JP2006161716A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディーゼル車両に搭載されるコモンレール式燃料噴射装置のインジェクタは、常時リークによってエンジン停止中にコモンレール圧が低下するため、アイドルストップを実現することができず、アイドルストップは常時リークのないインジェクタが流動するのを待たねばならない。
【解決手段】 インジェクタ３からリークした燃料を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４に切替弁５５を設け、この切替弁５５を、エンジン停止時に閉弁し、エンジン再始動時に開弁する。これによって、エンジンの停止中にインジェクタ３に生じるリーク燃料が切替弁５５の上流で蓄圧され、エンジンの停止中であってもコモンレール圧を高圧に維持できる。この結果、再始動を素早くスムーズに行うことができ、常時リークの発生しないタイプのインジェクタ３の流動を待たずとも、アイドルストップを実現することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インジェクタに供給された高圧燃料の一部を常時低圧側へリークするタイプのインジェクタを搭載したコモンレール式燃料噴射装置に関する。

近年、自動車の燃費の向上要求および排出ガス量の低減要求が高まり、ディーゼルエンジンを搭載した車両（以下、ディーゼル車両）のアイドルストップも実用されようとしている。それに従い、ディーゼル車両に搭載されるコモンレール式燃料噴射装置に対する機能要求も明らかになってきた。
ディーゼル車両のアイドルストップを実現するには、再始動をスムーズに行う必要があるが、再始動をスムーズに行うためにはエンジンの停止中にコモンレール圧が低下する現象を防止する必要がある。

しかし、現在流動しているコモンレール式燃料噴射装置のインジェクタは、インジェクタに供給される高圧燃料の一部を常時低圧側へリークする構造である。このため、エンジン停止中は、コモンレールに蓄えられた高圧燃料がインジェクタを介して低圧側に常時リークする。その結果、再始動時にはコモンレール圧が低下して、再始動をスムーズに行うことが困難になる。
そこで、常時リークの発生しないタイプのインジェクタが望まれる。しかし、常時リークの発生しないタイプのインジェクタは、現在開発中であり、実際の流動までには数年を要する。
即ち、ディーゼル車両におけるアイドルストップの要求は高まっているものの、現在流動しているインジェクタでは常時リークによってアイドルストップを実現することができないため、常時リークの発生しないタイプのインジェクタの流動を待たねばならないという不具合がある。
特開平８−１２１２８１号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、常時リークが発生するインジェクタであっても、簡単な構造の追加によりエンジン停止後の再始動をスムーズに行うことが可能なコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、インジェクタからリークされた燃料を燃料タンクへ戻すリターン配管に設けた切替弁を、エンジンの停止時に閉弁し、エンジンの始動時に開弁するものである。
このように設けられることにより、エンジンの停止中にインジェクタからリークされた燃料が切替弁の上流で蓄圧されることになり、エンジン停止中にコモンレール圧がインジェクタの常時リークにより低下する現象を防ぐことができ、エンジンの停止中のコモンレール圧を高圧に維持することが可能になる。これによって、再始動時のエンジン始動を素早くスムーズに行うことができる。

また、コモンレールから供給される高圧燃料の一部を常時低圧側へリークする構造のインジェクタを用いても、リターン配管に切替弁を設け、その切替弁を切替制御するという簡単な構成を追加するだけで、エンジン停止後の再始動をスムーズに行うことができる。これによって、常時リークの発生しないタイプのインジェクタの流動を待たずとも、アイドルストップを実現することが可能になる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、インジェクタが複数搭載される場合、リターン配管の共通路に切替弁を設けるものである。
このように設けることにより、インジェクタが複数搭載されていても、切替弁が１つで済み、構造を簡素化できる。

〔請求項３の手段〕
既存のインジェクタは、切替リーク燃料が電動弁のバルブ室を通って外部へ排出される構造になっている。しかし、これまではバルブ室が高圧になることが無いため、インジェクタの電動弁は高圧のコモンレール圧に耐える仕様にはなっていない。
ところが、請求項１、２の手段を用いて切替弁を閉弁することで、切替弁の上流側が高圧になる。すると、切替リーク排出路を介してバルブ室まで高圧になる。すると、バルブ室内をシールする部材（Ｏリング等）から燃料が漏れたり、高圧により電動弁の一部（ネジ部等）が破損するなどの不具合が懸念される。

請求項３の手段のコモンレール式燃料噴射装置は、切替リーク排出路に逆止弁を設けて、電動弁のバルブ室へ燃料が逆流するのを阻止するものである。
これによって、切替弁が閉弁されて切替弁の上流側が高圧になっても、バルブ室が高圧にならない。
この結果、切替弁が閉弁されて切替弁の上流側が高圧になっても、バルブ室は高圧にならないため、電動弁のシール部分から燃料が漏れたり、破損が生じる等の懸念を解消することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、制御装置が切替弁を閉弁するタイミングがアイドルストップのためにエンジンのストップ動作に入る直前であり、制御装置が切替弁を開弁するタイミングがアイドルストップの状態からエンジンを再始動する直前のものである。
このように設けることで、アイドルストップを実現することができる。

最良の形態のコモンレール式燃料噴射装置は、燃料タンクに蓄えられた燃料を高圧に加圧して圧送する高圧ポンプと、この高圧ポンプの圧送した高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するとともに、コモンレールから供給される高圧燃料の一部を常時低圧側へリークする構造のインジェクタと、このインジェクタからリークされた燃料を燃料タンクへ戻すリターン配管と、このリターン配管を開閉可能な切替弁と、エンジンの停止時に切替弁を閉弁し、エンジンの始動時に切替弁を開弁する制御装置とを具備するものである。

（実施例１の構成）
本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した実施例１を図１〜図４を参照して説明する。なお、図５は参考に示した従来技術である。
先ず、コモンレール式燃料噴射装置の構成を図１を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジン：図示しない）に燃料噴射を行うシステムであり、サプライポンプ１、コモンレール２、複数のインジェクタ３、ＥＣＵ４（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当する）等から構成される。

（サプライポンプ１の説明）
サプライポンプ１は、燃料タンク１１に蓄えられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク１１内の燃料を燃料フィルタ１１ａを介してサプライポンプ１へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフトによって駆動される。なお、このカムシャフトは、エンジンのクランク軸等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ１には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整する流入調量弁（以下、ＳＣＶ）１２が搭載されており、このＳＣＶ１２がＥＣＵ４によって調整されることにより、コモンレール圧が調整されるようになっている。なお、ＳＣＶ１２は、通電が停止されると全開となるノーマリオープンタイプの電磁弁が用いられる。

（コモンレール２の説明）
コモンレール２は、サプライポンプ１から圧送された高圧燃料を蓄圧して、蓄圧した高圧燃料をインジェクタ３に供給する蓄圧容器であり、高圧に加圧されたコモンレール圧（インジェクタ３への燃料供給圧）が蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）１３を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ１の吐出口と接続されている。
コモンレール２から燃料タンク１１へ燃料を戻すリターン配管（燃料還流路）１４には、プレッシャリミッタ１６が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１６は圧力安全弁であり、コモンレール圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール圧を限界設定圧以下に抑える。

また、コモンレール２には、コモンレール２に蓄圧された燃料を溢流させる排出路（コモンレール２とリターン配管１４を連通する通路）の開度を調節する減圧弁が取り付けられる場合がある（この減圧弁は設けられていない場合もある）。
この減圧弁は、リターン配管１４を介してコンモンレール圧を急速に減圧するものであり、ＥＣＵ４が減圧弁の開度を調整することによって、コモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。なお、減圧弁は、通電が停止されると全閉となるノーマリクローズタイプの電磁弁が用いられる。

（インジェクタ３の説明）
インジェクタ３は、現在流動している既存のものが用いられる。このインジェクタ３は、エンジンの各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール２より分岐する複数の高圧燃料配管１５の下流端に接続されて、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。
また、各インジェクタ３には、インジェクタ３からリークするリーク燃料（切替リーク燃料と常時リーク燃料）を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４が接続されている。
なお、このリターン配管１４は、上述したプレッシャリミッタ１６、減圧弁から流出する燃料を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４と合流する。
また、このリターン配管１４は、各インジェクタ３からリークされた全燃料が通る１本の共通路を備えるものであり、この共通路には後述する切替弁５５が設けられている。

（ＥＣＵ４の説明）
ＥＣＵ４は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路で構成されている周知構造のマイクロコンピュータである。
なお、図１では、ＥＣＵ４のケース内にポンプ駆動回路（ＳＣＶ用ＥＤＵ）を搭載し、ＥＣＵ４とは別にインジェクタ駆動回路（インジェクタ用ＥＤＵ）２１を搭載する例を示すが、インジェクタ駆動回路２１もＥＣＵ４のケース内に配置するものであっても良い。もちろん、ポンプ駆動回路をＥＣＵ４とは別に搭載されるものであっても良い。

ＥＣＵ４は、記憶装置に記憶する各種プログラムと、ＥＣＵ４に接続されるセンサ類から読み込まれた各種データ（エンジン等の運転状態）に基づいて、インジェクタ３の噴射制御およびＳＣＶ１２の開度制御を実施するものである。
ＥＣＵ４には、エンジン等の運転状態を検出する手段として、少なくとも、インジェクタ３の制御に必要なセンサ類、ＳＣＶ１２の制御に必要なセンサ類、後述するアイドルストップの制御に必要なセンサ類など、種々のセンサ類が接続されている。具体的には、キースイッチのポジションを検出するキースイッチポジションセンサ、車速を検出する車速センサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、ブレーキのペダルスイッチ、シフトポジションセンサ、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサ２２、その他種々のセンサ類が接続されている。

（インジェクタ３の構造）
インジェクタ３の基本構造を図２を参照して説明する。
インジェクタ３は、コモンレール２から供給される高圧燃料をエンジンの気筒内に噴射するものであり、コモンレール圧が流入通路３１（インオリフィスが設けられた燃料通路）を介して与えられるとともに、排出通路３２（アウトオリフィスが設けられた燃料通路）を介して排圧される制御室３３を具備し、排出通路３２を電磁弁３４（電動弁の一例）によって開閉して、制御室圧力（制御室３３内の圧力）が開弁圧力に低下するとニードル３５が上昇して燃料を噴射するノズル３６を有する。

インジェクタ３のハウジング３７（例えば、ノズルホルダ）には、コマンドピストン３８を上下方向（ニードル３５の開閉弁方向）に摺動自在に支持するシリンダ４１、コモンレール２から供給された高圧燃料をノズル３６側および流入通路３１側へ導く高圧燃料通路４２、および高圧燃料を低圧側へ排出する排圧燃料通路（切替リーク排出路３９、常時リーク排出路４０）等が形成されている。
コマンドピストン３８は、シリンダ４１内に挿入され、プレッシャピン４４を介してニードル３５に連接されている。
プレッシャピン４４は、コマンドピストン３８とニードル３５との間に介在され、プレッシャピン４４の周囲には、ニードル３５を下方（閉弁方向）へ付勢するスプリング４５が配置されている。

制御室３３は、シリンダ４１の上側（電磁弁３４側）に形成され、コマンドピストン３８の上下移動に応じて容積が変化する。
流入通路３１は、高圧燃料通路４２から供給される高圧燃料を減圧する入口側の燃料絞りであり、高圧燃料通路４２と制御室３３は流入通路３１を介して連通する。
排出通路３２は、制御室３３の上側に形成され、制御室３３から切替リーク排出路３９（低圧側）に排出される燃料を絞る出口側の燃料絞りであり、制御室３３と切替リーク排出路３９は排出通路３２を介して連通する。

電磁弁３４は、通電（ＯＮ）されると電磁力を発生するソレノイド４６と、このソレノイド４６の発生する電磁力によって上方（開弁方向）へ吸引されるバルブ４７と、バルブ４７を下方（閉弁方向）へ付勢するリターンスプリング４８とを備える。
ソレノイド４６がＯＦＦの状態では、バルブ４７がリターンスプリング４８の付勢力によって下方へ押し付けられ、バルブ４７（例えば、バルブ４７の先端に設けられた図示しないボール弁）が排出通路３２を塞ぐ。ソレノイド４６がＯＮの状態では、ソレノイド４６の発生する電磁力によってバルブ４７はリターンスプリング４８の付勢力に抗して上方に移動して排出通路３２が開かれる。
このバルブ４７が配置されるバルブ室４７ａ内は、排出通路３２から排出されるリーク燃料で満たされる。即ち、バルブ４７は、リーク圧力の影響を受ける構造になっている。

インジェクタ３のハウジング３７（例えば、ノズルボディ）には、ニードル３５を上下方向（開閉方向）へ摺動自在に支持する摺動孔５１と、高圧燃料通路４２に連通しており、ニードル３５の外周に環状に設けられたノズル室５２と、ニードル３５が閉弁時に着座する円錐状の弁座５３と、高圧燃料を噴射するための複数の噴孔５４とが形成されている。この噴孔５４は、ニードル３５と弁座５３とが着座時に当接する着座シートより内側に穿設され、ニードル３５が弁座５３に着座した際に閉塞される。

ニードル３５は、摺動孔５１に保持される摺動軸部３５ａと、この摺動軸部３５ａの下部に形成される受圧面３５ｂと、この受圧面３５ｂより下方へ伸びる小径軸状のシャフト３５ｃと、弁座５３に着座および離座して噴孔５４を開閉する円錐弁３５ｄとから構成され、摺動軸部３５ａがノズル室５２と低圧側（プレッシャピン４４の周囲）との間をシールしながら軸方向へ往復動可能に設けられている。

（インジェクタ３の作動）
ＥＣＵ４がインジェクタ３に噴射パルスを与えると、インジェクタ駆動回路２１が電磁弁３４の通電を開始する。すると、ソレノイド４６がバルブ４７を吸引し、そのバルブ４７がリフトアップを開始すると、排出通路３２が開いて、流入通路３１で減圧された制御室３３の圧力が低下を開始する。
制御室３３の圧力が開弁圧力以下に低下すると、ニードル３５が上昇を開始する。ニードル３５が弁座５３から離座すると、ノズル室５２と噴孔５４とが連通し、ノズル室５２に供給された高圧燃料が噴孔５４から噴射する。
ニードル３５の上昇に従い、噴射率が上昇する。なお、上昇噴射率が最大噴射率に到達すると、それ以上噴射率は上昇しない。

ＥＣＵ４がインジェクタ３に与えていた噴射パルスを停止すると、インジェクタ駆動回路２１が電磁弁３４の通電を停止する。すると、ソレノイド４６がバルブ４７の吸引を停止して、そのバルブ４７がリフトダウンを開始する。そして、電磁弁３４のバルブ４７が排出通路３２を閉じると、制御室３３の圧力が上昇を開始する。制御室３３の圧力が閉弁圧力以上まで上昇すると、ニードル３５が下降を開始する。
ニードル３５が下降して弁座５３に着座すると、ノズル室５２と噴孔５４の連通が遮断されて、噴孔５４からの燃料噴射が停止する。

（実施例１の背景）
上述したインジェクタ３は、コモンレール２から供給される高圧燃料の一部を低圧側へリークする。
インジェクタ３のリークには、「切替リーク（動リーク）」と「常時リーク（静リーク）」がある。
「切替リーク」は、電磁弁３４の作動時（ＯＮ中）のみに生じるリークであり、電磁弁３４の作動によりバルブ４７が排出通路３２を開くことで、排出通路３２→バルブ４７の配置されたバルブ室４７ａ→切替リーク排出路３９を通ってインジェクタ３の外部へ排出される。

「常時リーク」は、インジェクタ３内の摺動部を通って常時生じるリークであり、電磁弁３４のバルブ４７が排出通路３２を閉じた状態であっても、インジェクタ３内の摺動部（コマンドピストン３８とシリンダ４１の間の隙間部、ニードル３５の摺動軸部３５ａと摺動孔５１の間の隙間部）→常時リーク排出路４０を通ってインジェクタ３の外部へ排出される。
なお、切替リーク排出路３９と常時リーク排出路４０は、インジェクタ３の内部で合流してリターン配管１４の接続口に連通するものであり、その合流部とバルブ室４７ａの間の通路のみを切替リーク排出路３９とするものである。

一方、上記のコモンレール式燃料噴射装置を搭載するディーゼル車両には、アイドルストップ機能が設けられている。
アイドルストップ機能は周知なものであり、例えば、（１）イグニッションスイッチがＯＮ状態で、車速が０ｋｍで、ブレーキペダルが踏まれている状態では、インジェクタ３の作動を停止させて、エンジンを停止させるストップ機能と、（２）イグニッションスイッチがＯＮ状態で、車速が０ｋｍで、ブレーキペダルの踏み込み状態が解除されると（あるいはアクセルペダルが踏み込まれると）、スタータを作動させるとともに、インジェクタ３を作動させてエンジンを再始動する再始動機能とからなる。
このアイドルストップ機能のために、上述したＥＣＵ４は、上述したインジェクタ３およびＳＣＶ１２の他に、スタータの運転を行わせるスタータリレーを運転状態に応じて制御するように設けられている。

しかし、上述したように、インジェクタ３には常時リークが生じるため、アイドルストップによるエンジン停止中であっても、図３（ａ）に示すように、コモンレール２に蓄えられた高圧燃料がインジェクタ３内の摺動部→常時リーク排出路４０→リターン配管１４→燃料タンク１１へ流れてしまう。すると、再始動時にはコモンレール圧が低下して、再始動をスムーズに行うことが困難になってしまう。

（実施例１の特徴）
上記の不具合を解決するために、この実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、図３（ｂ）に示すように、インジェクタ３からリークされた燃料を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４に切替弁５５を設けるとともに、ＥＣＵ４に切替弁５５を制御するための切替弁制御機能を設けている。
この切替弁５５は、リターン配管１４のうち、複数のインジェクタ３からリークされた全リーク燃料が通る１本の共通路に設けられるものであり、ＥＣＵ４によってＯＮされるとリターン配管１４の共通路を閉じ、ＯＦＦされるとリターン配管１４の共通路を開くノーマリクローズタイプの電磁弁（電動弁の一例）が用いられている。

ＥＣＵ４の切替弁制御機能は、切替弁５５を開閉（ＯＮ−ＯＦＦ）制御するためのプログラムであり、エンジン停止時（アイドルストップ時）に切替弁５５を閉弁（ＯＮ）させ、エンジンの再始動時（アイドルストップからの再始動時）に切替弁５５を開弁（ＯＦＦ）させるように設けられている。
具体的に、ＥＣＵ４の切替弁制御機能が切替弁５５を閉弁（ＯＮ）するタイミングは、アイドルストップのためにエンジンのストップ動作に入る直前であり、ＥＣＵ４の切替弁制御機能が切替弁５５を開弁（ＯＦＦ）するタイミングは、アイドルストップの状態からエンジンを再始動する直前である。

上記のように、リターン配管１４に切替弁５５を設け、この切替弁５５をアイドルストップ時に閉弁し、エンジンの再始動時に開弁することにより、アイドルストップのエンジンの停止中にインジェクタ３からリークされた燃料が切替弁５５の上流で蓄圧されることになり、エンジン停止中にコモンレール圧が低下する現象が防がれる。
このように、エンジンの停止中にコモンレール圧が高圧に維持されることにより、再始動時のエンジン始動を素早くスムーズに行うことが可能になる。

しかし、上記の構成では、切替弁５５が閉弁状態（エンジン停止中）の時に、次の２つの不具合が懸念される。
（１）切替弁５５の上流に残る圧力、即ちエンジン停止中のコモンレール圧を十分高圧に維持できるか。
（２）切替弁５５の上流が高圧になることにより、何らかの不具合が生じないか。

上記（１）に対して説明する。
切替弁５５の上流の容積は、コモンレール２を含む高圧部容積と、インジェクタ３の低圧側から切替弁５５までの低圧部容積との和になる。高圧部容積が低圧部容積の２倍以上あるため、切替弁５５の上流に残る圧力（エンジン停止中のコモンレール圧）は、少なくともアイドリング時のコモンレール圧の２／３以上となる。この圧力はエンジンの再始動に十分な圧力であり、エンジンの再始動をスムーズに行うことができる。
なお、切替弁５５の上流に残る圧力（エンジン停止中のコモンレール圧）が、エンジンの再始動に適したコモンレール圧（例えば、アイドリング時のコモンレール圧）となるように、エンジンの停止時（切替弁５５を閉弁する前）にＥＣＵ４によって減圧弁（あるいは、減圧弁が搭載されておらずにプレッシャリミッタ１６が通電制御で開弁する場合はプレッシャリミッタ１６）を制御しても良い。

上記（２）に対して説明する。
インジェクタ３の電磁弁３４の具体的な構造を図４に示す。インジェクタ３は、上述したように、電磁弁３４の開弁によって切替リークが生じるものであり、電磁弁３４の開弁により生じる切替リークは、電磁弁３４のバルブ室４７ａ→切替リーク排出路３９→リターン配管１４へ排出される構造になっている。しかし、従来のコモンレール式燃料噴射装置では、バルブ室４７ａが高圧になることが無いため、電磁弁３４の構造が高圧のコモンレール圧に耐える仕様にはなっていない。
しかし、切替弁５５を閉弁することで、切替弁５５の上流側が高圧になると、切替リーク排出路３９を介してバルブ室４７ａまで高圧になる。すると、バルブ室４７ａ内をシールする部材（Ｏリング等）から燃料が漏れたり、高圧により電磁弁３４の一部（ネジ部等）が破損するなどの不具合が懸念される。

この懸念を解消するために、この実施例１のインジェクタ３は、図２、図３（ｂ）、図４に示すように、切替リーク排出路３９に逆止弁５６を設けている。この逆止弁５６は、常時リーク排出路４０〜切替弁５５の区間が高圧になっても、バルブ室４７ａへ燃料が逆流するのを阻止する一方向弁であり、バルブ室４７ａと反対側に開放する。
このように、切替リーク排出路３９に逆止弁５６を設けることにより、切替弁５５が閉弁されて切替弁５５の上流側が高圧になっても、逆止弁５６が切替リーク排出路３９の逆流を阻止するため、バルブ室４７ａが高圧にならない。この結果、電磁弁３４のシール部分から燃料が漏れたり、破損が生じる等の懸念を解消できる。

（本発明の構成に似て非なる従来技術の説明）
ここで、本発明の構成に似た技術を紹介する。
インジェクタ３の低圧側の圧力（リーク圧力）は、インジェクタ３の作動に影響を与えることが知られている。
具体的には、制御室３３の内圧を電磁弁３４で制御することで噴射制御を実施するインジェクタ３においては、電磁弁３４のバルブ４７が低圧側のバルブ室４７ａ内に配置されるため、バルブ４７の動きがリーク圧力の影響を受ける。リーク圧力が上昇すると、バルブ４７が制御室３３の排出通路３２を閉じる際のバルブ４７の閉弁速度が遅くなるため、実質的な開弁期間（噴射期間）が延び、インジェクタ３から噴射される実噴射量が目標噴射量に対して増加してしまう。実噴射量が目標噴射量より増加すると、排気ガスの悪化、エンジン出力の増加等の不具合が生じてしまう。

そこで、図５に示すように、インジェクタ３のリーク燃料を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４の途中にチェックバルブ（逆止弁）Ｊ１を配置して、インジェクタ３の低圧側の圧力を安定させて、噴射量への影響を安定させる技術が知られている。
しかし、図５に示すチェックバルブＪ１は、インジェクタ３の低圧側を高圧に保つものではなく、インジェクタ３の低圧側の圧力を安定した低圧に保つ目的で設けられたものであって、インジェクタ３の低圧側を高圧に保つことはできない。即ち、アイドルストップの再始動時には、コモンレール圧を高圧に保つことができないものであり、再始動が困難なものである。
また、再始動が可能なほどにチェックバルブＪ１の開弁圧を設定すると、エンジンの運転中にリーク燃料を排出できなくなり、エンジンの運転が困難になる。
即ち、図５に示すように、リターン配管１４にチェックバルブＪ１を設けたものでは、アイドルストップを実現することはできない。

（実施例１の特徴のまとめ）
この実施例１のコモンレール式燃料噴射装置は、次の効果を奏する。
（１）インジェクタ３からリークされた燃料を燃料タンク１１へ戻すリターン配管１４に切替弁５５を設け、この切替弁５５を、エンジンの停止時に閉弁し、エンジンの始動時に開弁することにより、エンジンの停止中にインジェクタ３からリークされた常時リーク燃料が切替弁５５の上流で蓄圧されることになり、エンジンの停止中であってもコモンレール圧が高圧に維持される。これによって、再始動時のエンジン始動を素早くスムーズに行うことが可能になる。

（２）リターン配管１４に切替弁５５を設け、その切替弁５５を切替制御するだけで、エンジン停止後の再始動をスムーズに行うことができる。
これによって、常時リークの発生しないタイプのインジェクタ３の流動を待たずとも、既存のコモンレール式燃料噴射装置に簡単な構成を追加するのみで、アイドルストップを実現することができる。

（３）リターン配管１４の共通路に切替弁５５を設けることにより、インジェクタ３が複数搭載される場合であっても切替弁５５を１つにできる。

（４）既存のインジェクタ３は、バルブ室４７ａが高圧のコモンレール圧に耐える仕様には設けられていないが、切替リーク排出路３９に逆止弁５６を設けて、電磁弁３４のバルブ室４７ａへ燃料が逆流するのを阻止するため、エンジンの停止中に切替弁５５の上流側が高圧になっても、バルブ室４７ａが高圧にならない。
このように、バルブ室４７ａが高圧にならないため、電磁弁３４のシール部分から燃料が漏れたり、破損が生じる等の懸念は解消できる。

（５）切替リーク排出路３９に逆止弁５６を設けたことにより、バルブ室４７ａ内のリーク圧力をほぼ所定の圧力に安定させることができる。これによって、バルブ室４７ａのリーク圧力の変動により実噴射量が変化する不具合を解消することができる。

［変形例］
上記の実施例では、電磁力によってバルブの開閉を行う電磁弁により切替弁５５を設ける例を示したが、駆動源は限定されるものではなく、例えばピエゾ素子をスタックしたピエゾスタックを駆動源にした切替弁など、ＥＣＵ４によってバルブを開閉可能な切替弁であれば、他の駆動源による切替弁であっても良い。
上記の実施例では、常時リークが生じるインジェクタ３の一例として２ウェイバルブタイプのインジェクタ３を例に示したが、３ウェイバルブなど、常時リークが生じる全てのタイプのインジェクタ３を搭載するコモンレール式燃料噴射装置に本発明を適用することができる。

コモンレール式燃料噴射装置の概略図である（実施例１）。 インジェクタの概略断面図である（実施例１）。 コモンレールから燃料タンクへ至る燃料の流れ系図である（実施例１）。 インジェクタにおける電磁弁周辺の断面図である（実施例１）。 コモンレール式燃料噴射装置の概略図である（従来例）。

符号の説明

１ サプライポンプ（高圧ポンプを内蔵する燃料ポンプ）
２ コモンレール
３ インジェクタ
４ ＥＣＵ（制御装置）
１１ 燃料タンク
１４ リターン配管
３１ 流入通路
３２ 排出通路
３３ 制御室
３４ 電磁弁（電動弁）
３５ ニードル
３８ コマンドピストン
３９ 切替リーク排出路
４０ 常時リーク排出路
４７ａ バルブ室
５５ 切替弁
５６ 切替リーク排出路に設けられた逆止弁

Claims (4)

1. （ａ）燃料タンクに蓄えられた燃料を高圧に加圧して圧送する高圧ポンプと、
   （ｂ）この高圧ポンプの圧送した高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
   （ｃ）このコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するとともに、前記コモンレールから供給される高圧燃料の一部を常時低圧側へリークする構造のインジェクタと、
   （ｄ）このインジェクタからリークされた燃料を前記燃料タンクへ戻すリターン配管と、（ｅ）このリターン配管を開閉可能な切替弁と、
   （ｆ）エンジンの停止時に前記切替弁を閉弁し、前記エンジンの始動時に前記切替弁を開弁する制御装置と、
   を具備するコモンレール式燃料噴射装置。
2. 請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記インジェクタは、複数搭載され、
   前記リターン配管は、前記複数のインジェクタからリークされた全燃料が通る１本の共通路を備え、
   前記切替弁は、前記リターン配管の共通路に設けられることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記インジェクタは、高圧燃料が流入通路を介して与えられる制御室、この制御室の圧力を低圧側に排出する排出通路を開閉する電動弁、前記制御室の圧力変化によって前記インジェクタ内で摺動するニードルの摺動部を含む隙間部を通って低圧側へ排出された常時リーク燃料を前記リターン配管の接続口の上流部分へ導く常時リーク排出路、前記排出通路から前記電動弁のバルブ室を介して低圧側へ排出された切替リーク燃料を前記リターン配管の接続口の上流部分へ導く切替リーク排出路を備えるものであり、
   この切替リーク排出路には、前記電動弁のバルブ室へ燃料が逆流するのを阻止する逆止弁が設けられたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記制御装置が前記切替弁を閉弁するタイミングは、アイドルストップのために前記エンジンのストップ動作に入る直前であり、
   前記制御装置が前記切替弁を開弁するタイミングは、アイドルストップの状態から前記エンジンを再始動する直前であることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
   

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