JP3356087B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄圧式燃料噴射装
置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】蓄圧器に貯留した高圧燃料をディ
ーゼルエンジンの各気筒に安定供給して広い運転域にお
いてエンジン性能を向上可能とする蓄圧式燃料噴射装置
が知られている。但し、この様な燃料噴射装置を用いた
場合にも、燃料噴射開始直後における燃料噴射率が過
大、すなわち着火遅れ期間中に噴射される燃料量が多い
場合、燃焼の初期に急激な爆発燃焼が行われ、エンジン
運転騒音が増大するばかりでなく排ガス中のＮＯｘが増
大する。

【０００３】この様な不具合を解消する対策の一つとし
て、各回の燃料噴射サイクルにおいて主噴射に先行して
補助噴射を実施することがある。この場合、着火遅れ期
間が短くなるため着火遅れ期間中に主噴射行程で噴射さ
れる燃料量が少なくなるため、急激な燃焼が防止され、
運転騒音やＮＯｘ排出量を低減可能になる。しかしなが
ら、補助噴射に続く主噴射の開始時から高圧噴射を行う
装置構成の場合には、運転騒音やＮＯｘ排出量を充分に
低減できないことがある。また、補助噴射では着火遅れ
低減効果を得るのに必要最小量の燃料を噴射することが
望ましいが、比較的高い噴射圧で補助噴射を行う装置構
成の場合、燃料噴射量を必要最小量に抑制するには補助
噴射時間を短くしなければならず、要求される制御精度
が高くなる。そして、所要の制御精度が得られなけれ
ば、補助噴射での燃料噴射量が過小あるいは過大とな
り、本来の補助噴射の効果が得られず、かえって排出ガ
ス、燃費の悪化を招く。

【０００４】また、運転騒音やＮＯｘ排出量低減のため
の別の対策として、各回の燃料噴射サイクルでの燃料噴
射の初期段階において、低めの燃料噴射率で燃料を噴射
する蓄圧式燃料噴射装置が提案されている。この提案に
係る装置は、例えば、低圧燃料を貯留する低圧蓄圧器
と、高圧燃料を貯留する高圧蓄圧器と、低圧蓄圧器又は
高圧蓄圧器をインジェクタ（燃料噴射ノズル）に選択的
に連通させて噴射率を切換える切換弁と、インジェクタ
の制御室と燃料タンクとを連通・遮断して噴射開始・終
了時期を制御する開閉弁とを備えている。

【０００５】この種の蓄圧式燃料噴射装置たとえば国際
公開ＷＯ９８／０９０６８号公報のものは、噴射時期制
御用の開閉弁および噴射率切換用の切換弁のそれぞれの
開閉時期を制御することにより、各燃料噴射サイクル毎
に主噴射のみを実施し或いは主噴射および補助噴射を実
施するようにしている。更には、主噴射の初期段階にお
いて低圧噴射を行った後に高圧噴射を行う技術も開示さ
れている。

【０００６】本発明に関連して、上記公報に記載の装置
では、低圧の補助噴射を短時間にわたって実施し、補助
噴射終了時点から所定時間が経過した時点で主噴射を開
始し、この主噴射の初期段階では低圧噴射を行い、主噴
射の残りの期間にわたって高圧噴射を行うことがある。
この場合、噴射時期制御用の開閉弁および噴射率切換用
の切換弁を閉じることにより、切換弁とインジェクタの
燃料室とを接続する燃料通路に低圧燃料を満たすと共に
燃料通路に連通するインジェクタの制御室に燃料を供給
してインジェクタを閉弁状態に保持し、補助噴射開始時
期が到来したときに開閉弁を開いて制御室内の燃料を燃
料タンクへ排出させ、これによりインジェクタを開弁さ
せて低圧の補助噴射を行い、また、補助噴射時間が経過
したときに開閉弁を閉じるようにしている。そして、補
助噴射終了時点から所定時間が経過して主噴射開始時期
が到来すると、開閉弁を再び開いて低圧の主噴射を開始
し、更に、主噴射の途中で切換弁を開いて高圧蓄圧器か
らの高圧燃料をノズルから噴射させて高圧噴射を行うよ
うにしている。

【０００７】上述のように、低圧の補助噴射と低圧噴射
及び高圧噴射からなる主噴射とを各燃料噴射サイクルで
実施することにより、エンジンの燃費や排ガス特性が向
上する。しかしながら、燃費や排ガス特性の更なる向上
の要請がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、低
圧の補助噴射に続いて実施される主噴射の初期段階での
噴射圧をより適正化して更なる燃費や排ガス特性の向上
を図れる蓄圧式燃料噴射装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の蓄圧式燃料噴射
装置は、高圧の燃料を貯留する第１蓄圧器と、第１蓄圧
器内の高圧燃料を燃料通路の下流側へ排出制御する制御
弁と、この制御弁より下流側の燃料通路に接続され低圧
の燃料を貯留する第２蓄圧器と、燃料通路に接続された
燃料噴射ノズルに主噴射とこれに先行する低圧の補助噴
射とを行わせる際に、制御弁を、補助噴射と主噴射との
間に短時間開弁させ且つ主噴射の途中から開弁させ、主
噴射の終了に合わせて閉弁させる燃料制御手段とを備え
ることを特徴とする。

【００１０】この蓄圧式燃料噴射装置によれば、低圧の
補助噴射が行われた後に制御弁が短時間開弁すると、第
１蓄圧器からの高圧燃料が燃料通路に短時間供給され、
燃料通路内の燃料圧力は補助噴射圧よりも高くなる。こ
のため、燃料噴射ノズルによる主噴射の初期段階では、
補助噴射圧よりも高くかつ主噴射圧よりも低い中圧で燃
料噴射が実施される。そして、主噴射の途中で制御弁が
開弁すると、高圧燃料が燃料通路を介して燃料噴射ノズ
ルに供給され、高圧噴射が実施される。

【００１１】この様に、低圧の補助噴射に続く主噴射の
初期段階で中圧噴射を行うようにすると、主噴射の初期
段階で低圧噴射が行われる場合に比べて、主噴射の初期
段階での燃料噴射量が増大し、主噴射の残りの期間にお
いて噴射させるべき燃料量が、初期段階での噴射量増大
分だけ少なくなり、主噴射時間が全体として短縮され
る。この様に主噴射の初期段階において適量の燃料が噴
射されると共に主噴射時間が短くなると、燃料噴射が早
期に終了し、従って、燃費が向上する。しかも、主噴射
の初期段階から高圧噴射を開始する場合のように着火ま
でに過度の燃料供給が行われることが防止され、運転騒
音およびＮＯｘ排出量が低減する。

【００１２】また、補助噴射を低圧で実施すると、補助
噴射を高圧で行う場合に比べて、補助噴射時間制御に係
る要求精度が緩和されるので、補助噴射における燃料噴
射量をより正確に必要最小量に制御でき、燃費向上に寄
与する。更に、燃料制御手段は、例えば噴射時期制御用
の弁と噴射率切換用の弁の開閉タイミングを制御するも
ので良く、装置構成が特に複雑になることはない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
蓄圧式燃料噴射装置を説明する。蓄圧式燃料噴射装置
は、例えば直列６気筒のディーゼルエンジン（図示略）
に搭載されるもので、図１および図２に示すように高圧
ポンプ１を備えている。高圧ポンプ１は、エンジンによ
り駆動され燃料タンク１７内の燃料を汲み上げて加圧す
るもので、例えば容積形プランジャポンプからなり、そ
の圧送ストロークの有効区間を調整することにより燃料
吐出圧力を調整可能になっている。圧送ストローク調整
は、例えば、図示しない電磁弁の閉弁時期を調整するこ
とによって行われ、この電磁弁が開いている間は圧送動
作が無効になるようになっている。６気筒エンジンに係
る本実施態様の装置における高圧ポンプ１は、例えば２
つのプランジャを備える。各プランジャは、３つの気筒
に関連しており、高圧ポンプ軸が１回転する間に各プラ
ンジャから３回の圧送ストロークを実施するようになっ
ている。

【００１４】蓄圧式燃料噴射装置のコントローラ（ＥＣ
Ｕ）８は、エンジン回転数センサ８ａにより検出された
エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ（図示略）に
より検出されたアクセルペダル踏込量（アクセル開度）
ACCとに応じてポンプ１の圧送ストロークを可変調整
し、更に、圧力センサ３ａ（図２）により検出された高
圧蓄圧器（第１蓄圧器）３内の実際圧力ＰHPに応じて圧
送ストローク（燃料圧力）をフィードバック制御するこ
とにより、エンジン運転状態に適合する高圧燃料を得る
ようになっている。

【００１５】ポンプ１により加圧された燃料は、高圧蓄
圧器３に貯留される。この高圧蓄圧器３は各気筒に共通
するものであり、燃料通路１０ａに連通している。燃料
通路１０ａの途中には、例えば二方電磁弁からなる燃料
噴射率切換用の切換弁（制御弁）５が各気筒毎に設けら
れ、また、燃料通路１０ａにおいて切換弁５の直ぐ下流
には逆止弁３２が設けられている。

【００１６】燃料通路１０ａには、逆止弁３２の下流に
おいて燃料通路１０ａから分岐した燃料通路１０ｂを介
して、各気筒に共通の低圧蓄圧器（第２蓄圧器）４が接
続されている。燃料通路１０ｂの途中には逆止弁６が設
けられ、この逆止弁６は、低圧蓄圧器４側の燃料通路１
０ｂ内の燃料圧力が逆止弁３２の下流側の燃料通路１０
ａ内の燃料圧力よりも高い場合に開弁するようになって
いる。また、燃料通路１０ｂには逆止弁６をバイパスす
るバイパス燃料通路が付設され、このバイパス燃料通路
にオリフィス６ａが設けられている。燃料通路１０ａ内
の燃料圧力が燃料通路１０ｂ内のものよりも高い場合、
燃料通路１０ａ内の燃料がオリフィス６ａを介して燃料
通路１０ｂに流入し、更に、低圧蓄圧器４に流入する。
低圧蓄圧器４と燃料タンク１７との間には、低圧蓄圧器
４内の燃料圧力が所定圧に達すると開弁するメカニカル
な圧力制御弁３４（図１）が設けられている。

【００１７】図１の圧力制御弁３４に代えて、コントロ
ーラ８の制御下で低圧蓄圧器４内の燃料圧力を所定圧に
調節する圧力制御弁３４（図２）を用いても良く、以
下、図２の圧力制御弁３４を備えた燃料噴射装置につい
て説明する。図２中、符号４ａは、低圧蓄圧器４内の燃
料圧力ＰLPを検出するための圧力センサを表す。コント
ローラ８は、低圧蓄圧器４内の燃料圧力が、エンジン回
転数Ｎｅとアクセルペダル踏込量ACCとによって表され
るエンジン運転状態に適合した圧力になるように、圧力
センサ４ａ（図２）により検出した実際燃料圧力ＰLPに
基づいて、圧力制御弁３４を制御する。

【００１８】エンジンの各気筒毎のインジェクタ（燃料
噴射ノズル）９は、燃料通路１０ａに接続された制御室
１１及び燃料室１２を有し、制御室１１は、燃料戻り通
路１０ｃを介して燃料タンク１７に接続されている。符
号１５、１６はオリフィスを表す。また、符号７は、燃
料戻り通路１０ｃの途中に配され例えば二方電磁弁から
なる噴射時期制御用の開閉弁を表す。なお、開閉弁７は
インジェクタに組み込まれても良い。

【００１９】インジェクタ９は、燃料室１２内に供給さ
れる燃料圧力を受けてノズル孔を開く方向へ移動可能な
ニードル弁１３と、制御室１１内に供給される燃料圧力
を受けてノズル孔を閉じる方向に移動可能な油圧ピスト
ン１４と、ノズル孔を閉じる方向にニードル弁を付勢す
る図示しないスプリングとを有している。従って、燃料
通路１０ａから制御室１１と燃料室１２とに同一圧の燃
料が供給されると共に噴射時期制御用の開閉弁７が閉じ
られている場合、油圧ピストン１４に加わる燃料圧力に
よる作用力とスプリングによる作用力との合力がニード
ル弁１３に加わる燃料圧力による作用力を上回って、ニ
ードル弁１３によりノズル孔が閉鎖されることになる。
一方、開閉弁７が開いて制御室１１内の燃料が燃料タン
ク１７側へ排出されると、油圧ピストン１４に加わる作
用力が減少または消滅し、ニードル弁１３が油圧ピスト
ン１４を押し上げてノズル孔を開き、燃料室１２内の燃
料がエンジンの燃焼室（図示略）へ噴射されることにな
る。

【００２０】本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置は、主噴
射とこれに先行する補助噴射とを実施するものであり、
主噴射の初期段階における噴射圧とくに着火までの噴射
圧を過度に増大せずに主噴射時間を短くすることを主に
企図すると共に、主噴射により供給された燃料の着火遅
れを防止するのに必要最小量の燃料を補助噴射により供
給することを企図し、これにより燃費向上とエンジン運
転騒音ならびにＮＯｘ排出量の低減とを同時に達成する
ようにしている。

【００２１】具体的には、燃料噴射装置は、図３の最上
部に示すように、各回の燃料噴射サイクルにおいて、低
圧の補助噴射を完了した時点から所定時間が経過したと
きに中圧の主噴射を開始し、主噴射の途中で噴射圧を中
圧から高圧に切り換えるようにしている。上記の燃料噴
射制御に関連して、コントローラ８は、例えばエンジン
回転数Neおよびアクセルペダル踏込量Accに基づいてエ
ンジン運転状態を判定し、斯く判定したエンジン運転状
態に応じて圧送ストローク調節用の電磁弁（図示略）の
開閉タイミングを制御して高圧ポンプ１の圧送ストロー
クを調節し、これにより、高圧蓄圧器３内の燃料圧力を
エンジン運転状態に適合するものに制御し、また、エン
ジン運転状態に応じて圧力制御弁３４の作動を制御して
低圧蓄圧器４内の燃料圧力をエンジン運転状態に適合す
るものに制御するようになっている。そして、コントロ
ーラ８は、例えば図示しないマップに基づいて噴射制御
パラメータの値をエンジン運転状態に応じて決定するよ
うになっている。図３に示すように、噴射制御パラメー
タは、例えば、補助噴射開始時期ｔ１、補助噴射時間Δ
ＴＬ（＝ｔ２−ｔ１）、中圧形成のための高圧燃料導入
開始時期ｔ３、高圧燃料導入時間ΔＴｍ（＝ｔ４−ｔ
３）、主噴射開始時期ｔ５、中圧噴射時間ΔＴＭ（＝ｔ
６−ｔ５）および主噴射時間ΔＴＭＨ（＝ｔ７−ｔ６）
を含む。更に、コントローラ８は、噴射制御パラメータ
値に基づいて、インジェクタ駆動信号オンタイミングｔ
１、ｔ５とインジェクタ駆動信号オフタイミングｔ２、
ｔ７と切換弁駆動信号オンタイミングｔ３、ｔ６と切換
弁駆動信号オフタイミングｔ４、ｔ８とを決定するよう
に構成されている。

【００２２】以下、上記構成の燃料噴射装置の動作を説
明する。エンジン運転中、図示しない燃料圧力制御ルー
チンと図４に示すインジェクタ・切換弁制御ルーチンと
がコントローラ８により互いに平行にかつ周期的に実行
される。両制御ルーチンは、例えば、図示しない気筒判
別信号やクランク軸回転位置信号の立ち上がりからの経
過時間に基づいて各気筒での燃料噴射サイクルの開始時
点の到来が判定される度に開始される。

【００２３】図示および説明の便宜上、図４の制御ルー
チンには一つの気筒についての制御手順のみを示す。な
お、制御手順の一部たとえばエンジン運転状態判定につ
いては全気筒に共通に一燃料噴射サイクルに一度だけ実
施しても良い。燃料圧力制御ルーチンでは、判定したエ
ンジン運転状態に応じて圧送ストローク調整用の電磁弁
および圧力制御弁の開閉タイミングや弁開度が制御さ
れ、蓄圧器３、４内の燃料圧力がエンジン運転状態に適
合した目標圧に制御される。

【００２４】図４のインジェクタ・切換弁制御ルーチン
は、各回の燃料噴射サイクルの開始時点が到来する度に
開始される。このとき、例えばコントローラ８に内蔵の
タイマ（図示略）が起動され、燃料噴射サイクル開始時
点からの経過時間が計時される。図４の制御ルーチンで
は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセルペダル踏込量ACC
が読み込まれ、エンジン運転状態が判定される（ステッ
プＳ１）。そして、補助噴射開始時期ｔ１、補助噴射時
間ΔＴＬ、高圧燃料導入開始時期ｔ３、高圧燃料導入時
間ΔＴｍ、主噴射開始時期ｔ５、中圧噴射時間ΔＴＭお
よび主噴射時間ΔＴＭＨのそれぞれの値が、ステップＳ
１で判定されたエンジン運転状態に基づいて図示しない
マップから決定され、更に、これらの噴射制御パラメー
タ値に基づいてインジェクタ・切換弁駆動信号オンオフ
タイミングｔ１〜ｔ８が決定される（ステップＳ２）。

【００２５】燃料噴射サイクル開始時点からの経過時間
に基づいて補助噴射開始時期ｔ１が到来したか否かが判
別される。図３に示すように、補助噴射開始時期ｔ１が
到来するまでの間、切換弁５および開閉弁７は共に閉じ
られ、切換弁５の下流側の燃料通路１０ａには低圧蓄圧
器４から低圧燃料が供給され、この低圧燃料が制御室１
１および燃料室１２に供給される。開閉弁７が閉じてい
るので、制御室１１内の燃料圧力による油圧ピストン１
４に対する作用力とニードル弁に対するスプリングの作
用力との合力が燃料室１２内の燃料圧力によるニードル
弁１３に対する作用力を上回って、ニードル弁１３によ
りインジェクタ９のノズル孔が閉塞される。

【００２６】このとき、燃料室１２内の燃料圧力（イン
ジェクタ入口圧力）は、低圧蓄圧器４内の低圧燃料と略
同一圧に維持されている。すなわち、逆止弁３２よりも
下流側の燃料通路１０ａ内の燃料圧力が低圧燃料の圧力
を下回ると燃料通路１０ｂ内の逆止弁６が開いて低圧蓄
圧器４から燃料通路１０ａへ低圧燃料が供給される一
方、下流側燃料通路１０ａ内の燃料圧力が低圧燃料の圧
力を上回ると燃料通路１０ａ内の燃料がオリフィス６ａ
を介して低圧蓄圧器４へ流入する。

【００２７】補助噴射開始時期ｔ１が到来すると、イン
ジェクタ駆動信号がオンされて開閉弁７のみが開かれ
（ステップＳ３）、制御室１１内の低圧燃料がオリフィ
ス１６及び燃料戻り通路１０ｃを介してドレーンされ、
油圧ピストン１４に加わる作用力とニードル弁に対する
スプリングの作用力との合力がニードル弁１３に加わる
作用力よりも小さくなった時点でニードル弁１３が上昇
してノズル孔が開き、低圧燃料がインジェクタ９から噴
射される。比較的低い噴射圧での、すなわち比較的小さ
い燃料噴射率（単位時間あたりの燃料噴射量）での補助
噴射が開始される。

【００２８】その後、補助噴射開始時点ｔ１から補助噴
射時間ΔＴＬが経過して補助噴射終了時期ｔ２が到来す
ると、インジェクタ駆動信号がオフされて開閉弁７が閉
じ（ステップＳ３）、ニードル弁１３によりノズル孔が
閉鎖される。この結果、低圧での補助噴射が終了する。
この様にしてエンジンの燃焼室内へ噴射された燃料は、
必ずしも直ちに燃焼するとは限らないが、化学的な活性
化が進行し、その後の主噴射によりエンジンに供給され
る燃料への着火を容易にする。すなわち、着火遅れを小
さくする。補助噴射時間ΔＴＬは、着火遅れ防止に必要
最小量の燃料を供給するように設定され、燃費向上が図
られる。

【００２９】なお、上述のように補助噴射を低圧で実施
すると、補助噴射を高圧で行う場合に比べて、補助噴射
時間制御に係る要求精度が緩和されるので、補助噴射に
おける燃料噴射量をより正確に必要最小量に制御でき、
燃費向上に寄与する。次に、主噴射の初期段階での中圧
噴射に供される中圧燃料をインジェクタ９の燃料室１２
および燃料通路１０ａの下流側部分に満たすべく、中圧
形成のための高圧燃料を高圧蓄圧器３から燃料通路１０
ａの下流側部分に導入する。

【００３０】具体的には、ステップＳ２において決定さ
れた高圧燃料導入開始時期ｔ３が到来すると、切換弁駆
動信号がオンされる。この結果、噴射率切換用の切換弁
５が開弁され（ステップＳ４）、高圧蓄圧器３からの高
圧燃料が逆止弁３２を開いて燃料通路１０ａの下流側部
分へ流入し、更に、インジェクタ９の制御室１１及び燃
料室１２へ流入する。この結果、図３の最下方部分に示
すように、インジェクタ入口圧力が補助噴射での噴射圧
（低圧）から上昇する。

【００３１】その後、高圧燃料導入開始時期ｔ３から高
圧燃料導入時間ΔＴｍが経過して高圧燃料導入終了時期
ｔ４が到来すると、燃料室１２及び燃料通路１０ａの下
流側部分における中圧形成が完了したとの判断の下で切
換弁駆動信号がオフされて切換弁５が閉弁され（ステッ
プＳ４）、中圧形成のための高圧燃料の導入が終了す
る。

【００３２】燃料室１２及び燃料通路１０ａの下流側部
分内の中圧の燃料の一部は、その後、オリフィス６ａを
介して低圧蓄圧器４へ徐々に流入するため、インジェク
タ入口圧力は図３に示すように徐々に僅かに減少する。
そして、主噴射開始時期ｔ５が到来すると、インジェク
タ駆動信号がオンされて噴射時期制御用の開閉弁７が開
弁され（ステップＳ５）、インジェクタ９のノズル孔が
開き、燃料室１２内に満たされた中圧の燃料がエンジン
燃焼室へ噴射される。補助噴射に係る燃料が活性化した
状態で主噴射燃料が供給されるので、主噴射燃料の着火
が速やかに行われる。典型的には、中圧噴射から高圧噴
射への移行時あるいはその前後において着火する。よっ
て、中圧主噴射時の噴射圧力をエンジンの運転条件に応
じて変化させることにより、主噴射燃料の燃焼初期の燃
焼速度を適正化できる。

【００３３】この様に、低圧の補助噴射に続く主噴射の
初期段階において図３および図５に実線で示すように中
圧噴射を行うと、主噴射の初期段階で低圧噴射が行われ
る場合（図５に破線で示す）に比べて、主噴射の初期段
階での燃料噴射量が増大し、主噴射の残りの期間におい
て噴射させるべき燃料量が、初期段階での噴射量増大分
だけ少なくなり、主噴射時間が全体として短縮される。
従って、燃料噴射が早期に終了して燃費が向上する。し
かも、主噴射の初期段階から高圧噴射を直ちに開始する
場合のように着火までに過度の燃料供給が行われること
が防止され、エンジン運転騒音及びＮＯｘ排出量が低減
する。更には、補助噴射と主噴射との間に噴射率切換用
の切換弁５を開閉するだけで中圧噴射を実施できるの
で、装置構成が特に複雑になることもない。

【００３４】その後、主噴射開始時期ｔ５から中圧噴射
時間ΔＴＭが経過して切換弁駆動信号オンタイミングｔ
６が到来すると、噴射時期制御用の開閉弁７が開弁状態
に維持されたまま噴射率切換用の切換弁５がオンされて
開弁し（ステップＳ６）、燃料通路１０ａを介して高圧
蓄圧器３から燃焼室１２に高圧燃料が供給され、インジ
ェクタ９から高圧燃料が噴射される（図３および図
５）。すなわち、中圧噴射での燃料噴射率よりも大きい
噴射率での燃料噴射（高圧主噴射）が実施される。

【００３５】そして、主噴射開始時期ｔ５から主噴射時
間ΔＴＭＨが経過して燃料噴射終了時期ｔ７が到来する
と、インジェクタ駆動信号がオフされて噴射時期制御用
の開閉弁７が閉弁する（ステップＳ７）。この結果、制
御室１１に供給された高圧燃料による油圧ピストン１４
への作用力とニードル弁に対するスプリングの作用力と
の合力が燃料室１２内でニードル弁１３に加わる作用力
を上回って、ニードル弁１３がノズル孔を閉塞し、主噴
射が終了する。

【００３６】なお、オリフィス１６の流路断面積を比較
的大きくすると、燃料噴射終了時点ｔ７で燃料噴射率が
急速に立ち下がって、エンジンからの黒煙やパ−ティキ
ュレートの排出量の低減に寄与する。更に、噴射率切換
用の切換弁５は、燃料噴射時期終了時期ｔ７から所定時
間が経過した時点ｔ８で閉じられる（ステップＳ８）。
なお、切換弁５をｔ７時点で閉弁するようにしても良
い。

【００３７】切換弁５の閉弁時点ｔ８以降において、逆
止弁３２よりも下流側の燃料通路１０ａ内の高圧燃料の
相当の部分は、オリフィス６ａを設けたバイパス燃料通
路を介して低圧蓄圧器４に流入して低圧蓄圧器４での低
圧燃料の形成に供され、高圧燃料の残部は、制御室１１
内へ流入したり制御室１１回りから燃料タンク１７側へ
漏出する。この結果、燃料通路１０ａの下流側部分およ
びインジェクタ入口圧力は、図３に示すように、次回の
燃料噴射サイクルでの補助噴射が開始されるまでの間に
時間経過につれて低圧まで減少する。

【００３８】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々に変形可能である。例えば、上記実施形態では、各燃
料噴射サイクルにおいて低圧補助噴射に続く主噴射の初
期段階で図５に実線で示すように中圧噴射を必ず実施す
るようにしたが、この様に低圧補助噴射と中圧・高圧主
噴射との組合せを各燃料噴射サイクルで常に実施するこ
とは必須ではない。すなわち、図５に実線で示す低圧補
助噴射と中圧・高圧主噴射との組合せまたは図５に破線
で示す低圧補助噴射と低圧・高圧主噴射との組合せのい
ずれか一方をエンジン運転状態に応じて選択的に実施す
るようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、燃料通
路に接続された燃料噴射ノズルに主噴射とこれに先行す
る低圧の補助噴射とを行わせる際に、高圧燃料を燃料通
路の下流側へ排出制御する制御弁を、補助噴射と主噴射
との間に短時間開弁させることにより、制御弁下流側の
燃料通路内に補助噴射圧よりも高くかつ主噴射圧よりも
低い燃料圧力を形成し、主噴射の初期段階において補助
噴射圧よりも高くかつその後の主噴射圧よりも低い圧力
で燃料噴射を実施するので、主噴射の初期段階での噴射
圧を適正化できる。このため、エンジンの燃費や排ガス
特性を向上でき、エンジン運転騒音を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る蓄圧式燃料噴射装置
を示す概略図である。

【図２】図１に示した燃料噴射装置の主要要素とエンジ
ンの各気筒のインジェクタとの接続を示す概略図であ
る。

【図３】図１及び図２に示した燃料噴射装置において実
施される一燃料噴射サイクルにおける噴射波形を、イン
ジェクタ駆動信号および切換弁駆動信号のオンオフ状態
ならびにインジェクタ入口圧力の時間経過に伴う変化と
共に示す図である。

【図４】図１および図２に示すコントローラが実施する
インジェクタ・切換弁制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図５】低圧補助噴射に続いて中圧・高圧主噴射を実施
した場合の主噴射時間短縮効果を示す図である。

【符号の説明】

１ 高圧ポンプ ８ コントローラ ８ａ エンジン回転数センサ ３ 高圧蓄圧器（第１蓄圧器） ３ａ、４ａ 圧力センサ ４ 低圧蓄圧器（第２蓄圧器） ５ 低圧・高圧蓄圧器（噴射率）切換用の切換弁（制御
弁） ９ インジェクタ １０ａ、１０ｂ 燃料通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−93936（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−296520（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−238877（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−277762（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−505648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 47/00 F02M 47/02 F02M 45/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプにより加圧された高圧の燃料を貯
   留する第１蓄圧器と、 燃料通路を介して上記第１蓄圧器に接続され燃料をエン
   ジンの燃焼室内に噴射する燃料噴射ノズルと、 上記第１蓄圧器内の高圧燃料を上記燃料通路の下流側へ
   排出制御する制御弁と、 上記制御弁より下流側の上記燃料通路に分岐通路を介し
   て接続され上記第１蓄圧器内の高圧燃料よりも低圧の燃
   料を貯留する第２蓄圧器と、 上記燃料噴射ノズルに主噴射とこの主噴射に間隔をおい
   て先行させた短い補助噴射とを行わせる際に、上記制御
   弁を、上記補助噴射と上記主噴射との間に短時間開弁さ
   せ且つ上記主噴射の途中から開弁させ、上記主噴射の終
   了に合わせて閉弁させる燃料制御手段とを備えることを
   特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。