JP3381918B2 - 電子制御式ユニットインゼクタ用減衰アクチュエータ・弁組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術の分野 本発明は、一般的には、燃料噴射器に関するものであ
り、一層詳しくは、電子制御式ユニットインゼクタに関
する。

背景技術 エンジン用の電子制御式ユニットインゼクタの例が19
72年９月５日にLinksに付与された米国特許第3,689,205
号及び1983年７月12日にDechard等に付与された米国特
許第4,392,612号に示されている。Links特許では、ユニ
ットインゼクタの燃料圧送用プランジャは液圧的に作動
させられるが、Dechard等特許では、燃料圧送用プラン
ジャは機械的に作動させられる。これらの電子制御式ユ
ニットインゼクタでは、共に、ソレノイド組立体が設け
られており、このソレノイド組立体がポペット弁を動か
してユニットインゼクタ内の作動流体または燃料の圧力
を制御し、燃料噴射送出量を制御する。

上記の電子制御式ユニットインゼクタにおいては、ソ
レノイド組立体のアーマチャーの動きは、液圧的に減衰
され、ポペット弁が弁座または止めと接触した後に跳ね
返るのを防止するのを助けるようになっている。Dechar
d等特許では、アーマチャーは、その移動中に燃料が対
応する磁極片またはステータの対向した作動面に向かっ
て流れるようにアーマチャーを貫いて延びる複数の通路
を有する。Links特許では、アーマチャーの外面に通路
が設けてあり、この通路は、アーマチャーの両端部に隣
接して設けた一対のチャンバと連通している。

しかしながら、エンジンが停止した後、過剰量の減衰
用流体がソレノイド組立体内に残ることがある。この残
留流体は、エンジン温度が低下するにつれて粘性を増
す。この粘性の流体は、低温エンジンの始動時に、ソレ
ノイド組立体およびポペット弁の応答性を遅らせる可能
性がある。ソレノイド組立体およびポペット弁の応答性
が遅いということは、燃料噴射送出能力ならびにユニッ
トインゼクタの噴射タイミング精度を低下させる。そし
て、最終的には、ソレノイド組立体内の減衰用流体が多
すぎるということになって、特にエンジンが冷えた状態
での急速始動または動作あるいはこれら両方を妨げる可
能性がある。

本発明は、上述した問題の１つまたはそれ以上の問題
を解決することを目的としている。

発明の開示 本発明は、電子制御式ユニットインゼクタ用のアクチ
ュエータ・弁組立体を提供する。このアクチュエータ・
弁組立体は、電気的に付勢できるアクチュエータ組立体
を備え、このアクチュエータ組立体は、空所に臨んで配
置される可動部材と、減衰用流体の粘度が選定された値
より低くなったときにのみ減衰用流体を選択的に空所に
連通させる手段とを備える。

選択的連通手段は、可動部材が空所内の作動流体に通
常与える圧送時の悪影響を最小限に抑えるのを助けるば
かりでなく、可動部材の位置を液圧的にロックすること
なく空所に連絡した減衰用流体を溜めに戻すこともでき
る。さらに、この選択的連通手段は、高温の減衰用流体
の少なくとも一部を空所から排出させ、特にエンジン冷
却状態での急速始動または作動あるいはこれら両方を妨
げるおそれのある減衰用流体をそこに残さないようにす
ることもできる。

図面の簡単な説明 第１図は、液圧作動流体回路と燃料噴射器回路の両方
を備える、複数のユニットインゼクタを有する内燃機関
のための本発明による液圧作動・電子制御式ユニットイ
ンゼクタ燃料システムの概略図である。

第２図は、第１図のユニットインゼクタを例示的な内
燃機関に取り付けた状態で示す概略断面図である。

第３図は、第２図に示すユニットインゼクタの拡大断
面図である。

第４図は、第３図に示すユニットインゼクタの上部の
拡大部分図である。

第５図は、第３図に示すユニットインゼクタの下部の
拡大部分図である。

第６図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第１部分の分解斜視図である。

第７図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第２部分の分解斜視図である。

第８図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第３部分の分解斜視図である。

第９図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第４部分の分解斜視図である。

第10図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第５部分の分解斜視図である。

第11図は、第３図に示すユニットインゼクタの構成部
品の第６部分の分解斜視図である。

第12図は、第１図に概略的に示された液圧作動流体及
び減衰流体供給手段の詳細を示す系統図である。

第13図は、第１図に概略的に示された燃料供給手段の
詳細を示す系統図である。

発明を実施するための最良の形態 第１〜13図を参照して、これらの図においては、その
全体を通じて同じ参照符号は同じ構成要素または機構を
示す。液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ燃料装
置10の第１実施例は、以下、HEUI燃料噴射装置10と呼
ぶ。実施例のHEUI燃料噴射装置10は、第１、２、12、13
図では、ディーゼル・サイクル直噴型内燃機関（エンジ
ン）12に適用したものとして示してある。Ｖ形８気筒エ
ンジンが第１、12、13図に示してあり、それをここでは
説明するが、本発明が他の形式のエンジン、たとえば、
直列型エンジンおよびロータリエンジンにも応用でき、
また、エンジンが８つの気筒あるいは燃焼室より少ない
かあるいは多いいずれかのエンジンでもあり得ることは
了解されたい。例示のエンジン12（第２図にはほんの一
部が示してあるだけである）は、一対のシリンダヘッド
14を有する。各シリンダヘッド14は、１つまたはそれ以
上（たとえば、４つ）のユニットインゼクタ・ボア16を
有する。

第１、２図を参照して、HEUI燃料噴射装置10は、それ
ぞれ対応したユニットインゼクタ・ボア16内に設置する
ようになっている１つまたはそれ以上の液圧作動・電子
制御式ユニットインゼクタ18と、各ユニットインゼクタ
18に液圧作動流体および減衰用流体を供給する手段また
は装置20と、各ユニットインゼクタ18に燃料を供給する
手段またな装置22と、HEUI燃料噴射装置10を電子制御す
る手段または装置24とを備える。

第３図を参照して、各ユニットインゼクタ18は、長手
方向軸線26を有し、アクチュエータ・弁組立体28と、ボ
デー組立体30と、バレル組立体32と、ノズル・チップ組
立体34とを備える。長手方向軸線26は、燃焼室の軸線に
対して選定した角Ａをなす。

アクチュエータ・弁組立体28は、第１図に示す電子制
御信号S10の受信に応答して、各ユニットインゼクタ18
へ比較的高圧の作動流体または比較的低圧の減衰用流体
のいずれかを選択的に送る手段または装置として設けて
ある。第３、４、６、８図を参照して、アクチュエータ
・弁組立体28は、アクチュエータ36（好ましくは、ソレ
ノイド組立体の形をしている）と、弁38（好ましくは、
ポペット弁の形をしている）とを備える。ソレノイド組
立体36は、固定ステータ組立体40と可動アーマチャー42
とを備える。

第３、６図に示すように、ステータ組立体40は、１つ
またはそれ以上の第１ファスナ44と、ステータ46と、電
気コネクタ48とを備える。図示していないが、ステータ
46は、たとえば、Ｅ形フレームの積層体と、普通の要領
でＥ形フレームまわりに巻き付けた電線とを備えること
ができる。

第４、６図に示すように、アーマチャー42は、一対の
第１、第２の対面した平坦面52、54と、ソレノイド組立
体36の拡大及び縮小が可能な空所に関して減衰用流体を
送出し・集め・排出する作用を行う手段すなわち装置56
とを有する。第４図に示したように、アーマチャー42の
第１面52は、ステータ46から隔たっており、その結果、
アーマチャー42とステータ46とが一緒になって上方アー
マチャー空所57またはギャップを間に構成している。

好ましくは、減衰用流体を送出し・集め・排出する手
段56は、第１、第２の面52、54の間を長手方向に延びる
１つまたはそれ以上の通路58を備える。たとえば、第
４、６図に示すように、これらの通路58は、一対の円形
孔の形で設けてある。さらに、手段56は、ステータ46に
直接対面するアーマチャー42の第１面52に形成した１つ
またはそれ以上の細長い収集溝60を備える。各々の収集
溝60は、第１面52を幅方向に横切って側方へ延びてお
り、それぞれ対応する通路58と交差し、連通している。
たとえば、第４、６図に示すように、一対の互いに平行
な収集溝60が設けてあって、上方アーマチャー空所57に
送られ、そこに蓄積した減衰用流体を収集できるように
なっている。別の実施例では、円形横断面の通路58の代
わりに、細長いまたは楕円の横断面の通路を設けてもよ
い。また別の実施例では、収集溝60をアーマチャー42の
第１面52に対面するステータ46の部分にも形成し、アー
マチャー42の通路58と連通するようにしてもよい。換言
すれば、収集溝60は、ステータ46およびアーマチャー42
のいずれかあるいは両方に形成することができるという
ことである。各通路58、収集溝60の寸法および位置は、
上方アーマチャー空所57を含めてソレノイド組立体36の
空所から減衰用流体を適切に送出し、収集し、排出する
のに充分な大きさを有すると共に、ソレノイド組立体36
の適正磁気性能にとって必要な量の磁束通路をステータ
46、アーマチャー42に確保できる程度に小さいように、
注意深く選定する。

第４図に示すように、精密制御される軸線方向間隙ま
たはギャップC1（たとえば、約0.377ミリメートルまた
は0.0148インチ）が、アーマチャー42が電気的に付勢さ
れた位置にあるときに、アーマチャー42とステータ46の
間に構成される。間隙C1は、上方アーマチャー空所57の
一部をなし、この間隙C1から周期的に排出される減衰用
流体によって可動アーマチャー42に与えられる減衰量を
決定するのを助ける。この間隙C1は、また、ソレノイド
組立体36が電気的に付勢されたときに、ステータ46によ
ってアーマチャー42に加えられる磁力の量を決定するの
も助ける。

第３図ならびに第２、４、６、７図に示すように、ボ
デー組立体30は、１つまたはそれ以上の第２ファスナ62
と、環状アーマチャー・スペーサ64と、１つまたはそれ
以上の第３ファスナ66と、アダプタＯリング・シール68
と、ポペット・アダプタ70と、環状ユニットインゼクタ
・クランプ72と、ポペット・シム74と、ポペット・スリ
ーブすなわちポペット部材76と、ポペット・スプリング
78と、ピストン弁ボデー80と、外部配置の第１ボデーＯ
リング・シール82と、外部配置の第２ボデーＯリング・
シール84と、内部配置の第３ボデーＯリング・シール86
と、増圧ピストン88とを備える。

第１ファスナ44は、ステータ組立体40およびアーマチ
ャー・スペーサ64をポペット・アダプタ70に螺合させて
いる。第２ファスナ62は、アーマチャー42をポペット弁
38に螺合させ、その結果、アーマチャー42およびポペッ
ト弁38が一体に変位するようになっている。第３ファス
ナ66は、ポペット・アダプタ70をボデー80に螺合させて
いる。

アーマチャー・スペーサ64は、長手方向軸線26に沿っ
て測って、アーマチャー42の厚さよりも選定量だけ大き
い厚さを有する。第４図に示すように、アーマチャー42
の第２面54は、ポペット・アダプタ70から隔たってお
り、アーマチャー42、ポペット・アダプタ70およびステ
ータ46が間に下方アーマチャー空所89を構成している。
各通路58および収集溝60の寸法、位置は、下方アーマチ
ャー空所89を含めてソレノイド組立体36の空所に関して
減衰用流体を適切に送出し・集め・排出できるに充分な
大きさの容積を有すると共に、ソレノイド組立体36の適
正磁気性能にとって必要な量の磁束通路をステータ46、
アーマチャー42に確保できる程度に小さいように、注意
深く選定する。第６図に示すように、アーマチャー・ス
ペーサ64は、一対の対面する平坦な第１、第２の面90、
92、内周面94および外周面96を有する。第４図に示すよ
うに、アーマチャー・スペーサ64の第１面90は、ステー
タ組立体40に対面し、それと接触している。アーマチャ
ー・スペーサ64の第２面92は、ポペット・アダプタ70に
対面し、それと接触している。アーマチャー・スペーサ
64の第２面92には、１つまたはそれ以上のドレン通路ま
たはスロット98が形成してあり、これらのドレン通路
は、内周面94から外周面96まで延びている。あるいは、
アーマチャー・スペーサ64の第１面90がドレン通路また
はスロット98を備えていてもよい。エンジン作動中、ア
ーマチャー・スペーサ64のドレン通路98は、送出・収集
・排出手段56と協働して、上下のアーマチャー空所57、
89に送られた減衰用流体を排出させる。アーマチャー・
スペーサ64のドレン通路98は、好ましくは、エンジン動
作中に減衰用流体の流れに選定した絞り作用を与えてア
ーマチャー42およびポペット弁38の動きを容易に減衰で
きるような寸法となっている。アーマチャー・スペーサ
64のドレン通路98は、送出・収集・排出手段56と協働し
て、エンジン停止後に上下のアーマチャー空所57、89か
ら減衰用流体を排出させる。作動流体および減衰用流体
をエンジン潤滑オイルとなるように選定した場合、アー
マチャー・スペーサ64のドレン通路98は、好ましくは、
第２図に示すように、シリンダヘッド・カバー99によっ
て囲まれたスペースと連通するようになっている。この
スペース内の流体は、作動流体溜めと連通し、この溜め
に戻すことができる。

第４、７図に示すように、ポペット・アダプタ70を貫
いて、長手方向に延びる中央配置の主ボア100が形成し
てある。この主ボア100の一端部には、内部配置の環状
周溝102が形成してある。ポペット・アダプタ70も主ボ
ア100の他端部に形成した端ぐり穴104を有する。ポペッ
ト・スリーブ76とポペット・アダプタ70の端ぐり穴104
の間には環状のドレン通路106が設けてある。ポペット
・アダプタ70には、ドレン通路108も形成してあり、こ
のドレン通路は、環状ドレン通路106と交差し、ポペッ
ト・アダプタ70の外周面110まで側方へ延びている。作
動流体および減衰用流体をエンジン潤滑オイルとなるよ
うに選んだ場合、ポペット・アダプタ70のドレン通路10
8は、第２図に示すように、シリンダヘッド・カバー99
によって囲まれたスペースと連通するようになっている
と好ましい。

第４図に示すように、下方アーマチャー空所89は、ア
ーマチャー42が電気的に消勢された位置にあるときに、
アーマチャー42の第２面54とポペット・アダプタ70の間
に構成される精密制御された軸線方向間隙またはギャッ
プC2（たとえば、約0.120ミリメートルまたは0.00472イ
ンチ）を有する。この間隙C2は、下方アーマチャー空所
89を構成し、この間隙C2から排出された減衰用流体によ
って可動アーマチャー42に加えられる減衰量を決める。
間隙C2の大きさは、ポペット弁38の質量と使用される減
衰用流体の種類（たとえば、粘性）に従って選定する。

環状ユニットインゼクタ・クランプ72は、それぞれ対
応したエンジン・シリンダヘッド14に各ユニットインゼ
クタ18を取り外し自在に固定するために設けてある。好
ましくは、第７図に示すように、クランプ72は、内周面
112と、内周面112上に平行な関係で構成された一対の直
径方向に対向した平坦な第１、第２の面114、116と、内
周面112に形成された一対の直径方向に対向した半円筒
形のスロット118、120とを有する。各スロット118、120
は、第１、第２の面114、116の間に平行に位置する軸線
上に位置している。第２図に示すように、各スロット11
8、120は、クランプ72およびユニットインゼクタ18をエ
ンジン12のシリンダヘッド14に螺合させるファスナ12
2、124と係合するようになっている。

第３図に示すように、ポペット・シム74は、ポペット
・アダプタ70とポペット・スリーブ76の間に位置してい
る。ポペット・シム74は、ポペット弁38の上向きの変位
量を決めるように選んだ厚さを有する。

第４図に示すように、ポペット・スリーブ74は、比較
的緩い嵌め合い状態でポペット・アダプタ70の主ボア10
0内に摺動自在に位置している。アダプタＯリング・シ
ール68は、ポペット・スリーブ76とポペット・アダプタ
70の間の環状の間隙内に位置しており、ポペット・アダ
プタ70の主ボア100に形成した環状の周溝102内にシール
されている。アダプタＯリング・シール68は、環状間隙
が下方アーマチャー空所89と環状ドレン通路106の間に
直接作動流体または減衰用流体を送り込むのを防止する
ために設けてある。第４、７図に示すように、ポペット
・スリーブ76は、中央配置の主ボア126と、環状ドレン
通路106と主ボア126の間に作動流体または減衰用流体を
送る１つまたはそれ以上の側方に延びる通路128（好ま
しくは、２つ）とを備える。通路128の寸法は、この通
路が流体流量絞りまたは一定流量オリフィスとして作用
してポペット弁38の動きを減衰するように選ぶ。ポペッ
ト・スリーブ76の一端部は、主ボア126への入口まわり
の環状（好ましくは、截頭円錐形）の弁座129と環状の
肩部130を構成している。

第３図に示すように、ポペット・スプリング78の一端
はポペット・スリーブ76の環状肩部130と接触し、この
ポペット・スプリング78の反対端はポペット弁38と接触
する。ポペット・スプリング78は、好ましくは、螺旋状
の圧縮スプリングであり、ポペット弁38およびアーマチ
ャー42をステータ46から軸線方向に離れる方向へ片寄せ
る手段または装置として設けてある。ポペット・スプリ
ング78は、また、ポペット・スリーブ76およびポペット
・シム74を固定ポペット・アダプタ70に向かって付勢し
ており、この結果、ポペット弁38は、通常、ポペット・
スリーブ76上に構成されている環状弁座129から離れて
いる。

第８図に示すように、ポペット弁38は、第１端部132
と、中間部134と、第２端部136とを有する。第４図に示
すように、第１端部132はアーマチャー42の第２面54と
接触している。第１端部132は、好ましくは、中間部134
に対して小さい直径を有し、ポペット・スリーブ76と協
働して上方ポペット弁空所138を構成する。この上方ポ
ペット弁空所138は、下方アーマチャー空所89と直接流
体連絡している。

ポペット弁38の中間部134は、環状周面140と１つまた
はそれ以上（好ましくは２つ）の通路142とを有する。
ポペット弁38のこの環状周面140は、選定した環状間隙C
3aに従ってポペット・スリーブ76の主ボア126内に位置
している。この環状間隙は、好ましくは、ポペット弁38
とポペット・スリーブ76の間に滑り嵌めを提供し、たと
えば、約0.080ミリメートルまたは0.00315インチの直径
方向間隙であり得る。ポペット・スリーブ76の外周面
は、間隙C3aよりも大きい選定した直径方向間隙に従っ
てポペット・アダプタ70の主ボア100内に位置してい
る。上方の環状周溝144および環状の第１または上方の
弁座146がポペット弁38の環状周面140上に設けてある。
長手方向軸線26に沿って測った、上方環状周溝144の幅
は、ポペット弁38の上方環状周溝144がポペット弁38の
全選定変位量にわたってポペット・スリーブ76の通路12
8と連続的に流体連絡し続けるような寸法とする。ポペ
ット弁38の上方弁座146の形は、好ましくは、半球形で
あるが、截頭円錐形であってもよい。ポペット弁の上方
弁座146は、ポペット・スリーブ76に形成した環状弁座1
29と選択的に係脱するようになっている。

ポペット弁38の第２端部136は、好ましくは、中空で
あって、第４図に示す下方ポペット弁空所148を構成す
る。ポペット弁38の通路142は、各々、選定した流量絞
りを有し、上方ポペット弁空所138と下方ポペット弁空
所148の間に減衰用流体を流通させるようになってい
る。ポペット弁38の第２端部136の一部は、後述するよ
うに、ボデー80内で精密に案内される。ポペット弁38の
第２端部136は、環状の第２または下方の弁座149と、環
状周縁肩部150と、下方の環状周溝152とを備える。ポペ
ット弁下方弁座149の形は、好ましくは、截頭円錐形で
ある。第１、第２の弁座146、149は、各々、作動圧力に
曝される有効面積を有する。

一実施例において、第１弁座146の有効面積は、第２
弁座149の有効面積よりも小さい。この実施例では、ポ
ペット弁38に作用する正味液圧力は、このポペット弁38
をその第１位置から第３位置へ動かす際にアクチュエー
タ36の電気力を支援する。別の実施例では、第１弁座14
6の有効面積は、第２弁座149の有効面積よりも大きくな
っている。この実施例では、ポペット弁38に作用する正
味液圧力は、弁38をその第３位置から第１位置へ動かす
際にスプリング78を支援する。

好ましくは、ポペット・スリーブ76は、選定した精密
な位置・直径方向公差に従ってポペット・アダプタ70内
に緩く嵌合しており、ポペット弁38は、選定した位置・
直径方向公差に従ってボデー80内により緊密に嵌合して
いる。この構成は、ポペット弁38がユニットインゼクタ
18の長手方向軸線26に沿って移動するときにポペット・
スリーブ76とポペット弁38の間にじる可能性のある不整
合を吸収するようになっている。ポペット弁38に形成し
た環状肩部150がポペット・スプリング78の反対端と接
触している。下方弁座149は、増圧ピストン88への高圧
作動流体の連通を選択的に許す手段として作用する。上
方弁座146は、低圧ドレンへの高圧作動流体の連通なら
びに上下のアーマチャー空所57、89および上下のポペッ
ト弁空所138、148への低圧減衰用流体の連通の選択的に
許す手段として作用する。

ポペット弁38は、第１、第２、第３の位置へ移動でき
る。たとえば、ポペット弁38の一方向への全軸線方向変
位は、約0.25ミリメートルまたは0.0098インチである。
ポペット弁38の第１位置は、ポペット弁下方弁座149
が、通常、ポペット・スプリング78の付勢力によりボデ
ー80上に着座している位置と定義できる。ポペット弁38
の第１位置のところで、ポペット弁上方弁座146は、通
常は、ポペット・スリーブ76の環状弁座129から選定間
隙量だけ離れている。

ステータ組立体40が電気的に付勢されると、アーマチ
ャー42がステータ46に向かって磁気的に引き寄せられ、
その結果、ポペット弁38は、第３位置へ向かって軸線方
向上方へ（第３図に示す向きによる）移動する。ポペッ
ト弁38の第３位置は、ポペット弁38の上方弁座146がポ
ペット・スリーブ76の環状弁座129に着座する位置と定
義できる。ポペット弁38の第３位置のところで、ポペッ
ト弁38の下方弁座129はボデー80から離れる。

第１、第３の位置の間で、ポペット弁38は、その上下
の弁座146、149が共にそれぞれボデー80、ポペット・ス
リーブ76から離れる第２位置または中間位置を採る。ポ
ペット弁38の第２位置で、作動流体は、上方環状周溝14
4、通路128、環状ドレン通路106およびドレン通路108を
通って排出される。さらに、ポペット弁38の第２位置に
おいては、減衰用流体の粘性が充分に低ければ、減衰用
流体が間隙C3aを経て上下のアーマチャー空所50、89に
流れる。

間隙C3aはポペット・スリーブ76の通路128の下流側
（すなわち、作動流体入口通路158に関して下流側）に
位置すると好ましい。こうすると、ポペット弁38が第３
位置（すなわち、上方弁座146への着座位置）から第１
位置へ移動するとき、ポペット弁がその第２位置を採
り、その第１位置（すなわち、下方弁座149への着座位
置）と採る前に、環状チャンバ163内の作動流体の一部
が減衰用流体として間隙C3aを通して送られる。

ソレノイド組立体36は、第１位置から第２位置へ、第
３位置へ、そしてその逆にポペット弁38を選択的に変位
させる電子制御式アクチュエータの多くの可能性のある
具体例の１つである。あるいは、他のタイプの電子制御
式アクチュエータ、たとえば、圧電式アクチュエータを
ソレノイド組立体36に代えて使用してもよい。

ポペット弁38の形をした弁は、この応用例では、スプ
ール弁以上の少なくとも２つの利点を有する。まず、非
着座時に、ポペット弁38は少量の軸線方向変位を可能と
すべく比較的大きな流体流れ面積を開く。その結果、ポ
ペット弁38は、アクチュエータ36に適切な動力を与える
のにスプール弁よりも少ない電気エネルギで済むのであ
る。第２に、ポペット弁38は、スプール弁が弁体に関し
てなす若干量の直径方向間隙よりも各弁座に対して確実
なシールを提供するので、スプール弁よりも良好なシー
ルをなすことができる。ポペット弁38は、また、単段式
（すなわち、一体式）であると好ましい。単段式弁は、
本応用例では２段式またはパイロット作動式弁より有利
である。というのは、コストが低く、特殊な用途のため
にユニットインゼクタをパッケージングする際により融
通性があり、そいて、操作が簡単であるからである。

第３〜５図および第８図に示すように、ボデー80は、
一対の対面した第１、第２の盲孔154、156と、１つまた
はそれ以上の作動流体入口通路158と、第１、第２の盲
孔154、156を連通する作動流体中間通路160と、外周面1
62とを備える。ポペット弁38の下方環状周面152の、長
手方向軸線26に沿って測った幅は、ポペット弁38の全選
定変位量にわたってこのポペット弁がボデー80の入口通
路158と連続的に流体連絡し続けるような寸法としてあ
る。

ボデー80の第１盲孔154は、アーマチャー42と対面し
ており、ポペット弁38の第２端部136、中間部134の両方
を受け入れるようになっている。ボデー80の第１盲孔15
4およびポペット弁38の第２端部136は協働して環状のチ
ャンバ163を構成する。この環状チャンバ163に送られた
作動流体は、ポペット弁38がその第１または第２の位置
にあるときには、比較的低圧である。環状チャンバ163
に送られた作動流体は、ポペット弁38がその第３位置に
あるときには、比較的高圧となる。第１盲孔154は、段
付きとなっており、縮径部164と環状（好ましくは、截
頭円錐形）の弁座166とを構成している。第１盲孔154の
縮径部164は、精密に制御された選定直径方向間隙C3bに
従ってポペット弁38の第２端部136を案内する。この間
隙C3bは、間隙C3aよりも小さい。ボデー80の環状弁座16
6は、ポペット弁38の下方弁座149と選択的に係脱するよ
うなっている。

ボデー80の第２盲孔156は、後述するように、バレル
組立体を受け入れるようになっている。第５図に示すよ
うに、第２盲孔156は、第３ボデーＯリング・シールを
設置した内部配置の環状周溝168を有する。この第３の
ボデーＯリング・シール86は、ピストン・ポンプ室190
内に存在する作動流体をピストン室192内に存在する燃
料から確実にシールまたは隔離するための手段または装
置として設けてある。この構成では、作動流体および減
衰用流体の潤滑性および粘性を燃料が低下させるのを防
ぐことができる。あるいは、環状周溝168がドレン通路
（図示せず）によって作動流体溜めへ戻される作動流体
の漏洩のための収集スペースとして作用するならば、こ
の第３ボデーＯリング・シール86は省略してもよい。第
２盲孔156には、弁座170も形成してある。

第４、５、８図に示すように、ボデー80の外周面162
は、軸線方向に隔たった第１、第２、第３の環状周溝17
2、174、176を備える。外周面162は、また、平行に対向
した平坦な第１、第２の面178、180と、一対の横方向に
延びる肩部182、184も備える。第２環状周溝174は、第
１、第３の環状周溝172、176の間で軸線方向に位置して
おり、シリンダヘッド14に対して環状の作動流体入口通
路を構成している。第１、第２のボデーＯリング・シー
ル82、84は、それぞれ、第１、第３の環状周溝172、176
の対応したものの中に位置している。第２ボデーＯリン
グ・シール84は、第２環状周溝174付近の作動流体をば
れる組立体付近の燃料から確実にシールまたは隔離する
手段または装置として設けてある。

クランプ72に形成された平坦な第１、第２の面114、1
16は、ボデー80に形成された平坦な第１、第２の面17
8、180と係合してユニットインゼクタ18をエンジン・シ
リンダヘッド14に対して正しい向きにするようになって
いる。クランプ72は、また、ユニットインゼクタ18が第
２図に示すようにシリンダヘッド14のボア16内にすえ付
けられたときにボデー80の肩部182、184と接触してそこ
に締め付け荷重を加えるようにもなっている。

第３、５図に示すように、増圧ピストン88は、ボデー
80の第２盲孔156内に摺動自在に設置してある。第９図
に示すように、増圧ピストン88は、有効圧送横断面積A1
に対応する外径D1を有するほぼカップ状のシリンダであ
る。増圧ピストン88は、クラウン部186と、ほぼ円筒形
の中空スカート部188とを有する。第５図に示すよう
に、往復動する増圧ピストン88のクラウン部186とボデ
ー80の第２盲孔156は、一緒になって、伸縮可能なピス
トン・ポンプ室190を構成している。往復動可能な増圧
ピストン88のスカート部188、バレル組立体32およびボ
デー80の第２盲孔156は、一緒になって、伸縮可能なピ
ストン室192を構成している。増幅ピストン88には、ま
た、第１、第２の止め194、196が形成してある。第１止
め194は、好ましくは、クラウン部186の自由端に設けて
あり、ボデー80の弁座170と係脱するようになってい
る。第２止め196は、好ましくは、バレル組立体32と係
脱するようになっている。

第３、５、９、10図に示すように、バレル組立体32
は、バレル198、リング・リテナ200、ワッシャ・リテナ
202、プランジャ204、プランジャ・スプリング206、一
方向逆止弁208（好ましくは、ボール弁）および環状ス
プリング・リテナ210を備える。

第５図に示すように、バレル198は、精密形成した中
央配置の長手方向に延びる主ボア212と、ボデー80の第
２盲孔156と連通する出口通路214とを備える。この出口
通路214は、環状（好ましくは、截頭円錐形）の弁座216
を形成した出口端部を備える。バレル198の外周面に
も、環状周溝218が形成してある。

バレル198の、増圧ピストン88に面する一端部は、増
圧ピストン88の第２止め196のためを座部219として役立
つ。第５図に示すように、選定した軸線方向間隙C4がバ
レル座部219と増圧ピストン88の第２止め196の間に設け
てあり、増圧ピストン88の最大変位量すなわち行程を決
める。

逆止弁208は、出口通路214内に設置してあり、通常
は、スプリング・リテナ210によって加えられる予荷重
によって弁座216に向かって片寄せられている。スプリ
ング・リテナ210は、好ましくは、穴またはくぼみを形
成した分割式環状部材である。スプリング・リテナ210
は、バレル198の環状周溝218内に設置してあり、逆止弁
208を囲んでいるばかりでなく、バレル198も囲んでい
る。逆止弁208は、比較的小さい穴内に着座してスプリ
ング・リテナ210がバレル198まわりに回転するのを阻止
するようになっている。これは、逆止弁208がその経路
から外れて作動した場合に、逆止弁208がスプリング・
リテナ210の割り部分に対面することになるのを防ぐ。

あるいは、スプリング・リテナ210は、選定した鋭角
（たとえば、約55゜）でバレル198を出る出口通路を形
成することによって省略することができる。この別の実
施例においては、流体圧力は、逆止弁208をバレル198の
環状弁座216に対して着座させることに依存する。

プランジャ204は、精密許容差嵌めによってバレル198
の主ボア212内に摺動可能に設置されている。ワッシャ
・リテナ202は、好ましくは、締り嵌めによってプラン
ジャ204に連結する。さらに、ワッシャ・リテナ202は、
プランジャ204の環状周溝220内に位置するリング・リテ
ナ200によってプランジャ204に固定してある。プランジ
ャ204は、有効圧送横断面積A2に一致する外径D2を有す
る。増圧ピストン88の直径D1は、この直径D2よりも選定
量だけ大きい。たとえば、面積A1対面積A2の比は、約７
対１であると好ましい。この比は、もちろん、或る特定
のエンジンの要求に対する噴射特性を管理するように変
えることができる。プランジャ・スプリング206は、バ
レル198とワッシャ・リテナ202の間でプランジャ204ま
わりにほぼ同心に位置している。プランジャ・スプリン
グ206は、好ましくは、螺旋状の圧縮スプリングであ
り、プランジャ204および増圧ピストン88をボデー80の
弁座170に向かって上方へ片寄せている。好ましくは、
ボデー80は、複数の硬化鋼どえる222によって正しい角
度整合状態でバレル198に連結する。これらのドエル
は、ボデー80、バレル198に形成された長手方向に延び
るドエル穴224の対応するものに嵌合している。

第３図に示すように、ノズル・チップ組立体34は、ボ
ール・スプリング226、ボール・スペーサ228、一方向逆
止弁230（好ましくは、ボール逆止弁）、止め部材232、
複数の硬化鋼ドエル234、止めピン236、ニードル・チェ
ック・スプリング238、リフト・スペーサ240、スリーブ
242、燃料フィルタ・スクリーン244、環状フィルタ・ス
クリーン・リテナ246、ニードル・チェック248、複数の
ドエル248、ニードル・チェック・チップ252、ケース25
4および第１、第２のケースＯリング・シール256、258
を備える。

止め部材232は、バレル198とスリーブ242の間で軸線
方向に位置している。止め部材232は、燃料入口通路262
と、１つまたはそれ以上の個別の燃料吐出通路264とを
備える。入口通路262、吐出通路264は、共に、燃料ポン
プ室260と連通している。入口通路262は、全体的にバレ
ル198に対面する内部配置の環状（好ましくは、截頭円
錐形）の弁座266を有する。逆止弁230、ボール・スペー
サ228およびボール・スプリング226は、入口通路262内
に設置してあり、その結果、ボール・スペーサ228がボ
ール・スプリング226と逆止弁230の間に位置し、ボール
・スプリング226がバレル198とボール・スペーサ228の
間に位置し、逆止弁230がボール・スペーサ228と止め部
材232の環状弁座226の間に位置することになる。ボール
・スペーサ228は、ボール・スプリング226の一端を逆止
弁230に力を加えている状態に位置決めしすると共に、
逆止弁230のバレル198に向かう上向きの変位に対する確
実止めとしても作用する。ボール・スプリング226は、
好ましくは、逆止弁230を環状弁座226に向かって通常寄
せている螺旋圧縮スプリングである。あるいは、ボール
・スペーサ228およびボール・スプリング226を止め部材
232に入口通路262から除いてもよい。

第３、５図に示すように、スリーブ242は、止め部材2
32とニードル・チェック・チップ252の間で軸線方向に
位置する。スリーブ242は、ほぼ中央配置・長手方向延
在のボア268の、このボア268の連通する半径方向に延び
ている段付きの燃料入口通路270と、止め部材232の対応
する燃料吐出通路264と連通する１つまたはそれ以上の
燃料吐出通路272とを有する。スリーブ・ボア268は、対
面する第１、第２の端ぐり穴274、276と、これらの間の
縮径ガイド部278とを有する。第１端ぐり穴274は、止め
部材232の入口通路262と連通している。第２端ぐり穴27
6は、リフト・スペーサ240が噴射行程時に上方へ動くと
きに、キャビテーションを防ぐに充分な燃料体積を与え
る。段付きの燃料入口通路270は、内部配置の環状肩部2
79を構成している。フィルタ・スクリーン244は、環状
肩部279に対向して燃料入口通路270内に位置しており、
フィルタ・スクリーン・リテナ246によってそこに固定
してある。

第３図に示すように、リフト・スペーサ240は、止め
ピン236とニードル・チェック248の間に軸線方向に位置
している。ニードル・チェック・スプリング238は止め
ピン236のまわりに位置している。止めピン236、ニード
ル・チェック・スプリング238およびリフト・スペーサ2
40は、ニードル・チェック・スプリング238が予負荷さ
れ、止め部材232およびリフト・スペーサ240の両方と接
触するように、スリーブ・ボア268内に設置してある。
ニードル・チェック・スプリング238は、スリーブ・ボ
ア268のガイド部分278によっても支持されている。第10
図に示すように、リフト・スペーサ240は、その外周面
に形成した１つまたはそれ以上の平坦面280を有する。
これらの平坦面280は、リフト・スペーサ240とスリーブ
・ボア268の間に、可動リフト・スペーサ240の圧送によ
る悪影響を最小限に抑えるに充分な半径方向間隙を提供
する。

第３図に示すように、ニードル・チェック・チップ25
2は、スリーブ242とケース254の間に位置している。第
５、11図に示すように、ニードル・チェック・チップ25
2は、内部配置の環状（好ましくは、截頭円錐形）の弁
座282を構成したぼぼ中央配置で長手方向に延びる盲孔2
81と、１つまたはそれ以上の吐出通路238と、カージオ
イド室284と、環状吐出通路285とを備える。ニードル・
チェック248およびニードル・チェック・チップ252は、
好ましくは、弁閉鎖式オリフィス式である。ニードル・
チェック・チップ252の一端部は、少なくとも１つ、好
ましくは、複数の燃料噴射スプレイ・オリフィス286を
構成する。ニードル・チェック・スプリング238は、通
常、リフト・スペーサ240およびニードル・チェック248
を下方へ片寄せており、その結果、ニードル・チェック
248はニードル・チェック・チップ252の環状弁座282に
着座する。好ましくは、ニードル・チェック・チップ25
2は、さらに、環状弁座部288と、縮径すてむ部290と、
それらの間の中間直径ガイド部292とを備える。ニード
ル・チェック・チップ252およびスリーブ242の両方に形
成されたドエル250およびそれに対応するドエル穴296
は、ニードル・チェック・チップ252を正しい角度状態
でスリーブ242に連結する。

ケース254は、多段式で長手方向に延びる第１、第
２、第３のボア298、300、302と、内部配置の環状弁座3
04と、外部配置の環状弁座306と、１つまたはそれ以上
の半径方向に延びる燃料入口穴308の形をした燃料入口
通路と、第１、第２の環状外周溝310、312とを有する。

第３ボア298は、外方配置の環状弁座306と内部配置の
環状弁座304の間でケース254の一端部に位置している。
ニードル・チェック・チップ252の環状弁座部288は、ケ
ース254の内部環状弁座304に着座して燃焼がすを燃料か
ら完全にシールする。ケース254の外部環状弁座306は、
シリンダヘッド14のユニットインゼクタ・ボア16に形成
した弁座またはユニットインゼクタ18とシリンダヘッド
14のユニットインゼクタ・ボア16の間に位置するスリー
ブに対してシールを行うようになっている。ニードル・
チェック・チップ252の中間直径ガイド部292は、ケース
254の第３ボア302内に全体的に位置している。ニードル
・チェック・チップ252の細長い縮径ステム部290は、第
３ボア302を経てケース254を貫いて外方へ突出する。ニ
ードル・チェック・チップ252の段付き形態は、ニード
ル・チェック・チップ252、ケース254の、カージオイド
室284内の高圧燃料によって生じる高いストレスを受け
る対応する弁座288、304付近で充分な強度材料を与える
ために、有利である。ニードル・チェック・チップ252
の中間直径ガイド部292は、縮径ステム部290にケース25
4の包囲内で漸次移行を与える。したがって、この縮径
ステム部290が貫通するシリンダヘッド穴を比較的小さ
くて一定の直径とすることができ、シリンダヘッド14の
強度の低下を防ぐことができる。燃料入口穴308は、ケ
ース254の内壁面、バレル198の外周面、止め部材232お
よびスリーブ242によって構成された間隙で構成される
環状燃料入口通路314と連通している。ケース254の燃料
入口穴308は、ユニットインゼクタ内へ燃料を流入させ
る手段または装置として作動するばかりでなく、ケース
254の内ねじ山をボデー80の外ねじ山に締め付けるのに
用いられるスパナのタングと一時的に係合する唯一の手
段または装置としても役立つ。

第１、第２のケースＯリングシール256、258は、ケー
ス254の第１、第２の外周環状溝310、312のそれぞれに
位置している。第１ケースＯリングシール256は、ユニ
ットインゼクタ18の中間部まわりに設けてあって、作動
流体を燃料からシールするようになっている。第２ケー
スＯリングシール258は、ユニットインゼクタ18の下端
部まわりに設けてあって、バレル組立体32付近の燃料か
らエンジン燃焼室発生の燃料ガスをシールするようにな
っている。

カップ状のケース254は、ニードル・チェック・チッ
プ252、ニードル・チェック248、スリーブ242、止め部
材232、バレル198、プランジャ204、プランジャ・スプ
リング206および増圧ピストン88をボデー80に対して密
閉する。好ましくは、ケース254は、ねじ結合によって
ボデー80に取外自在に連結する。

主として第12図と共に第１、２図も参照して、液圧作
動流体・減衰流体供給手段20は、主作動流体回路を包含
し、この回路は、好ましくは、作動流体溜め316、ピッ
クアップ・スクリーン式フィルタ318、一方向逆止弁32
0、作動流体転送溜め322、作動流体クーラ324、１つま
たはそれ以上の作動流体フィルタ326、流体フィルタ326
に関して作動流体をバイパスする手段または装置328、
起動またはエンジン始動溜め330、比較的高圧作動流体
ポンプ332、第１、第２の高圧作動流体マニホルド334、
336、これらマニホルド334、336間およびポンプ332とマ
ニホルド334、336のいずれかとの間における圧力波のヘ
ルムホルツ共振の発生を制御する手段または装置338お
よびマニホルド334、336内の圧力レベルを制御する手段
または装置340を備える。

好ましくは、作動流体として選んだ流体は、燃料では
なくて、同じ条件の下で燃料よりも比較的高い粘性を有
する液体である。たとえば、作動流体は、エンジン潤滑
オイルであってもよい。この例では、作動流体溜め316
はエンジン潤滑オイル溜めである。

逆止弁320は、回路内に作動流体を保持するサイフォ
ン作用防止弁として設けてある。エンジン停止後、回路
は充分な作動流体を充填し、エンジン12の急速始動を容
易に行うことができる。

移送ポンプ322は普通の設計である。たとえば、移送
ポンプ322は、比較的低い圧力（たとえば、約413kPaま
たは60psi）を発生するギアロータ・ポンプであっても
よい。

フィルタ326は、好ましくは、エレメントが交換可能
な形式である。フィルタ・バイパス手段328は、流体フ
ィルタ326の上流側、下流側に接続したバイパス管路342
を備える。フィルタ・バイパス手段328は、さらに、バ
イパス管路342に設置したフィルタ・バイパス弁344と、
バイパス管路342と溜め316の間に接続した戻り管路346
とを備える。フィルタ・バイパス手段328は、またさら
に、戻り管路346に設置した作動流体圧力調整器348を備
える。

エンジン作動中、流体フィルタ326にごみが詰まった
場合には、その下流側の圧力が低下し始めることにな
る。この圧力が選定レベル（たとえば、約138kPaまたは
20psi）より低くなると、フィルタ・バイパス弁344が作
動させられ、作動流体が流体フィルタ326をバイパス
し、始動溜め330に向かって流れ続けるのを許す。圧力
調整器348は、ポンプ332の上流側にある作動流体が選定
圧力（たとえば、約345kPaまたは50psi）を超えるのを
防ぐ手段として設けてある。この選定圧力を超過する
と、余分な作動流体が溜め316に戻る。

流体フィルタ326の下流側には、作動流体は、それが
エンジン潤滑オイルである場合には、第１、第２の分岐
通路350、352に分流させられる。潤滑オイルの大部分
（たとえば、約57リットル／分または15ガロン／分）
は、エンジン潤滑系統（図示せず）の供給を行う第１分
岐通路350に流れる。全流量の約25〜33％に相当する残
りの潤滑オイル（たとえば、約15リットル／分または４
ガロン／分）は、主作動流体回路の起動溜め330と連通
している第２分岐通路352に流れる。

起動溜め330は、エンジン始動時に高圧ポンプ332の呼
び水をし、急速加圧を容易にする手段として設けてあ
る。起動溜め330は、高圧ポンプ332の呼び水室の上流側
に位置しており、別体の溜め316よりもポンプ332に先に
連通するように配置してある。たとえば、起動溜め330
は、エンジン12の前部カバー（図示せず）と一体に形成
してあってもよい。あるいは、起動溜め330は、高圧ポ
ンプ332と一体に形成してあってもよい。起動溜め330の
流体面の最高レベルあるいはその付近に、選定された流
量絞り356を備えた戻り管路354がある。好ましくは、こ
の流量絞り356は固定流れ面積オリフィスである。戻り
管路354および流量絞り356は、起動溜め330から空気を
抜き、溜め316（大気に通じているとよい）に戻すため
に設けてある。

クーラ324の上流側には、クーラ／フィルタ・バイパ
ス管路358があり、これは、クーラ324および流体フィル
タ326を完全にバイパスし、直接起動溜め330と連通して
いる。クーラ／フィルタ・バイパス管路358は、作動流
体の粘度が比較的高いときに、冷間エンジン起動状態で
起動溜め330に不足している作動流体を自動的に補給す
る手段または装置として設けてある。クーラ／フィルタ
・バイパス管路358内には、一方向逆止弁360が配置して
ある。

液圧作動流体・減衰流体供給手段20の冷間動作時、逆
止弁360は、もし起動溜め330内の流体圧力が移送ポンプ
322の出口の流体圧力よりも選定量だけ低い場合には、
流体をクーラ／フィルタ・バイパス管路358を通して起
動溜め330に流すように開く。この圧力差は、逆止弁360
を或る相当程度まで開放させ、作動流体の一部または全
部を瀘過することなく起動溜め330に直接送らせる。起
動溜め330に通じる第２通路352が起動溜め330を完全に
充填できないときにはいつでも、クーラ／フィルタ・バ
イパス管路358を通る流れが生じる。起動溜め330内の圧
力が移送ポンプ322の出口に対して選ばれたレベルに達
すると、逆止弁360が閉じ、完全に瀘過された作動流体
の流れが起動溜め330に対して再開する。

起動溜め330の底（最低レベル）またはその付近に
は、ポンプ供給通路362があり、これは高圧ポンプ332の
入口に接続している。好ましくは、起動溜め330内の作
動流体の最高液面は、高圧ポンプ332のポンプ室内の作
動流体の最高レベルよりも高くなっており、高圧ポンプ
332が完全に作動流体の呼び水を受け続けるようなって
いる。

好ましくは、コストを最小限に抑えるために、高圧ポ
ンプ332は、エンジン12によって機械的に駆動される定
容量形軸方向ピストン・ポンプである。高圧ポンプ332
は、後述するように一次可変圧力調整器と一緒に作動す
る。あるいは、高圧ポンプ332は、一次可変圧力調整器
のない可変容量形軸方向ピストン・ポンプであってもよ
い。Ｖ形エンジン12のHEUI燃料噴射装置10では、高圧ポ
ンプ332は、対のシリンダヘッド14で形成されるＶ字形
の先端あるいはその付近でエンジン12の前部に設置する
と好ましい。高圧ポンプ332の出口は第１、第２のマニ
ホルド供給通路364、366と連通している。第１、第２の
マニホルド供給通路364、366の各々はそれぞれ対応した
マニホルド334、336と連通している。

好ましくは、マニホルド圧力制御手段340は、電子制
御式一次圧力調整器368を備える。この一次圧力調整器3
68は、高圧ポンプ332の出口と、溜め316と連通している
戻り管路370との間に接続している。一次圧力調整器368
は、マニホルド334、336内の圧力を選定した限度内（た
とえば、約2067〜20670kPaまたは300〜3000psi）で変更
する手段または装置として設けてある。マニホルド33
4、336内の作動流体圧力を変えることによって、ユニッ
トインゼクタ18によって給送される燃料の噴射圧力を変
えることができる。マニホルド圧力制御手段340は、さ
らに、リリーフ弁372を包含し、これは、一次圧力調整
器368をバックアップし、マニホルド334、336が選定圧
力（たとえば、27560kPaまたは4000pai）を超過するの
を防ぐ。

作動時、一次圧力調整器368またはリリーフ弁372ある
いはこれら両方は、溜め316と連通する戻り管路370を通
して余剰作動流体を送る。高圧ポンプ332での流体漏れ
は、溜め316と連通する戻り管路370に接続したケース・
ドレン通路374を通して送られる。作動流体圧力センサ3
76がマニホルド334、336のうちの少なくとも一方に設け
てあり、これは、信号S6を電子制御手段24に送る。

ヘルムホルツ共鳴制御手段338は、高圧作動流体ポン
プ332をマニホルド334、336の各々と接続する第１、第
２のマニホルド供給通路364、366の各々に設けた一方向
逆止弁378、380を備える。このヘルムホルツ共鳴制御手
段338は、さらに、選定した流量絞り386、388を設けた
バイパス管路382、384を包含し、これらの流量絞りは、
各逆止弁378、380に並列に接続してある。あるいは、選
定流量絞り386、388は、逆止弁378、380と一体に形成し
てオリフィス付き逆止弁を構成してもよい。好ましく
は、各流量絞り386、38は、一定流れ面積オリフィスで
あるが、可変流れ面積オリフィスであってもよい。

ヘルムホルツ共鳴制御手段338は、２つの相互接続し
た高圧マニホルド334、336間またはポンプ332といずれ
かのマニホルド334、336の間に当然生じるであろう圧力
波のヘルムホルツ共鳴の発生を最小限に抑えるかあるい
は阻止するために設けてある。ヘルムホルツ共鳴を制御
することにより、一次圧力調整器368の一定圧力設定時
に各マニホルド334、336内により均一な圧力を維持する
ことができる。逆止弁378、380は、一方のマニホルドと
他方のマニホルドとの流体連絡を断つ。バイパス管路38
2、384および流量絞り386、388は、それぞれの逆止弁37
8、380が閉じたときに解放される流体エネルギを消散さ
せる、一方のマニホルド334、336から他方のマニホルド
への流体連絡を最小限に抑える。バイパス管路382、384
および流量絞り386、388は、また、他に３つの機能も果
たす。まず、エンジン作動中に、電子制御モジュール45
4が一次圧力調整器368に信号を与えてマニホルド334、3
36内の圧力を低下させた後に、各マニホルド334、336内
の圧力を放出させる手段または装置として作用する。ま
た、エンジン停止後にマニホルド内の高圧を放出し、エ
ンジン12から作動流体を漏らすことなくユニットインゼ
クタ18を取り外せるようにする手段または装置としても
作用する。さらに、エンジン停止後にエンジン12を再始
動する際にマニホルド334、336から作動流体が放出され
なかった場合、ユニットインゼクタ18は、黒煙その他の
望ましくない排出物を生成すると共に非常にうるさいノ
ッキング騒音を発生する傾向がある。第２に、バイパス
管路382、384および流量絞り386、388は、燃料噴射装置
（10）の作動中に第１、第２のマニホルド（334、336）
の両方へ送られた作動流体の圧力を均等化する手段また
は装置として作用する。第３に、バイパス管路382、384
おび流量絞り386、388は、以下に説明する液圧補給回路
の一部となる。各流量絞り386、388の流れ面積および逆
止弁378、380の質量および容量は、HEUI燃料噴射装置10
のシステム圧力、要求流量、作動頻度および液圧構成に
従って選ぶ。

作動流体回路は、また、作動流体の冷却収縮または作
動流体からの含有空気の析出あるいはこれら両方により
エンジン停止後に現れる、各マニホルド334、336内の間
隙に自動的に補給する手段または装置390も備える。こ
の補給手段390の補正効果がないと、各マニホルド334、
336内で失われた作動流体体積は、高圧ポンプ332がマニ
ホルド334、336の失われた分の体積を再充填するまで、
エンジン始動を遅らせることになる。補給手段390は、
好ましくは、作動流体サイフォン通路392を備える。サ
イフォン通路392は、高圧ポンプ332の入口をバイパス
し、起動溜め330とマニホルド334、336の間に直結して
いる。サイフォン通路は、一方向逆止弁394を有し、こ
れは、起動溜め330からマニホルド334、336への流れを
許す。補給手段390は、また、それぞれ対応したマニホ
ルド334、336に作動流体を供給するバイパス管路382、3
84および流量絞り386、388も備える。

好ましくは、１つの作動流体マニホルド334、336が、
１バンクのユニットインゼクタ18を有する各シリンダヘ
ッド14と組み合わされる。たとえば、Ｖ型エンジン12で
は、２つの作動流体マニホルド334、336が設けてある。
第２図に示す実施例では、各作動流体マニホルド334、3
36は吸気マニホルド396と一体に形成してあり、この組
み合わせユニットはそれぞれ対応したシリンダヘッド14
にボルト止めあるいは他の手段で連結される。あるい
は、各作動流体マニホルド334、336は、それぞれ対応し
たシリンダヘッド14に接続する別体の構成要素であって
もよい。あるいは、各作動流体マニホルド334、336は、
それぞれ対応したシリンダヘッド14と一体に形成したも
のであってもよい。エンジン12の内部通路として作動流
体マニホルド334、336を一体に設けることの１つの利点
は、HEUI燃料噴射装置10のコストを増大させ、組み立て
を複雑にし、エンジン12に対する信頼性を低下させるお
それのある外部高圧作動流体管路を不要としたことにあ
る。別の利点は、エンジン12の整頓ができ、外観をより
すっきりしたものとすることができ、これが、また、修
理または部品交換のために接近し易くするということで
ある。エンジンのすっきりした外観により、種々のアプ
リケーションのすえ付けも容易になる。

各作動流体マニホルド334、336は、１つの共通のレー
ル通路398、400と、この共通のレール通路398、400と連
通する複数のレール分岐通路402とを有する。レール分
岐通路の数は、各シリンダヘッド14に設置するユニット
インゼクタ18の数に一致する。各共通レール398、400
は、各シリンダヘッド14に設置したユニットインゼクタ
18の全バンクに対して平行に隔たった状態でそれぞれ対
応したシリンダヘッド（14）を横切って延びる。第２図
に示したように、レール分岐通路402の各々は、また、
シリンダヘッド14に形成されたそれぞれ対応するユニッ
トインゼクタ・ボア16ならびにそれぞれ対応したユニッ
トインゼクタ18に形成された第２環状周溝174とも連通
している。ユニットインゼクタ18の環状周溝174および
ボア16は、環体を構成しており、レール分岐通路402に
よってユニットインゼクタ18に送られた高圧作動流体が
ユニットインゼクタ18の全外周まわりにほぼ均一な、ま
たは、釣り合った圧力を加えるようになっている。これ
により、ユニットインゼクタ18が、レール分岐通路402
とユニットインゼクタ18の作動流体入口通路158の間に
環体がない場合のように不均衡な高圧側方荷重を受ける
ことがない。主として第13図を参照し、第１、２図も参
照して、燃料供給手段22は、燃料噴射回路404を包含
し、この燃料噴射回路は、燃料タンク406と、燃料供給
管路408と、燃料移送・起動ポンプ410と、燃料を状態調
整するための手段または装置412と、各シリンダヘッド1
4の組み合わせた燃料マニホルド414、416と、１つまた
はそれ以上の燃料戻り管路418、420とを備える。

好ましくは、燃料状態調整手段412は、燃料ヒータ422
と、燃料フィルタ424と、燃料／水分離器426とを備え
る。燃料は、燃料移送ポンプ410によってタンク406から
引き出され、燃料状態調整手段412を通って流れる。こ
の燃料状態調整手段412のところで、燃料は、選定温度
まで加熱され、瀘過され、水から分離される。燃料状態
調整手段412は、Ｔ字管430に接続した燃料出口通路428
を有する。このＴ字管430は、燃料の流れを２つの部分
に分割するものであり、一対の燃料マニホルド供給通路
432、434に連通している。各燃料マニホルド供給通路43
2、434は、各シリンダヘッド14に形成されたそれぞれ対
応する燃料マニホルド414、416と連通している。第２図
に示すように、各燃料マニホルド414、416は、それぞれ
シリンダヘッド14の内部通路として形成されるのが好ま
しい共通の燃料レール通路の形をしている。各共通燃料
レール通路は、部分的ではあるが直接的に、対応したシ
リンダヘッド14と組み合わせた各ユニットインゼクタ・
ボア16と交差し、このユニットインゼクタ・ボア16の組
み合ったユニットインゼクタ18の第１環状周溝174と連
通している。

燃料状態調整手段412は、さらに、別のＴ字管436を包
含しており、このＴ字管436は、Ｔ字管430の上流側で、
燃料流れ回路の最高点またはその付近であると好ましい
位置に位置する。この別のＴ字管436の一方の分岐部
は、空気抜き戻り通路438に接続しており、この戻り通
路は、捕らえられた空気を燃料タンク406に戻すもので
ある。空気抜き戻り管路438は、そこを通って流れる燃
料の量を最小限に抑えるために選定した流量絞り442を
包含していてもよい。第13図に示すように（ただし、第
１図には示していない）、燃料戻り管路は、燃料タンク
406と連通する共通戻り管路444に合流してもよい。各燃
料マニホルド414、416の出口付近には、選定した流量絞
り448（好ましくは、一定流れ面積オリフィスの形をし
ている）が設置してあり、エンジン動作中にその燃料マ
ニホルド内の圧力を選定圧力（たとえば、約276〜413kP
aまたは40〜60psi）に維持するようになっている。さら
に、サイフォン作用防止弁としても作用し得る圧力調整
器450を、個別の流量絞り4448の代わりあるいはそれに
加えて戻り管路444に設けてもよい。燃料状態調整手段4
12は、また、燃料フィルタ424が修繕を必要とするとき
にそれを指示する、エンジン・オペレータに見えるよう
に光または警告音を発する警報装置452を包含してもよ
い。

第１図を参照して、電子制御手段24は、プログラマブ
ル電子制御モジュール454と、少なくともパラメータを
検出し、検出したパラメータを示すパラメータ表示信号
S1−５、７−８（以下、入力データ信号と呼ぶ）を発生
する手段または装置とを備える。この検出・信号発生手
段は、好ましくは、１つまたはそれ以上の普通のセンサ
またはトランスジューサを包含し、これらのセンサは、
周期的に、１つまたはそれ以上のパラメータ、たとえ
ば、エンジン、変速機の動作状態を検出し、それに対応
する入力データ信号を発生する。これらの入力データ信
号は、電子制御モジュール454に送られる。好ましく
は、これらの入力データ信号は、エンジン速度S1、エン
ジン・クランクシャフト位置S2、エンジン冷却液温度S
3、エンジン排気背圧S4、吸気マニホルド圧力S5、スロ
ットル位置または所望燃料設定値S7を含む。さらに、エ
ンジン12が自動変速機に連結してある場合には、入力デ
ータ信号は、たとえば、変速機のギア設定を示す変速機
作動状態表示信号S8を含んでもよい。

電子制御モジュール454は、入力データを考慮し、一
対の所望のあるいは最適な出力制御信号S9、S10を演算
する種々の多次元制御戦略またはロジックマップでプロ
グラムされる。１つの出力制御信号S9は作動流体マニホ
ルド圧力指令信号である。この信号は、一次圧力調整器
368に送られ、ポンプ332の出力圧力を調整し、次いで、
マニホルド334、336内の作動流体圧力を所望量に調節す
る。作動流体圧力の調整は、エンジン速度から独立して
燃料噴射圧力を直接調節できるという効果を有する。し
たがって、出力制御信号S9は、燃料噴射圧力指令信号と
も考えられる。

作動流体圧力の精密な制御により、燃料の噴射タイミ
ングおよび噴射量を正確に制御することができる。作動
流体圧力を正確に制御するために、閉ループ・フィード
バック回路が設けてある。ユニットインゼクタ18に供給
された作動流体の圧力を検出し、検出圧力を示す圧力表
示信号S6を発生するセンサが設けてある。このセンサ
は、マニホルド334、336の少なくとも一方に設けてあ
り、実際の圧力を周期的にサンプリングすると好まし
い。好ましくは、サンプリング頻度は、無意味な遷移状
態に敏感すぎないように平均圧力を検出するように選ば
れる。センサは、対応する入力データ信号S6を発生し、
この信号が電子制御モジュール454に送られる。電子制
御モジュール454は、実際の作動流体圧力を所望あるい
は最適設定値と比較し、出力制御信号S9になんらかの必
要な補正を実施する。

他方の出力制御信号S10は、各選定したユニットイン
ゼクタ18の電子アクチュエータ組立体36に供給される燃
料給送指令信号である。この燃料給送指令信号S10は、
燃料噴射を開始する時刻および各噴射相時に噴射される
燃料の量を決定する。好ましくは、電子制御モジュール
454によって発生したこの燃料給送指令信号は電子駆動
ユニット（図示せず）に送られる。この電子駆動ユニッ
トは、ユニットインゼクタ18のアクチュエータ組立体36
に送られる選定波形を発生する。

たとえば、電子駆動ユニットによって発生した波形は
２段関数であってもよい。第１段階は、アーマチャー42
およびポペット弁38を、高圧作動流体を増圧ピストン88
に連通させる第３位置へ急速移動させるに充分な数アン
ペア信号であってもよい。関数の第２段階は、第１段階
の大きさの約半分（たとえば、約3.5アンペア）の比較
的小さい信号であってもよい。この小さい信号でも、燃
料給送指令信号が電子制御モジュール454によって終る
までアーマチャー42およびポペット弁38を第３位置に保
持するには充分である。電子制御モジュール454は、中
間の電子駆動ユニットを必要とすることなく、一次圧力
調整器368を直接駆動すると好ましい。

産業上の利用分野 HEUI燃料噴射装置10は、エンジン12に噴射するのに用
いられる燃料とは別の作動流体・減衰流体を使用する。
作動流体、減衰流体のための源として燃料以外のエンジ
ン潤滑オイルを使用することによる利点は、次の通りで
ある。エンジン潤滑オイルは燃料よりも高い粘性を有
し、したがって、ユニットインゼクタ18の高圧作動流体
ポンプ332およびボデー組立体30は、特に燃料がまだ比
較的熱いときにエンジンを始動させる場合に過剰な漏洩
なしに燃料を圧送するのに必要とされるであろう程度の
精密間隙または付加的なポンプ能力を必要としない。エ
ンジン潤滑オイルは、たとえば、ディーゼル燃料よりも
良好な潤滑を行う。このような潤滑は、ポペット弁38の
ガイドおよび弁座で特に必要である。エンジン潤滑オイ
ルは、また、普通のエンジンでは通常存在する溜め316
に通じるオイル・ドレン経路を利用することができる。
それに対して、作動流体、減衰流体として燃料を使用し
た場合には、燃料を燃料タンクに戻すための付加的な通
路または外部管路を必要とする。シリンダヘッド・カバ
ー99内の比較的大きな空間としてのこのオイル・ドレン
経路は、流れに絞り作用を与えることがない。したがっ
て、噴射の終わりで、当然発生する圧力スパイクは、ソ
レノイド組立体36へ反映することなく急速に消散させら
れ、比較的デリケートな構成要素に損傷を与えることが
ない。燃料供給経路から分離したドレン経路内への高圧
作動流体の排出は、種々のユニットインゼクタ18間での
燃料給送量、噴射タイミングの変動を防ぐことができ
る。

エンジン12を始動する効果的な方法を以下に説明す
る。エンジン12は、最初、補助動力源、たとえば、バッ
テリ・スタータ・モータ（図示せず）によって起動され
るが、電子制御モジュール454が作動流体マニホルド圧
力S6をモニタする。電子制御モジュール454は、作動流
体マニホルド圧力S6が少なくとも選定最低圧力レベルに
増加するまで、いかなるユニットインゼクタ18のソレノ
イド組立体36も燃料給送指令信号S10で電気的に付勢す
ることがないようにプログラムされる。作動流体マニホ
ルド圧力S6が選定最低圧力レベルに増大すると、起動し
ているエンジン12が機械的に高圧作動流体ポンプ323を
駆動して、蓄圧器として作用する作動流体マニホルド33
4、336内の圧力を急速に上昇させる。

好ましくは、ユニットインゼクタ18を付勢するのに必
要な作動流体の選定最低圧力レベルは、１つのユニット
インゼクタ18が少なくとも１回の燃料噴射を実施するの
に必要な最低圧力である。この選定した最低圧力レベル
は、作動流体の温度または粘性と共に変わり、一般に
は、熱間エンジン始動状態よりも冷間エンジン始動状態
で高くなる。選定最低圧力レベルは、また、ノズル・チ
ップ組立体34のノズル開放圧力および増圧ピストン88、
プランジャ204間の増圧比のようなパラメータをカバー
するユニットインゼクタ18の実際の液圧状態にも依存す
る。

作動流体の温度または粘度を検出するセンサ（図示せ
ず）を設けてもよい。あるいは、このセンサで、作動流
体の温度または粘度を間接的に示す別のエンジン・パラ
メータ、たとえば、エンジン冷却液温度を検知してもよ
い。いずれの実施例でも、このセンサの発生する温度ま
たは粘度を示す信号は、電子制御モジュール454に送ら
れ、電子制御モジュール454は、この信号に応答して適
切な最低圧力レベルを決定あるいは選定する。少なくと
も１つのユニットインゼクタ18が燃料を噴射した後、エ
ンジン12が点火し、エンジン速度が急速に増大し、高圧
ポンプ332の圧送能力を高めることになる。上記のエン
ジン始動法の利点は、急速エンジン始動を達成する必要
に応じて、高圧作動流体ポンプ323のサイズ（すなわ
ち、圧送能力）を最小限に抑える能力である。ポンプ32
3のサイズを最小限に抑えることにより、コストが低下
し、エンジン12の寄生馬力損失も低下する。上記エンジ
ン始動法は、作動流体としてオイル、燃料その他の流体
を利用する任意の液圧作動式燃料系統（HEUI燃料噴射装
置10を含む）に応用できる。

燃料系統10またはエンジン12を始動する種々の別の方
法を以下に説明する。第１の代替法は、エンジン12をク
ランキングし、複数の液圧作動・電子制御式ユニットイ
ンゼクタ18を液圧的に作動させるのに用いられる作動流
体をポンプ332が加圧する段階を含む。この方法は、さ
らに、電子制御モジュール454が一度に１つづつ順次に
各ユニットインゼクタ18を電気的に作動させ、作動流体
の加圧中に或る選定した時間が経過した後にのみ燃料噴
射を生じさせる段階を含む。第２の代替法は、複数の液
圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18を液圧的に作
動させるのに用いられる作動流体を加圧する段階と、一
度に１つづつ順次に選定数のユニットインゼクタを電気
的に作動させて、作動流体の加圧中に或る選定した時間
が経過した後にのみ順次噴射を生じさせる段階と、一度
に１つづつ順次にすべてのユニットインゼクタを電気的
に作動させて燃料系統10またはエンジン12が始動した後
に燃料噴射を生じさせる段階とを備える。第３の代替法
は、複数の液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18
を液圧的に作動させるのに用いられる作動流体を加圧す
る段階と、一度に１つづつ順次に選定数のユニットイン
ゼクタを電気的に作動させて、燃料系統10またはエンジ
ン12の始動時に燃料噴射を生じさせる段階と、一度に１
つづつ順次にすべてのユニットインゼクタを電気的に作
動させて燃料系統10またはエンジン12が始動した後に燃
料噴射を生じさせる段階とを備える。第４の代替法は、
複数の液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18を液
圧的に作動させるのに用いられる作動流体を加圧する段
階と、一度に１つづつ順次に選定数のユニットインゼク
タを電気的に作動させて、作動流体の加圧中に或る選定
した時間が経過した後にのみ燃料噴射を生じさせる段階
と、一度に１つづつ順次に電気的に作動させられて燃料
噴射を生じさせるユニットインゼクタの数を漸次増やす
段階とを備える。もし燃料系統10またはエンジン12が失
速したときには、一度に１つづつ順次に電気的に作動さ
せられるユニットインゼクタ18の数は減少し、始動法が
繰り返される。

エンジン始動後の１つのユニットインゼクタ18の動作
を以下に説明する。第１、２、13図を参照して、燃料
は、それぞれ対応した燃料マニホルド416によって比較
的低い圧力（たとえば、約276〜413kPaまたは40〜60ps
i）でユニットインゼクタ18に供給される。第３、５図
を参照して、燃料は、ケース燃料入口308、環状通路31
4、スリーブ燃料入口通路270、燃料フィルタ・スクリー
ン244、スリーブ・ボア268を通って流れる。この比較的
低い圧力の燃料は、ソレノイド組立体36が消勢状態にあ
り、燃料ポンプ室260内の圧力が逆止弁230の上流側の圧
力よりも選定量だけ低いときには圧縮ボール・スプリン
グ226の力に抗して逆止弁230を離座させる。逆止弁230
が離座すると、燃料ポンプ室260に燃料が再充填され
る。

ソレノイド組立体36がその消勢状態にある間、ポペッ
ト弁38は、その第１位置にあり、作動流体入口通路158
とピストン・ポンプ室190の間の流体連絡を断つと共
に、ピストン・ポンプ室190と、溜め316に連通する上方
環状周溝144、通路128、ドレン通路108との間の連通を
許す。ピストン・ポンプ室190内に流体圧力が無視し得
る場合には、プランジャ・スプリング206がプランジャ2
04および増圧ピストン88を上方へ押し、第１止め194が
弁座170と接触する。

噴射を開始させるために、燃料給送指令信号S10が電
子制御モジュール454によって発生させられ、電子駆動
ユニットに送られる。電子駆動ユニットは、選定された
ユニットインゼクタ18のソレノイド組立体36に所定の波
形を送る。ソレノイド組立体36は、電気的に付勢され
て、アーマチャー42がステータ46に向かって磁気的に引
し寄せられる。

ポペット弁38も移動するアーマチャー42によって引き
寄せられる。ポペット弁38は、まず、その第２位置へ移
動する。この第２位置において、下方弁座149が開いて
作動流体入口通路158とピストン・ポンプ室190との間を
流体連絡をなすと共に、ピストン・ポンプ室190と上方
環状周溝144、通路128、ドレン通路108との間の流体連
絡を維持する。ポペット弁38の変位のこの部分で、入口
通路158から送られてきた比較的高い圧力の作動流体は
環状室163内の比較的低い圧力まで低下し、その一部が
ポペット・スリーブ76の絞り通路128を通って溜め316に
排出される。熱間エンジン作動状態では、減圧した作動
流体の一部は、減衰流体として用いられ、間隙C3aを通
って漏洩し、ポペット弁38の速度を第３位置に接近する
につれて減速させることができる。さらに、上方ポペッ
ト弁空所138から下方ポペット弁空所148に絞り通路142
を経て排出させられた減衰流体は、ポペット弁38の速度
を第２、第３の位置に接近するにつれて減速する傾向が
ある。

ポペット弁38がその第１位置から第２位置に移動する
間、絞り通路128は、ピストン・ポンプ室190内の圧力の
若干の増大を許すと共に、溜め316へ充分な流体を排出
させ、燃料噴射の開始を遅らせる手段または装置として
作用する。この作動シーケンスは、静止状態の第１位置
から第２位置へのポペット弁38の過渡的で幾分予測不可
能な初期運動が燃料噴射の開始時期から隔離され、或い
は、該開始時期と一致しないことを確実にする。絞り通
路128の選定されたサイズは、ポペット弁38がその第３
位置から第２位置へ移動するときに燃料噴射を急速に終
了させるに充分な大きいサイズと、ポペット弁38がその
第１位置から第２位置へ移動する間に溜め316へ排出さ
れる作動流体の無駄を最小限に抑えるに充分な小さいサ
イズとの妥協点である。

ポペット弁38がその第３位置へ移動し続けると、下方
弁座149が開いて入口通路158とピストン・ポンプ室190
との間の流体連絡を保ち続けると共に、上方弁座129が
ピストン・ポンプ室190と上方環状周溝144、通路128、
ドレン通路108との間の流体連絡を断つ。入口通路158を
通って流れる比較的高い圧力（例えば、約20670kPaまた
は3000psi）の作動流体は、環状室163、中間通路160お
よびピストン・ポンプ室190内に捕らえられ、増圧ピス
トン88へ駆動力を液圧的に加える。

入口通路158からポペット弁38の第２端部136とボデー
80の縮径ガイド部分164の間の精密制御の間隙を通って
漏洩する可能性のある高圧作動流体は、下方ポペット弁
空所148、通路142、上方ポペット弁空所138、下方アー
マチャー空所89およびアーマチャー・スペーサ64のドレ
ン通路98と連絡する。

一方向逆止弁208は、往復動可能な増圧ピストン88と
協働して、増圧ピストン88の下降圧送行程中にピストン
室192から燃料を確実に吸い出す手段または装置を安価
にかつ容易に組み立てるのを可能とする。この燃料は、
プランジャ204とバレル198の主ボア212の間の精密制御
の環状間隙によって増圧ピストン88、プランジャ204の
引き続く圧送行程間にピストン室192に漏れる傾向があ
る。ピストン室192に集まった漏洩流体は、増圧ピスト
ン88の下降運動によって一方向逆止弁208を通って確実
に送出される。このようにしてピストン室192から排出
された燃料は、一方向逆止弁208によって、ピストン室1
92に直接戻るのを阻止される。エンジン動作中のピスト
ン室192での燃料の排出は、増圧ピストン88およびプラ
ンジャ204の意図した動きに悪影響を与えるおそれのあ
る流体抵抗あるいは流体圧力を排除または最小にする。
さらに、増圧ピストン88の下降移動によってピストン室
192内に発生する大きな脈圧も最小限に抑えられるか排
除される。このような大きな脈圧の排除は、ユニットイ
ンゼクタ18の上流側に位置する燃料フィルタへの損傷を
防ぐと共に、エンジンの他のユニットインゼクタ18の間
での燃料噴射率の可能性のある未制御な変動も防ぐこと
ができる。

高圧作動流体は、圧縮プランジャ・スプリング206に
よる力に抗して増圧ピストン88およびプランジャ204を
変位させる。燃料ポンプ室260内に捕らえられた燃料
は、増圧ピストン・ポンプ室190内の作動流体の圧力お
よび増圧ピストン88、プランジャ204間の有効面積比A1/
A2の関数であるレベルまで加圧される。この加圧された
燃料は、燃料ポンプ室260から吐出通路264、272、283、
285を通して流れ、ニードル・チェック・スプリング238
に加える予荷重に抗してニードル・チェック248に作用
する。加圧燃料は、選定圧力レベルに達した後にニード
ル・チェック248を持ち上げ、非常に高い圧力の燃料が
噴射スプレイ・オリフィス286を通して噴射される。

噴射を終了させるかあるいは噴射された燃料量を制御
するために、電子制御モジュール454は、電子駆動ユニ
ットへの燃料給送指令信号S10を中断する。電子駆動ユ
ニットは、次いで、その波形を中断し、選定ユニットイ
ンゼクタ18のソレノイド組立体36を電気的に消勢する。
対向する磁力がない場合には、圧縮ポペット・スプリン
グ78が膨張してアーマチャー42およびポペット弁38の両
方をそれらの第１位置へ戻す。ポペット弁38はその第２
位置を通って移動し、その下方弁座149が開いて入口通
路158とピストン・ポンプ室190の間を流体連絡すると共
に、ピストン・ポンプ室190と上方環状周溝144、通路12
8、ドレン通路108との間の流体連絡を維持する。ポペッ
ト弁38のこの変位部分で、入口通路158から送られてき
た作動流体は減圧され、そのすべてまたは一部が溜め31
6に直接排出される。熱間エンジン作動状態では、減圧
作動流体は、間隙C3aを通って漏洩し、ポペット弁38の
速度を第１位置に接近するにつれて減速させ得る減衰流
体として用いられる。

第１位置において、ポペット弁38の下方弁座149は、
ボデー80の環状弁座166に着座し、高圧作動流体をピス
トン・ポンプ室190から遮断する。さらに、ポペット弁3
8の上方弁座146は、ポペット・スリーブ76の環状弁座12
9から離れ、ピストン・ポンプ室190を上方環状周溝14
4、通路128、ドレン通路108と連通させる。

ひとたびピストン・ポンプ室190が上方環状周溝144、
通路128、ドレン通路108と流体連絡すると、増圧ピスト
ン88に作用している流体圧力も低下し、増圧ピストン8
8、プランジャ204の下降変位を停止させる。次に、圧縮
されていたプランジャ・スプリング206が膨張し、プラ
ンジャ204および増圧ピストン88をボデー80の座部170に
向かって復帰させる。膨張する燃料ポンプ室260内の圧
力は減少し、圧縮されていたニードル・チェック・スプ
リング238がニードル・チェック248をその弁座282に向
かって下向きに移動させる。燃料ポンプ室260内の減少
した圧力は、逆止弁230が離座するのを許し、それによ
って燃料ポンプ室260に燃料を再充填させる。

冷間エンジン始動状態では、作動流体としてエンジン
潤滑オイルを選択している場合には、作動流体の粘性は
比較的高い。間隙C1、C2内に冷えた非常に粘性のある作
動流体が存在するということは、アーマチャー42および
ポペット弁38の動きを妨げたり、あるいは、まったく拘
束したりする可能性があるために、望ましいことではな
い。ポペット弁38とポペット・スリーブ76の間の環状間
隙C3aのサイズは、好ましくは、エンジン始動時にポペ
ット弁38の上方環状周溝144から上方ポペット弁空所13
8、下方アーマチャー空所89への比較的冷たい作動流体
の連通を制限するに充分に小さいように選定する。した
がって、可動アーマチャー42およびポペット弁38は、間
隙C1、C2内に冷たい粘性の作動流体が存在していないと
きには自由に作動できる。間隙C3aによって与えられる
有効流量絞り（たとえば、横断面積や軸線方向長さ）
は、通常のエンジン動作中に上方環状周溝144、上方ポ
ペット弁空所138、下方アーマチャー空所89間で比較的
熱い作動流体を流通させるに充分な大きさであるように
選ぶと好ましい。これにより、可動アーマチャー42およ
びポペット弁38が作動して、間隙C1、C2からの比較的熱
い作動流体の排出により選定量の減衰を与えることがで
きる。環状間隙C3aのサイズもまた、アーマチャー42と
ポペット・アダプタ70間の間隙C2についてのサイズの選
定と一緒に選定しなければならない。この減衰により、
初期接触後にポペット弁38がその弁座146、149のいずれ
かから跳ね返る傾向を最小限に抑えることができる。

収集溝60および通路58の形をした連通・収集・排出手
段56は、通常上方アーマチャー空所57に収容されている
作動流体に可動アーマチャー42が加える任意の圧送効果
をも最小限にすることができる。この連通・収集・排出
手段56およびアーマチャー・スペーサ64のドレン通路98
は、上下のアーマチャー空所57、89に送られている減衰
流体が、アーマチャー42、ポペット弁38の位置を液圧的
に錠止することなく溜め316に排出するのを主許す。連
通・収集・排出手段56およびアーマチャー・スペーサ・
ドレン通路98は、また、熱い作動流体が上下のアーマチ
ャー空所57、89から排出して、そこに作動流体が残って
冷え、冷間エンジン始動状態で非常に粘性のある流体と
なるのを防ぐ。

冷えたエンジン状態でエンジン12を始動させ得るよう
に、選定された振幅、パルス幅および周期を有する１つ
またはそれ以上の電気信号（たとえば、電流の方形パル
ス）を、エンジン12のクランキング前に選定したタイム
スパンにわたってアクチュエータ組立体36に与えること
ができる。この選定された振幅、パルス幅、周期および
タイムスパンは、アクチュエータ組立体36を過熱して損
傷を与えないように注意深く選ぶ。電流のパルスは、電
子駆動ユニットあるいはエンジンバッテリまたはこれら
２つの組み合わせで供給してもよい。周期的な電気信号
は、スプリング負荷のアーマチャー42を往復動させ、そ
れによって、上下のアーマチャー空所57、89から粘性の
ある作動流体の少なくとも一部を追い出すことができ
る。１つの重要な効果は、アーマチャー42とステータ46
の間の空所57における流体薄膜強度の低減である。別の
重要な効果は、アクチュエータ組立体36を加熱して、減
衰流体を加温してからポペット弁38とポペット・スリー
ブ76の間の間隙C3aを経てアクチュエータ組立体36に遅
れるようにすることにある。これらの効果の各々は、ポ
ペット弁38の応答性を向上させ、燃料噴射送出能力およ
びエンジン始動時タイミング精度を改善することができ
る。

このエンジン始動法は、さらに、たとえば、マニホル
ド334、336の少なくとも１つの中の作動流体の温度を検
知し、この温度が選定レベルよりも下のときにのみこの
始動法を実施することによって改良することができる。
あるいは、マニホルド334、336内の作動流体の温度を間
接的に示す別のエンジン・パラメータ、たとえば、エン
ジン冷却水温度を検知し、この始動法を実施すべきかど
うかを決定するのに用いてもよい。

上記の冷間エンジン始動法に加えて、あるいは、それ
の代わりに、このような１つまたはそれ以上の電気信号
を、エンジン停止後の選定タイムスパンにわたってアク
チュエータ組立体36に付与してもよい。エンジン12が停
止したとき、それはもはや高圧作動流体ポンプ332を駆
動することはない。これらの電気信号は、スプリング負
荷のアーマチャー42を往復動させ、それによって、減衰
流体が冷え、より大きな粘性になる前に上下のアーマチ
ャー空所57、89から熱い減衰流体の少なくとも一部を追
い出す。この方法は、さらに、周囲空気温度を検知し、
電気信号を、エンジン12の停止後で、周囲空気温度が選
定値より低い値に低下したときにのみ、アクチュエータ
組立体36に与えることによっても改善できる。

冷間エンジン作動状態では、冷えたエンジン12の始動
をなすために、拡張燃料給送指令信号またはロジックパ
ルスが必要となる。燃料給送指令に必要な時間は、回路
内の種々の圧力低下による作動流体粘性の関数である。
オイルの粘度がどのくらいなのかを正確に知らない場合
には、冷間エンジン始動状態で燃料給送指令信号に必要
な正確な時間を演算または評価するのは難しい。時間が
未決定である場合、不充分な燃料噴射が行われる。時間
が過剰評価されると、余分な燃料噴射が行われて、燃料
過剰となり、エンジンを損傷する可能性がある。

冷間エンジン始動能力を改良するについての上記問題
に対する１つの解答は、作動流体の粘性または温度を直
接的あるいは間接的に検知し、電子制御モジュール454
に送られる粘性表示または温度表示の信号を発生させ、
パルス幅乗算器法を用いて作動流体の検出粘度または温
度の変動を補正するセンサを設けることである。電子制
御モジュール454は、通常のエンジン作動温度で、最高
燃料給送指令信号S10が、エンジン12の制御性を改善あ
るいは過剰エンジントルクを回避またはこれら両方を行
うように選定した選定最大パルス幅によって制限される
ようにプログラムされる。この選定された最大パルス幅
は、冷間エンジン始動を行うには不充分である。したが
って、電子制御モジュール454は、エンジン始動時の
み、選定最大パルス幅に、作動流体の検出粘度または温
度の関数として選んだ因数を掛け合わせてそれを増大さ
せるようにもプログラムされる。一般に、この心数は、
作動流体の検出粘度が増大するかあるいは作動流体の検
出温度が減少するかするにつれて１からそれより大きい
数へ増大する。エンジン12が始動し、作動流体が通常の
エンジン作動温度または粘度に達した後、この選定因数
は１となる。

たとえば、エンジン12を始動する方法は、電子制御モ
ジュール454が選定第１パルス幅の少なくとも１つの電
気燃料給送指令信号S10をユニットインゼクタ18のアク
チュエータ・弁組立体28に付与する段階と、第１パルス
幅の燃料給送指令信号S10に応答してユニットインゼク
タ18へ加圧作動流体を供給する段階と、第１パルス幅の
燃料給送指令信号S10に応答して第１変位量にわたって
ユニットインゼクタ18の増圧ピストン88を液圧的に変位
させて第１燃料噴射量を実施する段階と、エンジン始動
後に第１パルス幅よりも小さいように選定した第２パル
ス幅の少なくとも別の電気燃料給送指令信号S10をユニ
ットインゼクタ18に付与する段階とを包含し得る。この
方法は、さらに、第２パルス幅の別の燃料給送指令信号
S10に応答してユニットインゼクタ18に加圧作動流体を
供給する段階と、第２パルス幅の別の燃料給送指令信号
S10に応答してユニットインゼクタ18の増圧ピストン88
を第２の変位量にわたって液圧的に変位させて第２の燃
料噴射量を行わせ、第２変位量を第１変位量よりも少な
くした段階とを備える。その結果、第２燃料噴射量は、
第１燃料噴射量よりも少ない。あるいは、電子制御モジ
ュール454が、エンジン始動時に、一連の電気燃料給送
指令信号S10を付与し、これらの信号のパルス幅を１つ
の選定した大きさから別の選定した大きさまで徐々に減
少させてもよい。

上記問題の別の解答は、ユニットインゼクタ18へ供給
される作動流体の圧力を選択的に変えることである。こ
の圧力は、一次圧力調整器368への作動流体マニホルド
圧力指令信号S9を変える電子制御モジュール454によっ
て変えられる。たとえば、エンジン12を始動させる方法
は、電子制御モジュール454がユニットインゼクタ18に
電気燃料給送指令信号S10を付与する段階と、この燃料
給送指令信号S10の付与に応答してユニットインゼクタ1
8へ選定した第１圧力の作動流体を供給する段階と、第
１変位量にわたってユニットインゼクタ18の増圧ピスト
ン88を液圧的に変位させて燃料噴射を行わせる段階と、
エンジン始動後にユニットインゼクタ18へ別の電気燃料
給送指令信号S10を付与する段階とを含み得る。この方
法は、さらに、別の電気燃料給送指令信号S10の付与に
応答してユニットインゼクタ18へ選定した第２圧力の作
動流体を供給し、この第２圧力を第１圧力よりも低いも
のとする段階と、第２変位量にわたってユニットインゼ
クタ18の増圧ピストン88を液圧的に変位させて燃料噴射
を行わせ、第２変位量を第１変位量よりも少ないものと
する段階とを備える。あるいは、電子制御モジュール45
4が、エンジン始動時に作動流体供給圧力を変え、この
圧力が１つの選定した大きさから別の大きさへ徐々に減
少するようにしてもよい。

上記問題の別の解答は、圧力を選択的に変えるばかり
でなく、燃料給送指令信号S10のパルス幅をも変えるこ
とである。上記の例において、作動流体圧力または燃料
給送指令パルス幅あるいはこれら両方の大きさは、作動
流体の粘度または温度あるいはこのような粘度または温
度を間接的に示す別のパラメータの関数として選定する
とよい。

上記問題の別の解答は、バレル座部219と増圧ピスト
ン88の第２止め196の間の間隙C4を、増圧ピストン88お
よびプランジャ204の最大許容有効行程に対応する選定
した軸線方向長さに設定することである。たとえば、間
隙C4は、約3.5ミリメートルまたは0.136インチとしても
よい。ユニットインゼクタ18は、こうして、冷間エンジ
ン作動または始動を含む任意の条件下で選定した最大燃
料量を噴射するように機械的に制限される。冷間エンジ
ン作動中、電子制御モジュール454は、実際のおいる粘
度に関係しないが、増圧ピストン88の最大変位量を行わ
せるには充分な比較的長い時間またはパルス幅を有する
燃料給送指令信号S10を送出する。間隙C4の大きさは、
エンジン12の最適な始動および加速を確保するには充分
であるが、エンジン12または駆動列あるいはこれら両方
に過剰燃料損傷を与える程は多くない燃料を噴射するよ
うに選定する。間隙C4の大きさは、また、プランジャ20
4の自由端と止め部材232との間の間隙よりは小さいよう
に選ぶ。こうして、燃料供給手段22がエンジン動作中に
オーバーランした場合、増圧ピストン88がまずその座部
219と接触し、プランジャ204が止め部材232に衝突し、
プランジャ204またはバレル198あるいはこれら両方が変
形するのを防止する。エンジン始動後、電子制御モジュ
ール454は、燃料給送指令信号S10のパルス幅を所望のエ
ンジン速度を維持するのに充分な時間まで減らすように
プログラムされる。

以下、機械的作動の燃料噴射装置としてのHEUI燃料噴
射装置10の主要な利点を要約する。まず、HEUI燃料噴射
装置10は、燃料圧送プランジャを作動させるのに用いら
れる種々の普通の機械的構成要素、たとえば、カム・ロ
ッカアーム機構を必要としない。このことは、コストを
低減し、エンジン12の信頼性およびパッケージングを改
善する。上記の利点により、HEUI燃料噴射装置10は、ま
た、電子制御式燃料噴射装置を持たない現存の普通のエ
ンジンにすえ付けるについても魅力的である。第２に、
HEUI燃料噴射装置10の燃料噴射圧力は、エンジン12の速
度とは独立して、選ぶことができ、最適値への変更すら
可能である。たとえば、エンジン始動時、噴射圧力の大
きさは、エンジン12の安定性を改良するために選定値ま
で高めることができる。低エンジン負荷・低エンジン速
度状態では、噴射圧力の大きさを選定値まで低下させて
噴射された燃料の霧化を減らし、燃料をよりゆっくりと
燃焼させ、エンジン12のより静かな運転を可能とするこ
とができる。高エンジン負荷・低エンジン速度状態で
は、噴射圧力の大きさを選定まで増大させ、エンジン12
の排出する粒子量を減らすことができる。部分負荷状態
では、噴射圧力の大きさを選定値まで低下させて、エン
ジン12の燃費を減らすことができる。上記例の各々にお
いて、燃料給送指令信号S10のパルス幅も、最適なエン
ジン性能あるいは最小汚染物排出量またはこれら両方を
与えるように変えてもよい。閉ループ・フィードバック
回路は、所望の圧力設定値を達成し、それを望むままに
長く維持するのを保証する。

本発明の他の局面、目的および利点は、図面、開示お
よび添付請求の範囲の研究から得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーモン マイケル ピー アメリカ合衆国 イリノイ州 61525 ダンラップ ノース レイクウッド 13547 (72)発明者 シノーグル ロナルド ディー アメリカ合衆国 イリノイ州 61614 ピオーリア ウェスト サニーヴィュー ドライヴ 1423 (72)発明者 ツイムマー マイケル ティ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53045 ブルックフィールド ヴィンセ ント ドライヴ 20850 (56)参考文献 特開 平１−283488（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−40973（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 57/02 320 F02M 57/02 330

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子制御式インゼクタ（18）のためのアク
   チュエータ・弁組立体（28）であって、 可動部材（42）を備え、該可動部材（42）を付勢するよ
   うになった、電気的に付勢可能なアクチュエータ組立体
   （36）と、 前記可動部材（42）の運動を流体の粘性を利用して減衰
   させる減衰手段（56）と、 前記可動部材（42）に連結され、該可動部材（42）によ
   り減衰流体を前記減衰手段（56）に選択的に連通させる
   ように開閉される弁（38）と、 該減衰流体の粘度に応じて減衰流体の前記減衰手段（5
   6）への連通を制限する制限手段（126、132）と、 を備えることを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。
2. 【請求項２】請求項１に記載したアクチュエータ・弁組
   立体であって、前記制限手段（126、132）は、前記弁
   （38）と前記減衰手段（56）との間で前記減衰流体の通
   路内に配置されたことを特徴とするアクチュエータ・弁
   組立体。
3. 【請求項３】請求項１に記載したアクチュエータ・弁組
   立体であって、前記制限手段（126、132）は、スリーブ
   ボア（126）を形成するスリーブ（76）を備え、前記弁
   （38）は、端部（123）が所定の直径方向間隙（C_3a）を
   もって前記スリーブボア（126）内に配置され、前記直
   径方向間隙（C_3a）は、該減衰流体の粘度に正比例して
   減衰流体の前記減衰手段（56）への連通を制限する長さ
   及び横断面積を有することを特徴とするアクチュエータ
   ・弁組立体。
4. 【請求項４】請求項１に記載したアクチュエータ・弁組
   立体であって、前記可動部材（42）はアーマチュアであ
   ることを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。
5. 【請求項５】請求項１に記載したアクチュエータ・弁組
   立体であって、前記インゼクタはユニットインゼクタで
   あることを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。
6. 【請求項６】電子制御式インゼクタ（18）のためのアク
   チュエータ・弁組立体（28）であって、 第１部材ボアが形成された第１部材と、 電気的に付勢可能なアクチュエータ組立体と、 前記アクチュエータ組立体内の空所に臨むように前記ア
   クチュエータ組立体に設けられた可動の第２部材と、 端部が所定の直径方向間隙をもって前記第１部材ボア内
   に配置され前記可動部材に結合されて減衰流体を選択的
   に前記インゼクタに流通させる弁と、 を備え、 前記直径方向間隙が前記アクチュエータ組立体の前記空
   所に減衰流体を流通させる手段を構成し、前記直径方向
   間隙は、前記減衰流体の粘度に応じて前記空所への前記
   減衰流体の流通を有効に制限する長さ及び直径を有する
   ことを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。
7. 【請求項７】油圧作動・電子制御式インゼクタ（18）の
   ためのアクチュエータ・弁組立体（28）であって、 第１部材ボアが形成された第１部材と、 電気的に付勢可能なアクチュエータ組立体と、 前記アクチュエータ組立体内の空所に臨むように前記ア
   クチュエータ組立体に設けられた可動の第２部材と、 端部が所定の直径方向間隙をもって前記第１部材ボア内
   に配置され前記可動部材に結合されて油圧作動流体を選
   択的に前記インゼクタに流通させる弁と、 を備え、 前記直径方向間隙が前記アクチュエータ組立体の前記空
   所に減衰流体を流通させる手段を構成し、前記直径方向
   間隙は、前記減衰流体の粘度に応じて前記空所への前記
   油圧作動流体の流通を有効に制限する長さ及び直径を有
   することを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。
8. 【請求項８】油圧作動・電子制御式インゼクタ（18）の
   ためのアクチュエータ・弁組立体（28）であって、 第１部材ボアが形成された第１部材と、 電気的に付勢可能なアクチュエータ組立体と、 前記アクチュエータ組立体内の空所に臨むように前記ア
   クチュエータ組立体に設けらた可動の第２部材と、 端部が所定の直径方向間隙をもって前記第１部材ボア内
   に配置され前記可動部材に結合されて減衰流体を前記イ
   ンゼクタに流通させる弁と、 を備え、 前記直径方向間隙が前記アクチュエータ組立体の前記空
   所に減衰流体を流通させる手段を構成し、前記直径方向
   間隙は、前記減衰流体の粘度に応じて前記空所への前記
   減衰流体の流通を有効に制限する長さ及び直径を有する
   ことを特徴とするアクチュエータ・弁組立体。