(57)【要約】【課題】内燃機関の高速運転時においても増圧装置を安定して作動させることができる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】増圧装置４の第１シリンダ室３４と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が設けられており、バイパス管路５４の内径は管路５２の内径より小さい。増圧装置４を作動させて増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際には、燃料がバイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動成分を長期間に渡って増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができるので、増圧ピストン１０の戻り速度の低下を抑制することができる。【選択図】図１
2005188403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を蓄圧する蓄圧手段と、
該蓄圧手段から第１シリンダ室に供給された燃料の圧力により加圧される増圧ピストンを含み、該増圧ピストンが該蓄圧手段から第２シリンダ室に供給された燃料を加圧する力を制御室内の圧力の変化により増大させることで、該第２シリンダ室と連通する燃料溜りに貯溜された燃料の圧力を増大させる増圧手段と、
前記制御室の圧力が高い第１状態と、前記制御室の圧力が低い第２状態との切り換えが可能な切換手段と、
前記蓄圧手段と該切換手段とを接続するための第１管路と、
前記燃料溜りに貯溜された燃料をニードルの作動により噴射する噴射ノズルと、
を備え、前記蓄圧手段に蓄圧された燃料を前記増圧手段により増圧して噴射することが可能な燃料噴射装置であって、
前記第１シリンダ室と前記切換手段とを接続するためのバイパス管路を備え、
該バイパス管路の断面積は、前記第１管路の断面積より小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
前記蓄圧手段と前記第１シリンダ室とを接続するための第２管路と、
前記蓄圧手段と前記第２シリンダ室とを接続するための第３管路と、
をさらに備え、
前記バイパス管路の断面積は、前記第２管路の断面積及び前記第３管路の断面積より小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射装置であって、
前記蓄圧手段は、
ポンプから供給される燃料を蓄圧する第１蓄圧室と、
該第１蓄圧室から燃料が供給される第２蓄圧室と、
を含み、
前記燃料噴射装置は、
前記第２蓄圧室と前記第１シリンダ室とを接続するための第２管路と、
前記第２蓄圧室と前記第２シリンダ室とを接続するための第３管路と、
前記第１蓄圧室と前記第２蓄圧室とを接続するための第４管路と、
をさらに備え、
前記バイパス管路の断面積は、前記第２管路の断面積、前記第３管路の断面積、及び前記第４管路の断面積より小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
燃料を蓄圧する蓄圧手段と、
該蓄圧手段から第１シリンダ室に供給された燃料の圧力により加圧される増圧ピストンを含み、該増圧ピストンが該蓄圧手段から第２シリンダ室に供給された燃料を加圧する力を制御室内の圧力の変化により増大させることで、該第２シリンダ室と連通する燃料溜りに貯溜された燃料の圧力を増大させる増圧手段と、
前記制御室の圧力が高い第１状態と、前記制御室の圧力が低い第２状態との切り換えが可能な切換手段と、
前記蓄圧手段と該切換手段とを接続するための接続管路と、
前記燃料溜りに貯溜された燃料をニードルの作動により噴射する噴射ノズルと、
を備え、前記蓄圧手段に蓄圧された燃料を前記増圧手段により増圧して噴射することが可能な燃料噴射装置であって、
前記接続管路と並列して配設され、前記蓄圧手段と前記切換手段とを接続するためのバイパス管路を備え、
該バイパス管路の断面積は、前記接続管路の断面積より小さいことを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に蓄圧室に蓄えられた燃料をさらに増圧して噴射することが可能な燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料噴射装置の一例が特許第２８８５０７６号（特許文献１）に開示されている。特許文献１においては、蓄圧室から送出された燃料を増圧ピストンによりさらに増圧することができる増圧装置が設けられている。増圧ピストンは大油室内の燃料により加圧されており、中油室内の圧力を開放することで増圧ピストンが小油室内の燃料を加圧する力が増大して噴射圧が増大する。中油室内の圧力の供給／開放を電磁弁により切り換えることで、蓄圧室からの燃料を直接噴射弁に送って噴射する低圧噴射と、増圧装置にてさらに増圧した燃料を噴射弁に送って噴射する高圧噴射と、の切り換えが可能となっている。なお、高圧噴射を行った後の増圧ピストンは、ばねの力によって初期位置まで戻される。
【０００３】
また、その他の背景技術として、特許文献２，３の燃料噴射装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８８５０７６号明細書
【特許文献２】特開平８−２７７７６２号公報
【特許文献３】国際公開第０２／１４６８１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す燃料噴射装置においては、高圧噴射後に増圧ピストンを初期位置に戻す動作が主にばねの力のみによって行われるので、短時間で増圧ピストンを初期位置まで戻すことが困難である。したがって、内燃機関の高速運転時に高圧噴射を安定して行うことが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、内燃機関の高速運転時においても増圧装置を安定して作動させることができる燃料噴射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】
本発明に係る燃料噴射装置は、燃料を蓄圧する蓄圧手段と、該蓄圧手段から第１シリンダ室に供給された燃料の圧力により加圧される増圧ピストンを含み、該増圧ピストンが該蓄圧手段から第２シリンダ室に供給された燃料を加圧する力を制御室内の圧力の変化により増大させることで、該第２シリンダ室と連通する燃料溜りに貯溜された燃料の圧力を増大させる増圧手段と、前記制御室の圧力が高い第１状態と、前記制御室の圧力が低い第２状態との切り換えが可能な切換手段と、前記蓄圧手段と該切換手段とを接続するための第１管路と、前記燃料溜りに貯溜された燃料をニードルの作動により噴射する噴射ノズルと、を備え、前記蓄圧手段に蓄圧された燃料を前記増圧手段により増圧して噴射することが可能な燃料噴射装置であって、前記第１シリンダ室と前記切換手段とを接続するためのバイパス管路を備え、該バイパス管路の断面積は、前記第１管路の断面積より小さいことを要旨とする。
【０００８】
この本発明においては、増圧手段の第１シリンダ室と切換手段とを接続するためのバイパス管路が設けられており、このバイパス管路の断面積は、蓄圧手段と切換手段とを接続するための第１管路の断面積より小さい。これによって、増圧ピストンを初期位置へ戻す際に、制御室内に発生する圧力の脈動を長期間に渡って持続させ、この脈動成分を長期間に渡って増圧ピストンを戻す力として作用させることができる。さらに、第１シリンダ室内の燃料をバイパス管路を経由させて排出させることができる。したがって、この本発明によれば、増圧ピストンの戻り速度の低下を抑制することができるので、増圧ピストンを初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができ、内燃機関の高速運転時においても燃料を増圧手段により増圧して噴射する動作を安定して行うことができる。
【０００９】
この本発明に係る燃料噴射装置において、前記蓄圧手段と前記第１シリンダ室とを接続するための第２管路と、前記蓄圧手段と前記第２シリンダ室とを接続するための第３管路と、をさらに備え、前記バイパス管路の断面積は、前記第２管路の断面積及び前記第３管路の断面積より小さいものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の高速運転時においても燃料を増圧手段により増圧して噴射する動作をより安定して行うことができる。
【００１０】
この本発明に係る燃料噴射装置において、前記蓄圧手段は、ポンプから供給される燃料を蓄圧する第１蓄圧室と、該第１蓄圧室から燃料が供給される第２蓄圧室と、を含み、前記燃料噴射装置は、前記第２蓄圧室と前記第１シリンダ室とを接続するための第２管路と、前記第２蓄圧室と前記第２シリンダ室とを接続するための第３管路と、前記第１蓄圧室と前記第２蓄圧室とを接続するための第４管路と、をさらに備え、前記バイパス管路の断面積は、前記第２管路の断面積、前記第３管路の断面積、及び前記第４管路の断面積より小さいものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の高速運転時においても燃料を増圧手段により増圧して噴射する動作をより安定して行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る燃料噴射装置は、燃料を蓄圧する蓄圧手段と、該蓄圧手段から第１シリンダ室に供給された燃料の圧力により加圧される増圧ピストンを含み、該増圧ピストンが該蓄圧手段から第２シリンダ室に供給された燃料を加圧する力を制御室内の圧力の変化により増大させることで、該第２シリンダ室と連通する燃料溜りに貯溜された燃料の圧力を増大させる増圧手段と、前記制御室の圧力が高い第１状態と、前記制御室の圧力が低い第２状態との切り換えが可能な切換手段と、前記蓄圧手段と該切換手段とを接続するための接続管路と、前記燃料溜りに貯溜された燃料をニードルの作動により噴射する噴射ノズルと、を備え、前記蓄圧手段に蓄圧された燃料を前記増圧手段により増圧して噴射することが可能な燃料噴射装置であって、前記接続管路と並列して配設され、前記蓄圧手段と前記切換手段とを接続するためのバイパス管路を備え、該バイパス管路の断面積は、前記接続管路の断面積より小さいことを要旨とする。
【００１２】
この本発明においては、蓄圧手段と切換手段とを接続するためのバイパス管路が接続管路と並列して設けられており、このバイパス管路の断面積は、接続管路の断面積より小さい。これによって、増圧ピストンを初期位置へ戻す際に、制御室内に発生する圧力の脈動成分を長期間に渡って増圧ピストンを戻す力として作用させることができるので、増圧ピストンの戻り速度の低下を抑制することができる。したがって、この本発明によれば、増圧ピストンを初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができ、内燃機関の高速運転時においても燃料を増圧手段により増圧して噴射する動作を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１４】
「第１実施形態」
図１，２は、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の構成の概略を示す図である。本実施形態の燃料噴射装置は、例えば圧縮点火式内燃機関に適用されるものであり、燃料加圧ポンプ１、共通蓄圧室３１、及びインジェクタ１００を備えている。そして、インジェクタ１００は、各気筒に対応して設けられており、ノズル５、噴射制御バルブ９、増圧装置４、及び増圧制御バルブ１１を備えている。なお、本実施形態の燃料噴射装置を用いた燃料噴射制御は、コントローラ３０によって実行される。
【００１５】
燃料加圧ポンプ１は、図示しないタンクに蓄えられた燃料を汲み上げて共通蓄圧室３１へ供給する。共通蓄圧室３１は、燃料加圧ポンプ１から供給された燃料を所定圧力で蓄える。圧力センサ４１は、共通蓄圧室３１内における燃料の圧力を検出する。圧力センサ４１の検出値はコントローラ３０に入力され、共通蓄圧室３１内における燃料の圧力が設定圧力となるように燃料加圧ポンプ１の駆動制御がコントローラ３０によって行われる。なお、ここでの設定圧力は、例えば４０〜１４０ＭＰａ程度の値であり、機関回転速度及び要求トルク（駆動負荷）が高いほど大きい値がコントローラ３０内で設定される。
【００１６】
増圧装置４は、増圧ピストン１０及びばね１５を有しており、増圧装置４内には、第１シリンダ室３４、第２シリンダ室３５、及び増圧装置制御室１４が形成されている。
【００１７】
共通蓄圧室３１と第１シリンダ室３４とが管路５１によって接続されていることにより、共通蓄圧室３１から管路５１を通って第１シリンダ室３４に燃料が供給される。この第１シリンダ室３４内に供給された燃料の圧力により、増圧ピストン１０が加圧される。
【００１８】
そして、共通蓄圧室３１と圧力遮断弁１７とが管路５３によって接続されており、圧力遮断弁１７と第２シリンダ室３５とが管路８によって接続されていることにより、共通蓄圧室３１から管路５３、圧力遮断弁１７及び管路８を通って第２シリンダ室３５に燃料が供給される。
【００１９】
また、共通蓄圧室３１は管路５２及び増圧制御バルブ１１を介して増圧装置制御室１４と接続されており、増圧装置制御室１４は増圧制御バルブ１１及び管路５６を介してタンクと接続されている。これによって、増圧装置制御室１４内に共通蓄圧室３１からの燃料の圧力を供給可能であるとともに、増圧装置制御室１４内の圧力を開放可能である。ここで、増圧装置制御室１４における圧力の供給／開放については、増圧制御バルブ１１により切り換え可能である。
【００２０】
図２に示すように、増圧ピストン１０の摺動方向と垂直な面に関して、第１シリンダ室３４内の燃料の圧力を受ける面積Ａ１は、第２シリンダ室３５内の燃料の圧力を受ける面積Ａ３より大きい。さらに、増圧装置制御室１４内の燃料の圧力を受ける面積をＡ２とすると、Ａ１＝Ａ２＋Ａ３の関係が成立している。また、ばね１５は、増圧ピストン１０を第１シリンダ室３４側へ付勢する力を発生している。
【００２１】
増圧制御バルブ１１は、増圧装置制御室１４と共通蓄圧室３１とを管路５２を介して連通して共通蓄圧室３１内における燃料の圧力を制御圧として増圧装置制御室１４に供給する増圧装置制御室１４の圧力が高い第１状態と、増圧装置制御室１４とタンクとを管路５６を介して連通して増圧装置制御室１４内の圧力を開放する増圧装置制御室１４の圧力が低い第２状態と、の切り換えが可能である。増圧制御バルブ１１を第１状態から第２状態に切り換えると、増圧装置制御室１４内の圧力が開放されるため、第２シリンダ室３５内の燃料の圧力が増大する。このように、増圧装置制御室１４内の燃料の圧力は、第２シリンダ室３５内の燃料の圧力を変化させるために、増圧ピストン１０に作用させる制御圧力として機能する。
【００２２】
なお、図１，２では、増圧制御バルブ１１は３方弁として示されているが、２方弁式を用いてもよい。そして、図１，２では、増圧ピストン１０に復元力を作用させるばね１５が増圧装置制御室１４内に設けられているが、第１シリンダ室３４や第２シリンダ室３５内にばね１５を設けてもよい。
【００２３】
ノズル５内には燃料溜り６が形成されており、燃料溜り６は、管路７、圧力遮断弁１７及び管路５３を介して共通蓄圧室３１と接続されているとともに、管路７，８を介して第２シリンダ室３５と接続されている。そして、ノズル５のシート部１６には噴射孔２０が形成されており、ノズル５内には燃料溜り６と噴射孔２０との連通を開閉するニードル１３が摺動自在に収容されている。
【００２４】
ニードル１３の作動は、インジェクタ制御室３内の燃料の圧力を開放することによって行われる。ここで、インジェクタ制御室３は、オリフィス１８、圧力遮断弁１７及び管路５３を介して共通蓄圧室３１と連通しているとともに、オリフィス１８及び管路８を介して第２シリンダ室３５と連通している。インジェクタ制御室３に燃料の圧力が供給されているときは、ニードル１３は作動せず、燃料溜り６に貯溜された燃料は噴射されない。
【００２５】
噴射制御バルブ９を作動させることにより、インジェクタ制御室３内の燃料がオリフィス１９を介して排出するとともに、コマンドピストン１２及びニードル１３がインジェクタ制御室３側に移動して燃料溜り６と噴射孔２０とが連通し、燃料溜り６に貯溜された燃料が噴射孔２０から図示しない内燃機関の燃焼室内に噴射される。ここで、増圧制御バルブ１１を第１状態に維持した状態で噴射制御バルブ９を作動させたときは、共通蓄圧室３１に蓄圧された燃料が増圧装置４により増圧されることなく噴射される。
【００２６】
一方、増圧制御バルブ１１を第１状態から第２状態に切り換え、噴射制御バルブ９を作動させると、第２シリンダ室３５内の燃料の圧力が増大して燃料溜り６に貯溜された燃料の圧力が増大しているため、燃料が増圧装置４により増圧されて噴射される。このように、本実施形態に係る燃料噴射装置は、共通蓄圧室３１に蓄圧した燃料を増圧装置４によりさらに増圧して噴射することが可能である。
【００２７】
圧力遮断弁１７は、増圧装置４により増圧された燃料が共通蓄圧室３１へ逆流することを防止するために設けられている。ここでの圧力遮断弁１７は、共通蓄圧室３１から第２シリンダ室３５及び燃料溜り６へ向かう方向のみの燃料の流れを許容するチェック弁により構成することができる。
【００２８】
コントローラ３０は、共通蓄圧室３１内における燃料の圧力が設定圧力となるように燃料加圧ポンプ１の吐出流量の制御を行う。そして、コントローラ３０は、噴射制御バルブ９の作動タイミングの制御を行うことで燃料噴射タイミングの制御を行う。さらに、コントローラ３０は、燃料を増圧装置４により増圧させて噴射させるために増圧制御バルブ１１の切り換え制御も行う。
【００２９】
本実施形態においては、第１シリンダ室３４と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が設けられている。そして、バイパス管路５４の内径は、共通蓄圧室３１と増圧制御バルブ１１とを接続するための管路５２の内径より小さい。これによって、バイパス管路５４の断面積は、管路５２の断面積より小さい。さらに、バイパス管路５４の内径は、共通蓄圧室３１と第１シリンダ室３４とを接続するための管路５１の内径、及び共通蓄圧室３１と第２シリンダ室３５とを接続するための管路５３の内径より小さい。これによって、バイパス管路５４の断面積は、管路５１の断面積及び管路５３の断面積より小さい。
【００３０】
次に、本実施形態に係る燃料噴射装置の動作について説明する。
【００３１】
内燃機関の低負荷運転時には、増圧制御バルブ１１を第１状態のままで噴射制御バルブ９を作動させることで、燃料を増圧装置４により増圧することなく噴射する。一方、内燃機関の高負荷運転時には、増圧制御バルブ１１を第１状態から第２状態に切り換えて噴射制御バルブ９を作動させることで、燃料を増圧装置４により増圧して噴射する。ニードル１３が作動すると、第１シリンダ室３４内の燃料により加圧されている増圧ピストン１０が第２シリンダ室３５側へ移動して燃料が増圧されて噴射される。そして、燃料を増圧装置４により増圧して噴射した後に増圧ピストン１０を初期位置まで戻す際には、増圧制御バルブ１１を第２状態から第１状態に切り換える。
【００３２】
ここで、バイパス管路５４が設けられていない場合を考える。その場合に、増圧装置４を作動させたときにおける増圧ピストン１０の変位の解析結果を図３に、増圧ピストン１０を戻す力の解析結果を図４（Ａ）に示す。ただし、図４では、図３の期間Ａを拡大して図示している。増圧制御バルブ１１を第２状態から第１状態に切り換えた直後は、燃料が共通蓄圧室３１から管路５２を通って増圧装置制御室１４内に流入する。この燃料の流入によって増圧装置制御室１４内に圧力の脈動が発生し、この圧力の脈動成分がばね１５の復元力とともに増圧ピストン１０を戻す力として作用する。したがって、増圧制御バルブ１１を第１状態に切り換えた直後は、図４（Ａ）の第１波に示すように増圧ピストン１０を戻す力は大きく、図３に示すように増圧ピストン１０の戻り速度は速い。なお、増圧装置制御室１４内に発生する圧力の脈動レベル及びその持続期間については、管路５１，５２，５３の断面積に基づいて決まり、その中でも管路５２の断面積の寄与が最も大きい。
【００３３】
しかし、バイパス管路５４が設けられていない場合は、図４（Ａ）の第２波以降に示すように、増圧装置制御室１４内における圧力の脈動はすぐに減衰し、増圧ピストン１０を戻す力は小さくなる。その後は、ばね１５の復元力のみによって増圧ピストン１０が戻ることになるため、図３に示すように、増圧ピストン１０の戻り速度が遅くなり、増圧ピストン１０が完全に初期位置まで戻るのに長時間を要する。したがって、内燃機関の高速運転時には増圧ピストン１０が初期位置に戻る前に再び第２シリンダ室３５側に移動してしまうことになる。この動作が繰り返されると、増圧ピストン１０の有効ストローク量が不足するため、増圧装置４により十分に燃料の増圧を行うことができなくなってしまう。
【００３４】
次に、バイパス管路５４が設けられている場合を考える。その場合に、増圧装置４を作動させたときにおける増圧ピストン１０の変位の解析結果を図３に、増圧ピストン１０を戻す力の解析結果を図４（Ｂ），（Ｃ）に示す。ただし、図４（Ｂ）はバイパス管路５４の内径が管路５２の内径Ｄの０．６倍である場合の解析結果であり、図４（Ｃ）はバイパス管路５４の内径が管路５２の内径Ｄの０．４倍である場合の解析結果である。増圧制御バルブ１１を第２状態から第１状態に切り換えた直後は、共通蓄圧室３１から管路５２を通って燃料が増圧装置制御室１４内に流入するとともに、第１シリンダ室３４からバイパス管路５４を通って燃料が増圧装置制御室１４内に流入する。この燃料の流入によって増圧装置制御室１４内に発生する圧力の脈動成分が、ばね１５の復元力とともに増圧ピストン１０を戻す力として作用する。したがって、増圧制御バルブ１１を第１状態に切り換えた直後は、図４（Ｂ），（Ｃ）の第１波に示すように増圧ピストン１０を戻す力は大きい。さらに、バイパス管路５４が設けられている場合は、燃料が管路５２を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動成分の他に、燃料がバイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動成分も増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができる。したがって、図４（Ｂ），（Ｃ）に示す第１波のレベルは図４（Ａ）に示す第１波のレベルより大きい。
【００３５】
バイパス管路５４が設けられていない場合と同様に、燃料が管路５２を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動成分はすぐに減衰する。しかし、バイパス管路５４の内径は管路５１，５２，５３の内径より小さいため、燃料がバイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動の振幅は大きく、脈動が持続する期間も長期化する。したがって、図４（Ｂ），（Ｃ）の第２波以降に示すように、この脈動成分を増圧ピストン１０を戻す力として持続して作用させることができるので、図４（Ｂ），（Ｃ）に示す第２波以降のレベルは図４（Ａ）に示す第２波以降のレベルより大きい。そして、図４（Ｂ），（Ｃ）に示す第２波以降の脈動成分を増圧ピストン１０を戻す力として作用させることにより、図３に示すように、増圧ピストン１０の戻り速度の低下を抑制することができるので、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、管路５１，５２，５３の中では、管路５２が増圧装置制御室１４内で発生する脈動状態に最も影響を与えるため、バイパス管路５４の内径が管路５２の内径より小さい条件が満たされれば、図４（Ｂ），（Ｃ）に示す第２波以降の脈動成分を増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができる。
【００３７】
図４（Ｂ）の解析結果と図４（Ｃ）の解析結果とを比較すると、第１波のレベルは図４（Ｂ）の方が図４（Ｃ）より大きいが、第２波以降のレベルは図４（Ｃ）の方が図４（Ｂ）より大きい。そして、図３の解析結果に示すように、バイパス管路５４の内径の小さい方が増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間が短い。この解析結果が得られた理由として、以下の理由が挙げられる。燃料がバイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生する脈動については、バイパス管路５４の内径の小さい方が振幅が大きく、持続する期間も長期化する。したがって、図４（Ｂ），（Ｃ）の第２波以降に示すように、燃料が管路５２を通って増圧装置制御室１４内に流入することで発生した脈動成分が減衰した後は、バイパス管路５４の内径の小さい方が増圧装置制御室１４内の脈動レベルが大きく、増圧ピストン１０を戻す力も大きい。さらに、バイパス管路５４の内径の小さい方が長期間に渡って増圧装置制御室１４内の脈動が持続し、この脈動成分を長期間に渡って増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができる。したがって、バイパス管路５４の断面積は小さい方が好ましい。
【００３８】
また、増圧ピストン１０が初期位置へ戻る際には、第１シリンダ室３４の容積が減少するため、第１シリンダ室３４内の燃料が排出される必要がある。ここで、バイパス管路５４が設けられていない場合を考えると、第１シリンダ室３４内の燃料は管路５１を通って共通蓄圧室３１へ排出される。ただし、共通蓄圧室３１内には燃料が所定圧力で蓄えられているため、第１シリンダ室３４内の燃料が共通蓄圧室３１へ排出されにくくなり、増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際の妨げとなる。
【００３９】
一方、バイパス管路５４が設けられている場合を考えると、増圧ピストン１０が初期位置へ戻る際に、第１シリンダ室３４内の燃料は、管路５１を通って共通蓄圧室３１へ排出されるとともに、バイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４へ排出される。増圧制御バルブ１１を第１状態に切り換える前は増圧装置制御室１４内の圧力は開放されているため、第１シリンダ室３４内の燃料はバイパス管路５４を通って増圧装置制御室１４へ容易に排出される。したがって、増圧ピストン１０が初期位置へ戻る際に、第１シリンダ室３４内の燃料が排出されやすくなり、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間をさらに短縮することができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態においては、第１シリンダ室３４と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が設けられており、バイパス管路５４の内径は管路５２の内径より小さい。ここで、バイパス管路５４が設けられていない場合を考えると、図４（Ａ）に示すように、増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際に、増圧装置制御室１４内の脈動が短期間で減衰することで増圧ピストン１０を戻す力が短期間で低下する。そして、図３に示すように、増圧ピストン１０の戻り速度も短期間で遅くなる。これに対して、管路５２より内径の小さいバイパス管路５４が設けられている場合は、図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際に、増圧装置制御室１４内に発生する脈動を長期間に渡って持続させることで脈動成分を長期間に渡って増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができる。そして、図３に示すように、増圧ピストン１０の戻り速度の低下を抑制することができるので、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができる。したがって、本実施形態によれば、内燃機関の高速運転時に増圧装置４を安定して作動させることができる。さらに、増圧ピストン１０に復元力を作用させるばね１５の設計自由度も増すため、増圧装置４の小型化も実現することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、バイパス管路５４が第１シリンダ室３４と接続されていることにより、増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際に、第１シリンダ室３４内の燃料をバイパス管路５４を経由させて増圧装置制御室１４へ排出させることができるので、第１シリンダ室３４内の燃料が排出されやすくなる。したがって、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間をさらに短縮することができ、内燃機関の高速運転時に増圧装置４をより安定して作動させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、図５に示すように、共通蓄圧室３１と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が管路５２と並列して設けられていてもよい。図５に示す構成においても、バイパス管路５４の内径は管路５２の内径より小さいことにより、バイパス管路５４の断面積は管路５２の断面積より小さい。さらに、バイパス管路５４の内径は管路５１の内径及び管路５３の内径より小さいことにより、バイパス管路５４の断面積は管路５１の断面積及び管路５３の断面積より小さい。
【００４３】
図５に示す構成においても、増圧装置制御室１４内に発生する脈動成分を長期間に渡って増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができるので、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができ、内燃機関の高速運転時に増圧装置４を安定して作動させることができる。ただし、図５に示す構成においては、第１シリンダ室３４内の燃料をバイパス管路５４を経由させて排出させる作用が無いため、図１に示す構成の方が図５に示す構成より好ましい。
【００４４】
「第２実施形態」
図６は、本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の構成の概略を示す図である。本実施形態においては、共通蓄圧室３１からインジェクタ１００への配管が１本の管路５５にまとめられている。共通蓄圧室３１から燃料が供給されるインジェクタ内蓄圧室３２は、管路５５とインジェクタ１００内の管路５１，５２，５３とを接続するための容積であって、管路の一部あるいは複数の管路の集合部として構成してもよい。
【００４５】
第１実施形態では、共通蓄圧室３１と第１シリンダ室３４とが管路５１を経由して接続され、共通蓄圧室３１と増圧制御バルブ１１とが管路５２を経由して接続され、共通蓄圧室３１と第２シリンダ室３５とが管路５３を経由して接続されていた。これに対して、本実施形態では、インジェクタ１００内部において、インジェクタ内蓄圧室３２と第１シリンダ室３４とが管路５１を経由して接続され、インジェクタ内蓄圧室３２と増圧制御バルブ１１とが管路５２を経由して接続され、インジェクタ内蓄圧室３２と第２シリンダ室３５とが管路５３を経由して接続されている。このように、本実施形態では、管路５１，５２，５３はインジェクタ１００内部の管路である。
【００４６】
本実施形態においても、第１シリンダ室３４と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が設けられている。そして、バイパス管路５４の内径はインジェクタ内蓄圧室３２と増圧制御バルブ１１とを接続するための管路５２の内径より小さいことにより、バイパス管路５４の断面積は管路５２の断面積より小さい。さらに、本実施形態においては、バイパス管路５４の内径は、インジェクタ内蓄圧室３２と第１シリンダ室３４とを接続するための管路５１の内径、インジェクタ内蓄圧室３２と第２シリンダ室３５とを接続するための管路５３の内径、及び共通蓄圧室３１とインジェクタ内蓄圧室３２とを接続するための管路５５の内径より小さい。これによって、バイパス管路５４の断面積は、管路５１の断面積、管路５３の断面積、及び管路５５の断面積より小さい。
【００４７】
なお、他の構成については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、増圧装置制御室１４内に発生する脈動成分を長期間に渡って増圧ピストン１０を戻す力として作用させることができるので、増圧ピストン１０の戻り速度の低下を抑制することができ、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間を短縮することができる。したがって、内燃機関の高速運転時に増圧装置４を安定して作動させることができる。さらに、増圧ピストン１０を初期位置へ戻す際に、第１シリンダ室３４内の燃料をバイパス管路５４を経由させて増圧装置制御室１４へ排出させることができるので、増圧ピストン１０を初期位置まで戻すのに要する時間をさらに短縮することができる。
【００４９】
本実施形態においても、図７に示すように、インジェクタ内蓄圧室３２と増圧制御バルブ１１とを接続するためのバイパス管路５４が管路５２と並列して設けられていてもよい。図７に示す構成においても、バイパス管路５４の内径は管路５２の内径より小さいことにより、バイパス管路５４の断面積は管路５２の断面積より小さい。さらに、バイパス管路５４の内径は管路５１の内径、管路５３の内径、及び管路５５の内径より小さいことにより、バイパス管路５４の断面積は管路５１の断面積、管路５３の断面積、及び管路５５の断面積より小さい。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の構成の概略を示す図である。
【図２】増圧装置の構成の概略を示す図である。
【図３】増圧装置を作動させたときの増圧ピストンの変位を示す解析結果である。
【図４】増圧装置を作動させたときの増圧ピストンの戻し力を示す解析結果である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射装置の他の構成の概略を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の構成の概略を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射装置の他の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  燃料加圧ポンプ、３  インジェクタ制御室、４  増圧装置、５  ノズル、６  燃料溜り、７，８，５１，５２，５３，５５，５６  管路、９  噴射制御バルブ、１０  増圧ピストン、１１  増圧制御バルブ、１３  ニードル、１４  増圧装置制御室、１５  ばね、１７  圧力遮断弁、２０  噴射孔、３０  コントローラ、３１  共通蓄圧室、３２  インジェクタ内蓄圧室、３４  第１シリンダ室、３５  第２シリンダ室、５４  バイパス管路、１００  インジェクタ。
【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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