JP2002285934A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

コモンレール式燃料噴射装置

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JP2002285934A JP2001085605A JP2001085605A JP2002285934A JP 2002285934 A JP2002285934 A JP 2002285934A JP 2001085605 A JP2001085605 A JP 2001085605A JP 2001085605 A JP2001085605 A JP 2001085605A JP 2002285934 A JP2002285934 A JP 2002285934A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厳密な精度で部品を加工する必要なくインジ
ェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更
する。 【解決手段】 噴射圧力を増加させるための増圧ピスト
ン３と、噴射圧力を制御するために増圧ピストンの位置
を制御する制御室４とを設け、制御室４内に流入する燃
料流量を設定する入口絞り部５と、制御室４から流出す
る燃料流量を設定する出口絞り部６とを形成し、増圧制
御弁７を介して入口絞り部５とコモンレール２とを接続
し、増圧制御弁７を開閉することによりインジェクタ１
から噴射される燃料の噴射圧力を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコモンレール式燃料
噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インジェクタから噴射される燃料
の噴射圧力を変更可能なコモンレール式燃料噴射装置が
知られている。この種のコモンレール式燃料噴射装置の
例としては、例えば特許第２８８５０７６号公報に記載
されたものがある。特許第２８８５０７６号公報に記載
されたコモンレール式燃料噴射装置では、インジェクタ
とリターン通路との間に延びている減圧通路が増圧ピス
トンによって遮断／連通されることにより、インジェク
タから噴射される燃料の噴射圧力が変更されている。具
体的には、増圧ピストンのリフト量が所定量よりも小さ
いとき、インジェクタとリターン通路との間に延びてい
る減圧通路が増圧ピストンによって遮断されず、インジ
ェクタ内の燃料圧力は噴射により減少する。一方、増圧
ピストンのリフト量がその所定量よりも大きいとき、イ
ンジェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路
が増圧ピストンによって遮断され、インジェクタ内の燃
料圧力が増加されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特許第２８
８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射
装置では、インジェクタ内の燃料圧力を増加させるか否
かが、増圧ピストンと減圧通路との相対位置に大きく左
右される。従って、例えば増圧ピストンを付勢するばね
の荷重が設計値と異なっているときには、減圧通路を増
圧ピストンによって遮断すべきときに、減圧通路が増圧
ピストンによって遮断されなくなってしまうおそれがあ
る。また、減圧通路を増圧ピストンによって遮断すべき
でないときに、減圧通路が増圧ピストンによって遮断さ
れてしまうおそれもある。あるいは、例えば減圧通路の
位置が設計された位置と異なっているときにも、そのよ
うなおそれが生じてしまう。つまり、特許第２８８５０
７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置で
は、増圧ピストンと減圧通路との相対位置を決定する事
項が設計通りになっていなければ、インジェクタ内の燃
料圧力を減少すべきときにインジェクタ内の燃料圧力が
増加してしまったり、あるいは、インジェクタ内の燃料
圧力を増加すべきときにインジェクタ内の燃料圧力が減
少してしまったりするおそれがある。
【０００４】前記問題点に鑑み、本発明は特許第２８８
５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装
置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジェクタ
から噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更するこ
とができるコモンレール式燃料噴射装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【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、インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を
変更可能なコモンレール式燃料噴射装置において、噴射
圧力を増加させるための増圧ピストンと、噴射圧力を制
御するために増圧ピストンの位置を制御する制御室とを
具備し、制御室内に流入する燃料流量を設定する入口絞
り部と、制御室から流出する燃料流量を設定する出口絞
り部とを形成し、増圧制御弁を介して入口絞り部とコモ
ンレールとを接続したことを特徴とするコモンレール式
燃料噴射装置が提供される。
【０００６】請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射
装置では、増圧ピストンの位置を制御するための制御室
内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部と、制御室
から流出する燃料流量を設定する出口絞り部とが形成さ
れ、増圧制御弁を介して入口絞り部とコモンレールとが
接続されている。つまり、インジェクタ内の燃料圧力を
増加させるか否かが、特許第２８８５０７６号公報に記
載されたコモンレール式燃料噴射装置のように増圧ピス
トンと減圧通路との相対位置に大きく左右されるのでは
なく、増圧ピストンのリフト量を減少させるためには増
圧制御弁が閉弁されているか、あるいは、増圧ピストン
のリフト量を増加させるためには増圧制御弁が開弁され
ているかによって定まる。具体的には、増圧制御弁が閉
弁されると、制御室内に流入する燃料流量よりも制御室
から流出する燃料流量が多くなり、その結果、増圧ピス
トンのリフト量が減少してインジェクタ内の燃料圧力が
減少する。一方、圧力制御弁が開弁されると、制御室内
に流入する燃料流量よりも制御室から流出する燃料流量
が少なくなり、その結果、増圧ピストンのリフト量が増
加してインジェクタ内の燃料圧力が増加する。そのた
め、特許第２８８５０７６号公報に記載されたコモンレ
ール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなく
てもインジェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求
通りに変更することができる。
【０００７】例えば増圧制御弁を二方弁によって構成す
ることにより、三方弁を使用している特許第２８８５０
７６号公報に記載されたコモンレール式燃料噴射装置よ
りも簡単な構成でインジェクタから噴射される燃料の噴
射圧力を要求通りに変更することができる。
【０００８】請求項２に記載の発明によれば、増圧制御
弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させるために
入口絞り部及び出口絞り部を設定したことを特徴とする
請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供さ
れる。
【０００９】請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射
装置では、入口絞り部及び出口絞り部が設定されている
ため、増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減
少させることができる。
【００１０】請求項３に記載の発明によれば、燃料が密
閉され得る密閉室を増圧ピストンと増圧ピストン用スト
ッパとの間に配置し、増圧ピストンのリフト量が所定量
以上になったときに密閉室が密閉状態になるように密閉
室を構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモン
レール式燃料噴射装置が提供される。
【００１１】請求項４に記載の発明によれば、増圧ピス
トンのリフト量が前記所定量以上になったとき、密閉室
内の燃料が密閉室から流出するためのリターン通路が増
圧ピストンによって遮断されることを特徴とする請求項
３に記載のコモンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１２】請求項３及び４に記載のコモンレール式燃
料噴射装置では、燃料が密閉され得る密閉室が増圧ピス
トンと増圧ピストン用ストッパとの間に配置され、増圧
ピストンのリフト量が所定量以上になったときに密閉室
が密閉状態になるように密閉室が構成されている。その
ため、増圧ピストンが増圧ピストン用ストッパに激しく
衝突するのに伴って増圧ピストン及び増圧ピストン用ス
トッパが破壊してしまうおそれを排除することができ
る。
【００１３】請求項５に記載の発明によれば、増圧ピス
トンが一方の側に移動したときに第一インジェクタから
噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストンが
他方の側に移動したときに第二インジェクタから噴射さ
れる燃料の噴射圧力が増加されるように増圧ピストンを
構成したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレー
ル式燃料噴射装置が提供される。
【００１４】請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射
装置では、増圧ピストンが一方の側に移動したときに第
一インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加さ
れ、増圧ピストンが他方の側に移動したときに第二イン
ジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加されるよ
うに増圧ピストンが構成されている。そのため、単一の
増圧ピストンによって複数のインジェクタの噴射圧力を
変更することができる。
【００１５】請求項６に記載の発明によれば、第一イン
ジェクタ内の燃料を加圧する第一加圧部と第二インジェ
クタ内の燃料を加圧する第二加圧部とを直線上に互いに
逆向きに配置したことを特徴とする請求項５に記載のコ
モンレール式燃料噴射装置が提供される。
【００１６】請求項６に記載のコモンレール式燃料噴射
装置では、第一インジェクタ内の燃料を加圧する第一加
圧部と第二インジェクタ内の燃料を加圧する第二加圧部
とが直線上に互いに逆向きに配置されている。そのた
め、増圧ピストンの簡単な運動、つまり、増圧ピストン
の直線運動によって複数のインジェクタの噴射圧力を容
易に変更することができる。
【００１７】請求項７に記載の発明によれば、増圧ピス
トンを第一増圧ピストンと第二増圧ピストンとに分割
し、増圧制御弁の閉弁期間中に第一増圧ピストンと第二
増圧ピストンとの間にギャップが形成されるように第一
増圧ピストン及び第二増圧ピストンを配置したことを特
徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置
が提供される。
【００１８】請求項７に記載のコモンレール式燃料噴射
装置では、増圧ピストンが第一増圧ピストンと第二増圧
ピストンとに分割され、増圧制御弁の閉弁期間中に第一
増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが形
成されるように第一増圧ピストン及び第二増圧ピストン
が配置されている。つまり、増圧制御弁が閉弁状態から
開弁状態に切換えられるときに第一増圧ピストンと第二
増圧ピストンとの間にギャップが存在している。そのた
め、第一増圧ピストンがリフトし始めても第二増圧ピス
トンはすぐにリフトしない。それゆえ、インジェクタの
噴射圧力の増加開始タイミングを遅らせてインジェクタ
の噴射圧力を増加させることができる。
【００１９】請求項８に記載の発明によれば、増圧制御
弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるときにインジ
ェクタ内の燃料圧力を減少させる減圧手段を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射
装置が提供される。
【００２０】請求項９に記載の発明によれば、増圧制御
弁が開弁状態から閉弁状態に切換えられるとき、インジ
ェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路が連
通されることを特徴とする請求項８に記載のコモンレー
ル式燃料噴射装置が提供される。
【００２１】請求項１０に記載の発明によれば、増圧ピ
ストンを第一増圧ピストンと中空の第二増圧ピストンと
に分割し、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切換え
られるのに伴って第一増圧ピストンと第二増圧ピストン
とが離間されるときに、インジェクタ内の燃料が中空の
第二増圧ピストンを通ってリターン通路まで戻されるこ
とを特徴とする請求項９に記載のコモンレール式燃料噴
射装置が提供される。
【００２２】請求項８〜１０に記載のコモンレール式燃
料噴射装置では、増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に
切換えられるのに伴って第一増圧ピストンと中空の第二
増圧ピストンとが離間されるときに、インジェクタ内の
燃料が中空の第二増圧ピストンを通ってリターン通路ま
で戻される。そのため、インジェクタ内の燃料圧力を迅
速に減少させることにより、インジェクタの噴射圧力を
迅速に減少させることができる。
【００２３】請求項１１に記載の発明によれば、インジ
ェクタとリターン通路との間に延びている減圧通路を遮
断するためのリリーフ弁を配置し、増圧ピストンのリフ
ト量が所定量以上になったとき、増圧ピストンによって
リリーフ弁が開弁され、インジェクタとリターン通路と
が連通されることを特徴とする請求項１に記載のコモン
レール式燃料噴射装置が提供される。
【００２４】請求項１１に記載のコモンレール式燃料噴
射装置では、インジェクタとリターン通路との間に延び
ている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁が配置さ
れ、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったと
き、増圧ピストンによってリリーフ弁が開弁され、イン
ジェクタとリターン通路とが連通される。そのため、イ
ンジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることによ
り、インジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることが
できる。
【００２５】請求項１２に記載の発明によれば、インジ
ェクタに燃料を供給するための燃料供給通路によってイ
ンジェクタとコモンレールとを連通させ、燃料供給通路
内に三方弁を配置し、三方弁とリターン通路とを接続
し、燃料噴射を終了すべきときに、三方弁のモードを切
換えてインジェクタとリターン通路とを連通させること
を特徴とする請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射
装置が提供される。
【００２６】請求項１２に記載のコモンレール式燃料噴
射装置では、燃料噴射を終了すべきときに、燃料供給通
路内に配置された三方弁のモードを切換えてインジェク
タとリターン通路とが連通される。そのため、インジェ
クタ内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、イン
ジェクタの噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００２７】
【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。
【００２８】図１は本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第一の実施形態の概略構成図である。図１におい
て、１はニードル弁が電気的信号によって噴射を制御で
きるようになっている公知のインジェクタ、２は燃料を
所定の圧力に蓄圧しておくためのコモンレール、３はコ
モンレール２において蓄圧されていた燃料を更に増圧す
るための増圧ピストンである。増圧ピストン３によって
増圧された燃料は、増圧ピストン３によって増圧されな
い燃料よりも高い噴射圧力でインジェクタ１から噴射さ
れる。４は噴射圧力を制御するために増圧ピストン３の
位置を制御する制御室、５は制御室４内に流入する燃料
流量を設定する入口絞り部、６は制御室４から流出する
燃料流量を設定する出口絞り部である。７は噴射圧力を
増圧するか否か、つまり、コモンレール２から制御室４
に燃料を供給するか否かを制御するための増圧制御弁で
ある。増圧制御弁７が開弁されている時に増圧ピストン
３のリフト量が増加するように入口絞り部５の絞り度合
い及び出口絞り部６の絞り度合いは設定されている。８
は噴射圧力が減圧される方向に増圧ピストン３を付勢す
るスプリング、９は増圧ピストン３によって増圧される
高圧室、１０は低圧室である。
【００２９】１１は低圧室１０内の燃料を戻すためのリ
ターン通路、１２は制御室４内の燃料を戻すためのリタ
ーン通路、１３はコモンレール２と制御室４とを接続す
る増圧燃料供給通路である。１４は増圧ピストン３のリ
フト量が増加する（増圧ピストン３が図１の右側に移動
する）ときに増圧される燃料通路、１５はコモンレール
２からインジェクタ１に燃料を供給するか否かを制御す
るための燃料供給制御弁である。１６は逆止弁、１７は
コモンレール２と逆止弁１６とを接続する燃料供給通
路、１８は増圧ピストン３のリフト量が増加するときに
増圧される燃料通路、１９は加圧された燃料をコモンレ
ール２に供給するためのポンプである。
【００３０】図２は噴射圧力及び噴射率と時間との関係
を示した図である。図２において、噴射圧力とは、イン
ジェクタ２から燃料が噴射されている時にはその噴射さ
れている燃料の圧力を意味し、インジェクタ２から燃料
が噴射されていない時には高圧室９、燃料通路１４，１
８内の燃料の圧力を意味する。また、図２上側の実線は
噴射圧力を示しており、図２上側の破線はコモンレール
２内の燃料の圧力を示しており、図２下側の実線は第一
の実施形態のコモンレール式燃料噴射装置における噴射
率を示しており、図２下側の破線は増圧ピストンが備え
られていない従来のコモンレール式燃料噴射装置におけ
る噴射率を示している。
【００３１】図１及び図２に示すように、増圧制御弁
７、燃料供給制御弁１５及びインジェクタ１が閉弁状態
にある時間ｔ１以前においては、噴射圧力は比較的低く
なっており、噴射率はゼロになっている。次いで時間ｔ
１に増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が開弁される
と、逆止弁１６を介して燃料通路１４，１８及び高圧室
９内に燃料が供給される。また、入口絞り部５を介して
制御室４内に燃料が供給されるため、増圧ピストン３の
リフト量が増加し（増圧ピストン３が図１の右側に移動
し）、その結果、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の
燃料が加圧され、噴射圧力が増加し始める。次いで時間
ｔ２にインジェクタ１が開弁されると、噴射が開始さ
れ、噴射圧力が増加するのに伴って噴射率も増加する。
第一の実施形態では、時間ｔ１以前の噴射圧力が比較的
低い値に設定されているため、従来の場合よりも初期噴
射率を抑制することができる。それゆえ、従来の場合よ
りもＮＯｘの生成量を抑制することができる。また第一
の実施形態では、増圧ピストン３によって高圧室９及び
燃料通路１４，１８内の燃料がコモンレール２内の燃料
よりも高圧に加圧されるため、増圧ピストンが備えられ
ていない従来の場合よりも最大（ピーク）噴射圧力及び
最大（ピーク）噴射率を高くすることができる。それゆ
え、従来の場合よりも機関出力を増加させることができ
る。
【００３２】次いで時間ｔ３に増圧制御弁７及び燃料供
給制御弁１５が閉弁されると、高圧室９及び燃料通路１
４，１８内に燃料が供給されなくなるにもかかわらずイ
ンジェクタ１から高圧室９及び燃料通路１４，１８内の
燃料が噴射され続けるため、噴射圧力が低下すると共に
噴射率も低下する。第一の実施形態では、噴射圧力を急
激に減少させて噴射率を急激に減少させるために、入口
絞り部５及び出口絞り部６が設定されている。そのた
め、従来の場合よりも迅速に噴射率を減少させることが
できる。それゆえ、従来の場合よりもＨＣの生成量を抑
制することができる。次いで時間ｔ４にインジェクタ１
が閉弁されると、噴射率がゼロになる。
【００３３】図３は噴射圧力及び増圧ピストンのリフト
量と時間との関係を示した図である。詳細には、図３は
インジェクタ１を閉弁状態に維持しつつ増圧ピストン３
のリフト量を変化させたときの高圧室９及び燃料通路１
４，１８内の燃料の圧力を示している。図３に示すよう
に、高圧室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力
は、増圧ピストン３のリフト量を増加させるに従って増
加し、増圧ピストン３のリフト量を減少させるに従って
減少する。つまり、第一の実施形態において、高圧室９
及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力を変更するため
には、増圧ピストン３のリフト量を変更すればよい。ま
た、その増圧ピストン３のリフト量を変更するために
は、増圧制御弁７の開弁状態と閉弁状態とを切換えれば
よい。
【００３４】第一の実施形態によれば、高圧室９及び燃
料通路１４，１８内の燃料の圧力を減少させるか又は増
加させるかが、特許第２８８５０７６号公報に記載され
たコモンレール式燃料噴射装置のように増圧ピストンと
減圧通路との相対位置に大きく左右されるのではなく、
増圧制御弁７が閉弁されるか又は開弁されるかによって
定まる。そのため、特許第２８８５０７６号公報に記載
されたコモンレール式燃料噴射装置ほど厳密な精度で部
品を加工しなくてもインジェクタ１から噴射される燃料
の噴射圧力を要求通りに変更することができる。
【００３５】更に第一の実施形態によれば、入口絞り部
５及び出口絞り部６が設定されているため、増圧制御弁
７を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させることが
できる。
【００３６】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第一の実施形態の変形例について説明する。図４は
第一の実施形態の変形例の概略構成図である。図４にお
いて、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１に
示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してい
る。従って、この変形例は第一の実施形態とほぼ同様の
効果を奏することができる。また図４において、１０１
は公知のジャーク式ノズルである。つまり、第一の実施
形態では、ニードル弁が電磁的にリフトされたときにノ
ズル１が開弁されるが、この変形例では、高圧室９及び
燃料通路１４，１８内の燃料の圧力が増加するのに伴っ
てインジェクタ１０１の燃料だまり内の燃料の圧力が所
定値を越えたときにインジェクタ１０１が開弁される。
【００３７】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第一の実施形態の他の変形例について説明する。図
５は第一の実施形態の他の変形例の概略構成図である。
図５において、図１及び図４に示した参照番号と同一の
参照番号は図１及び図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いる。従って、この変形例は第一
の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。ま
た図５において１２０は分配器である。このような構成
にすることにより、例えば増圧制御弁７のような電磁弁
の数を増加させることなく複数気筒のインジェクタを制
御することができる。
【００３８】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態
の構成は、後述する点を除き、上述した第一の実施形態
の構成とほぼ同様である。従って第一の実施形態とほぼ
同様の効果を奏することができる。図６は第二の実施形
態の要部の概略構成図である。図６において、図１に示
した参照番号と同一の参照番号は図１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、２１０は密閉
室である。図６に示すように、増圧制御弁７（図１参
照）が閉弁されている期間中、増圧ピストン３はスプリ
ング８によって左側に突き当てられている。次いで増圧
ピストン７が開弁されると、増圧ピストン３は制御室４
内の燃料の圧力によって右側に付勢され、増圧ピストン
のリフト量が増加し始める。次いで増圧ピストンのリフ
ト量が大きくなると、増圧ピストン３の側面によってリ
ターン通路１１の入口が閉鎖され、その結果、図６に示
すような密閉室２１０が形成される。この密閉室２１０
により、増圧ピストン３が右側に激しく突き当たるのが
回避される。それゆえ、増圧ピストン３及び増圧ピスト
ン３が突き当たる部分が破壊してしまうのが回避され
る。
【００３９】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第三の実施形態について説明する。第三の実施形態
の構成は、後述する点を除き、上述した第一の実施形態
の構成とほぼ同様である。従って第一の実施形態とほぼ
同様の効果を奏することができる。図７は第三の実施形
態の概略構成図である。図７において、図１に示した参
照番号と同一の参照番号は図１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、３０１はニードル弁
が電磁的に駆動されるようになっている公知の第一イン
ジェクタ、３０１’は第一インジェクタ３０１と同様に
構成された第二インジェクタ、３０２は燃料を所定の圧
力に蓄圧しておくためのコモンレール、３０３はコモン
レール３０２において蓄圧されていた燃料を更に増圧す
るための双方向増圧ピストンである。第一の実施形態と
同様に、双方向増圧ピストン３０３によって増圧された
燃料は、双方向増圧ピストン３によって増圧されない燃
料よりも高い噴射圧力で第一インジェクタ３０１又は第
二インジェクタ３０１’から噴射される。
【００４０】３０４は第二インジェクタ３０１’の噴射
圧力を増加させるために増圧ピストン３０３を右側に付
勢する第一制御室、３０４’は第一インジェクタ３０１
の噴射圧力を増加させるために増圧ピストン３０３を左
側に付勢する第二制御室である。３０５は第一制御室３
０４内に流入する燃料流量を設定する入口絞り部、３０
５’は第二制御室３０４’内に流入する燃料流量を設定
する入口絞り部である。３０６は第一制御室３０４から
流出する燃料流量を設定する出口絞り部、３０６’は第
二制御室３０４’から流出する燃料流量を設定する出口
絞り部である。３０７，３０７’は噴射圧力を増圧する
か否か、つまり、コモンレール３０２から制御室３０
４，３０４’に燃料を供給するか否かを制御するための
増圧制御弁である。すなわち、増圧ピストン３０３を右
側に移動させるときには、増圧制御弁３０７が開弁さ
れ、増圧制御弁３０７’は閉弁される。一方、増圧ピス
トン３０３を左側に移動させるときには、増圧制御弁３
０７’が開弁され、増圧制御弁３０７は閉弁される。増
圧制御弁３０７が開弁されている時に増圧ピストン３０
３が右側に移動するように入口絞り部３０５の絞り度合
い及び出口絞り部３０６の絞り度合いが設定されてい
る。同様に、増圧制御弁３０７’が開弁されている時に
増圧ピストン３０３が左側に移動するように入口絞り部
３０５’の絞り度合い及び出口絞り部３０６’の絞り度
合いが設定されている。３０８は増圧ピストン３０３を
右側に付勢するスプリング、３０８’は増圧ピストン３
０３を左側に付勢するスプリングである。３０９，３０
９’は増圧ピストン３０３によって増圧される高圧室で
ある。
【００４１】３１２は制御室３０４内の燃料を戻すため
のリターン通路、３１２’は制御室３０４’内の燃料を
戻すためのリターン通路である。３１３はコモンレール
３０２と制御室３０４とを接続する増圧燃料供給通路、
３１３’はコモンレール３０２と制御室３０４’とを接
続する増圧燃料供給通路である。３１４は増圧ピストン
３０３が左側に移動するときに増圧される燃料通路、３
１４’は増圧ピストン３０３が右側に移動するときに増
圧される燃料通路である。３１６，３１６’は逆止弁、
３１７はコモンレール３０２と逆止弁３１６とを接続す
る燃料供給通路、３１７’はコモンレール３０２と逆止
弁３１６’とを接続する燃料供給通路である。３１８は
増圧ピストン３０３が左側に移動するときに増圧される
燃料通路、３１８’は増圧ピストン３０３が右側に移動
するときに増圧される燃料通路である。
【００４２】第三の実施形態によれば、増圧ピストン３
０３が左側に移動したときに第一インジェクタ３０１か
ら噴射される燃料の噴射圧力が増加され、増圧ピストン
３０３が右側に移動したときに第二インジェクタ３０
１’から噴射される燃料の噴射圧力が増加されるように
増圧ピストン３０３が構成されているため、単一の増圧
ピストン３０３によって複数のインジェクタ３０１，３
０１’の噴射圧力を変更することができる。
【００４３】また第三の実施形態によれば、第一インジ
ェクタ３０１内の燃料を加圧するための増圧ピストン３
０３の左側小径部分と第二インジェクタ３０１’内の燃
料を加圧するための増圧ピストン３０３の右側小径部分
とが直線上に互いに逆向きに配置されているため、増圧
ピストン３０３の簡単な運動、つまり、増圧ピストン３
０３の直線運動によって複数のインジェクタ３０１，３
０１’の噴射圧力を容易に変更することができる。
【００４４】更に第三の実施形態によれば、第一インジ
ェクタ３０１からの燃料噴射が完了したときには、増圧
ピストン３０３が第二インジェクタ３０１’からの燃料
噴射を開始するための初期位置に既に位置しているた
め、つまり、第二インジェクタ３０１’からの燃料噴射
を開始するために増圧ピストン３０３を初期位置に戻す
ための特別なステップを設ける必要がないため、増圧の
インターバルを短くすることができ、機関高回転運転時
にも対応することができる。また、増圧制御弁３０７，
３０７’を同時に開弁することにより、減圧弁としての
機能を付加することができる。
【００４５】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第四の実施形態について説明する。図８は第四の実
施形態の概略構成図である。図８において、図１及び図
４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図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い
る。従って、第四の実施形態は第一の実施形態とほぼ同
様の効果を奏することができる。また図８において、４
０３はコモンレール２において蓄圧されていた燃料を更
に増圧するための増圧ピストンの一部を構成する大径ピ
ストン、４０３’は増圧ピストンの他の一部を構成する
小径ピストンである。４３０は大径ピストン４０３をゼ
ロリフト位置（図８の左側に突き当てられた位置）の側
に付勢するスプリングである。４０７は噴射圧力を増圧
するか否か、つまり、コモンレール２から制御室４に燃
料を供給するか否かを制御するための増圧制御弁であ
る。増圧制御弁４０７が閉弁されているときに大径ピス
トン４０３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧ
が形成されるようにスプリング４３０，８の圧力が設定
されている。また、増圧制御弁４０７はコモンレール２
からインジェクタ１０１に燃料を供給するか否かの制御
も行う。
【００４６】第四の実施形態によれば、増圧ピストンが
大径ピストン４０３と小径ピストン４０３’とに分割さ
れ、増圧制御弁４０７の閉弁期間中に大径ピストン４０
３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧが形成さ
れるように大径ピストン４０３及び小径ピストン４０
３’が配置されている。つまり、増圧制御弁４０７が閉
弁状態から開弁状態に切換えられるときに大径ピストン
４０３と小径ピストン４０３’との間にギャップＧが存
在している。そのため、大径ピストン４０３のリフト量
が増加し始めても小径ピストン４０３’のリフト量はす
ぐに増加しない。それゆえ、インジェクタ１０１の噴射
圧力の増加開始タイミングを遅らせてインジェクタ１０
１の噴射圧力を増加させることができる。つまり、高圧
室９及び燃料通路１４，１８内の燃料の圧力の増加開始
タイミングを遅らせて高圧室９及び燃料通路１４，１８
内の燃料の圧力を増加させることができる。
【００４７】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第五の実施形態について説明する。図９は第五の実
施形態の概略構成図、図１０は第五の実施形態の要部の
拡大図である。図９及び図１０において、図１及び図４
に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図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いる。
従って、第五の実施形態は第一の実施形態とほぼ同様の
効果を奏することができる。また図９及び図１０におい
て、５０３はコモンレール２において蓄圧されていた燃
料を更に増圧するための増圧ピストンの一部を構成する
第一増圧ピストン、５０３’は増圧ピストンの他の一部
を構成する中空の第二増圧ピストンである。５３０は第
一増圧ピストン５０３をゼロリフト位置（図９の左側に
突き当てられた位置）の側に付勢するスプリングであ
る。５４０は第二増圧ピストン５０３’の内部に形成さ
れた燃料通路である。
【００４８】増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切
換えられたときに第一増圧ピストン５０３が第二増圧ピ
ストン５０３’よりも速く図９の左側に移動するよう
に、第一増圧ピストン５０３及び第二増圧ピストン５０
３’の重量並びにスプリング５３０，８の圧力が設定さ
れている。つまり、第一増圧ピストン５０３、中空の第
二増圧ピストン５０３’、及びスプリング５３０，８に
より、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換えら
れたときのリリーフ機構が構成されている。
【００４９】図１１は第五の実施形態のようにリリーフ
機構を備えたコモンレール式燃料噴射装置における噴射
圧力及び噴射率とそのようなリリーフ機構を備えていな
いコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴
射率とを比較して示した図である。図１１において、実
線はリリーフ機構が備えられている場合を示しており、
破線はリリーフ機構が備えられていない場合を示してい
る。図１１に示すように、第五の実施形態のようにリリ
ーフ機構が備えられている場合、時間ｔ２１に増圧制御
弁７及び燃料供給制御弁１５が閉弁されると、噴射圧力
及び噴射率が減少し始める。次いで時間ｔ２２に、図１
０に示したように第一増圧ピストン５０３と第二増圧ピ
ストン５０３’とが離間すると、高圧室９及び燃料通路
１４，１８内の燃料がリリーフされ、噴射圧力及び噴射
率が急激に減少し始める。その結果、時間ｔ２３に噴射
率がゼロになり、時間ｔ２４に噴射率がゼロになるリリ
ーフ機構が備えられていない場合よりも迅速に噴射圧力
及び噴射率を減少させることができる。
【００５０】第五の実施形態によれば、増圧制御弁７が
開弁状態から閉弁状態に切換えられるときにインジェク
タ１０１内の燃料圧力を減少させるリリーフ機構として
の第一増圧ピストン５０３、中空の第二増圧ピストン５
０３’、及びスプリング５３０，８が設けられている。
詳細には、増圧制御弁７が開弁状態から閉弁状態に切換
えられるとき、インジェクタ１０１とリターン通路１１
との間に延びている燃料通路１４、高圧室９、燃料通路
５４０、低圧室１０が連通される。つまり、増圧制御弁
７が開弁状態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第
一増圧ピストン５０３と中空の第二増圧ピストン５０
３’とが離間されるときに、インジェクタ１０１内の燃
料が中空の第二増圧ピストン５０３’を通ってリターン
通路１１まで戻される。そのため、インジェクタ１０１
内の燃料圧力を迅速に減少させることにより、インジェ
クタ１０１の噴射圧力を迅速に減少させることができ
る。
【００５１】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第五の実施形態の変形例について説明する。図１２
は第五の実施形態の変形例のインジェクタの概略構成図
である。第五の実施形態において、図１２に示したイン
ジェクタ以外の部分の構成については、図１に示した第
一の実施形態の構成と同様である。図１２において、５
５０はニードル弁、５５１はリリーフ弁である。図１２
に示すように、増圧制御弁７及び燃料供給制御弁１５が
閉弁されると、インジェクタに供給される燃料の圧力が
低下し、ニードル弁５５０及びリリーフ弁５５１が下側
に移動し始める。このとき、ニードル弁５５０とリリー
フ弁５５１とが離間するように設定することにより、第
五の実施形態と同様にインジェクタ内の燃料圧力を迅速
に減少させることができる。
【００５２】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第六の実施形態について説明する。第六の実施形態
の構成は、後述する点を除き、上述した第五の実施形態
の構成とほぼ同様である。従って第五の実施形態とほぼ
同様の効果を奏することができる。図１３は第六の実施
形態の要部の概略構成図である。図１３において、図１
〜図１２に示した参照番号と同一の参照番号は図１〜図
１２に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示し
ている。また図１３において、６０３はコモンレール２
において蓄圧されていた燃料を更に増圧するための増圧
ピストンである。６０８は噴射圧力が減圧される方向に
増圧ピストン６０３を付勢するスプリング、６０９は増
圧ピストン６０３によって増圧される高圧室、６１０は
低圧室である。
【００５３】６６０は高圧室６０９及び燃料通路１４，
１８内の燃料をリリーフするためのリリーフ弁、６６１
はリリーフ弁６６０を閉弁する方向に付勢するスプリン
グ、６６２はリリーフ通路である。リリーフ弁６６０
は、増圧ピストン６０３のリフト量が増加してリリーフ
弁６６０が増圧ピストン６０３によって押動されたとき
に開弁する。
【００５４】第六の実施形態によれば、インジェクタ１
０１とリリーフ通路６６２との間に延びている減圧通路
を遮断するためのリリーフ弁６６０が配置され、増圧ピ
ストン６０３のリフト量が所定量以上になったとき、増
圧ピストン６０３によってリリーフ弁６６０が開弁さ
れ、インジェクタ１０１とリリーフ通路６６２とが連通
される。そのため、インジェクタ１０１内の燃料圧力を
迅速に減少させることにより、インジェクタ１０１の噴
射圧力を迅速に減少させることができる。
【００５５】以下、本発明のコモンレール式燃料噴射装
置の第七の実施形態について説明する。図１４は第七の
実施形態の概略構成図である。図１４において、図１及
び図４に示した参照番号と同一の参照番号は図１及び図
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
いる。従って、第五の実施形態は第一の実施形態とほぼ
同様の効果を奏することができる。また図１４におい
て、７７０は三方弁、７７１は三方弁７７０と低圧室１
０とを接続する燃料通路、７７２は低圧室１０から流出
する燃料流量を設定する出口絞り部、７７３は逆止弁、
７１８，７１８’は増圧ピストン３のリフト量が増加す
るときに増圧される燃料通路である。
【００５６】三方弁７７０は、電気的な信号によってモ
ードが切換えられ、高圧室９及び燃料通路１４，７１
８’内の燃料の圧力を減少すべきでない第一モード時に
は、燃料通路７１８と燃料通路７１８’とが連通され、
燃料通路７７１が遮断される。一方、高圧室９及び燃料
通路１４，７１８’内の燃料の圧力を減少すべきである
第二モード時には、燃料通路７１８’と燃料通路７７１
とが連通され、燃料通路７１８が遮断される。第一モー
ドから第二モードに切換えられると、高圧室９及び燃料
通路１４，７１８’内の燃料がリターン通路１１を介し
てリターンされること、及び低圧室１０内の燃料の圧力
によって増圧ピストン３が左側に移動することにより、
高圧室９及び燃料通路１４，７１８’内の燃料の圧力が
迅速に減少する。
【００５７】第七の実施形態によれば、燃料噴射を終了
すべきときに、燃料通路７１８，７１８’内に配置され
た三方弁７７０のモードを第一モードから第二モードに
切換えてインジェクタ１０１とリターン通路１１とが連
通される。そのため、インジェクタ１０１内の燃料圧力
を迅速に減少させることにより、インジェクタ１０１の
噴射圧力を迅速に減少させることができる。
【００５８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、特許第
２８８５０７６号公報に記載されたコモンレール式燃料
噴射装置ほど厳密な精度で部品を加工しなくてもインジ
ェクタから噴射される燃料の噴射圧力を要求通りに変更
することができる。
【００５９】請求項２に記載の発明によれば、増圧制御
弁を閉弁したときに噴射圧力を迅速に減少させることが
できる。
【００６０】請求項３及び４に記載の発明によれば、増
圧ピストンが増圧ピストン用ストッパに激しく衝突する
のに伴って増圧ピストン及び増圧ピストン用ストッパが
破壊してしまうおそれを排除することができる。
【００６１】請求項５に記載の発明によれば、単一の増
圧ピストンによって複数のインジェクタの噴射圧力を変
更することができる。
【００６２】請求項６に記載の発明によれば、増圧ピス
トンの簡単な運動、つまり、増圧ピストンの直線運動に
よって複数のインジェクタの噴射圧力を容易に変更する
ことができる。
【００６３】請求項７に記載の発明によれば、第一増圧
ピストンがリフトし始めても第二増圧ピストンはすぐに
リフトしない。それゆえ、インジェクタの噴射圧力の増
加開始タイミングを遅らせてインジェクタの噴射圧力を
増加させることができる。
【００６４】請求項８〜１２に記載の発明によれば、イ
ンジェクタ内の燃料圧力を迅速に減少させることによ
り、インジェクタの噴射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】本発明のコモンレール式燃料噴射装置の第一の
実施形態の概略構成図である。
【図２】噴射圧力及び噴射率と時間との関係を示した図
である。
【図３】噴射圧力及び増圧ピストンのリフト量と時間と
の関係を示した図である。
【図４】第一の実施形態の変形例の概略構成図である。
【図５】第一の実施形態の他の変形例の概略構成図であ
る。
【図６】第二の実施形態の要部の概略構成図である。
【図７】第三の実施形態の概略構成図である。
【図８】第四の実施形態の概略構成図である。
【図９】第五の実施形態の概略構成図である。
【図１０】第五の実施形態の要部の拡大図である。
【図１１】第五の実施形態のようにリリーフ機構を備え
たコモンレール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴
射率とそのようなリリーフ機構を備えていないコモンレ
ール式燃料噴射装置における噴射圧力及び噴射率とを比
較して示した図である。
【図１２】第五の実施形態の変形例のインジェクタの概
略構成図である。
【図１３】第六の実施形態の要部の概略構成図である。
【図１４】第七の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
１…インジェクタ ２…コモンレール ３…増圧ピストン ４…制御室 ５…入口絞り部 ６…出口絞り部 ７…増圧制御弁 ８…スプリング ９…高圧室 １０…低圧室 １５…燃料供給制御弁 １９…ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── 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 47/00 Ｆ０２Ｍ 47/00 Ｚ (72)発明者 大前 和広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA09 BA33 BA61 CB07U CB11 CB12 CB13T CB16 CB19 CC06T CE13 CE22 CE34

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インジェクタから噴射される燃料の噴射
    圧力を変更可能なコモンレール式燃料噴射装置におい
    て、噴射圧力を増加させるための増圧ピストンと、噴射
    圧力を制御するために増圧ピストンの位置を制御する制
    御室とを具備し、制御室内に流入する燃料流量を設定す
    る入口絞り部と、制御室から流出する燃料流量を設定す
    る出口絞り部とを形成し、増圧制御弁を介して入口絞り
    部とコモンレールとを接続したことを特徴とするコモン
    レール式燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】 増圧制御弁を閉弁したときに噴射圧力を
    迅速に減少させるために入口絞り部及び出口絞り部を設
    定したことを特徴とする請求項１に記載のコモンレール
    式燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】 燃料が密閉され得る密閉室を増圧ピスト
    ンと増圧ピストン用ストッパとの間に配置し、増圧ピス
    トンのリフト量が所定量以上になったときに密閉室が密
    閉状態になるように密閉室を構成したことを特徴とする
    請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】 増圧ピストンのリフト量が前記所定量以
    上になったとき、密閉室内の燃料が密閉室から流出する
    ためのリターン通路が増圧ピストンによって遮断される
    ことを特徴とする請求項３に記載のコモンレール式燃料
    噴射装置。
  5. 【請求項５】 増圧ピストンが一方の側に移動したとき
    に第一インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増
    加され、増圧ピストンが他方の側に移動したときに第二
    インジェクタから噴射される燃料の噴射圧力が増加され
    るように増圧ピストンを構成したことを特徴とする請求
    項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
  6. 【請求項６】 第一インジェクタ内の燃料を加圧する第
    一加圧部と第二インジェクタ内の燃料を加圧する第二加
    圧部とを直線上に互いに逆向きに配置したことを特徴と
    する請求項５に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
  7. 【請求項７】 増圧ピストンを第一増圧ピストンと第二
    増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁の閉弁期間中に第
    一増圧ピストンと第二増圧ピストンとの間にギャップが
    形成されるように第一増圧ピストン及び第二増圧ピスト
    ンを配置したことを特徴とする請求項１に記載のコモン
    レール式燃料噴射装置。
  8. 【請求項８】 増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切
    換えられるときにインジェクタ内の燃料圧力を減少させ
    る減圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
    コモンレール式燃料噴射装置。
  9. 【請求項９】 増圧制御弁が開弁状態から閉弁状態に切
    換えられるとき、インジェクタとリターン通路との間に
    延びている減圧通路が連通されることを特徴とする請求
    項８に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
  10. 【請求項１０】 増圧ピストンを第一増圧ピストンと中
    空の第二増圧ピストンとに分割し、増圧制御弁が開弁状
    態から閉弁状態に切換えられるのに伴って第一増圧ピス
    トンと第二増圧ピストンとが離間されるときに、インジ
    ェクタ内の燃料が中空の第二増圧ピストンを通ってリタ
    ーン通路まで戻されることを特徴とする請求項９に記載
    のコモンレール式燃料噴射装置。
  11. 【請求項１１】 インジェクタとリターン通路との間に
    延びている減圧通路を遮断するためのリリーフ弁を配置
    し、増圧ピストンのリフト量が所定量以上になったと
    き、増圧ピストンによってリリーフ弁が開弁され、イン
    ジェクタとリターン通路とが連通されることを特徴とす
    る請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置。
  12. 【請求項１２】 インジェクタに燃料を供給するための
    燃料供給通路によってインジェクタとコモンレールとを
    連通させ、燃料供給通路内に三方弁を配置し、三方弁と
    リターン通路とを接続し、燃料噴射を終了すべきとき
    に、三方弁のモードを切換えてインジェクタとリターン
    通路とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の
    コモンレール式燃料噴射装置。
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