【手続補正書】
【提出日】平成20年8月13日(2008.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  コモンレール式ガソリン燃料噴射装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料供給ポンプを有し、燃料がポンピング室内で加圧され、高圧通路を通してコモンレールに供給されるコモンレール式ガソリン燃料噴射装置において、前記高圧通路に設けられている流量増大器を包含している燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射装置において、前記流量増大器がクランキング状態を有し、このクランキング状態では、一次ピストンが前記ポンピング室の一次圧力のみが加えられる比較的小さな有効断面積を有し、二次ピストンがこの一次ピストンに接触すると共にコモンレール圧力のみが加えられる比較的大きな有効断面積を有し、これにより、前記一次ピストンが前記ポンピング室からの一次圧力により前記二次ピストンに向かって一次体積動かされたときに、前記二次ピストンが前記一次体積よりも大きい二次体積の燃料を前記コモンレール内に動かすようにした燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２記載の燃料噴射装置において、前記二次ピストンが停止制限部の位置に動かされたときに前記流量増大器が前記クランキング状態から通常作動状態に移行し、前記ポンピング室内の高圧燃料を前記コモンレール内の燃料に流体接続するための流体接続手段が前記通常作動状態で有効であるようにした燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項３記載の燃料噴射装置において、前記流体接続手段が前記一次及び二次ピストンを通る流れ通路を包含し、これらの流れ通路は前記流量増大器が前記通常作動状態であるときのみ互いに流体接続されるようにした燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射装置において、前記一次ピストンが前記二次ピストンと反対の端面から軸方向に延びてそれから一次ピストンポートにまで半径方向外向きに延びている前記流れ通路を有するソリッド本体であり、また前記二次ピストンが前記一次ピストンに直面するソリッド面と、前記停止制限部に向かって延びている開放の中空本体とを有して、前記流れ通路が前記ソリッド面を通して延びている燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項５記載の燃料噴射装置において、一方向弁が前記流れ通路に設けられている燃料噴射装置。
【請求項７】
請求項５記載の燃料噴射装置において、前記一次ピストンが前記二次ピストンのソリッド面から間隔を置いている縁を有するカラーの内部で移動可能であり、前記二次ピストンが前記停止制限部に到達すると、前記一次ピストンポートが前記縁を通過し、前記ポンピング室からの燃料が前記間隔に入り、前記二次ピストンのソリッド面を通過するようにした燃料噴射装置。
【請求項８】
請求項７記載の燃料噴射装置において、前記一方向弁が前記二次ピストンのソリッド面を通る流れ通路に設けられている燃料噴射装置。
【請求項９】
請求項１記載の燃料噴射装置において、前記流量増大器は、前記高圧燃料供給ポンプによって高圧で前記流量増大器内に供給された一次体積の燃料が前記一次ピストンに作用し、これにより前記二次ピストンに関連するより多くの体積の残りの燃料が低圧で前記流量増大器から前記コモンレールに排出されるクランキング状態と、前記高圧燃料供給ポンプによって高圧で前記流量増大器内に供給された燃料のすべてが実質的に同じ圧力で前記流量増大器から前記コモンレールに排出される通常作動状態とを有している燃料噴射装置。
【請求項１０】
請求項９記載の燃料噴射装置において、前記高圧燃料供給ポンプが高圧燃料を１００バールよりも大きいポンピング圧力で前記流量増大器に供給し、前記クランキング状態の間前記流量増大器が燃料を前記ポンピング圧力の約半分よりも小さい圧力で前記コモンレールに供給するようにした燃料噴射装置。
【請求項１１】
請求項９記載の燃料噴射装置において、前記高圧燃料供給ポンプが高圧燃料を１２０バールよりも高いポンピング圧力で前記流量増大器に供給し、前記クランキング状態の間前記流量増大器が燃料を約５０バールよりも大きくない圧力で前記コモンレールに供給するようにした燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、車両エンジン用燃料噴射装置に関し、より詳細には、コモンレール式ガソリン燃料噴射装置に関する。
【０００２】
このようなコモンレール式ガソリン燃料噴射装置のための高圧燃料供給ポンプの設計は、多数の取引（トレードオフ）を要求する。例えば、車両の進行中最大要求燃料供給率は大きくない寸法のポンプでもって容易に成し遂げることができるのに対して、冷態始動のための要求は進行のために必要とされる最大燃料供給率よりも３倍ほど高い燃料供給率を要求する。その結果として、従来のポンプは、エンジン作動時間の９５パーセントにわたる間必要とされている燃料供給要求に関してかなり大きすぎる寸法とされている。
【０００３】
【発明の概要】
非常に高い燃料供給率は最も厳しい冷態始動状態の間さえもほんの短い期間（２〜３秒）の間必要とされることを認識して、本発明は、上記設計問題を、ポンプを過大の寸法にすることによってではなくて、燃料噴射装置に直列型流量増大器を組み込むことにより解決したものである。この流量増大器は、単独のユニットとすることもできるし、又はポンプ若しくはコモンレールに組み込むこともできる。
【０００４】
好適には、流量増大器はクランキング状態を有し、このクランキング状態では、一次ピストンがポンピング室の一次圧力のみが加えられる比較的小さな有効断面積を有し、二次ピストンがこの一次ピストンに接触すると共にコモンレール圧力のみが加えられる比較的大きな有効断面積を有し、これにより、一次ピストンがポンピング室からの一次圧力により二次ピストンに向かって一次体積動かされたときに、二次ピストンが一次体積よりも大きい二次体積の燃料をコモンレール内に動かす。流量増大器は、二次ピストンが停止制限部の位置に動かされたときに、クランキング状態から通常作動状態に移行する。通常作動状態においては、ポンピング室内の高圧燃料がコモンレール内の燃料に流体接続されることが行われる。
【０００５】
【好適な実施例の説明】
図１はコモンレール式ガソリン燃料噴射装置１０の一部分の系統図であり、この噴射装置は燃料を高圧燃料供給ポンプ１４に供給する低圧燃料供給ライン１２を有する。車両が通常作動中走行している間、高圧燃料供給ポンプ１４及び高圧燃料供給ライン（高圧通路）１６はコモンレール１８内に例えば１２０バール又はそれ以上の圧力を維持する。燃料を制御装置（図示せず）にしたがってそれぞれのエンジンシリンダ内に噴射するために、複数のインジェクタ２０がコモンレール１８に流体接続されている。以下に詳細に述べられる好適な実施例にしたがい、流量増大器２２が高圧燃料供給ライン１６に高圧燃料供給ポンプ１４と直列にして設けられている。
【０００６】
符号１４で示されている高圧燃料供給ポンプである公知のプランジャ型ポンプは、たとえ低い毎分回転数でも、非常に短い時間で１２０バールの圧力を発生することができる。冷えているエンジンを始動するためには単に約５０バールの圧力が必要とされるだけであるので、ポンプの１２０バールの圧力は流量増大器２２で減少し、この交換として、逆にコモンレール１８への高い流量を得ることができる。
【０００７】
図２及び図３は、本発明の概念のひとつの可能な実施例を示す。流量増大器２２は管状ハウジング２４を包含し、この管状ハウジングはその一方の端を密封する入口キャップ２６とその他方の端を密封する出口キャップ２８とを有する。入口キャップ２６は内向きに延びてシリンダを形成するカラー３０を有し、このカラー、したがってシリンダ３０内には一次ピストン３２が配置されている。高圧燃料供給ポンプ１４からの高圧燃料供給ライン１６とシリンダ３０及びそれ故ピストン３２の一方の端面との間を流体連通するために、入口通路３４が入口キャップ２６を貫通して延びている。他の通路３６が、ピストン３２を通して部分的に軸方向に延び、それから他方の端面４０から間隔を置いているポート３８にまで半径方向に延びている。カラー３０は、好適には、ハウジング２４の内径よりもかなり小さい外径を有し、これにより環状の膨張室４２を画成する。
【０００８】
二次ピストン４４は、一次ピストンの端面４０に当接する端面４６を有する。この端面４６は、好適には、後述する理由のために、ノーズ部又はニップル部を持つように形成される。二次ピストン４４は、出口キャップ２８に向かって開放し、これによりばね４８のための座を形成し、ハウジング２４の囲み部分で流量増大室５０を画成する。出口キャップ２８を貫通している出口通路５２は、流量増大室５０を高圧燃料供給ライン１６及びコモンレール１８に流体接続する。
【０００９】
逆止弁（一方向弁）５６及び関連するばね５４は、二次ピストン４４の端面４６と流量増大室５０との間に延びている通路５８内に配置されている。端面４６に任意に設けられるノーズ部又はニップル部は、通路５８と一次ピストンの端面４０との間の隙間のための相対距離（オフセット）を提供する。
【００１０】
図４−図７は、流量増大器２２の作動の種々の状態を示す。これらの図において、ハウジング２４の厚くした部分が一次ピストン３２のためのシリンダを形成し、これにより膨張室４２’は図３に示されている膨張室４２よりも小さく形成されている。また、二次ピストン４４の端面４６のノーズ部は形成されていない。
【００１１】
図４は、車両が２週間の間ほとんど使用されていない状態である後の流量増大器２２の状態を示し、噴射装置１０は除圧され、燃料供給ライン１２及び１６の圧力は大気圧（０バール）に達している。しかしながら、高圧燃料供給ライン１６と流量増大器２２内のすべての通路及び室は燃料で一杯である。ばね４８及び５４はどちらかといえば弱く、単に図３及び図４に示されるような状態を維持するのに十分なものである。
【００１２】
図５においては、高圧燃料供給ポンプ１４が始動されて、一次ピストン３２に１２０バールの圧力をすばやく確立せしめ、これにより、一次ピストン３２を、レール圧力を例えば約５０バールにまで上昇させるために十分な体積（例えば、１０００ｍｍ３）動かす。
【００１３】
図６においては、追加の燃料量（例えば、４９００ｍｍ３）が二次ピストン４４により５０バールでレールに供給される。二次ピストン４４の動きは、低圧で高体積の燃料を動かす。
【００１４】
この図６は、流量増大過程を終了した後に二次ピストン４４の底部が出口キャップ２８に当接した状態を示す。すなわち、一次ピストン３２は更に動かされてポート３８がシリンダを画成するカラー３０の縁６０に到達し、これによりポート３８を膨張室４２’にさらす。二次ピストン４４が図４に示されている位置から図６に示されている位置にまで前進すると、膨張室４２’の圧力は急速に減少するが、しかし、ポート３８がカラー３０の縁６０に到達しているので、燃料は非常に高い圧力差で膨張室４２’にすばやく入る。この理由のために、図３に示されているような大きな膨張室４２が好ましく、これにより圧力差を減少せしめる。
【００１５】
膨張室４２’が燃料で一杯になった後、流量増大器２２の両端の圧力な１２０バールで均等し、流量増大器２２は噴射装置１０の残り部分への燃料の供給を妨げない。すなわち、燃料は、流量増大器２２内の入口通路３４、通路３６、膨張室４２’を通して流れ、それから弱い逆止弁装置５４，５６に抗して通路５８を通して流れ、流量増大室５０及び出口通路５２内へ流れる。
【００１６】
図７に示されるように、高圧燃料供給ポンプ１４が停止させられた後は、入口通路３４の入口圧力が０バールに減少し、レール圧力が多少の燃料を流量増大器２２に戻し、一次及び二次ピストン３２及び４４を図４に示される位置にリセットする。これは、また、レール圧力を減少せしめ、それ故熱浸透中に燃料の膨張から生じるポストシャットオフ圧力の増大を減少せしめる。
【００１７】
ホットスタート中、エンジンはコモンレールに存在する残存圧力で即座に始動する。すなわち、流量増大器の二次ピストンの底部が出口キャップに当接するや否や、十分なポンピング圧力が噴射のために得ることができる。この初期状態は、いかなる損傷をなしに通常エンジン作動状態になるまで良好に延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による流量増大器を備えているコモンレール式ガソリン燃料噴射装置の一部分の系統図であって、上記流量増大器はコモンレールへの高圧燃料供給ラインに高圧燃料供給ポンプと直列にして設けられている。
【図２】
本発明による流量増大器のひとつの具体的な実施を示す側面図である。
【図３】
上記流量増大器の断面図である。
【図４】
上記流量増大器の一作動状態を示す図である。
【図５】
上記流量増大器の他の作動状態を示す図である。
【図６】
上記流量増大器の更に他の作動状態を示す図である。
【図７】
上記流量増大器の更に他の作動状態を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004506842.tif 000001