(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射用噴孔を開閉する噴孔開閉弁と、前記噴孔開閉弁を閉弁側に付勢する閉弁側付勢手段と、前記噴孔開閉弁を開弁側に付勢する開弁側付勢手段とを具備し、前記閉弁側付勢手段が圧力制御室を有し、前記圧力制御室内の圧力を制御するための圧力制御弁を圧力制御弁室内に配置し、絞り部を備えた第一連通路によって前記圧力制御室と前記圧力制御弁室とを連通し、前記圧力制御弁の開弁期間中に、前記圧力制御室内の燃料が、前記絞り部を備えた第一連通路及び前記圧力制御弁室を介して低圧燃料リーク通路内に排出されるようにした燃料噴射装置において、前記圧力制御室内に燃料を供給するための第二連通路を高圧燃料供給通路と前記圧力制御弁室との間に配置し、
前記噴孔開閉弁の全開時のリフト量である最大リフト量を調節する最大リフト量調節手段を設け、最大リフト量を大きくする側に前記最大リフト量調節手段を付勢する第一圧力制御室と、最大リフト量を小さくする側に前記最大リフト量調節手段を付勢する第二圧力制御室とに前記圧力制御室を分割すると共に、前記第一連通路を第一圧力制御室用連通路と第二圧力制御室用連通路とに分割し、前記第一圧力制御室内の圧力と前記第二圧力制御室内の圧力との関係を変更することにより最大リフト量を変更するようになっていて、
前記第一圧力制御室内の圧力を増加させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を増加させる第一モードと、前記第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を減少させる第二モードと、前記第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を増加させる第三モードとを前記圧力制御弁が有する燃料噴射装置。
【請求項２】
燃料が前記第一圧力制御室内に流入するための通路を前記第一圧力制御室用連通路のみによって構成した請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料が前記第二圧力制御室内に流入するための通路を前記第二圧力制御室用連通路のみによって構成した請求項１に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料噴射用噴孔を開閉する噴孔開閉弁と、噴孔開閉弁を閉弁側に付勢する閉弁側付勢手段と、噴孔開閉弁を開弁側に付勢する開弁側付勢手段とを具備し、閉弁側付勢手段が圧力制御室を有し、圧力制御室内の圧力を制御するための圧力制御弁を圧力制御弁室内に配置し、絞り部を備えた第一連通路によって圧力制御室と圧力制御弁室とを連通し、圧力制御弁の開弁期間中に、圧力制御室内の燃料が、絞り部を備えた第一連通路及び圧力制御弁室を介して低圧燃料リーク通路内に排出されるようにした燃料噴射装置が知られている。この種の燃料噴射装置の例としては、例えばＷＯ９７／４８９００号公報のＦＩＧ．３、ＦＩＧ．５、ＦＩＧ．６に記載されたものがある。ＷＯ９７／４８９００号公報に記載された燃料噴射装置では、圧力制御弁の開弁期間中に圧力制御室内の圧力を減少させることによって噴孔開閉弁が開弁せしめられ、圧力制御弁の閉弁期間中に圧力制御室内の圧力を増加させることによって噴孔開閉弁が閉弁せしめられる。また、ＷＯ９７／４８９００号公報に記載された燃料噴射装置では、圧力制御室と圧力制御弁室とが絞り部を備えた第一連通路によって連通されているため、圧力制御弁の開弁期間中に圧力制御室から流出する燃料流量が絞り部によって決定される。その結果、圧力制御弁の開弁量を正確に制御しなくても、圧力制御室から流出する燃料流量を所望の燃料流量に一致させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＷＯ９７／４８９００号公報に記載された燃料噴射装置では、圧力制御室内に燃料を供給するための通路が、高圧燃料供給通路と圧力制御室との間に配置されているものの、高圧燃料供給通路と圧力制御弁室との間には配置されていない。つまり、ＷＯ９７／４８９００号公報に記載された燃料噴射装置では、燃料が、高圧燃料供給通路から圧力制御弁室及び絞り部を備えた第一通路を介して圧力制御室内に供給されるのではなく、高圧燃料供給通路から圧力制御室内に直接供給される。従って、噴孔開閉弁を開弁させるために圧力制御室内の圧力を減少させようとしても、高圧燃料供給通路から圧力制御室内に燃料が供給され続けているために、圧力制御室内の圧力を迅速に減少させることができない。
【０００４】
そこで、圧力制御室内の圧力を迅速に減少させて噴孔開閉弁を迅速に開弁させるために、高圧燃料供給通路から供給される燃料流量を比較的少ない流量に設定することが考えられる。ところが、そのように設定した場合には、圧力制御弁の閉弁期間中に圧力制御室内の圧力を増加させるのに比較的長い時間を要してしまい、噴孔開閉弁を迅速に閉弁させることができない。一方、圧力制御弁の閉弁期間中に圧力制御室内の圧力を迅速に増加させて噴孔開閉弁を迅速に閉弁させるために、高圧燃料供給通路から供給される燃料流量を比較的多い流量に設定した場合には、上述した理由から、圧力制御弁の開弁期間中に圧力制御室内の圧力を減少させるのに比較的長い時間を要してしまい、噴孔開閉弁を迅速に開弁させることができない。つまり、ＷＯ９７／４８９００号公報に記載された燃料噴射装置では、燃料が高圧燃料供給通路から圧力制御室内に直接供給されるため、噴孔開閉弁が迅速に開弁できるようにしつつ噴孔開閉弁が迅速に閉弁できるようにすることができない。
【０００５】
前記問題点に鑑み、本発明は、噴孔開閉弁が迅速に開弁できるようにしつつ噴孔開閉弁が迅速に閉弁できるようにした燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃料噴射用噴孔を開閉する噴孔開閉弁と、前記噴孔開閉弁を閉弁側に付勢する閉弁側付勢手段と、前記噴孔開閉弁を開弁側に付勢する開弁側付勢手段とを具備し、前記閉弁側付勢手段が圧力制御室を有し、前記圧力制御室内の圧力を制御するための圧力制御弁を圧力制御弁室内に配置し、絞り部を備えた第一連通路によって前記圧力制御室と前記圧力制御弁室とを連通し、前記圧力制御弁の開弁期間中に、前記圧力制御室内の燃料が、前記絞り部を備えた第一連通路及び前記圧力制御弁室を介して低圧燃料リーク通路内に排出されるようにした燃料噴射装置において、前記圧力制御室内に燃料を供給するための第二連通路を高圧燃料供給通路と前記圧力制御弁室との間に配置し、前記噴孔開閉弁の全開時のリフト量である最大リフト量を調節する最大リフト量調節手段を設け、最大リフト量を大きくする側に前記最大リフト量調節手段を付勢する第一圧力制御室と、最大リフト量を小さくする側に前記最大リフト量調節手段を付勢する第二圧力制御室とに前記圧力制御室を分割すると共に、前記第一連通路を第一圧力制御室用連通路と第二圧力制御室用連通路とに分割し、前記第一圧力制御室内の圧力と前記第二圧力制御室内の圧力との関係を変更することにより最大リフト量を変更するようになっていて、前記第一圧力制御室内の圧力を増加させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を増加させる第一モードと、前記第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を減少させる第二モードと、前記第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に前記第二圧力制御室内の圧力を増加させる第三モードとを前記圧力制御弁が有する燃料噴射装置が提供される。
【０００８】
請求項１に記載の燃料噴射装置では、圧力制御室内に燃料を供給するための第二連通路が高圧燃料供給通路と圧力制御弁室との間に配置される。そのため、高圧燃料供給通路から第二連通路を介して圧力制御弁室に供給される燃料流量を比較的多い流量に設定することにより、圧力制御弁の閉弁期間中に、圧力制御弁室に供給された燃料が第一連通路を介して圧力制御室内に迅速に流入せしめられる。それゆえ、圧力制御室内の圧力を迅速に増加させて噴孔開閉弁を迅速に閉弁させることができる。一方、圧力制御弁の開弁期間中には、高圧燃料供給通路から第二連通路を介して圧力制御弁室に供給された燃料は、圧力制御弁室と低圧燃料リーク通路との間の隙間が十分に大きいために圧力制御弁室内の圧力が圧力制御室内の圧力よりも低くなることにより、圧力制御室内に流入することなく低圧燃料リーク通路内に排出される。その結果、圧力制御室内の燃料が第一連通路及び圧力制御弁室を介して低圧燃料リーク通路内に排出されるのが促進され、圧力制御室内の燃料が圧力制御室から迅速に流出せしめられる。それゆえ、圧力制御室内の圧力を迅速に減少させて噴孔開閉弁を迅速に開弁させることができる。つまり、噴孔開閉弁が迅速に開弁できるようにしつつ噴孔開閉弁が迅速に閉弁できるようにすることができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の燃料噴射装置では、最大リフト量を大きくする側に最大リフト量調節手段を付勢する第一圧力制御室内の圧力と、最大リフト量を小さくする側に最大リフト量調節手段を付勢する第二圧力制御室内の圧力との関係を変更することにより、噴孔開閉弁の全開時の最大リフト量が変更せしめられる。つまり、最大リフト量を変更するために、第一圧力制御室内の圧力と第二圧力制御室内の圧力との関係が変更されればよく、高圧燃料供給通路内の圧力を変更する必要がない。また、最大リフト量を変更するために変更される対象が第一圧力制御室及び第二圧力制御室内の圧力であるため、例えばピエゾ式アクチュエータの伸長量を変更することにより最大リフト量を変更する場合のように温度変化に伴って最大リフト量が変化してしまうことがない。そのため、高圧燃料供給通路内の圧力を変更する必要なく噴孔開閉弁の全開時の最大リフト量を変更することができると共に、温度が変化した場合であっても噴孔開閉弁の全開時の最大リフト量を正確に制御することができる。
【００１２】
更に、請求項１に記載の燃料噴射装置では、第一圧力制御室内の圧力を増加させると共に第二圧力制御室内の圧力を増加させる第一モードと、第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に第二圧力制御室内の圧力を減少させる第二モードと、第一圧力制御室内の圧力を減少させると共に第二圧力制御室内の圧力を増加させる第三モードとを圧力制御弁が有するため、圧力制御弁のモードを切り換えることにより、噴孔開閉弁を全閉せしめる状態と、最大リフト量を大きくして噴孔開閉弁を全開せしめる状態と、最大リフト量を小さくして噴孔開閉弁を全開せしめる状態とを切り換えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、燃料が前記第一圧力制御室内に流入するための通路を前記第一圧力制御室用連通路のみによって構成した請求項１に記載の燃料噴射装置が提供される。
【００１４】
請求項２に記載の燃料噴射装置では、燃料が第一圧力制御室内に流入するための通路が第一圧力制御室用連通路のみによって構成される。そのため、高圧燃料供給通路と第一圧力制御室とを直接連通する通路を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路と第一圧力制御室とを直接連通する通路を設けた場合よりも、第一圧力制御室内の圧力を迅速に減少させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、燃料が前記第二圧力制御室内に流入するための通路を前記第二圧力制御室用連通路のみによって構成した請求項１に記載の燃料噴射装置が提供される。
【００１６】
請求項３に記載の燃料噴射装置では、燃料が第二圧力制御室内に流入するための通路が第二圧力制御室用連通路のみによって構成される。そのため、高圧燃料供給通路と第二圧力制御室とを直接連通する通路を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路と第二圧力制御室とを直接連通する通路を設けた場合よりも、第二圧力制御室内の圧力を迅速に減少させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の燃料噴射装置の第一の実施形態の全体構成図、図２は図１の拡大図である。図１及び図２において、１は燃料噴射用噴孔、２は燃料噴射用噴孔１を開閉するニードル弁、２ａはニードル弁２の上側に配置されたコマンドピストン、３はニードル弁２及びコマンドピストン２ａを閉弁側に付勢する第一圧力制御室、４はニードル弁２及びコマンドピストン２ａを開弁側に付勢する燃料だまり室である。５はニードル弁２の全開時のリフト量である最大リフト量を調節するリフトロックピストンである。つまり、所定の位置に位置せしめられたリフトロックピストン５にコマンドピストン２ａが突き当てられた時のニードル弁２の位置が最大リフト位置となる。リフトロックピストン５は、第一圧力制御室３内の圧力により最大リフト量を大きくする側に付勢され、第二圧力制御室６内の圧力により最大リフト量を小さくする側に付勢される。
【００１９】
７はリフトロックピストン５を案内するシリンダであり、このシリンダ７は第一シリンダ部材７ａと第二シリンダ部材７ｂとにより構成されている。第一圧力制御室３内の圧力が第二圧力制御室６内の圧力よりも低い時、リフトロックピストン５は下側に付勢され、下側突き当て面７ｃに突き当たるまで下側に移動せしめられる。一方、第一圧力制御室３内の圧力が第二圧力制御室６内の圧力よりも高い時、リフトロックピストン５は上側に付勢され、上側突き当て面７ｄに突き当たるまで上側に移動せしめられる。１０は第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内の圧力を調節するための圧力制御弁、１０ａは圧力制御弁１０を構成する棒状部材、１０ｂは圧力制御弁１０を構成する球状部材、４０は圧力制御弁１０を包囲している圧力制御弁室である。１１は圧力制御弁１０を駆動するためのピエゾ式アクチュエータ、１２は圧力制御弁１０とピエゾ式アクチュエータ１１との間に配置された中間油圧室、１３はニードル弁２を閉弁側に付勢するばねである。
【００２０】
２０は高圧の燃料（作動油）が流れる高圧燃料供給通路、２１及び２２は高圧燃料供給通路２０内よりも低圧の燃料が流れる低圧燃料リーク通路である。高圧燃料供給通路２０内には、コモンレール（図示せず）から一定の圧力の燃料が供給されている。３０は第一圧力制御室３内に燃料が流入するための第一圧力制御室用入口通路である。第一圧力制御室用入口通路３０には絞り部３０’が形成されている。３１は第一圧力制御室３と圧力制御弁室４０とを連通する第一圧力制御室用連通路である。第一圧力制御室用連通路３１にも絞り部３１’が形成されている。３２は第二圧力制御室６内に燃料が流入するための第二圧力制御室用入口通路である。第一圧力制御室用入口通路３２にも絞り部３２’が形成されている。３３は第二圧力制御室６と圧力制御弁室４０とを連通する第二圧力制御室用連通路である。第二圧力制御室用連通路３３にも絞り部３３’が形成されている。３４は高圧燃料供給通路２０と圧力制御弁室４０とを直接連通する第三連通路である。第三連通路３４にも絞り部３４’が形成されている。５０は第三連通路３４が形成されている部材、５１は第二圧力制御室用入口通路３２が形成されている部材である。
【００２１】
図３は圧力制御弁１０の作動状態を比較して示した図である。詳細には、図３（ａ）は第一圧力制御室３からの燃料の流出及び第二圧力制御室６からの燃料の流出が共に遮断された第一状態を示した図、図３（ｂ）は第一圧力制御室３からの燃料の流出及び第二圧力制御室６からの燃料の流出が共に遮断されていない第二状態を示した図、図３（ｃ）は第一圧力制御室３からの燃料の流出が遮断されておらず第二圧力制御室６からの燃料の流出が遮断された第三状態を示した図である。図３（ａ）に示すように、第一状態では、圧力制御弁室４０から低圧燃料リーク通路２１内に燃料が流出するのが、圧力制御弁１０の棒状部材１０ａによって遮断される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料は第一圧力制御室３から流出できなくなり、同様に、第二圧力制御室６内の燃料も第二圧力制御室６から流出できなくなる。図３（ｂ）に示すように、第二状態では、圧力制御弁室４０から低圧燃料リーク通路２１内に燃料が流出するのが、圧力制御弁１０の棒状部材１０ａによって遮断されない。また、第二圧力制御室６から圧力制御弁室４０内に燃料が流入するのも、圧力制御弁１０の球状部材１０ｂによって遮断されない。その結果、第一圧力制御室３内の燃料は第一圧力制御室３から流出することができ、同様に、第二圧力制御室６内の燃料も第二圧力制御室６から流出することができる。図３（ｃ）に示すように、第三状態では、圧力制御弁室４０から低圧燃料リーク通路２１内に燃料が流出するのが、圧力制御弁１０の棒状部材１０ａによって遮断されないものの、第二圧力制御室６から圧力制御弁室４０内に燃料が流入するのが、圧力制御弁１０の球状部材１０ｂによって遮断される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料は第一圧力制御室３から流出することができるが、第二圧力制御室６内の燃料は第二圧力制御室６から流出できなくなる。
【００２２】
図４はリフトロックピストン５の作動状態を比較して示した図である。詳細には、図４（ａ）はリフトロックピストン５が下側突き当て面７ｃに突き当てられた状態を示した図、図４（ｂ）はリフトロックピストン５が上側突き当て面７ｄに突き当てられた状態を示した図、図４（ｃ）はリフトロックピストン５の底面図である。図４において、５ａは、リフトロックピストン５の底面に突き当てられたコマンドピストン２ａの頂面がリフトロックピストン５の底面に張りつくのを阻止し、ニードル弁２の閉弁動作開始時にリフトロックピストン５の底面からコマンドピストン２ａの頂面が分離するのを促進するための分離促進溝である。５ｂは分離促進溝５ａと同様の目的で形成された分離促進穴である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、まず燃料噴射を開始すべき時、詳細には、小さい最大リフト量にて燃料を噴射すべき時、ピエゾ式アクチュエータ１１が伸長せしめられ、圧力制御弁１０が第三状態（図３（ｃ））に配置される。この第三状態では、第一圧力制御室３から燃料が流出せしめられる。その結果、第一圧力制御室３内の燃料がニードル弁２を閉弁側に付勢する力と、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力との合力は、燃料だまり室４内の燃料がニードル弁２を開弁側に付勢する力よりも小さくなり、それゆえ、ニードル弁２が開弁せしめられる。またこの第三状態では、第二圧力制御室６からの燃料の流出が遮断される。その結果、第二圧力制御室６内の圧力が第一圧力制御室３内の圧力よりも高くなり、それゆえ、リフトロックピストン５は、下側突き当て面７ｃに突き当てられ、小さい最大リフト量を画定する（図４（ａ））。つまり、図４（ａ）の状態に配置されたリフトロックピストン５にニードル弁２及びコマンドピストン２ａが突き当てられ、燃料噴射が行われる。
【００２４】
次いで、大きい最大リフト量にて燃料を噴射すべき時、ピエゾ式アクチュエータ１１が少し収縮せしめられ、圧力制御弁１０が第二状態（図３（ｂ））に配置される。この第二状態では、上述した第三状態と同様に、第一圧力制御室３から燃料が流出せしめられる結果、第一圧力制御室３内の燃料がニードル弁２を閉弁側に付勢する力と、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力との合力は、燃料だまり室４内の燃料がニードル弁２を開弁側に付勢する力よりも小さくなり、それゆえ、ニードル弁２の開弁状態がそのまま維持される。またこの第二状態では、第二圧力制御室６からも燃料が流出せしめられる結果、第二圧力制御室６内の圧力も第一圧力制御室３内の圧力と同程度まで低下する。それゆえ、燃料だまり室４内の圧力により、ニードル弁２及びコマンドピストン２ａだけでなくリフトロックピストン５も上側に付勢され、リフトロックピストン５が上側突き当て面７ｄに突き当たるまでニードル弁２、コマンドピストン２ａ及びリフトロックピストン５が共に上側に移動せしめられる。つまり、最大リフト量が、リフトロックピストン５のストローク量ｔ（図４（ｂ））だけ図４（ａ）に示したものよりも増加せしめられ、大きい最大リフト量の下で燃料噴射が行われる。
【００２５】
次いで、燃料噴射を停止すべき時、ピエゾ式アクチュエータ１１が更に収縮せしめられ、圧力制御弁１０が第一状態（図３（ａ））に配置される。この第一状態では、第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６から低圧燃料リーク通路２１への燃料の流出が遮断される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料がニードル弁２を閉弁側に付勢する力と、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力との合力は、燃料だまり室４内の燃料がニードル弁２を開弁側に付勢する力よりも大きくなり、それゆえ、ニードル弁２が閉弁せしめられる。また、上述した第二状態からこの第一状態に切り換えられた時、第一圧力制御室３内よりも第二圧力制御室６内の方が早期に圧力上昇するように、第一圧力制御室３及び絞り部３０’と、第二圧力制御室６及び絞り部３２’とが形成されている。詳細には、第二圧力制御室６の容積が第一圧力制御室３の容積よりも小さくされている。その結果、次回の燃料噴射開始時に小さい最大リフト量にて燃料噴射を行うために、リフトロックピストン５は、今回の燃料噴射終了時までに下側突き当て面７ｃに突き当たるように下側に移動せしめられる（図４（ａ））。
【００２６】
図２〜図４に示したように、本実施形態では、高圧燃料供給通路２０と圧力制御弁室４０が第三連通路３４によって連通されている。そのため、圧力制御弁１０の第一状態（図３（ａ））において、第一圧力制御室３には、第一圧力制御室用入口通路３０を介して燃料が供給されるのみならず、第三連通路３４及び第一圧力制御室用連通路３１を介して燃料が供給される。また、第二圧力制御室６には、第二圧力制御室用入口通路３２を介して燃料が供給されるのみならず、第三連通路３４及び第二圧力制御室用連通路３３を介して燃料が供給される。そのため、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給される燃料流量を比較的多い流量に設定することにより、圧力制御弁１０の閉弁期間中（図３（ａ））に、圧力制御弁室４０に供給された燃料が第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に迅速に流入せしめられると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に迅速に流入せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に増加させてニードル弁２を迅速に閉弁させることができる。
【００２７】
一方、圧力制御弁１０の第二状態の下での開弁期間中（図３（ｂ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制されると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に流入してしまうのが絞り部３３’によって抑制され、第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進されると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室用連通路３３及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室６から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を大きい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００２８】
また、圧力制御弁１０の第三状態の下での開弁期間中（図３（ｃ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制され、第一圧力制御室３内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を小さい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００２９】
つまり本実施形態によれば、ニードル弁２が迅速に開弁できるようにしつつニードル弁２が迅速に閉弁できるようにすることができる。
【００３０】
詳細には、まず第一に、圧力制御弁１０を備えた本実施形態の燃料噴射装置の場合、圧力制御弁１０の開弁期間中に第一圧力制御室３から流出する燃料流量が圧力制御弁１０の開弁量によってではなく、第一圧力制御室用連通路３１の絞り部３１’によって定まるようにするために、絞り部３１’の絞り度合いを比較的強い値に設定する必要がある。第二に、高圧燃料供給通路２０を備えた本実施形態の燃料噴射装置の場合、アイドル付近での燃焼騒音を低下させるために、アイドル付近（低負荷側）において低圧で燃料を噴射する必要がある。高圧燃料供給通路２０内の圧力を比較的低い値に設定する場合には、第一圧力制御室３内の燃料がニードル弁２を閉弁側に付勢する力と、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力と、燃料だまり室４内の燃料がニードル弁２を開弁側に付勢する力とのうち、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力が占める割合が大きくなる。その結果、第三に、ニードル弁２の開弁動作時に、ばね１３がニードル弁２を閉弁側に付勢する力に打ち勝ってニードル弁２を迅速に開弁させるためには、ニードル弁２の開弁動作時、つまり、圧力制御弁１０の開弁期間中に第一圧力制御室３から流出する燃料流量と第一圧力制御室３内に流入する燃料流量との比をかなり大きい値に設定する必要がある。
【００３１】
一方で上述したように第一圧力制御室用連通路３１の絞り部３１’の絞り度合いを比較的強い値に設定する必要があるため、圧力制御弁１０の開弁期間中に第一圧力制御室３から流出する燃料流量と第一圧力制御室３内に流入する燃料流量との比をかなり大きい値に設定するためには、圧力制御弁１０の開弁期間中に第一圧力制御室３内に流入する燃料流量をかなり小さい値に設定することが必要になる。第四に、ニードル弁２の閉弁動作時、つまり、圧力制御弁１０の閉弁期間中にニードル弁２を迅速に閉弁させるためには、圧力制御弁１０の閉弁期間中に第一圧力制御室３内に流入する燃料流量をかなり大きい値に設定することが必要になる。
【００３２】
これらの要求に基づき、本実施形態の燃料噴射装置は次のように構成されている。まず第一の要求に基づき、圧力制御弁１０の開弁量よりも第一圧力制御室用連通路３１の絞り部３１’の開口が小さくなるように絞り部３１’の絞り度合いが比較的強い値に設定されている。次に第二の要求に基づき、高圧燃料供給通路２０内の圧力が比較的低い値に設定される。更に第三の要求に基づき、第一圧力制御室用入口通路３０の絞り部３０’の絞り度合いが比較的強い値に設定される。あるいは、後述する第二の実施形態の燃料噴射装置のように第一圧力制御室用入口通路３０を排除し、圧力制御弁１０の開弁期間中に第一圧力制御室３内に流入する燃料流量をゼロにすることも可能である。また第四の要求に基づき、圧力制御弁１０の閉弁期間中に第一圧力制御室３内に流入する燃料流量を多くするために、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４及び圧力制御弁室４０を介して第一圧力制御弁室３内に流入する燃料流量が多くなるように第三連通路３４の絞り部３４’の絞り度合いが比較的弱い値に設定される。
【００３３】
このようにして、ニードル弁２が迅速に開弁できるようにしつつニードル弁２が迅速に閉弁できるようにすることが達成される。
【００３４】
また本実施形態によれば、最大リフト量を大きくする側にリフトロックピストン５を付勢する第一圧力制御室３内の圧力と、最大リフト量を小さくする側にリフトロックピストン５を付勢する第二圧力制御室６内の圧力との関係をピエゾ式アクチュエータ１１によって変更することにより、ニードル弁２の全開時の最大リフト量が変更せしめられる。つまり、最大リフト量を変更するために、第一圧力制御室３内の圧力と第二圧力制御室６内の圧力との関係が変更されればよく、高圧燃料供給通路２０内の圧力を変更する必要がない。また、最大リフト量を変更するために変更される対象が第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内の圧力であるため、ピエゾ式アクチュエータの伸長量を変更することにより最大リフト量を変更する場合のように温度変化に伴って最大リフト量が変化してしまうことがない。そのため、高圧燃料供給通路２０内の圧力を変更する必要なくニードル弁２の全開時の最大リフト量を変更することができると共に、温度が変化した場合であってもニードル弁２の全開時の最大リフト量を正確に制御することができる。
【００３５】
更に本実施形態によれば、第一圧力制御室３内の圧力を増加させると共に第二圧力制御室６内の圧力を増加させる第一状態（図３（ａ））と、第一圧力制御室３内の圧力を減少させると共に第二圧力制御室６内の圧力を減少させる第二状態（図３（ｂ））と、第一圧力制御室３内の圧力を減少させると共に第二圧力制御室６内の圧力を増加させる第三状態（図３（ｃ））とを圧力制御弁１０が有するため、圧力制御弁１０の状態を切り換えることにより、ニードル弁２を全閉せしめる状態と、最大リフト量を大きくしてニードル弁２を全開せしめる状態と、最大リフト量を小さくしてニードル弁２を全開せしめる状態とを切り換えることができる。
【００３６】
図５は本発明の燃料噴射装置の第二の実施形態の図２と同様の拡大図である。図５において、図１〜図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１〜図４に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示しており、２ａ’はニードル弁２の上側に配置されたコマンドピストンである。つまり本実施形態では、第一の実施形態の第一圧力制御室用入口通路３０及びその絞り部３０’が排除されている。
【００３７】
本実施形態では、高圧燃料供給通路２０と圧力制御弁室４０が第三連通路３４によって連通されているため、圧力制御弁１０の第一状態（図３（ａ））において、第一圧力制御室３には、第三連通路３４及び第一圧力制御室用連通路３１を介して燃料が供給される。また、第二圧力制御室６には、第二圧力制御室用入口通路３２を介して燃料が供給されるのみならず、第三連通路３４及び第二圧力制御室用連通路３３を介して燃料が供給される。そのため、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給される燃料流量を比較的多い流量に設定することにより、圧力制御弁１０の閉弁期間中（図３（ａ））に、圧力制御弁室４０に供給された燃料が第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に迅速に流入せしめられると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に迅速に流入せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に増加させてニードル弁２を迅速に閉弁させることができる。
【００３８】
一方、圧力制御弁１０の第二状態の下での開弁期間中（図３（ｂ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制されると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に流入してしまうのが絞り部３３’によって抑制され、第一圧力制御室３又は第二圧力制御室６内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進されると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室用連通路３３及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室６から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を大きい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００３９】
また、圧力制御弁１０の第三状態の下での開弁期間中（図３（ｃ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制され、第一圧力制御室３内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を小さい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００４０】
つまり本実施形態によっても、ニードル弁２が迅速に開弁できるようにしつつニードル弁２が迅速に閉弁できるようにすることができる。
【００４１】
更に本実施形態によれば、燃料が第一圧力制御室３内に流入するための通路が第一圧力制御室用連通路３１のみによって構成されるため、高圧燃料供給通路２０と第一圧力制御室３とを直接連通する通路（第一の実施形態の第一圧力制御室用入口通路３０）を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路２０と第一圧力制御室３とを直接連通する通路（第一の実施形態の第一圧力制御室用入口通路３０）を設けた場合よりも、第一圧力制御室３内の圧力を迅速に減少させることができる。
【００４２】
図６は本発明の燃料噴射装置の第三の実施形態の図２及び図５と同様の拡大図である。図６において、図１〜図５に示した参照番号と同一の参照番号は図１〜図５に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示しており、５０’は第三連通路３４が形成されている部材である。つまり本実施形態では、第二の実施形態の第二圧力制御室用入口通路３２及びその絞り部３２’が排除されている。
【００４３】
本実施形態では、高圧燃料供給通路２０と圧力制御弁室４０が第三連通路３４によって連通されているため、圧力制御弁１０の第一状態（図３（ａ））において、第一圧力制御室３には、第三連通路３４及び第一圧力制御室用連通路３１を介して燃料が供給される。また、第二圧力制御室６には、第三連通路３４及び第二圧力制御室用連通路３３を介して燃料が供給される。そのため、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給される燃料流量を比較的多い流量に設定することにより、圧力制御弁１０の閉弁期間中（図３（ａ））に、圧力制御弁室４０に供給された燃料が第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に迅速に流入せしめられると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に迅速に流入せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に増加させてニードル弁２を迅速に閉弁させることができる。
【００４４】
一方、圧力制御弁１０の第二状態の下での開弁期間中（図３（ｂ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制されると共に、第二圧力制御室用連通路３３を介して第二圧力制御室６内に流入してしまうのが絞り部３３’によって抑制され、第一圧力制御室３又は第二圧力制御室６内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進されると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室用連通路３３及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられると共に、第二圧力制御室６内の燃料が第二圧力制御室６から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３及び第二圧力制御室６内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を大きい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００４５】
また、圧力制御弁１０の第三状態の下での開弁期間中（図３（ｃ））には、高圧燃料供給通路２０から第三連通路３４を介して圧力制御弁室４０に供給された燃料は、第一圧力制御室用連通路３１を介して第一圧力制御室３内に流入してしまうのが絞り部３１’によって抑制され、第一圧力制御室３内に流入することなく低圧燃料リーク通路２１内に排出される。その結果、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室用連通路３１及び圧力制御弁室４０を介して低圧燃料リーク通路２１内に排出されるのが促進される。そのため、第一圧力制御室３内の燃料が第一圧力制御室３から迅速に流出せしめられる。それゆえ、第一圧力制御室３内の圧力を迅速に減少させてニードル弁２を迅速に開弁させることができる。詳細には、ニードル弁を小さい最大リフト位置まで迅速に移動させることができる。
【００４６】
つまり本実施形態によっても、ニードル弁２が迅速に開弁できるようにしつつニードル弁２が迅速に閉弁できるようにすることができる。
【００４７】
更に本実施形態によれば、燃料が第二圧力制御室６内に流入するための通路が第二圧力制御室用連通路３３のみによって構成されるため、高圧燃料供給通路２０と第二圧力制御室６とを直接連通する通路（第一及び第二の実施形態の第二圧力制御室用入口通路３２）を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路２０と第二圧力制御室６とを直接連通する通路（第一及び第二の実施形態の第二圧力制御室用入口通路３２）を設けた場合よりも、第二圧力制御室６内の圧力を迅速に減少させることができる。
【００４８】
尚、上述した実施形態の燃料噴射装置はリフトロックピストン５を有する、つまり、二つの圧力制御室３、６を有するタイプのものであるが、本発明は、リフトロックピストンを有しない、つまり、圧力制御室を一つのみ有する燃料噴射装置にも適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、高圧燃料供給通路から第二連通路を介して圧力制御弁室に供給される燃料流量を比較的多い流量に設定することにより、圧力制御弁の閉弁期間中に、圧力制御弁室に供給された燃料が第一連通路を介して圧力制御室内に迅速に流入せしめられる。それゆえ、圧力制御室内の圧力を迅速に増加させて噴孔開閉弁を迅速に閉弁させることができる。一方、圧力制御弁の開弁期間中には、高圧燃料供給通路から第二連通路を介して圧力制御弁室に供給された燃料は、第一連通路を介して圧力制御室内に流入してしまうのが絞り部によって抑制され、圧力制御室内に流入することなく低圧燃料リーク通路内に排出される。その結果、圧力制御室内の燃料が第一連通路及び圧力制御弁室を介して低圧燃料リーク通路内に排出されるのが促進され、圧力制御室内の燃料が圧力制御室から迅速に流出せしめられる。それゆえ、圧力制御室内の圧力を迅速に減少させて噴孔開閉弁を迅速に開弁させることができる。つまり、噴孔開閉弁が迅速に開弁できるようにしつつ噴孔開閉弁が迅速に閉弁できるようにすることができる。
【００５０】
また、請求項１に記載の発明によれば、高圧燃料供給通路内の圧力を変更する必要なく噴孔開閉弁の全開時の最大リフト量を変更することができると共に、温度が変化した場合であっても噴孔開閉弁の全開時の最大リフト量を正確に制御することができる。
【００５１】
更に、請求項１に記載の発明によれば、圧力制御弁のモードを切り換えることにより、噴孔開閉弁を全閉せしめる状態と、最大リフト量を大きくして噴孔開閉弁を全開せしめる状態と、最大リフト量を小さくして噴孔開閉弁を全開せしめる状態とを切り換えることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、高圧燃料供給通路と第一圧力制御室とを直接連通する通路を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路と第一圧力制御室とを直接連通する通路を設けた場合よりも、第一圧力制御室内の圧力を迅速に減少させることができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明によれば、高圧燃料供給通路と第二圧力制御室とを直接連通する通路を加工する必要性を排除することができ、燃料噴射装置のコストを低減することができる。また、高圧燃料供給通路と第二圧力制御室とを直接連通する通路を設けた場合よりも、第二圧力制御室内の圧力を迅速に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射装置の第一の実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の拡大図である。
【図３】圧力制御弁１０の作動状態を比較して示した図である。
【図４】リフトロックピストン５の作動状態を比較して示した図である。
【図５】本発明の燃料噴射装置の第二の実施形態の図２と同様の拡大図である。
【図６】本発明の燃料噴射装置の第三の実施形態の図２及び図５と同様の拡大図である。
【符号の説明】
１…噴孔
２…ニードル弁
３…第一圧力制御室
４…燃料だまり室
５…リフトロックピストン
６…第二圧力制御室
１０…圧力制御弁
１３…ばね
２０…高圧燃料供給通路
２１…低圧燃料リーク通路
３１…第一圧力制御室用連通路
３１’，３３’，３４’…絞り部
３３…第一圧力制御室用連通路
３４…第三連通路
４０…圧力制御弁室
【図１】
0003829604.tif 000002
【図２】
0003829604.tif 000003
【図３】
0003829604.tif 000004
【図４】
0003829604.tif 000005
【図５】
0003829604.tif 000006
【図６】
0003829604.tif 000007