(57)【要約】【課題】  燃料噴射弁の噴射タイミングを一定に保ち、かつ燃料噴射圧を一定に保つ。【解決手段】  ノズルバルブ８をばね１０によって閉弁方向に押圧している噴射弁２を開弁可能状態と閉状態とに電磁弁３０が切り換える。ノズルバルブ８に連通する燃料通路１９を、燃料コモンレール２４に接続する燃料供給位置と、燃料タンク２０とに接続する燃料低圧位置とにパイロット式切換弁１８が切り換える。電磁弁３０により噴射弁２が開弁可能状態となる直前で、前記燃料通路の圧力が所定圧まで上昇可能な時間前に、パイロット式切換弁１８を燃料供給位置に切り換え、電磁弁３０により噴射弁２が閉状態に切り換えられると同時若しくは直後に、パイロット式切換弁１８を燃料低圧位置に切り換える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルバルブをばねによって閉弁方向に押圧している噴射弁の開閉を制御する噴射弁制御方法であって、
前記噴射弁を開弁可能状態と閉状態とに切り換える噴射期間制御弁と、
前記ノズルバルブに連通する燃料通路を、燃料コモンレールに接続する燃料供給位置と、燃料タンクに接続する燃料低圧位置とに切り換える燃料供給弁とにおいて、
前記噴射期間制御弁により前記噴射弁が開弁可能状態となる直前で、前記燃料通路の圧力が所定圧まで上昇可能な時間前に、前記燃料供給弁を燃料供給位置に切り換え、
前記噴射期間制御弁により前記噴射弁が閉状態に切り換えられると同時若しくは直後に、前記燃料供給弁を前記燃料低圧位置に切り換える
噴射弁制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の噴射弁制御方法に用いられる噴射弁制御装置であって、
前記噴射弁は、前記ばねが前記燃料通路の圧力に抗して前記ノズルバルブを閉弁状態に保持し、
前記燃料とは異なる作動油源と作動油タンクとを設け、
前記燃料供給弁は、ソレノイドを備えた第１電磁弁と、パイロット室を有する第１パイロット式切換弁とを、備え、
第１電磁弁は、前記パイロット室に前記作動油源からの作動油の供給又は停止に切り換え、
第１パイロット式切換弁は、前記燃料通路を前記燃料コモンレールまたは前記燃料タンクに切り換える
噴射弁制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の噴射弁制御方法に用いられる噴射弁制御装置であって、
前記噴射弁は、前記ばねが前記燃料通路の圧力に抗して前記ノズルバルブを閉弁状態に保持し、前記ばねに抗する圧力が導入される第１圧力室が形成され、
前記燃料とは異なる作動油源と作動油タンクとを設け、
前記噴射期間制御弁は、ソレノイドを備えた第２電磁弁であって、第１圧力室への前記作動油の供給または停止に切り換える
噴射弁制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の噴射弁制御装置において、
前記ノズルバルブの燃料通路と第１圧力室との間に、ドレン通路を接続した噴射弁制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の噴射弁制御方法に用いられる噴射弁制御装置であって、
前記燃料とは異なる作動油源を設け、
前記燃料供給弁は、ソレノイドを備えた第３電磁弁と、パイロット室を有する第２パイロット式切換弁とを、備え、
第３電磁弁は、前記パイロット室への前記作動油の供給または停止に切り換え、
前記第２パイロット式切換弁は、前記燃料油路を前記燃料コモンレールまたは前記燃料タンクに切り換える
噴射弁制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の噴射弁制御方法に用いられる噴射弁制御装置であって、
前記噴射弁は、前記ノズルバルブを閉弁方向に押圧する圧力が導入される第２圧力室が形成され、第２圧力室に前記ノズルバルブを前記閉弁方向に押圧する前記ばねが挿入され、
前記燃料とは異なる作動油源を設け、
前記噴射期間制御弁は、ソレノイドを備えた第４電磁弁と、パイロット室を有する第３パイロット式切換弁とを、備え、
第４電磁弁は、前記パイロット室への前記作動油の供給または停止に切り換え、
前記第３パイロット式切換弁は、第２圧力室を、前記燃料コモンレールまたは前記燃料タンクに切り換える
噴射弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射装置における燃料噴射弁の制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置には、コモンレール式のものがある。コモンレール式燃料噴射装置では、コモンレールから供給される高圧燃料を、燃料噴射ノズルから気筒へ噴射する。この燃料噴射技術の一例が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された技術では、ノズル室の噴射ノズルにノズルバルブが接触している。ノズルバルブの背部には低圧室が設けられ、この内部に圧縮コイルスプリングと背圧受部材とが設けられている。圧縮コイルスプリングの圧縮力によって背圧受部材がノズルバルブを噴射ノズルに押しつけ、噴射ノズルを閉じている。コモンレールからの高圧燃料は、三方電磁弁が切り換えられたとき、燃料供給通路を介してノズル室に供給され、高圧燃料の作用によって、ノズルバルブが背圧受部材の押圧力に抗して上昇し、噴射ノズルから高圧燃料の噴射が行われる。また、高圧燃料が供給されていないとき、ノズル室及び燃料通路の圧力を低圧に保つために、三方電磁弁に関連して動作する等圧バルブが設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５６６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術を舶用や発電設備用の大型機関に実施した場合、燃料通路の容積が大きいので、燃料通路の圧力が低圧状態から、ノズルバルブを上昇させる噴射圧まで上昇するのに時間がかかる。この時間がかかることによって噴射タイミングの遅れが生じる。また、上述したように燃料通路及びノズル室の圧力が圧縮コイルスプリングの押圧力よりも大きくなったときに、ノズルバルブは開弁するが、燃料通路の容積が大きいと、ノズルバルブが開弁した直後の燃料通路及びノズル室の圧力が不安定になり、燃料の噴射量がばらつく。
【０００６】
本発明は、噴射タイミングを一定に保ち、かつ燃料噴射圧を一定に保つことができる噴射弁の制御方法及び制御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】
【０００７】
本発明の一態様の噴射弁制御方法は、ノズルバルブをばねによって閉弁方向に押圧している噴射弁の開閉を制御するものである。噴射弁に関連して、噴射期間制御弁と、燃料供給弁とが設けられている。噴射期間制御弁は、前記噴射弁を開弁可能状態と閉状態とに切り換える。燃料供給弁は、前記ノズルバルブに連通する燃料通路を、燃料コモンレールに接続する燃料供給位置と、燃料タンクに接続する燃料低圧位置とに切り換える。前記噴射期間制御弁により前記噴射弁が開弁可能状態となる直前であって、前記燃料通路の圧力が所定圧まで上昇可能な時間前に、前記燃料供給弁が燃料供給位置に切り換えられる。前記噴射期間制御弁により前記噴射弁が閉状態に切り換えられると同時若しくは直後に、前記燃料供給弁が前記燃料低圧位置に切り換えられる。
【０００８】
この噴射弁制御方法によれば、燃料供給弁の燃料供給位置への切換が、燃料通路の圧力が所定圧に上昇するのに要する時間だけ、噴射期間制御弁が開弁可能な状態になる前に行われている。従って、噴射期間制御弁によって噴射弁が開弁可能な状態になったときには、直ちに燃料通路の圧力によってノズルバルブが押し上げられ、噴射弁が開弁され、噴射タイミングのずれは生じない。従って、大型機関を安定して制御することができる。更に、噴射弁の開弁時には、燃料通路の圧力は充分に上昇しているので、燃料の噴射量のばらつきも生じない。なお、燃料通路の上昇後の圧力を、ノズルバルブを開弁するのに必要な圧力よりも大きく設定すれば、燃料の噴射量を安定させることができる上に、燃料の噴射量が多いときには、噴射量のばらつきが生じやすいが、ばらつきを抑えることもできる。
【０００９】
本発明の一態様である噴射弁制御装置は、上記態様の噴射弁制御方法に用いられる噴射弁制御装置である。前記噴射弁は、前記ばねが前記燃料通路の圧力に抗して前記ノズルバルブを閉弁状態に保持している。前記燃料とは異なる作動油源が設けられている。前記燃料供給弁は、ソレノイドを備えた第１電磁弁と、パイロット室を有する第１パイロット式切換弁とを、備えている。第１電磁弁は、前記パイロット室への作動油の供給または停止に切り換える。第１パイロット式切換弁は、前記燃料通路を前記燃料コモンレールまたは前記燃料タンクに切り換える。
【００１０】
このように構成された噴射弁制御装置では、第１電磁弁がパイロット室に例えば作動油を供給すると、第１パイロット式切換弁が、燃料通路をコモンレールに接続し、燃料が噴射弁に供給される。第１電磁弁がパイロット室への作動油の供給を停止すると、第１パイロット式切換弁が燃料通路を燃料タンクに接続し、噴射弁への燃料供給が停止される。なお、第１電磁弁がパイロット室への作動油の供給を停止したときに、第１パイロット式切換弁が燃料通路をコモンレールに接続し、第１電磁弁がパイロット室へ作動油を供給すると、第１パイロット式切換弁が燃料通路を燃料タンクに接続することもできる。このように構成すると、第１電磁弁は、パイロット室へ作動油によるパイロット圧を供給するだけであり、燃料に直接に接していない。燃料としては、例えば重油が使用されることがあり、この重油は例えば摂氏１５０度に加熱することがある。上述したように第１電磁弁が燃料に直接接していないので、燃料の熱が第１電磁弁のソレノイドに伝達されず、ソレノイドが異常高温になって焼き切れることを防止できる。
【００１１】
本発明の他の態様の噴射弁制御装置は、上記態様の噴射弁制御装置と同様に、作動油源を有している。更に、前記ばねが燃料通路の圧力に抗してノズルバルブを閉弁状態に保持している上に、このばねに抗する圧力が導入される第１圧力室が形成されている。また、前記噴射期間制御弁は、ソレノイドを備えた第２電磁弁であって、第１圧力室に作動油を供給または停止に切り換える。
【００１２】
このように構成すると、第２電磁弁が第１圧力室に作動油を供給すると、前記ばねに抗する圧力が第１圧力室に供給され、ノズルバルブが開弁可能な状態になる。第２電磁弁が第１圧力室への作動油供給を停止すると、第１圧力室の圧力が低下し、ノズルバルブが閉弁状態になる。このようにノズルバルブを閉弁状態と開弁可能な状態との間で切り換えるのに、作動油を用いている。上述したように燃料に重油を使用する場合、重油が高温に加熱されるが、第２電磁弁は、燃料に接していないので、燃料の熱がソレノイドに伝達されることがなく、ソレノイドが異常高温となって焼き切れることもない。
【００１３】
上記の噴射弁制御装置において、ノズルバルブの燃料通路と第１圧力室との間に、ドレン通路を設けることもできる。このように構成すると、燃料に作動油が混ざることを防止でき、噴射される燃料の量が変化することを防止できる。また、作動油に燃料が混ざることも防止でき、作動油源の故障を低減できる。
【００１４】
本発明の更に別の態様の噴射弁制御装置も、上述した噴射弁制御方法に使用するもので、燃料とは異なる作動油の油源が設けられている。燃料供給弁は、ソレノイドを備えた第３電磁弁と、パイロット室を有する第２パイロット式切換弁を備えている。第３電磁弁は、パイロット室に作動油を供給または停止に切り換え、パイロット式切換弁は、燃料通路を燃料コモンレールまたは燃料タンクに切り換える。
【００１５】
このように構成すると、第３電磁弁が例えば作動油をパイロット室に供給すると、第２パイロット式切換弁が、燃料通路を燃料コモンレールに接続する。これによって燃料が噴射弁に供給される。第３電磁弁が例えばパイロット室への作動油の供給を停止すると、第２パイロット式切換弁が燃料通路を燃料タンクに接続し、燃料の噴射弁の供給を停止する。第３電磁弁が例えばパイロット室への作動油の供給を停止したときに、第２パイロット式切換弁が燃料通路を燃料コモンレールに接続し、第３電磁弁がパイロット室に作動油を供給したとき、第２パイロット式切換弁が燃料通路を燃料タンクに接続することもできる。このように、第３電磁弁は、燃料に直接に接せず、燃料としては、加熱された重油を使用する場合にも、第３電磁弁が燃料に直接接していないので、燃料の熱が第３電磁弁のソレノイドに伝達されず、ソレノイドが異常高温になって焼き切れることを防止できる。
【００１６】
本発明の更に他の態様の噴射弁制御装置も、上述した噴射弁制御方法に使用するものである。前記噴射弁は、ノズルバルブを閉弁方向に押圧する圧力が導入される第２圧力室が形成され、第２圧力室に前記ノズルバルブを前記閉弁方向に押圧する前記ばねが挿入されている。前記燃料とは異なる作動油源が設けられている。前記噴射期間制御弁は、ソレノイドを備えた第４電磁弁と、パイロット室を有する第３パイロット式切換弁とを、備えている。第４電磁弁は、前記パイロット室に作動油の供給または停止に切り換え、前記第３パイロット式切換弁は、第２圧力室を、前記燃料コモンレールまたは前記燃料タンクに切り換える。
【００１７】
このように構成すると、例えば第４電磁弁がパイロット室に作動油を供給すると、第３パイロット式切換弁が第２圧力室に燃料通路を接続する。これによって第２圧力室に燃料が供給され、その圧力によってノズルバルブは強固に閉弁状態を維持する。従って、この間に、燃料が噴射弁に供給されても、ノズルバルブが不用意に開弁することはない。第４電磁弁が例えばパイロット室への作動油の供給を停止すると、第３パイロット式切換弁が第２圧力室を燃料タンクに接続し、第２圧力室の圧力が下がり、ノズルバルブは、ばねによってのみ閉弁されている。従って、噴射弁に燃料が供給されているので、その燃料の圧力によってノズルバルブが開弁する。なお、第４電磁弁がパイロット室への作動油の供給を停止しているとき、第３パイロット切換弁が第２圧力室に燃料通路を接続し、第４電磁弁がパイロット室に作動油を供給しているとき、第３パイロット式切換弁が第２圧力室を燃料タンクに接続するようにすることもできる。このように、第４電磁弁は、パイロット室にパイロット圧の供給源として作動油を供給しているだけである。従って、燃料として加熱された重油を使用する場合にも、第４電磁弁が燃料に直接接していないので、燃料の熱が第４電磁弁のソレノイドに伝達されず、ソレノイドが異常高温になって焼き切れることを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、噴射期間制御弁によってノズルバルブを開弁可能とする前に、燃料供給弁によって燃料を噴射弁に供給して、噴射弁における燃料の圧力が充分に上昇した後に、噴射期間制御弁によってノズルバルブを開弁可能な状態としているので、ノズルバルブが開弁するタイミングが遅れることはなく、かつ燃料の噴射量がばらつくことも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態の燃料噴射弁制御装置は、図１に示すような油圧回路構成とされている。即ち、この制御装置は、燃料噴射弁２を有している。この燃料噴射弁２は、その先端部に燃料供給室４を有し、その先端にノズル５を有し、このノズル５には弁座６が形成されている。この弁座６にノズルバブル８が着座している。このノズルバブル８が上下動可能に燃料供給室４に配置され、上方に移動したとき、弁座６から離座して、燃料供給室４内に供給されている燃料をノズル５が噴出する。
【００２０】
ノズルバルブ８の背面側には、ノズルバルブ８を弁座６に着座させて、閉弁状態とするようにノズルバルブ８を弁座方向６に押圧するためのばね１０が設けられている。ノズルバルブ８の背部には、ロッド１２の一端が結合されている。ロッド１２の他端は、第１圧力室１４内に配置されたピストン１６に結合されている。ピストン１６は、弁座６方向及びその反対方向に摺動自在であり、ピストン１６がばね１０の押圧力に抗して、弁座６と反対方向に摺動したとき、ノズルバルブ８が弁座６から離座する。
【００２１】
燃料供給室４に燃料を供給するために第１のパイロット式切換弁１８が設けられている。このパイロット式切換弁１８は、出力ポート１８ａと第１及び第２の入力ポート１８ｂ、１８ｃとを有し、出力ポート１８ａが燃料供給室４に燃料通路１９を介して接続され、第１入力ポート１８ｂが燃料タンク２０に接続され、第２入力ポート１８ｃが緊急遮断回路２２を介して燃料コモンレール２４に接続されている。燃料コモンレール２４には高圧燃料ポンプユニット２６から高圧燃料、例えば加熱された重油が供給されている。パイロット式切換弁１８は、パイロット室１８ｐにパイロット圧が非供給の状態で、出力ポート１８ａを第１入力ポート１８ｂに接続し、燃料供給室４、燃料通路１９を燃料タンク２０に接続する。また、パイロット式切換弁１８は、パイロット室１８ｐにパイロット圧が供給されたとき、出力ポート１８ａと第２入力ポート１８ｃとを接続し、燃料供給室４及び燃料通路１９を燃料コモンレール２４に接続する。
【００２２】
パイロット式切換弁１８のパイロット圧は、第１の電磁弁２８によって与えられる。電磁弁２８はソレノイド２８ｓを有し、ソレノイド２８ｓが非励磁状態では、作動油源、例えば油圧圧力容器２９からの作動油がパイロット室に供給されるのを阻止し、即ち作動油を遮断している。なお、作動油は、燃料とは異なるものである。ソレノイド２８ｓが励磁されているとき、電磁弁２８は、油圧圧力容器２９からの作動油をパイロット室１８ｐに供給する。即ち、電磁弁２８は、電磁開閉弁である。なお、パイロット室１８ｐに供給された作動油を排出するために、絞り弁３２を介して作動油タンク３４にパイロット室１８ｐが接続されている。
【００２３】
この電磁弁２８とパイロット式切換弁１８とが、燃料供給弁を構成している。
【００２４】
油圧力容器２９の作動油は、第２の電磁弁３０を介して第１の圧力室１４に供給または停止される。即ち、電磁弁３０は、ソレノイド３０ｓを有し、ソレノイド３０ｓが非励磁状態では、作動油は、圧力室１４のロッド１２側の部屋に供給されない。ソレノイド３０ｓが励磁状態では、作動油は、圧力室１４のロッド１２側の部屋に供給される。これによって、ピストン１６がばね１０の押圧力を打ち消す。なお、圧力室１４に供給された作動油を排出するために、絞り弁３６を介して作動油タンク３４に圧力室１４が接続されている。この電磁弁３０が噴射期間制御弁である。
【００２５】
作動油の回収用ドレン通路３８と、燃料回収用ドレン通路４０が、ノズルバルブ８とピストン１６との間に設けられている。また、電磁弁２８、３０のソレノイド２８ｓ、３０ｓの励磁、非励磁の制御は、図示しない制御装置によって行われる。
【００２６】
図２（ａ）はパイロット式切換弁１８の制御状態を示し、同図（ｂ）は燃料通路１９及び燃料供給室４の圧力の変化状態を示し、同図（ｃ）は電磁弁３０の制御状態を示している。当初、電磁弁１８のソレノイド１８ｓは、非励磁状態であり、燃料通路１９、燃料供給室４は燃料タンク２０接続され、同図（ｂ）に示すようにその圧力は低い。同時にソレノイド３０ｓも非励磁状態であるので、圧力室１４には作動油は供給されていない。従って、ばね１０の押圧力によってノズルバルブ８は弁座６に着座した状態を維持している。
【００２７】
例えば時点ｔ１において、図示しない制御装置がソレノイド２８ｓを励磁すると、電磁切換弁２８が切り換えられ、燃料コモンレール２４が燃料通路１９、燃料供給室４に接続される。これによって、同図（ｂ）に示すように、燃料通路１９及び燃料供給室４の燃料の圧力は上昇を開始し、所定圧まで上昇する。この上昇を終了した後の時点ｔ２において、電磁弁３０のソレノイド３０ｓが励磁され、圧力室１４に作動油が供給される。これによって、ばね１０の押圧力を打ち消され、高圧の燃料がノズルバルブ８を押し上げて、ノズルバルブ８が弁座６から離座し、ノズル５から燃料が噴射される。
【００２８】
このように電磁弁３０ｓが励磁される前に、既に燃料通路１９、燃料供給室４には燃料が供給され、燃料の圧力が上昇している。この圧力の上昇後に、電磁弁３０のソレノイド３０ｓが励磁されるので、燃料の噴射タイミングにずれが生じることは無いし、噴射量もばらつくことがない。即ち、予め定められている噴射時点ｔ２よりも前の時点ｔ１で燃料の供給を開始し、しかも時点ｔ１と時点ｔ２との間の期間中に燃料の圧力が充分に上昇するように時点ｔ１と時点ｔ２との間の期間が定められている。
【００２９】
燃料の噴射終了時点ｔ３になると、制御装置がソレノイド１８ｓ、３０ｓを非励磁状態にする。これによってパイロット式切換弁１８を介して燃料通路１９、燃料供給室４の燃料が燃料タンク２０に排出される。これによって、図２（ｂ）に示すように燃料通路１９、燃料供給室４の圧力は低下していく。また、パイロット式切換弁１８のパイロット室や圧力室１４から作動油が作動油タンク３４に排出される。
【００３０】
この燃料噴射弁制御装置の具体的な構成では、図３に示すように、細長い本体部５０を有している。この本体部５０の先端部にノズル部５２が設けられている。このノズル部５２の先端中央にノズル５が形成され、このノズル５に連ねて燃料供給室４が形成されている。この燃料供給室４とノズル５との境界部に弁座６が形成されている。この弁座６にノズルバルブ８の先端部が着座している。このノズルバルブ８は、先端部を除いて棒状に形成され、ノズル部５２の中心に燃料供給室４から本体部５０側に向かって直線状に穿設した摺動孔５４内を摺動孔５４の長さ方向に沿って摺動可能である。この摺動孔５４の本体部５０側の端部は、拡径された拡径部５６とされている。ノズルバルブ８の先端部が弁座６に着座している状態において、ノズルバルブ８の基端部は、この拡径部５６よりノズル５側に位置している。そして、ノズルバルブ８が離座したとき、ノズルバルブ８の基端部は、この拡径部５６内に侵入する。なお、ノズル部５２の外周囲は、本体部５０に取り付けたカバー５８によって覆われている。
【００３１】
本体部５０の中心に沿って、ノズル部５２側からノズル部５２とは反対側の中途まで、ロッド挿通孔６０が形成されている。このロッド挿通孔６０は、小径部６０ａと大径部６０ｂとからなり、ノズル部５２側に小径部６０ａが位置し、これに連ねて大径部６０ｂが形成されている。このロッド挿通孔６０内に、ロッド１２が挿通されている、ロッド１２も小径部１２ａと大径部１２ｂとからなり、ロッド挿通孔６０の小径部６０ａ内にロッド小径部１２ａが位置し、ロッド挿通孔６０の大径部６０ｂ内にロッド大径部１２ｂが位置している。このロッド１２は、ロッド挿通孔６０の長さ方向に沿って摺動可能である。この小径部ロッド１２ａの先端部が拡径部５６においてノズルバルブ８の基端部に接触している。なお、ロッド大径部１２ｂにおける小径部１２ａと反対側の端部は、ロッド挿通孔６０の大径部６０ｂの中途に位置している。
【００３２】
ロッド挿通孔６０の大径部６０ｂに連ねて、ロッド挿通孔６０の大径部６０ｂよりも大径の圧力室１４が形成されている。この圧力室１４内にピストン１６が位置し、それのロッド挿通孔６０側の端部から突出部１６ａがロッド挿通孔６０の大径部６０ｂ内に侵入し、ロッド１２の大径部１２ｂと接触している。ノズルバルブ８の先端部が弁座５に着座している状態において、ピストン１６における突出部１６ａの形成面と圧力室１４のロッド挿通孔６０との境界面との間には、隙間が形成されている。
【００３３】
ピストン１６における突出部１６ａの形成面と反対側の面には、凹所１６ｂが形成されている。この凹所１６ｂ内に押圧部材６４が接触している。この押圧部材６４は、本体部５０においてノズル部５２と反対側の端部に、本体部５０の長さ方向に沿って本体部５０から離れる方向に伸びたばね室６６内から突出している。ばね室６６内には、ばね１０が押圧部材６４をピストン１６側に押圧するように設けられている。従って、ばね１０の押圧力によって、ピストン１６、ロッド１２、ノズルバルブ８がノズル５側に押圧され、ノズルバルブ８が弁座６に着座している。
【００３４】
本体部５０とばね室６６との境界付近の側方に、パイロット式切換弁１８が設けられている。即ち、パイロット式切換弁１８は、本体部５０と一体の外殻６８を有し、これに、スプール孔７０が、ピストン１６側に垂直に形成されている。このスプール孔７０には、ピストン１６側から第２の入力ポート１８ｃ、出力ポート１８ａ、第１の入力ポート１８ｂが、間隔をおいてスプール孔７０の長さ方向に沿って形成されている。スプール孔７０内には、その長さ方向に沿ってスプール軸７２が配置され、ピストン１６側から、スプール７４、７６が間隔をおいて形成されている。また、スプール７６の外方にはパイロット室１８ｐが形成され、ここには、電磁弁２８を介して油圧圧力容器２９から作動油が供給される。電磁弁２８は、外殻６８におけるピストン１６と反対側に設けられている。
【００３５】
出力ポート１８ａは、本体５０及びノズル部５２に形成した燃料通路１９を介して燃料供給室４に接続されている。また、第１のポート１８ｂは燃料タンク２０に接続され、第２のポート１８ｃは外殻６８に形成された通路８０、上述した緊急遮断回路２２を介して燃料コモンレール２４に接続されている。
【００３６】
パイロット室１８ｐにパイロット圧が供給されていない状態では、スプール７４、７６は移動せず、出力ポート１８ａは第１のポート１８ｂに接続されている。パイロット室１８ｐにパイロット圧が供給されると、スプール７４、７６がピストン１６側に移動し、出力ポート１８ａが第２のポート１８ｂに接続される。なお、パイロット室１８ｐに接続されている絞り弁３２は外殻６８内に形成されている。
【００３７】
本体部５０を挟んで電磁弁２８と反対側に電磁弁３０が配置されている。ピストン１６と電磁弁３０との間にある本体部５０の延長部８２には、第１圧力室１４におけるロッド挿通孔６０との境界部付近に一端が開口し、斜めにばね室６６側まで伸びた通路８４が形成されている。この通路８４の他端は閉じられている。この通路の中途から電磁弁３０側まで通路８６が伸びている。従って、電磁弁３０のソレノイド３０ｓが励磁されたとき、通路８６、８４を介して圧力室１４内に作動油が供給され、ばね１０による押圧力を打ち消すようにピストン１６にばね室６６側を向く圧力を供給する。このとき、燃料供給室４に高圧の燃料が供給されていると、ロッド１２側に摺動してノズルバルブ８が弁座６から離座し、ロッド１２がピストン１６側に摺動し、ピストン１６が押圧部材６４をばね室６６側に押し込むように摺動する。
【００３８】
なお、圧力室１４内の作動油を回収するために、ピストン１６の押圧部材６４側の端部とばね室６６との間の隙間８８に連なる通路９０が延長部８２に形成され、この通路９０は、作動油タンク３４に接続されている。また、絞り３６は、延長部８２内に形成され、通路８４の中途に接続されている。
【００３９】
なお、圧力室１４に供給された作動油がロッド挿通孔６０、摺動孔５４を介して燃料供給室１４内に侵入することを防止するために、ロッド挿通孔６０大径部６０ｂの小径部６０ａとの境界部付近に作動油の回収用ドレン通路３８が形成されている。同様に、燃料が摺動孔５４、ロッド挿通孔６０を介して圧力室１４内に侵入することを防止するために、摺動孔５４の拡径部５６に連通するように燃料回収用ドレン通路４０が本体５０に形成されている。
【００４０】
本発明の第２の実施形態の噴射弁制御装置の油圧回路は、図４に示すように構成されている。燃料噴射弁２ａは、第１の実施形態の燃料噴射弁２と同様に、燃料供給室４、ノズル５、弁座６、ノズルバブル８を有している。ノズルバルブ８の背後の第２圧力室１４ａに、ノズルバルブ８を弁座６側に押圧するばね１０が配置されている。燃料供給室４への燃料の供給は、第２パイロット式切換弁１１８、第３電磁切換弁１２８によって行われる。第２パイロット式切換弁１１８は、第１の実施形態の第１パイロット式切換弁１８と同様に構成され、同様に動作する。即ち出力ポート１１８ａが、出力ポート１８ａに、第１入力ポート１１８ｂが第１入力ポート１８ｂに、第２入力ポート１１８ｃが第２入力ポート１８ｃに、パイロット室１１８ｐがパイロット室１８ｐに、燃料供給通路１１９が燃料供給通路１９に対応し、絞り１３２が絞り３２に対応する。また、第３電磁切換弁１２８は、第１実施形態の第１電磁弁２８と同様に構成され、同様に動作する。即ち、ソレノイド１２８ｓが、ソレノイド２８ｓに対応する。第２パイロット式切換弁１１８と第３電磁切換弁１２８とが、燃料供給弁を構成する。
【００４１】
第２パイロット式切換弁１１８の出力ポート１１８ａは、通路２００を介して第３パイロット式切換弁２０２の第１入力ポート２０２ｂに接続されている。第３パイロット式切換弁２０２は、出力ポート２０２ａ、第２入力ポート２０２ｃも有している。出力ポート２０２ａが噴射弁２ａの第２圧力室１４ａに接続され、第２入力ポート２０２ｃは、燃料タンク２０に接続されている。第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐにパイロット圧が供給されていない状態では、出力ポート２０２ａが第１の入力ポート２０２ｂに接続され、その結果、燃料通路２００を介して第２パイロット式切換弁１１８の出力ポート１１８ａが第２圧力室１４ａに接続される。第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐにパイロット圧が供給されると、出力ポート２０２ａが第２入力ポート２０２ｃに接続され、その結果、第２圧力室１４ａは燃料タンク２０に接続される。
【００４２】
第３パイロット式切換弁２０２へのパイロット圧は、第４電磁弁２０４によって与えられる。第４電磁弁２０４は、ソレノイド２０４ｓを有し、これが非励磁状態では、油圧圧力容器２９からの作動油を第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐに供給せず、ソレノイド２０４ｓが励磁状態において、油圧圧力容器２９からの作動油を第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐに供給する。これら第３パイロット式切換弁２０２と第４電磁弁２０４とが、噴射期間制御弁を構成する。なお、圧力室１４ａに供給された作動油を排出するために、絞り弁２３８を介して作動油タンク３４に圧力室１４ａが接続されている。
【００４３】
第２パイロット式切換弁１１８の第１入力ポート１１８ｂと燃料タンク２０との間及び第３パイロット式切換弁２０２の第１入力ポート２０２ｂと燃料タンク２０との間には、ばね付きの逆止弁２０６、２０８が設けられている。これら逆止弁２０６、２０８は、１つの逆止弁を共用することができる。
【００４４】
この燃料噴射弁制御装置では、第３電磁弁１２８、第４電磁弁２０４のソレノイド１２８ｓ、２０４ｓがそれぞれ非励磁状態にあると、第２パイロット式切換弁１１８の出力ポート１１８ａが第１入力ポート１１８ｂに接続されているので、燃料供給室４は燃料タンク２０に接続され、第３パイロット式切換弁２０２の出力ポート２０２ａが第１の入力ポート２０２ｂに接続されているので、第２圧力室１４ａも燃料タンク２０に接続されている。従って、ノズルバルブ８は、コイルばね１０の押圧力によって弁座６に着座している。
【００４５】
この状態において、第３電磁弁１２８のソレノイド１２８ｓが励磁状態になると、作動油が第３電磁切換弁１２８を介して第２パイロット式切換弁１１８のパイロット室１１８ｐに供給される。その結果、出力ポート１１８ａが第２入力ポート１１８ｃに接続され、燃料コモンレール２４から高圧燃料が第２パイロット式切換弁１１８を介して燃料供給室４に供給される。同時に、第２パイロット式切換弁１１８の出力ポートから高圧燃料が第３パイロット式切換弁１１８を介して第２圧力室１４ａに供給される。これによって、燃料供給室４及び第２圧力室１４ａの圧力は同じように上昇する。従って、ノズルバルブ８はコイルばね１０の押圧力と高圧燃料の圧力とによって弁座６側に押圧されるので、燃料供給室４の圧力が上昇しても、ノズルバルブ８は離座することはない。
【００４６】
燃料供給室４の圧力が所定圧力まで上昇すると、第４電磁弁２０４のソレノイド２０４ｓが励磁され、油圧圧力容器２９から作動油が第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐに供給される。その結果、第３パイロット式切換弁２０２の出力ポート２０２ａが第２入力ポート２０２ｃに接続され、第２圧力室１４ａ内の燃料が燃料タンク２０に排出される。これによって第２圧力室１４ａの圧力が低下し、ノズルバルブ８は主にコイルばね１０の押圧力によって弁座６に押圧されているが、燃料供給室４の圧力が既に上昇していることにより、燃料供給室４の燃料の圧力によってノズルバルブ８が弁座６から離座して、ノズル５から燃料が噴射される。
【００４７】
やがて、ソレノイド１２８ｓ、２０４ｓが同時に消磁される。ソレノイド１２８ｓの消磁によって、第２パイロット式切換弁１１８へのパイロット圧の供給が停止され、出力ポート１１８ａが第１入力ポート１１８ｂに接続され、燃料供給室４内の燃料が燃料タンク２０に排出される。これによって燃料供給室４の圧力が低下し、コイルばね１０の押圧力によってノズルバルブ８が弁座６に着座し、燃料噴射が停止される。同時にソレノイド２０４ｓも消磁されているので、第３パイロット式切換弁２０２へのパイロット圧の供給も停止され、出力ポート２０２ａは第１入力ポート２０２ｂに接続され、第２圧力室１４ａは、第３パイロット式切換弁２０２、第２パイロット式切換弁１１８を介して燃料タンク２０に接続されている。
【００４８】
この実施形態においても、ノズルバルブ８を離座させて燃料を噴射させる前に、燃料供給室４に予め燃料を供給して、燃料供給室の圧力が充分に上昇した後に、ノズルバルブ８を離座可能にしているので、燃料噴射タイミングがずれることは無いし、噴射量がばらつくこともない。
【００４９】
この燃料噴射弁制御装置の具体的な構成では、図５に示すように、本体部５０の先端部にノズル部５２が設けられ、ここに、ノズル５、燃料供給室４、弁座６、ノズルバルブ８、摺動孔５４、カバー５８が設けられている。これら構成は、第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００５０】
本体部５０の中心に沿って、第１の実施形態と同様にロッド挿通孔１６０が形成されている。このロッド挿通孔１６０内に、ロッド１１２ａ、１１２ｂがノズル部５２側から順に配置されている。
【００５１】
ロッド挿通孔１６０のロッド１１２ｂ側は、更にノズル５と反対側に延長されて、第２の圧力室１４ａとされている。この圧力室１４ａ内に、ばね１０がロッド１１２ｂをノズル５側に押圧するように設けられている。従って、ばね１０の押圧力によって、ロッド１１２ａ、１１２ｂ、ノズルバルブ８がノズル５側に押圧され、ノズルバルブ８が弁座６に着座している。
【００５２】
第２圧力室１４ａの側方に、第２パイロット式切換弁１１８が設けられている。即ち、パイロット式切換弁１１８は、第１の実施形態のパイロット式切換弁１８とほぼ同様な構成で、外殻１６８、スプール孔１７０、出力ポート１１８ａ、第１の入力ポート１１８ｂ、第２の入力ポート１１８ｃ、スプール軸１７２を有している。スプール軸１７２には、コイルばね１０側からシート型弁体１７４、スプール１７６が間隔をおいて形成されている。また、スプール１７６の外方にはパイロット室１１８ｐが形成され、ここには、第３電磁弁１２８を介して油圧圧力容器２９から作動油が供給される。第３電磁弁１２８は、外殻１６８におけるばね１０と反対側に設けられている。
【００５３】
出力ポート１１８ａは、本体５０及びノズル部５２に形成した燃料通路１１９を介して燃料供給室４に接続されている。また、第１のポート１１８ｂは燃料タンク２０にばね付き逆止弁２０６を介して接続され、第２のポート１１８ｃは外殻１６８に形成された通路１８０、上述した緊急遮断回路２２を介して燃料コモンレール２４に接続されている。
【００５４】
本体部５０を挟んで電磁弁１１８と反対側に電磁弁２０４が配置されている。ばね１０と電磁弁２０４との間に第３パイロット式切換弁２０２が設けられている。ばね１０と電磁弁２０４との間に外殻１８２には、スプール孔２７０が、ばね１０側に垂直に形成されている。このスプール孔２７０には、ばね１０側から第２の入力ポート２０２ｃ、出力ポート２０２ａ、第１の入力ポート２０２ｂが、間隔をおいてスプール孔２７０の長さ方向に沿って形成されている。スプール孔２７０内には、その長さ方向に沿ってスプール軸２７２が配置され、ばね１０側から、スプール２７６、２７８が間隔をおいて形成されている。また、スプール２７８の外方にはパイロット室２０２ｐが形成され、ここには、第４電磁弁２０４を介して油圧圧力容器２９から作動油が供給される。そして、第２パイロット式切換弁１１８の出力ポート１１８ａが、通路２００を介して第３パイロット式切換弁２０２の第１入力ポート２０２ｂに接続されている。また、第３パイロット式切換弁２０２の出力ポートは通路２１０を介して第２圧力室１４ａに接続されている。第３パイロット式切換弁２０２の第２入力ポート２０２ｃは、ばね付きの逆止弁２０８を介して燃料タンク２０に接続されている。
【００５５】
また、第３パイロット式切換弁２０２のパイロット室２０２ｐの周囲には断熱材３００が設けられ、高温の燃料の熱がパイロット室２０２ｐの作動油に伝導されることを防止している。また、絞り１３２、２３８は、外殻１６８、１８２内に形成されている。
【００５６】
第１の実施形態では、電磁弁２８、３０のソレノイド２８ｓ、３０ｓを同時に消磁して、ノズルバルブ８の弁座６への着座と燃料供給の停止とを同時に行ったが、電磁弁３０の消磁を先行させ、その後に、電磁弁２８を消磁させることによって、先にノズルバルブ８を着座させるようにすることもできる。同様に、第２の実施形態でも、電磁弁１２８、２０４のソレノイド１２８ｓ、２０４ｓの消磁を同時に行ったが、電磁弁２０４のソレノイド２０４ｓの消磁後に、電磁弁１２８の消磁を行うことも可能である。この場合高い燃料噴射圧力を保持したまま噴射終了出来る。上記の両実施形態では、燃料供給弁を電磁弁とパイロット式切換弁とによって構成したが、１つの弁によって構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射制御装置の油圧回路図である。
【図２】図１の燃料噴射制御装置の動作説明図である。
【図３】図１の燃料噴射制御装置の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の燃料噴射制御装置の油圧回路図である。
【図５】図４の燃料噴射制御装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
２  燃料噴射弁
４  燃料供給室
８  ノズルバルブ
１０  ばね
１４  第１圧力室
１８  第１のパイロット式切換弁（燃料供給弁）
２０  燃料タンク
２４  燃料コモンレール
２８  第１電磁弁（燃料供給弁）
２９  油圧圧力容器（作動油源）
３０  第２電磁弁（噴射期間制御弁）
３４  作動油タンク
【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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