JP2001295717A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短い時間間隔で燃料噴射を行なう場合に燃料
噴射量、燃料噴射時期を正確に制御する。 【解決手段】 燃料噴射弁１０の燃料噴射孔３１１を開
閉するニードル３３を燃料油圧で動作させる。噴射する
燃料の圧力が作用する油圧室３５を設け、油圧室内の圧
力でニードルを開弁方向に付勢するとともに、噴射する
燃料の圧力が作用する制御油圧室３７を設け、制御油圧
室内の圧力でニードルを閉弁方向に付勢する。制御油圧
室内の油圧を外部に逃がすことによりニードルを開弁方
向に移動させて燃料噴射を行なう。燃料油圧力を油圧室
に導く燃料油通路３５１と、燃料油圧力を制御油圧室に
導く制御油圧通路３７３とを高圧燃料油配管１１に接続
する。これにより、燃料噴射時の燃料油通路の圧力変動
が制御油圧室に伝播することが防止され、ニードルの動
作が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁に関
し、詳細には短時間で複数回の燃料噴射を行なうことが
可能な燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料噴射弁、特にディーゼル
機関の燃料噴射弁では気筒の１行程サイクル中に複数回
の燃料噴射を行なうものが知られている。例えば、ディ
ーゼル機関では、主燃料噴射の直前に少量の燃料を噴射
するパイロット燃料噴射を行い、燃焼騒音の発生を防止
することが一般に行なわれている。

【０００３】この種の燃料噴射弁では、燃料噴射の応答
性を良好にするために燃料噴射弁のニードル弁を高圧燃
料油の圧力で開弁方向に付勢するとともに、同時に制御
油圧室に高圧燃料油を導いて、制御油圧室内の燃料油圧
力によりニードル弁を閉弁方向に付勢してニードル弁を
開弁方向の力に抗して閉弁している。燃料噴射時には、
制御油圧室を低圧リターン配管に連通させることによ
り、ニードル弁を開弁方向に移動させる。すなわち、制
御油圧室内の燃料油圧が低下すると、ニードル弁を閉弁
方向に付勢する力が低下し、ニードル弁は燃料油圧力に
より開弁方向に移動して燃料噴射孔を開放する。これに
より、燃料噴射が行なわれる。

【０００４】また、燃料噴射を停止する際には、制御油
圧室を低圧リターン配管から遮断する。これにより、高
圧燃料油が制御油圧室に流入し、制御油圧室内の燃料油
圧力が上昇するため、ニードル弁は開弁方向に作用する
燃料油圧力に抗して移動し、燃料噴射孔を閉鎖するた
め、燃料噴射が停止する。この種の燃料噴射弁では、燃
料噴射の開始及び停止操作を燃料油の圧力を用いて行な
うことにより高い応答性を得ている。

【０００５】ところが、このように燃料噴射弁に供給さ
れる燃料油の圧力を利用してニードル弁の開閉操作を行
なう燃料噴射弁では、燃料噴射の間隔によっては燃料噴
射時期、燃料噴射量等が正確に制御できない場合が生じ
る。すなわち、この種の燃料噴射弁では、燃料油を制御
油圧室に供給して、制御油圧室内の油圧によりニードル
弁を閉弁方向に付勢している。通常、制御油圧室には、
燃料噴射孔に燃料油を供給する燃料油通路から燃料噴射
弁内で分岐した制御油圧通路を介して燃料油が供給され
ている。一方、ニードル弁が開弁して燃料噴射が行なわ
れると燃料油通路内の燃料圧力は低下する。また、燃料
噴射が終了してニードル弁が閉弁すると、燃料油通路内
の燃料圧力は上昇し、燃料噴射開始前の圧力に復帰する
が、このとき、急激な圧力上昇のために燃料油通路内の
圧力に変動が生じ、燃料噴射開始前の圧力に収束するま
でに多少の時間を必要とする。このように、燃料油通路
内の燃料油圧力の変動、すなわち圧力バウンスが生じる
とそれに応じて制御油圧室内の燃料油圧力が変動するよ
うになる。このため、制御油圧室内で圧力バウンスが続
いている間に再度燃料噴射を行なおうとすると、ニード
ル弁の開閉タイミングが正確に制御できなくなり燃料噴
射タイミングと燃料噴射量との正確な制御ができなくな
る問題が生じる。

【０００６】特開平６−１４７０５０公報は、上記問題
を解決するために、制御油圧室と燃料油通路とを、流路
長さの異なる複数の制御油圧通路で接続するようにした
燃料噴射弁を開示している。同公報の燃料噴射弁では、
流路長さの異なる複数の制御油圧通路を用いて制御油圧
室と燃料油通路とを接続しているため、燃料油通路での
急激な圧力変化が生じた場合には、燃料油通路での圧力
変化が制御油圧室に到達するまでの時間が複数の制御油
圧通路毎に異なってくる。このため、各制御油圧通路か
ら伝播する圧力変動により制御油圧室内に発生する圧力
変動の周波数が各制御油圧通路毎に異なるようになり、
周波数の異なる圧力変動が互いに相殺され制御油圧室内
の圧力変動の減衰時間が短くなる。このため、同公報の
燃料噴射弁では、例えばパイロット燃料噴射と主燃料噴
射との間隔が短い場合にも安定した主燃料噴射を行なう
ことが可能となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
６−１４７０５０公報の燃料噴射弁は、パイロット燃料
噴射と主燃料噴射とのみを行なう燃料噴射弁では制御油
圧室内の圧力変動を有効に減衰させることができるもの
の、主燃料噴射の後にポスト燃料噴射を行なうような場
合には、ポスト燃料噴射の噴射時期や噴射量を正確に制
御できなくなる場合が生じる問題がある。

【０００８】例えばディーゼル機関等では、主燃料噴射
で噴射する燃料量が多い場合や、多量のＥＧＲ（排気ガ
ス再循環）を行って燃料量に対して空気量が少くなって
いるような場合には、噴射された燃料の一部が完全燃焼
しないため排気スモークを発生する場合がある。このた
め、機関の高負荷運転時などでは、主燃料噴射量の上限
値をある値に規制して、必要とされる残りの量の燃料を
主燃料噴射量終了後に再度噴射する、いわゆるポスト燃
料噴射を行なう場合がある。この場合、主燃料噴射とポ
スト燃料噴射との間隔が長くなると、ポスト燃料噴射で
噴射された燃料が燃焼しなくなり、逆に排気スモークが
増大する問題が生じる。従って、主燃料噴射とポスト燃
料噴射との間隔はパイロット燃料噴射と主燃料噴射との
間隔に比較して小さく設定する必要がある。

【０００９】パイロット燃料噴射では、燃料噴射量は比
較的少量でありパイロット燃料噴射と主燃料噴射との間
隔も比較的大きい。このため、パイロット噴射時の燃料
油通路の圧力低下は比較的小さく、パイロット燃料噴射
終了時に生じる燃料油通路の圧力バウンスの幅も比較的
小さくなっている。一方、主燃料噴射では燃料噴射量は
パイロット燃料噴射に較べて大きくなっているため、燃
料噴射時の燃料油通路の圧力低下はパイロット燃料噴射
時に較べて大きくなる。このため、主燃料噴射終了時に
生じる燃料油通路の圧力バウンスは、パイロット燃料噴
射時に較べて非常に大きくなってしまう。従って、上記
特開平６−１４７０５０公報の燃料噴射弁のように、長
さの異なる制御油圧通路を複数設けた場合であっても、
それぞれの制御油圧通路から制御油圧室に伝播する圧力
変動の幅が大きくなり、それぞれの制御油圧通路からの
圧力変動の相殺効果を考慮しても制御油圧室内での圧力
バウンスが減衰する時間が長くなる。

【００１０】一方、前述したようにポスト燃料噴射は主
燃料噴射終了後、短い時間間隔で開始する必要がある。
このため、ポスト噴射を主燃料噴射による制御油圧室内
の圧力バウンスが減衰する前に開始する場合が生じ、ポ
スト燃料噴射の噴射時期や噴射量が正確に制御できなく
なる問題が生じるのである。本発明は上記問題に鑑み、
主燃料噴射の後にポスト燃料噴射を行なう場合等のよう
に、短い時間間隔で燃料噴射を行なう際に、前の燃料噴
射が後の燃料噴射に影響を与えることを防止し、後の燃
料噴射の噴射時期や噴射量を正確に制御することを可能
とする燃料噴射弁を提供することを目的としている。

【００１１】

【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、高圧燃料油通路に接続されるハウジングと、該
ハウジングに開口する燃料噴射孔を開閉するニードル弁
と、前記ハウジング内に設けられ、前記燃料噴射孔と前
記高圧燃料油通路とを接続する燃料油通路と、前記燃料
油通路に連通し、燃料油通路から供給される燃料油圧力
により前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を開放する方向
に付勢する油圧室と、前記ハウジング内に設けられ、前
記高圧燃料油通路に接続された制御油圧通路と、前記制
御油圧通路に接続され、制御油圧通路から供給される燃
料油の圧力により、前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を
閉鎖する方向に付勢する制御油圧室と、前記制御油圧室
をハウジング外の低圧部に接続するリターン通路と、該
リターン通路を開閉する制御弁とを備え、前記制御弁を
開弁することにより、前記制御油圧室を前記リターン通
路に接続して前記制御油圧室内の燃料油圧を低下させ、
前記油圧室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前記燃
料噴射孔を開放する方向に移動させて燃料噴射を行い、
前記制御弁を閉弁することにより、前記制御油圧室を前
記リターン通路から遮断して前記制御油圧通路から前記
制御油圧室内に供給される燃料油圧力により前記ニード
ル弁を前記燃料噴射孔に向けて付勢し燃料噴射を停止す
る燃料噴射弁において、前記制御油圧通路と前記燃料油
通路とは、それぞれが互いに独立して前記高圧燃料通路
に接続されている、燃料噴射弁が提供される。

【００１２】すなわち、請求項１の発明では制御油圧室
に油圧を供給する制御油圧通路と、燃料噴射孔に燃料を
供給する燃料油通路とは、それぞれが互いに独立して高
圧燃料通路に接続されている。燃料噴射実施時には、燃
料油通路内では燃料圧力の変動が生じる。従来のよう
に、制御油圧通路と燃料油通路とが燃料噴射弁ハウジン
グの中で分岐している構成では、燃料油通路に直接制御
油圧通路が接続されているため、燃料油通路内の大きな
圧力変動がそのまま制御油圧通路を介して制御油圧室に
伝播してしまい、制御油圧室内に大きな圧力バウンスを
生じるようになる。本発明では、制御油圧通路と燃料油
通路とを高圧燃料通路に互いに独立して接続させること
により、この問題を解決している。すなわち、本発明で
は制御油圧通路と燃料油通路とは燃料噴射弁ハウジング
内で互いに連通することなくそれぞれが高圧燃料通路に
直接接続されている。このため、燃料噴射時に燃料油通
路に生じた圧力変動は、制御油圧通路には直接伝播する
ことなく高圧燃料通路に伝播する。ところが、高圧燃料
通路は燃料油通路に較べて長さも大きく体積もそれに応
じて大きくなっているため、高圧燃料通路内では燃料油
通路から伝播した圧力変動は小さくなる。このため、高
圧燃料通路が圧力変動を減衰させるサージタンクとして
機能するようになり、高圧燃料通路に制御油圧通路を介
して直接接続された制御油圧室内の圧力変動は小さくな
る。すなわち、本発明では、制御油圧室に伝播する圧力
変動そのものが小さくなるため、主燃料噴射時等のよう
に燃料油通路内の圧力変動幅が大きくなる場合にも制御
油圧室内での圧力バウンス幅を小さい値に抑制すること
が可能となる。従って、ポスト噴射等のように、主燃料
噴射後短時間で再度燃料噴射を行なう場合にも燃料噴射
時期、燃料噴射量を正確に制御することが可能となる。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、高圧燃料
を貯留する蓄圧室に接続され、蓄圧室から供給される燃
料を噴射する燃料噴射弁であって、ハウジングと、該ハ
ウジングに開口する燃料噴射孔を開閉するニードル弁
と、前記ハウジング内に設けられ、前記蓄圧室内の燃料
を前記燃料噴射孔に供給する燃料油通路と、前記燃料油
通路に連通し、燃料油通路から供給される燃料油圧力に
より前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を開放する方向に
付勢する油圧室と、前記ハウジング内に設けられ、前記
蓄圧室から燃料油を供給される制御油圧通路と、前記制
御油圧通路に接続され、制御油圧通路から供給される燃
料油の圧力により、前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を
閉鎖する方向に付勢する制御油圧室と、前記制御油圧室
をハウジング外の低圧部に接続するリターン通路と、該
リターン通路を開閉する制御弁とを備え、前記制御弁を
開弁することにより、前記制御油圧室を前記リターン通
路に接続して前記制御油圧室内の燃料油圧を低下させ、
前記油圧室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前記燃
料噴射孔を開放する方向に移動させて燃料噴射を行い、
前記制御弁を閉弁することにより、前記制御油圧室を前
記リターン通路から遮断して前記制御油圧通路から前記
制御油圧室内に供給される燃料油圧力により前記ニード
ル弁を前記燃料噴射孔に向けて付勢し燃料噴射を停止す
る燃料噴射弁において、前記制御油圧通路と前記燃料油
通路とは、それぞれが互いに独立して前記蓄圧室に接続
されている、燃料噴射弁が提供される。

【００１４】すなわち、請求項２の発明では制御油圧通
路と燃料油通路とは、それぞれ互いに連通することなく
直接蓄圧室に接続されている。蓄圧室は燃料油通路に比
較して容積が極めて大きいため、サージタンクとしての
効果も大きく燃料噴射時に燃料油通路に生じた圧力変動
はサージタンクではほぼ完全に減衰する。このため、サ
ージタンクに制御油圧通路を介して直接接続された制御
油圧室には燃料油通路に生じた圧力変動はほとんど伝播
しない。従って、燃料噴射時に制御油圧室内には圧力バ
ウンスが生じなくなり、ポスト噴射等のように、主燃料
噴射後短時間で再度燃料噴射を行なう場合にも燃料噴射
時期、燃料噴射量を正確に制御することが可能となる。

【００１５】

【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。図１は、本発明の燃料噴射
弁を自動車用ディーゼル機関に適用した場合の実施形態
の概略構成を示す図である。図１において、１は内燃機
関（本実施形態では＃１から＃４の４つの気筒を備えた
４気筒４サイクルディーゼル機関が使用される）、１０
ａから１０d は機関１の＃１から＃４の各気筒内に直接
燃料を噴射する燃料噴射弁、燃料噴射弁１０ａから１０
ｄは、それぞれ高圧燃料配管１１ａから１１ｄを介して
共通の蓄圧室（コモンレール）３に接続されている。コ
モンレール３は、高圧燃料噴射ポンプ５から供給される
加圧燃料を貯留し、貯留した高圧燃料を高圧燃料配管１
１ａから１１ｄを介して各燃料噴射弁１０ａから１０d
に分配する機能を有する。

【００１６】本実施形態では、高圧燃料噴射ポンプ５
は、例えば吐出量調節機構を有するプランジャ形式のポ
ンプとされ、図示しない燃料タンクから供給される燃料
を所定の圧力に昇圧しコモンレール３に供給する。ポン
プ５からコモンレール３への燃料圧送量は、コモンレー
ル３圧力が目標圧力になるようにＥＣＵ２０によりフィ
ードバック制御される。

【００１７】図１に２０で示すのは、機関の制御を行う
電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０は、リ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入出力ポ
ートを双方向バスで接続した公知の構成のディジタルコ
ンピュータとして構成されている。ＥＣＵ２０は、燃料
噴射弁１０ａから１０ｄの開弁時期、時間等の開弁動作
を制御してメイン燃料噴射の噴射時期及び噴射量を制御
する燃料噴射制御等の機関の基本制御を行う。

【００１８】これらの制御を行なうために、本実施形態
ではコモンレール３にはコモンレール内燃料圧力を検出
する燃料圧センサ２７が設けられている他、機関１のア
クセルペダル（図示せず）近傍にはアクセル開度（運転
者のアクセルペダル踏み込み量）を検出するアクセル開
度センサ２１が設けられている。また、図１に２３で示
すのは機関１のカム軸の回転位相を検出するカム角セン
サ、２５で示すのはクランク軸の回転位相を検出するク
ランク角センサである。カム角センサ２３は、機関１の
カム軸近傍に配置され、クランク回転角度に換算して７
２０度毎に基準パルスを出力する。また、クランク角セ
ンサ２５は、機関1 のクランク軸近傍に配置され所定ク
ランク回転角毎（例えば１５度毎）にクランク角パルス
を発生する。

【００１９】ＥＣＵ２０は、クランク各センサ２５から
入力するクランク回転角パルス信号の周波数から機関回
転数を算出し、アクセル開度センサ２１から入力するア
クセル開度信号と、機関回転数とに基づいて燃料噴射弁
１０ａから１０ｄの燃料噴射時期と燃料噴射量とを算出
する。なお、本実施形態では、燃料噴射弁からの燃料噴
射時期と燃料噴射量との算出方法は、公知のいずれの方
法をも使用することができる。

【００２０】次に、本実施形態の燃料噴射弁１０（燃料
噴射弁１０ａから１０ｄは同一の構造であるため、以下
の説明では、参照符号１０で総称する）の構造について
説明するが、その前に図４を用いて従来の一般的な高圧
燃料噴射弁の構造について説明する。図４は、従来の燃
料噴射弁の構造を模式的に示す図であり、燃料噴射弁の
の軸線に沿った断面を示している。

【００２１】図４において、３１で示すのは燃料噴射弁
１０のハウジング、３３で示すのは、ニードル弁であ
る。ニードル弁３３は、後述する油圧室３５内の油圧を
受ける開弁ピストン３３１と制御油圧室３７の油圧を受
ける増圧ピストン３３３とを備え、燃料油圧力の作用し
ない状態ではスプリング３３５によりハウジング３１先
端の弁座３１１に押圧されている。増圧ピストン３３３
の受圧面積は、開弁用ピストン３３１の受圧面積より大
きく設定されている。

【００２２】ハウジング３１の弁座３１１より更に先端
部分には燃料を噴射する燃料噴射孔３１３が設けられて
いる。開弁用ピストン３３１下部のハウジング３１内に
はニードル弁３３先端の周囲に油圧室３５が形成されて
いる。また、ハウジング３１内の増圧ピストン３３３上
部には制御油圧室３７が形成されており、通路３７１を
介して増圧ピストン３３３上側の受圧部に連通してい
る。

【００２３】図４の例では、ハウジング３１外側には、
前述した高圧燃料配管１１ａから１１ｄ（以下、参照符
号１１で総称する）に接続される燃料配管接続部３１７
が形成されている。接続部３１７内には、油圧室３５と
高圧燃料配管とを接続する燃料油通路３５１が形成され
ている。また、ハウジング内では、燃料油通路３５１か
ら制御油圧通路３７３が分岐しており、燃料油通路３５
１と制御油圧室３７とを連通している。

【００２４】また、図４に３９で示すのは、制御油圧室
３７と図示しない燃料タンク等の低圧部を接続するリタ
ーン通路である。リターン通路３９にはニードル弁３３
の増圧ピストン３３３下部空間が常時連通しており、増
圧ピストン３３３下部圧力を常に制御油圧室３７より低
い値に保持している。図４に４０で示すのは、制御油圧
室３７内の油圧を制御する制御弁である。制御弁４０
は、ソレノイド４１と、制御油圧室３７内に配置された
板状の弁体４３とを備えている。弁体４３には、オリフ
ィスとして機能する貫通孔４３ａが設けられている。ソ
レノイド４１通電時、弁体４３はソレノイド４１に吸引
され、制御油圧通路３７３の制御油圧室３７への開口３
７３ａを閉鎖する。また、ソレノイド４１の通電停止時
には、弁体４３は制御油圧通路３７３から供給される油
圧によりリターン通路３９の制御油圧室内への開口３９
ａに押圧され、制御油圧室３７をリターン通路３９から
遮断する。

【００２５】次に、図４の燃料噴射弁１０の燃料噴射動
作について説明する。ソレノイド４１が通電されていな
いとき、すなわち燃料噴射を実施していないときには、
制御弁の弁体４３は制御油圧室３７内の燃料油圧力とリ
ターン通路３９内の燃料油圧力との差により図４下方向
に押圧され、リターン通路３９の開口３９ａを閉鎖して
いる。このため、制御油圧室３７及び通路３７１により
制御油圧室３７に連通した増圧ピストン３３３上部の圧
力は燃料油通路３５１内の燃料油圧力と等しくなってい
る。また、ハウジング先端の油圧室３５内の燃料圧力は
燃料油通路３５１内の燃料油圧力と等しくなっている。

【００２６】この状態では、ニードル弁３３にはハウジ
ング３１先端の油圧室３５内の燃料油圧力が開弁用ピス
トン３３１を介してニードル弁を開弁方向（図４で上向
き）に付勢するように作用している。また、同様に制御
油圧室３７内の燃料油圧力は、増圧ピストン３３３を介
してニードル弁３３を閉弁方向（図４で下向き）に付勢
するように作用している。前述したように、増圧ピスト
ン３３３の受圧面積は開弁用ピストン３３１の受圧面積
より大きく、しかもスプリング３３５の付勢力もニード
ル弁３３の閉弁方向に作用している。このため、ソレノ
イド４１が通電されていない状態では、ニードル弁３３
先端は弁座３１１に押圧され油圧室３５は燃料噴射孔３
１３から遮断されるため燃料噴射は生じない。

【００２７】一方、ソレノイド４１が通電されると制御
弁の弁体４３はソレノイド４１に吸引されて制御油圧通
路３７３の開口３７３ａを閉鎖するとともに、リターン
通路３９の開口３９ａを開放する。これにより、制御室
３７は制御油圧通路３７３から遮断され、リターン通路
３９に連通する。この状態では、制御室３７、及び通路
３７１で制御室に連通する増圧ピストン３３３上部の燃
料油圧力はリターン通路３９内圧力まで低下する。この
ため、ニードル弁３３は開弁用ピストン３３１に作用す
る油圧室３５内圧力により開弁方向に移動し、油圧室３
５と燃料噴射孔３１３とが連通し、燃料油通路３５１内
の燃料が油圧室３５を通って燃料噴射孔３１３から噴射
されるようになる。

【００２８】更に、この状態でソレノイド４１の通電が
停止されると、制御弁の弁体４３は開口３７３ａを介し
て作用する制御油圧通路３７３の圧力により開口３７３
ａから離れ、制御油圧通路３７３から流入する燃料油の
圧力により制御弁弁体４３が下方に移動して、リターン
通路３９の開口３９ａを閉鎖する。また、制御油圧通路
３７３から流入する燃料油は、弁体４３の開口４３ａを
通って弁体４３下部に流入して、制御室３７及び増圧ピ
ストン３３３上部の圧力は制御油圧通路３７３内圧力
（すなわち燃料油通路３５１内圧力）に等しくなる。こ
の状態では、燃料油圧力により増圧ピストン３３３上部
に作用する力は、開弁用ピストン３３１に作用する力よ
り大きくなり、ニードル弁３３は弁座３１１に押圧され
る。これにより、油圧室３５は燃料噴射孔３１３から遮
断され燃料噴射が停止する。

【００２９】上述のように、図４の燃料噴射弁では燃料
油圧力を用いてニードル弁３３を開閉している。ところ
が、燃料噴射時には燃料油通路３５１の燃料油圧力はニ
ードル弁３３の開弁により低下する。また、燃料噴射停
止時にはニードル弁３３の閉弁により、燃料噴射中に低
下していた燃料油通路３５１の燃料油圧力は急激に上昇
する。また、燃料油圧力は直ちに燃料噴射開始前の値に
は復帰せず燃料油通路３５１内に圧力の脈動が生じる。
この圧力の脈動は、ニードル弁３３が弁座３１１に着座
して燃料油通路３５１内を流れる燃料油流が遮断された
ために、弁座３１１部分で発生した圧力波が燃料油通路
３５１内を伝播し各部で反射することにより生じる。こ
の場合、図４の燃料噴射弁のように制御油圧通路３７３
が燃料油通路３５１から分岐している構造では、弁座３
１１部分で発生した圧力波は、燃料油通路３５１から分
岐部３５１ａ（図４）を通り制御油圧通路３７３に伝播
してしまうため、制御油圧通路３７３内の圧力も燃料油
通路３５１と同様に脈動を生じるようになる。このた
め、燃料噴射終了後、制御油圧室３７内の圧力が脈動す
る、いわゆる圧力バウンスが生じるのである。この圧力
バウンスは、燃料噴射終了後時間の経過とともに減衰す
るが、例えば主燃料噴射等のように噴射中の燃料油通圧
力の低下幅が大きい場合には、圧力バウンスの変動幅も
大きくなり、減衰に時間を要するようになる。このた
め、主燃料噴射終了直後にポスト燃料噴射を行なうよう
な場合には、制御油圧室３７内の圧力の脈動のためにニ
ードル弁３３の動作が安定せず、燃料噴射時期や燃料噴
射量を正確に制御できなくなる。以下に説明する本発明
の実施形態では、燃料油通路３５１内の圧力脈動が制御
油圧室３７に伝播することを防止することにより上記問
題を解決している。

【００３０】（１）第１の実施形態 図２は、本発明の燃料噴射弁の第１の実施形態を説明す
る、図４と同様な断面図である。図２において、図４と
同一の参照符号は同様な要素を示している。本実施形態
では、燃料油通路３５１と制御油圧通路３７３とがそれ
ぞれ個別に高圧燃料配管１１に接続されており、ハウジ
ング３１１内で互いに連通していない点が図４の従来の
燃料噴射弁構造とは相違している。

【００３１】すなわち、図２に示すように、燃料油通路
３５１と制御油圧通路３７３とは、それぞれハウジング
３１１の高圧配管接続部３１７まで互いに独立して延設
されており、高圧燃料配管１１に個別に接続されてい
る。このように、燃料油通路３５１と制御油圧通路３７
３とを個別に高圧燃料配管１１に接続したことにより、
燃料噴射終了時に燃料油通路３５１内に生じた圧力脈動
が直接制御油圧通路３７３には伝播することが防止され
る。

【００３２】本実施形態においても、制御油圧通路３７
３は高圧配管１１を介して間接的に燃料油通路３５１に
連通しているため、燃料油通路３５１内の圧力の脈動に
より高圧配管１１内で圧力の脈動が生じた場合には、制
御油圧通路３７３内の圧力も脈動することになる。しか
し、燃料油通路３１５の容積に比較すると高圧配管１１
の容積は大きいため、燃料油通路３５１内の圧力脈動が
高圧配管１１に伝播した場合でも、脈動は減衰し高圧配
管１１の圧力脈動は極めて小さくなる。すなわち、高圧
燃料配管１１が圧力変動を減衰させるサージタンクとし
て機能するため、制御油圧通路３７３及び制御室３７内
で生じる圧力バウンスは極めて小さくなる。このため、
制御室３７内の圧力バウンスは燃料噴射終了後直ちに減
衰するようになり、制御室３７内の圧力は燃料噴射終了
後直ちに安定するようになる。従って本実施形態によれ
ば、主燃料噴射終了後直ちにポスト燃料噴射を行なうよ
うな場合でも、ニードル弁３３の動作が安定し燃料噴射
時期と燃料噴射量とを正確に制御することが可能とな
る。

【００３３】（２）第２の実施形態 図３は、本発明の燃料噴射弁の第２の実施形態を示す、
図２、図４と同様な図である。図３において、図２、図
４と同一の参照符号は図２、図４と同様な要素を示して
いる。第１の実施形態では、燃料油通路３５１と制御油
圧通路３７３とはハウジング３１１の高圧燃料配管接続
部３１７まで互いに独立に延設され、高圧配管接続部３
１７でそれぞれ独立に高圧燃料配管３１７に接続されて
いた。

【００３４】これに対して、本実施形態では、共通の高
圧燃料配管３１７を使用せずに燃料通路３５１と制御油
圧通路３７３とをそれぞれ個別の配管３５１１と３７３
１とを用いて、直接コモンレール３に接続している点が
相違している。前述の第１の実施形態では、燃料噴射終
了時の燃料油通路３５１内の圧力変動は直接制御油圧通
路３７３に伝播しないものの、高圧燃料配管３１７を経
由して圧力変動が間接的に制御油圧通路３７３に伝播す
る。このため、燃料油通路３５１内の圧力変動が極めて
大きいような場合には、高圧燃料配管３１７での減衰が
不十分になる可能性がある。

【００３５】これに対して、本実施形態では燃料油通路
３５１と制御油圧通路３７３とは、それぞれが独立して
直接にコモンレール３に接続されている。コモンレール
３の容積は第１の実施形態における高圧燃料配管１１よ
りはるかに大きいため、サージタンクとしての効果も高
圧燃料配管１１より格段に大きい。従って、燃料油通路
３５１から配管３５１１を介して圧力変動がコモンレー
ルに伝播した場合でもコモンレール３内で圧力変動はほ
ぼ完全に減衰し、制御油圧通路３７３に伝播することは
ない。このため、本実施形態によれば主燃料噴射による
燃料油通路３５１内の圧力変動が極めて大きくなったよ
うな場合でも制御油圧室３７内には圧力バウンスは生じ
なくなり、主燃料噴射終了後直ちにポスト燃料噴射を行
なうような場合でも、ニードル弁３３の動作が安定し燃
料噴射時期と燃料噴射量とを正確に制御することが可能
となる。

【００３６】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、主燃料
噴射の後にポスト燃料噴射を行なう場合等のように、短
い時間間隔で燃料噴射を行なう際に、前の燃料噴射が後
の燃料噴射に影響を与えることを防止し、後の燃料噴射
の噴射時期や噴射量を正確に制御することが可能となる
共通の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射弁を自動車用ディーゼル機関
に適用した実施形態の燃料系統の概略構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の燃料噴射弁の第１の実施形態を説明す
る断面模式図である。

【図３】本発明の燃料噴射弁の第２の実施形態を説明す
る断面模式図である。

【図４】従来の燃料噴射弁の概略構造を説明する断面模
式図である。

【符号の説明】

３…コモンレール １０…燃料噴射弁 ３１…ハウジング ３３…ニードル弁 ３５…油圧室 ３７…制御油圧室 ４０…制御弁 ４３…弁体 ３５１…燃料油通路 ３７３…制御油圧通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 47/02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧燃料油通路に接続されるハウジング
   と、 該ハウジングに開口する燃料噴射孔を開閉するニードル
   弁と、 前記ハウジング内に設けられ、前記燃料噴射孔と前記高
   圧油通路とを接続する燃料油通路と、 前記燃料油通路に連通し、燃料油通路から供給される燃
   料油圧力により前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を開放
   する方向に付勢する油圧室と、 前記ハウジング内に設けられ、前記高圧燃料油通路に接
   続された制御油圧通路と、 前記制御油圧通路に接続され、制御油圧通路から供給さ
   れる燃料油の圧力により、前記ニードル弁を前記燃料噴
   射孔を閉鎖する方向に付勢する制御油圧室と、 前記制御油圧室をハウジング外の低圧部に接続するリタ
   ーン通路と、該リターン通路を開閉する制御弁とを備
   え、 前記制御弁を開弁することにより、前記制御油圧室を前
   記リターン通路に接続して前記制御油圧室内の燃料油圧
   を低下させ、前記油圧室内の燃料圧力により前記ニード
   ル弁を前記燃料噴射孔を開放する方向に移動させて燃料
   噴射を行い、前記制御弁を閉弁することにより、前記制
   御油圧室を前記リターン通路から遮断して前記制御油圧
   通路から前記制御油圧室内に供給される燃料油圧力によ
   り前記ニードル弁を前記燃料噴射孔に向けて付勢し燃料
   噴射を停止する燃料噴射弁において、 前記制御油圧通
   路と前記燃料油通路とは、それぞれが互いに独立して前
   記高圧燃料通路に接続されている、燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 高圧燃料を貯留する蓄圧室に接続され、
   蓄圧室から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁であっ
   て、 ハウジングと、 該ハウジングに開口する燃料噴射孔を開閉するニードル
   弁と、 前記ハウジング内に設けられ、前記蓄圧室内の燃料を前
   記燃料噴射孔に供給する燃料油通路と、 前記燃料油通路に連通し、燃料油通路から供給される燃
   料油圧力により前記ニードル弁を前記燃料噴射孔を開放
   する方向に付勢する油圧室と、 前記ハウジング内に設けられ、前記蓄圧室から燃料油を
   供給される制御油圧通路と、 前記制御油圧通路に接続され、制御油圧通路から供給さ
   れる燃料油の圧力により、前記ニードル弁を前記燃料噴
   射孔を閉鎖する方向に付勢する制御油圧室と、 前記制御油圧室をハウジング外の低圧部に接続するリタ
   ーン通路と、該リターン通路を開閉する制御弁とを備
   え、 前記制御弁を開弁することにより、前記制御油圧室を前
   記リターン通路に接続して前記制御油圧室内の燃料油圧
   を低下させ、前記油圧室内の燃料圧力により前記ニード
   ル弁を前記燃料噴射孔を開放する方向に移動させて燃料
   噴射を行い、前記制御弁を閉弁することにより、前記制
   御油圧室を前記リターン通路から遮断して前記制御油圧
   通路から前記制御油圧室内に供給される燃料油圧力によ
   り前記ニードル弁を前記燃料噴射孔に向けて付勢し燃料
   噴射を停止する燃料噴射弁において、 前記制御油圧通路と前記燃料油通路とは、それぞれが互
   いに独立して前記蓄圧室に接続されている、燃料噴射
   弁。