される燃料の噴射量が安定し、燃焼効率を向上させることができる。
【０００５】
特許文献１には、コモンレールに気体封入式のダンパ手段が接続された直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置が開示されている。ダンパ手段は、コモンレール内の圧力変動に応じて伸縮する。このダンパ手段により、エンジン始動時の圧力上昇性能と、その後の圧力変動抑制性能とを確保することができるとしている。
【０００６】
具体的には、エンジン始動時においてダンパ手段は、圧力が所定値以上に上昇するまでは動作せず、縮小した状態を維持する。これにより燃料充填容積が最小に維持され、圧力を所定値以上に速やかに上昇させることができる。
【０００７】
一方でエンジン運転中においてダンパ手段は、ダンパ手段内の封入気体の圧力がコモンレール内の圧力と釣り合うまで縮小した状態を維持し、この状態でコモンレール内の圧力変動に応じて伸縮する。これにより圧力変動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３１０６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで一般に、コモンレールの圧力上昇性能及び圧力変動抑制性能を向上させようとすると、燃料噴射システム全体としては複雑化、大型化及びコスト高になるという課題がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、より簡易な構成によってエンジン始動時の圧力上昇性能と、エンジン運転中の圧力変動抑制性能とを向上し得るコモンレール及び燃料噴射システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するために、本発明においては、インジェクタ（２１）に燃料を供給するコモンレール（２０）において、メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）とに区分けされ、メインレール（２０１）と、サブレール（２０２）との間にはチェックバルブ（２０３）が配置され、チェックバルブ（２０３）は、メインレール（２０１）内の圧力が所定の基準圧力以下の場合、メインレール（２０１）からサブレール（２０２）に向けて燃料が流出しないように閉鎖し、メインレール（２０１）内の圧力が基準圧力よりも大きくなった場合、メインレール（２０１）からサブレール（２０２）に向けて燃料が流出するように開放して、コモンレール（２０）全体の体積を調整するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、より簡易な構成によってエンジン始動時の圧力上昇性能と、エンジン運転中の圧力変動抑制性能とを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】燃料噴射システムの全体構成図である。
【図２】コモンレールの概略構成図である。
【図３】基準圧力以下のときのコモンレールの概略構成図である。
【図４】基準圧力よりも大きいときのコモンレールの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明について、図面を参照しながら本発明の一実施の形態を詳述する。なお以下の説明はあくまで本発明の一実施の形態にすぎず、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本実施の形態における燃料噴射システム１の全体構成を示す。燃料噴射システム１は、燃料タンク１１、燃料を汲み上げる低圧ポンプ１２、配管内の圧力を調整する圧力調整弁１３、燃料フィルタ１４、配管１５、燃料の流量を制御する流量制御弁１６、燃料を高圧にして圧送する高圧ポンプ１７、燃料の逆流を防止する逆止弁１８及び燃料の異常な高圧状態を防止するリリーフ弁１９等を備える。
【００１６】
また燃料噴射システム１は、圧送されてきた高圧の燃料を保持するコモンレール２０と、このコモンレール２０に接続され、エンジンの各気筒内（図示省略）に燃料を噴射する複数のインジェクタ２１と、コモンレール２０内の圧力を検出する圧力センサ２２とを備える。これらの詳細な構成については後述する（図２〜図４）。
【００１７】
なおＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２３は、圧力センサ２２からの圧力信号Ｓ１を受信し、この圧力信号Ｓ１に基づいて、流量制御弁１６に対して弁制御信号Ｓ２を送信し、コモンレール２０に供給される燃料の流量を制御する。
【００１８】
図２は、本実施の形態におけるコモンレール２０の概略構成を示す。コモンレール２０は、メインレール２０１と、サブレール２０２とに区分けされる。ここではサブレール２０２の体積の方がメインレール２０１の体積よりも大きくなるように区分けされる。メインレール２０１の体積は、後述する所定の基準圧力の大きさによって適宜設定される。
【００１９】
なおここではメインレール２０１の右隣にサブレール２０２が配置されている構成を図示しているが必ずしもこれに限らず、例えばメインレール２０１の上方にサブレール２０２を配置するとしてもよい。
【００２０】
またコモンレール２０は、機械式のチェックバルブ２０３を備える。チェックバルブ２０３は、メインレール２０１と、サブレール２０２との間に配置される。具体的にチェックバルブ２０３は、サブレール２０２内の両端部のうちのメインレール２０１側の端部に配置される。
【００２１】
チェックバルブ２０３は、図示するように弁体２０３１、バネ２０３２及び保持部材２０３３を備えて構成される。弁体２０３１は、メインレール２０１の両端部のうちのサブレール２０２側の端部の開口を閉鎖する程度の大きさを有する。バネ２０３２は、一端がこの弁体２０３１に接続され、他端が保持部材２０３３の底面に接続される。保持部材２０３３は、これら弁体２０３１及びバネ２０３２を保持する。
【００２２】
チェックバルブ２０３は、メインレール２０１側から弁体２０３１に対して所定の基準圧力よりも大きい圧力が印加されるとバネ２０３２が縮み、メインレール２０１の端部の開口を開放する。このときメインレール２０１内の高圧の燃料がメインレール２０１からサブレール２０２に流れ込む。
【００２３】
一方でチェックバルブ２０３は、メインレール２０１側から弁体２０３１に対して所定の基準圧力以下の圧力が印加されている場合、圧力に抗ってバネ２０３２は伸びた状態を維持し、メインレール２０１の端部の開口を閉鎖する。このときメインレール２０１内の燃料はメインレール２０１に保持され、メインレール２０１からサブレール２０２に流れ込まない。
【００２４】
このようにチェックバルブ２０３は、メインレール２０１内の圧力に応じてメインレール２０１の端部の開口を開放又は閉鎖するように動作する。すなわちチェックバルブ２０３は、コモンレール２０全体の体積をメインレール２０１内の圧力に応じて、適宜変動させることができる。
【００２５】
図３は、メインレール２０１内の圧力が基準圧力以下の場合のコモンレール２０の概略構成を示す。また図４は、メインレール２０１内の圧力が基準圧力以下の場合のコモンレール２０の概略構成を示す。
【００２６】
ここでの基準圧力は１５ＭＰａに設定されているが、必ずしもこれに限られない。メインレール２０１の体積やチェックバルブ２０３のバネ２０３２のバネ力を変更することにより、基準圧力を適宜変更することができる。
【００２７】
図３においてメインレール２０１内の圧力は、１５ＭＰａであり基準圧力（１５ＭＰａ）以下である。よってチェックバルブ２０３のバネ２０３２は伸びた状態を維持する。チェックバルブ２０３の弁体２０３１は、メインレール２０１の端部の開口を閉鎖する。
【００２８】
このときコモンレール２０全体の体積は、メインレール２０１の体積のみとなり、最小となる。よってエンジン始動時の圧力上昇性能を向上することができる。なお図３に示す圧力状況は、エンジン始動時に限らず、エンジン運転中、アイドリングストップ時、エンジン停止時において起こり得る。
【００２９】
図４においてメインレール２０１内の圧力は、３５ＭＰａである。基準圧力（１５ＭＰａ）よりも大きいため、チェックバルブ２０３のバネ２０３２は縮んだ状態となる。チェックバルブ２０３の弁体２０３１は、メインレール２０１の端部の開口を開放する。
【００３０】
このときコモンレール２０全体の体積は、メインレール２０１の体積と、サブレール２０２の体積とを合算した体積となり、最大となる。よってエンジン運転中の圧力変動抑制性能を向上することができる。
【００３１】
以上のように本実施の形態によれば、コモンレール２０内をメインレール２０１及びサブレール２０２に区分けし、メインレール２０１と、サブレール２０２との間にチェックバルブ２０３を設け、チェックバルブ２０３については、メインレール２０１内の圧力が所定の基準圧力以下の場合は閉鎖し、基準圧力よりも大きくなると開放するようにした。これにより簡易な構成によってエンジン始動時の圧力上昇性能と、エンジン運転中の圧力変動抑制性能とを向上することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  燃料噴射システム
２０  コモンレール
２０１  メインレール
２０２  サブレール
２０３  チェックバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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