JP3826771B2

JP3826771B2 - Fuel injection device

Info

Publication number: JP3826771B2
Application number: JP2001351178A
Authority: JP
Inventors: 圭樹田邊; 真治中山; 晋纐纈
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003148275A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射装置に関するものであり、噴射率波形の乱れを最小限に抑えつつ、リターン燃料やリーク燃料を減少させて燃費を向上させることができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置として、コモンレール式燃料噴射装置がある。このようなコモンレール式燃料噴射装置では、噴射圧力と噴射時期を独立制御できることから、自動車用ディーゼルエンジンの噴射系として主流となりつつある。しかし、従来のコモンレール式燃料噴射装置では、単一のコモンレールを用いて噴射率波形がほぼ矩形であるため、初期噴射量が多く、ＮＯｘの低減や燃焼騒音の低減に対しては必ずしも有利ではなかった。
【０００３】
そこで近年では、噴射率波形の形状を制御することができる、次世代型のコモンレール式燃料噴射装置が開発されている。この次世代型のコモンレール式燃料噴射装置では、燃料源として高圧コモンレールと低圧コモンレールとを有しており、燃料源を噴射期間中において変更することにより、インジェクタへ供給する燃料圧力を噴射期間中において変更して、噴射率波形の形状を変化させている。
【０００４】
つまり、詳細は〔発明の実施の形態〕の欄の中でも説明するが、燃料噴射開始直後における燃料噴射率を下げて、その後に燃料噴射率を上げるには（噴射率波形の形状を所謂「ブーツ形」にするには）、燃料噴射開始直後は低圧コモンレールからインジェクタに燃料を供給して低圧での初期噴射を行い、噴射開始からある設定期間が経過した後に、高圧コモンレールからインジェクタに燃料を供給して高圧での噴射を行う。
また、噴射率波形の形状を矩形とするには、インジェクタが閉弁状態になっているときに例えば高圧コモンレールからインジェクタに向けて高圧燃料を予め供給しておき、その後にインジェクタを開弁するようにしている。
【０００５】
なお、コモンレールは１つであるが、燃料増圧機構を備えた増圧ピストン型の燃料噴射装置も開発されており、このタイプの増圧ピストン型燃料噴射装置においても、噴射率波形の形状を制御することができる（その詳細は、〔発明の実施の形態〕の欄において併せて説明する）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、噴射率波形の形状を制御することができる、２つのコモンレールを有する次世代型のコモンレール式燃料噴射装置では、高圧燃料をインジェクタに作用させようとしたタイミングにおいて、負側のパルス状の圧力波（高圧コモンレール側の圧力に対して圧力低下側にパルス状に突出する圧力波）が発生し、この圧力波が燃料供給管内において反射してインジェクタに作用すると、インジェクタから噴射される噴射率波形の形状が乱れてしまう虞があった。特に、噴射率波形が矩形の場合に、負側のパルス状の圧力波が重畳してしまうと、噴射率波形が乱れてしまい、その結果、噴射率が低下して燃料噴射量が減少することによって、所定のトルクが得られなくなる虞があった。
このような問題は、増圧ピストン型燃料噴射装置においても発生していた。
【０００７】
なお、負側のパルス状の圧力波が発生するタイミングや、噴射率波形が乱れる態様は、〔発明の実施の形態〕の欄の中において、再度説明する。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、噴射率波形の乱れを最小限に抑えることができ、併せて、リターン燃料やリーク燃料を減少させて燃費を向上させることができる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】
上記課題を解決する本発明の請求項１の発明は、高圧燃料を供給可能な高圧燃料源と、前記高圧燃料源の燃料圧よりも圧力の低い低圧燃料を供給可能な低圧燃料源と、前記高圧燃料源及び前記低圧燃料源に燃料通路を介して接続されたインジェクタと、前記インジェクタからの燃料噴射を制御する第１制御弁と、
前記インジェクタへ供給する燃料圧力を変更すべく前記高圧燃料源または前記低圧燃料源の一方を前記インジェクタに作用させるように制御する第２制御弁と、前記インジェクタへ供給する燃料圧力を変更して噴射率波形形状を変更すべく前記第１制御弁及び第２制御弁を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２制御弁の開弁時期を前記第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、前記第２制御弁の開弁時期を前記燃料通路内の反射波の影響を受けない時期に設定することを特徴とする。
この発明は、特に、前記第２制御弁の開弁時期を前記第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定することにより、噴射率波形を矩形にする際に用いて有効である。
【００１０】
また請求項２の発明では、請求項１の燃料噴射装置において、前記制御手段は、前記第２制御弁の開弁時期から前記第１制御弁の開弁時期までの所定期間（ΔＴｏ）を、前記第２制御弁の開弁時期から反射波が前記インジェクタに到達するまでの期間（ΔＴｒ）、及び前記反射波が前記インジェクタに到達した後から燃料圧力が復帰するまでの期間（ΔＴｍ）に基づき設定することを特徴とする。
【００１１】
また請求項３の発明では、請求項１の燃料噴射装置において、前記高圧燃料源は、高圧燃料供給ポンプと、前記高圧燃料供給ポンプから供給された高圧燃料を貯留すると共に前記燃料通路に接続された高圧コモンレールとから構成され、そして、
前記低圧燃料源は、前記第２制御弁を介して前記高圧コモンレール側から供給される燃料を貯留する低圧コモンレールと、前記低圧コモンレール内の燃料圧力を低圧燃料に調圧制御する圧力制御弁とにより構成され、
前記制御手段は、前記第２制御弁の開弁時期を前記第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、前記低圧コモンレール内の燃料圧力を前記低圧コモンレールの許容最大圧力となるように前記圧力制御弁を制御することを特徴とする。
【００１２】
また請求項４の発明では、請求項１の燃料噴射装置において、前記低圧燃料源は、低圧燃料供給ポンプと、前記低圧燃料供給ポンプから供給された低圧燃料を貯留すると共に前記燃料通路に接続された低圧コモンレールとから構成され、そして、
前記高圧燃料源は、前記低圧コモンレールの低圧燃料を増圧する燃料増圧機構を含み、更に前記燃料増圧機構が、前記第２制御弁の開弁制御によって作動して前記インジェクタ側に高圧燃料を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また請求項５の発明では、高圧燃料を供給可能な高圧燃料源と、前記高圧燃料源の燃料圧よりも圧力の低い低圧燃料を供給可能な低圧燃料源と、前記高圧燃料源及び前記低圧燃料源に燃料通路を介して接続されたインジェクタと、前記インジェクタからの燃料噴射を制御する第１制御弁と、前記インジェクタへ供給する燃料圧力を変更すべく前記高圧燃料源または前記低圧燃料源の一方を前記インジェクタに作用させるように制御する第２制御弁と、前記インジェクタへ供給する燃料圧力を変更して噴射率波形形状を変更すべく前記第１制御弁及び第２制御弁を制御する制御手段とを有し、
前記高圧燃料源は、高圧燃料供給ポンプと、前記高圧燃料供給ポンプから供給された高圧燃料を貯留すると共に前記燃料通路に接続された高圧コモンレールとから構成され、そして、
前記低圧燃料源は、前記第２制御弁を介して前記高圧コモンレール側から供給される燃料を貯留する低圧コモンレールと、前記低圧コモンレール内の燃料圧力を低圧燃料に調圧制御する圧力制御弁とにより構成され、
前記制御手段は、前記第２制御弁の開弁時期を前記第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、前記低圧コモンレール内の燃料圧力を前記低圧コモンレールの許容最大圧力となるように前記圧力制御弁を制御することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施の形態：２コモンレール型の燃料噴射装置＞
まず、高圧コモンレールと低圧コモンレールとを有している２コモンレール型の燃料噴射装置に、本発明を適用した、第１の実施の形態を説明する。図１に示すように、２コモンレール型の燃料噴射装置では、高圧燃料供給ポンプ１は、内燃機関としてのエンジンにより駆動されて燃料タンク２内から図示しないフィードポンプにより供給された燃料を加圧して、高圧の燃料を高圧コモンレール３に向けて吐出する。電子制御装置４は、エンジン回転数センサ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とに応じて高圧燃料供給ポンプ１を制御して圧送ストローク（燃料供給量）を可変調整し、更に、高圧コモンレール３に設けられている圧力センサ（図示省略）により検出された燃料圧力に応じて圧送ストローク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した高圧燃料を得るようになっている。
【００１６】
高圧燃料供給ポンプ１から吐出された高圧燃料は、高圧コモンレール３に貯留される。この高圧コモンレール３は、前記エンジンの各気筒に共通するものであり、燃料通路５を介してインジェクタ６に接続されている。インジェクタ６には、インジェクタ駆動電磁弁（第１制御弁）７が備えられており、燃料通路５の途中には圧力切換電磁弁（第２制御弁）８が介装されている。これら電磁弁７，８の開弁（ＯＮ），閉弁（ＯＦＦ）の制御は、電子制御装置４により行われる。
【００１７】
燃料通路５のうち圧力切換電磁弁８よりも下流側（インジェクタ６側）からは、分岐燃料通路９が分岐しており、低圧コモンレール１０は分岐燃料通路９を介してインジェクタ６に接続されている。分岐燃料通路９の途中には、逆止弁１１とオリフィス１２とが並列に接続されており、逆止弁１１は低圧コモンレール１０からインジェクタ６に向かう燃料の流れを許容する。そして、燃料通路５内の燃料圧力が分岐燃料通路９内の燃料圧力よりも高い場合には、燃料通路５内の燃料が分岐燃料通路９及びオリフィス１２を通じて低圧コモンレール１０に流入する。分岐燃料通路９の低圧コモンレール１０と燃料タンク２との間には、低圧コモンレール１０の燃料圧力を調整する圧力制御弁１３が設けられている。この圧力制御弁１３による調整圧力は、電子制御装置４により調整されており、このように圧力制御弁１３の調整圧力を制御することにより、低圧コモンレール１２内の燃料圧力を予め決めた低圧に調整することができる。
【００１８】
次に、このような構成となっている２コモンレール型の燃料噴射装置の動作を説明する。電子制御装置４の制御下で、高圧コモンレール３内の燃料圧力、即ち、高圧燃料供給ポンプ１の吐出圧力がエンジン運転状態に適合するように制御され、エンジン運転状態（エンジン回転数Ｎｅ，アクセルペダル踏込量Ａｃｃ等）に応じて燃料噴射期間（燃料噴射開始・終了時期）が設定される。
また、低圧コモンレール１０，分岐燃料通路９，及び圧力切換電磁弁８よりも下流側の燃料通路５には、圧力制御弁１３により圧力が低圧に調整された燃料が蓄積されている。
【００１９】
電子制御装置４は、電磁弁７，８の開弁（ＯＮ），閉弁（ＯＦＦ）の時期を制御して、燃料噴射率波形を次のようにして変えることができる。
【００２０】
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、圧力切換電磁弁８が閉弁された状態でインジェクタ駆動電磁弁７を開弁すると、低圧コモンレール１０から低圧の燃料がインジェクタ６に供給されて、低圧燃料が噴射される。
インジェクタ駆動電磁弁７が開弁されてから、時間的に遅れて圧力切換電磁弁８を開弁すると、高圧コモンレール３から高圧の燃料がインジェクタ６に供給されて、高圧燃料が噴射される。
このように、噴射期間の初期において低圧燃料を噴射し、所定時間遅れて高圧燃料を噴射すると、図２（ａ）に示すように、噴射率波形はブーツ形となる。
【００２１】
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、インジェクタ駆動電磁弁７の開弁に先立って、圧力切換電磁弁８を開弁すると、燃料通路５のうち圧力切換電磁弁８よりも下流側に、高圧の燃料が供給される。このように高圧燃料が予め供給されている状態において、インジェクタ駆動電磁弁７を開弁すると、燃料噴射開始直後から急峻に噴射量が増加し短時間に大量の燃料を噴射することができる。したがって、このときの噴射率波形は、図３（ａ）に実線で示すように、略矩形となる。
【００２２】
このように、インジェクタ駆動電磁弁７と圧力切換電磁弁８の開弁時期を調整することにより、噴射率波形の形状を変化させることができる。つまり、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射開始直後から噴射量が緩やかに増加するブーツ形の噴射率波形、或いは、燃料噴射開始直後から急峻に噴射量を増加させ短期間に大量の燃料を噴射させる矩形の噴射率波形に制御することができる。もちろん、インジェクタ駆動電磁弁７と圧力切換電磁弁８の開弁時期を、前述したのと異なる時期に調整することにより、噴射率波形の形状を更に別の形状にすることができる
【００２３】
なお、圧力切換電磁弁８を開弁している際には、高圧の燃料が分岐燃料通路９のオリフィス１２を介して低圧コモンレール１０に供給される。低圧コモンレール１０内の燃料の圧力は、圧力制御弁１３により所定の低圧に調整される。つまり、低圧コモンレール１０内の圧力が、圧力制御弁１３により調整される調整圧力よりも大きくなると、低圧コモンレール１０内の燃料が圧力調整弁１３を介して流れ出て燃料タンク２に戻る。このように低圧コモンレール１０から圧力制御弁１３を介して燃料タンク２に戻る燃料を「リターン燃料」と称している。
【００２４】
また、インジェクタ６に燃料を供給すると（特に高圧燃料を供給すると）、燃料圧力が高いため、インジェクタ６のシール部分から燃料が僅かであるが漏れ出て、燃料タンク２に戻る。このようにインジェクタ６のシール部分から漏れ出て燃料タンク２に戻る燃料を「リーク燃料」と称している。
【００２５】
ここで、圧力切換電磁弁８を開弁することにより発生する反射波について説明をしておく。圧力切換電磁弁８が閉弁状態になっているときには、燃料通路５のうち圧力切換電磁弁８よりも上流側（高圧コモンレール３側）は高圧になっているが、燃料通路５のうち圧力切換電磁弁８よりも下流側（インジェクタ７側）が低圧となっている。そこで、圧力切換電磁弁８を閉弁状態から開弁状態に切り換えると、上流側の高圧に下流側側の低圧が作用して、負側の（図６（ｂ）の破線に示すような低圧コモンレール１０内の圧力よりは高いが、高圧コモンレール３内の圧力よりも低い）パルス状の圧力波が発生する。このように圧力切換電磁弁８にて発生した、負側の圧力波は、燃料通路５を通して高圧コモンレール３側に伝播し、高圧コモンレール３の出口端にて反射して、負側のパルス状の反射波となる。この反射波は、燃料通路５を通して逆向きに伝播し、圧力切換電磁弁８を通過しインジェクタ６に到達する。
【００２６】
燃料噴射期間において、上述した負側のパルス状の反射波がインジェクタ６内に入り込むと、噴射率波形が乱れてしまう。特に、圧力切換電磁弁８の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期よりも早めに設定して、噴射率波形を例えば矩形にしようとした場合には、図３（ａ）に点線で示すように、反射波の影響により噴射率波形が途中で凹んでしまい、予定した燃料噴射量とならず、出力トルクが不足してしまう虞があった。このような事態は、圧力切換電磁弁８の開弁時期がインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期に近づくほど発生しやくすなっていた。
【００２７】
このように、燃料噴射期間において、反射波がインジェクタ６内に入り込むことを防止するためには、インジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期に対して圧力切換電磁弁８の開弁時期を、時間的に大幅に前にすればよい。このようにすれば、反射波がインジェクタ６に到達した後に、燃料噴射が開始されるので、噴射率波形は反射波の影響を受けない。しかし、このようにすると、高圧燃料がインジェクタ６に作用している時間が長くなり、インジェクタ６から漏れ出るリーク燃料が多くなると共に、圧力制御弁１３を介して燃料タンク２に戻ってくるリターン燃料が多くなる。リーク燃料やリターン燃料が増えるということは、高圧燃料供給ポンプ１の駆動仕事が多くなり、ひいてはエンジンが不要な仕事をすることになり、燃費が悪くなる。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、圧力切換電磁弁８の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期よりも早めに設定して噴射率波形を例えば矩形にしようとした場合に、噴射率波形が反射波の影響を受けることなく、しかも、リーク燃料やリターン燃料を最小限にするように、電磁弁７，８の開弁時期を次のようにして制御している。また、併せて、圧力制御弁１３による調整圧力も、次のようにして制御している。
【００２９】
電子制御装置４は、図４に示すように、噴射率波形が矩形モードになっているか、ブーツモードになっているかを判定し、矩形モードになっているとき、即ち、圧力切換電磁弁８の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期よりも早めに設定した場合には、圧力切換電磁弁８の開弁時期からインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期までの期間ΔＴｏを次式（１）により求めている。
ΔＴｏ＝−ΔＴｒ−ΔＴｍ・・・・（１）
ここにおいて、ΔＴｒは圧力切換電磁弁８が開弁した時期から反射波がインジェクタ６に到達するまでの期間であり、ΔＴｍは反射波がインジェクタ６に到達してから、燃料圧力が要求されている本来の燃料圧力に復帰するまでの期間である。また、符号「−」は、インジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期からみて時間的に前であることを示している。
【００３０】
なお、期間ΔＴｒは、図１に示すように圧力切換電磁弁８が燃料通路５の途中に介装されている構造では、次式（２）により決定される。
ΔＴｒ＝（２Ｌ₁＋Ｌ₂）／ａ・・・・・（２）
但し、ａは音速（ｍ／ｓ）即ち圧力波（反射波）の伝播速度であり、Ｌ₁は、圧力切換電磁弁８から高圧コモンレール３までの燃料通路５の長さ（ｍ）であり、Ｌ₂は、圧力切換電磁弁８からインジェクタ６までの燃料通路５の長さ（ｍ）である。
つまり、期間ΔＴｒは、圧力波が圧力切換電磁弁８で発生して高圧コモンレール３に向かい伝播しはじめた時から、圧力波が高圧コモンレール３にて反射して生じた反射波が圧力切換電磁弁８を通過してインジェクタ６に到達するまでの時間に相当する。
【００３１】
また、要部のみを表す図５に示すように、圧力切換電磁弁８とインジェクタ６とが一体となって構成されている場合には、期間ΔＴｒは次式（２−１）により決定される。
ΔＴｒ＝２Ｌ／ａ・・・・・（２−１）
但し、Ｌはインジェクタ６と一体に構成された圧力切換電磁弁８から高圧コモンレール３までの燃料通路５の長さ（ｍ）である。
つまり、期間ΔＴｒは、圧力波が圧力切換電磁弁８で発生して高圧コモンレール３に向かい伝播しはじめた時から、圧力波が高圧コモンレール３にて反射して生じた反射波がインジェクタ６に到達するまでの時間に相当する。
【００３２】
このように、本実施の形態では、図６（ａ）に実線で示すように、圧力切換電磁弁８の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期に対して、期間ΔＴｏだけ早めに設定しているため、インジェクタ６の入口圧力は、図６（ｂ）に実線で示すようになり、噴射率波形は図６（ｃ）に実線で示すように矩形となる。つまり、図６（ｂ）に実線で示すように、反射波により燃料圧力が低下する部分は、インジェクタ駆動電磁弁７が開弁する前の時間となり、しかも、反射波により圧力が低下した後に圧力が復帰してからインジェクタ駆動電磁弁７が開弁する。この結果、図６（ｃ）に実線で示すように、矩形となった噴射率波形は反射波の影響を受けることなく、波形が乱れることがない。このため、所定の駆動トルクを得ることができる。
【００３３】
また、期間ΔＴｏは、噴射率波形が反射波の影響を受けることのない最小限度の期間となっているため、高圧燃料がインジェクタ６や低圧コモンレール９側に作用する時間は最小限度の時間となり、リーク燃料やリターン燃料が少なくなり、高圧燃料供給ポンプ１の駆動仕事が不要に増大することを防止でき、ひいてはエンジンの燃費が向上する。
【００３４】
ちなみに、図６において点線で示すように、圧力切換電磁弁８の開弁時期が、インジェクタ駆動電磁弁７の開弁時期に近くなると、反射波の影響により噴射率波形が乱れてしまう。
【００３５】
リーク燃料を更に減少させて、高圧燃料供給ポンプ１の駆動仕事を更に低減するためには、噴射率波形を矩形にする矩形モードになっているときに、低圧コモンレール１０内の燃料圧力を低圧コモンレール１０の許容最大圧力にするように、電子制御装置４により圧力制御弁１３による調整圧力を制御する。このようにすると、圧力制御弁１３を介して燃料タンク２にリターンしてくる燃料量が減少し、高圧燃料供給ポンプ１の駆動仕事を低減することができる。なお、矩形モードから、他のモード（ブーツモード等）に変更する場合には、圧力制御弁１３による調整圧力を下げて、低圧コモンレール１０内の燃料圧力を低下させてから、他のモードに変更する。
【００３６】
＜第２の実施の形態：増圧ピストン型の燃料噴射装置＞
次に、燃料増圧機構を有している増圧ピストン型の燃料噴射装置に、本発明を適用した、第２の実施の形態を説明する。図７に示すように、増圧ピストン型の燃料噴射装置では、燃料供給ポンプ２１は、エンジンにより駆動されて燃料タンク２２内から図示しないフィードポンプにより供給された燃料を加圧して、低圧の燃料をコモンレール２３に向けて吐出する。電子制御装置２４は、エンジン運転状況に応じて、燃料供給ポンプ２４の圧送ストローク（燃料供給量）を可変調整している。
【００３７】
燃料供給ポンプ２１から吐出された低圧燃料は、コモンレール２３に貯留される。コモンレール２３は、エンジンの各気筒に共通するものであり、逆止弁２５を介装した燃料通路２６を介してインジェクタ２７に接続されている。インジェクタ２７には、インジェクタ駆動電磁弁（第１制御弁）２８が備えられている。
【００３８】
燃料増圧機構は増圧ピストン３０，オリフィス４１及び増圧ピストン電磁弁４３を主要部材として構成されている。このうち増圧ピストン３０は、シリンダ３１と、ピストン３２と、戻しばね３３とで構成されており、シリンダ室３４と加圧室３５を有している。そして、燃料通路２６のうち逆止弁２５よりもコモンレール２３側（上流側）の部分と、ピストン３２の背面空間（図７ではピストン３２よりも右側のシリンダ内空間）とが、通路４０にて接続されており、また、燃料通路２６のうち逆止弁２５よりも上流側の部分と、シリンダ室３４とが、オリフィス４１を介装した通路４２にて接続されている。また、シリンダ室３４と燃料タンク２２とは、増圧ピストン電磁弁（第２制御弁）４３を介装した通路４４にて接続されている。更に、燃料通路２６のうち逆止弁２５よりもインジェクタ２７側（下流側）の部分と、加圧室３５とが通路４５により接続されている。
【００３９】
電子制御装置２４は、電磁弁２８，４３の開弁（ＯＮ），閉弁（ＯＦＦ）の時期を制御して、燃料の噴射率波形を次のようにして変えることができる。
【００４０】
図８（ｂ）（ｃ）に示すように、増圧ピストン電磁弁４３が閉弁された状態でインジェクタ駆動電磁弁２８を開弁すると、コモンレール２３から燃料通路２６及び逆止弁２５を介して低圧の燃料がインジェクタ２７に供給されて、低圧燃料が噴射される。
インジェクタ駆動電磁弁２８が開弁されてから、時間的に遅れて増圧ピストン電磁弁４３を開弁すると、シリンダ室３４内の燃料が通路４４を通って燃料タンク２２に流れ出て、シリンダ室３４内の圧力は、ピストン３２の背面の圧力よりも低くなり、ピストン３２が加圧室３５側に押されて移動し、加圧室３５内の燃料が高圧となって通路４５を介してインジェクタ２７に供給され、高圧燃料が噴射される。
このように、噴射期間の初期において低圧燃料を噴射し、所定時間遅れて高圧燃料を噴射すると、図８（ａ）に示すように、初期噴射を抑えた噴射率波形とすることができる。
【００４１】
図９（ｂ）（ｃ）に示すように、インジェクタ駆動電磁弁２８の開弁に先立って、増圧ピストン電磁弁４３を開弁すると、シリンダ室３４内の燃料が通路４４を通って燃料タンク２２に流れ出て、シリンダ室３４内の圧力は、ピストン３２の背面の圧力よりも低くなり、ピストン３２が加圧室３５側に押されて移動し、加圧室３５内の燃料が高圧となって、燃料通路２６のうち逆止弁２５よりも下流側に供給される。このようにして高圧燃料が供給されている状態において、インジェクタ駆動電磁弁２８を開弁すると、燃料噴射開始直後から急峻に噴射量が増加し短時間に大量の燃料を噴射することができる。したがって、このときの噴射率波形は、図９（ａ）に実線で示すように、略矩形となる。
【００４２】
ここで、増圧ピストン電磁弁４３を開弁してピストン３２が加圧室３５側に移動しはじめることにより発生する反射波について説明をしておく。増圧ピストン電磁弁４３を開弁してピストン３２が加圧室３５側に移動しはじめると、通路４０内の圧力が低下して、負側のパルス状の圧力波がピストン３２の背面から発生する。このようにピストン３２の背面にて発生した、負側のパルス状の圧力波は、通路４０を通してコモンレール２３側に伝播し、コモンレール２３の出口端にて反射して、負側のパルス状の反射波となる。この反射波は、通路４０を通して逆向きに伝播し、ピストン３２の背面に作用する。このため、ピストン３２は反射波が作用した期間において、移動量が若干低下し、これに伴い加圧室３５から吐出される高圧燃料の圧力が一時的に低下する。
【００４３】
燃料噴射期間において、上述した負側のパルス状の反射波がピストン３２の背面に作用すると、噴射率波形が乱れてしまう。特に、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期よりも早めに設定して、噴射率波形を例えば矩形にしようとした場合には、図９（ａ）に点線で示すように、反射波の影響により噴射率波形が途中で凹んでしまい、予定した燃料噴射量とならず、出力トルクが不足してしまう虞があった。このような事態は、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期がインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期に近づくほど発生しやくすなっていた。
【００４４】
このように、燃料噴射期間において、噴射率波形が乱れることを防止するためには、インジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期に対して増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期を、時間的に大幅に前にすればよい。このようにすれば、反射波がピストン３２の背面に到達した後に、燃料噴射が開始されるので、噴射率波形は反射波の影響を受けない。しかし、このようにすると、高圧燃料がインジェクタ２７に作用している時間が長くなり、インジェクタ２７から漏れ出るリーク燃料が多くなる。リーク燃料が増えるということは、燃料供給ポンプ２１の駆動仕事が多くなり、ひいてはエンジンが不要な仕事をすることになり、燃費が悪くなる。
【００４５】
そこで、本実施の形態では、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期よりも早めに設定して噴射率波形を例えば矩形にしようとした場合に、噴射率波形が反射波の影響を受けることなく、しかも、リーク燃料を最小限にするように、電磁弁２８，４３の開弁時期を次のようにして制御している。
【００４６】
電子制御装置２４は、噴射率波形が矩形モードになっているとき、即ち、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期よりも早めに設定した場合には、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期からインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期までの期間ΔＴｏを次式（３）により求めている。
ΔＴｏ＝−ΔＴｒ−ΔＴｍ・・・・（３）
ここにおいて、ΔＴｒは増圧ピストン電磁弁４３が開弁してピストン３２が移動しはじめた時期から反射波がピストン３２の背面に到達するまでの期間であり、ΔＴｍは反射波が到達してから燃料圧力が復帰するまでの期間である。また、符号「−」は、インジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期からみて時間的に前であることを示している。
【００４７】
なお、期間ΔＴｒは、次式（２）により決定される。
ΔＴｒ＝２Ｌ₃／ａ・・・・・（２）
但し、ａは音速（ｍ／ｓ）即ち圧力波（反射波）の伝播速度であり、Ｌ₃は、増圧ピストン３０からコモンレール２３までの通路４０の長さ（ｍ）である。
つまり、期間ΔＴｒは、圧力波がピストン３２の背面で発生してコモンレール２３に向かい伝播しはじめた時から、圧力波がコモンレール２３にて反射して発生した反射波がピストン３２の背面に到達するまでの時間に相当する。
【００４８】
このように、本実施の形態では、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、増圧ピストン電磁弁４３の開弁時期をインジェクタ駆動電磁弁２８の開弁時期に対して、期間ΔＴｏだけ早めに設定しているため、反射波により高圧燃料圧力が低下する期間は、インジェクタ駆動電磁弁２８が開弁する前の時間となり、しかも、反射波により圧力が低下した後に圧力が復帰してからインジェクタ駆動電磁弁２８が開弁する。この結果、図９（ａ）に実線で示すように、矩形となった噴射率波形は反射波の影響を受けることなく、波形が乱れることがない。このため、所定の駆動トルクを得ることができる。
【００４９】
また、期間ΔＴｏは、噴射率波形が反射波の影響を受けることのない最小限度の期間となっているため、高圧燃料がインジェクタ２７に作用する時間は最小限度の時間となり、リーク燃料が少なくなり、燃料供給ポンプ２１の駆動仕事が不要に増大することを防止でき、ひいてはエンジンの燃費が向上する。
【００５０】
【発明の効果】
以上、実施の形態と共に具体的に説明したように、請求項１の発明によれば、開弁することにより高圧燃料源をインジェクタに作用させる第２制御弁の開弁時期を、インジェクタからの燃料噴射を制御する第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、第２制御弁の開弁時期を燃料通路内の反射波の影響を受けない時期に設定するようにした。このため、噴射が行われる前に反射波がインジェクタに到達し、噴射率波形の形状は反射波の影響を受けることがなくなり、所望の出力トルクを得ることができる。特に噴射率波形を矩形にした場合には、波形の乱れを防止して、確実に所望の出力トルクを得ることができる。
【００５１】
請求項２の発明によれば、第２制御弁の開弁時期から第１制御弁の開弁時期までの所定期間（ΔＴｏ）を、第２制御弁の開弁時期から反射波が前記インジェクタに到達するまでの期間（ΔＴｒ）、及び前記反射波が前記インジェクタに到達した後から燃料圧力が復帰するまでの期間（ΔＴｍ）に基づき設定している。このため、確実に反射波の影響を除去して、噴射率波形の形状を乱すことを防止できる。
【００５２】
請求項３の発明によれば、高圧コモンレールと低圧コモンレールを有する燃料噴射装置において、開弁することにより高圧燃料源をインジェクタに作用させる第２制御弁の開弁時期を、インジェクタからの燃料噴射を制御する第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、第２制御弁の開弁時期を燃料通路内の反射波の影響を受けない時期に設定するようにした。このため、噴射が行われる前に反射波がインジェクタに到達し、噴射率波形の形状は反射波の影響を受けることがなくなり、所望の出力トルクを得ることができる。また、噴射率波形の乱れを抑制しつつ高圧燃料をインジェクタや低圧コモンレールに作用させる時間を短くすることができ、インジェクタから漏れ出るリーク燃料や、低圧コモンレールから圧力制御弁を介して流出してくるリターン燃料を減少させることができ、供給ポンプの無駄な駆動を減少させて、燃費向上を図ることができる。
更に、高圧コモンレールと低圧コモンレールを有する燃料噴射装置において、第２制御弁の開弁時期を第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、低圧コモンレール内の燃料圧力を低圧コモンレールの許容最大圧力となるように圧力制御弁を制御するようにした。このため、低圧コモンレールから圧力制御弁を介して流出してくるリターン燃料を減少させることができ、供給ポンプの無駄な駆動を減少させて、燃費向上を図ることができる。
【００５３】
請求項４の発明によれば、増圧ピストン型の燃料噴射装置において、開弁することにより高圧燃料源をインジェクタに作用させる第２制御弁の開弁時期を、インジェクタからの燃料噴射を制御する第２制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、第２制御弁の開弁時期を燃料通路内の反射波の影響を受けない時期に設定するようにした。このため、噴射が行われる前に反射波がインジェクタに到達し、噴射率波形の形状は反射波の影響を受けることがなくなり、所望の出力トルクを得ることができる。特に噴射率波形を矩形にした場合には、波形の乱れを防止して、確実に所望の出力トルクを得ることができる。
また、高圧燃料をインジェクタに作用させる時間を短くすることができ、インジェクタから漏れ出るリーク燃料を減少させることができ、供給ポンプの無駄な駆動を減少させて、燃費向上を図ることができる。
【００５４】
請求項５の発明によれば、高圧コモンレールと低圧コモンレールを有する燃料噴射装置において、第２制御弁の開弁時期を第１制御弁の開弁時期よりも早めに設定する際に、低圧コモンレール内の燃料圧力を低圧コモンレールの許容最大圧力となるように圧力制御弁を制御するようにした。このため、低圧コモンレールから圧力制御弁を介して流出してくるリターン燃料を減少させることができ、供給ポンプの無駄な駆動を減少させて、燃費向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる２コモンレール型の燃料噴射装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態におけるブーツ形の噴射率波形及び電磁弁の駆動状態を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態における矩形の噴射率波形及び電磁弁の駆動状態を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態における電子制御装置の動作を示すフロー図である。
【図５】インジェクタと圧力切換弁が一体となった構造を示す構成図である。
【図６】第１の実施の形態における動作状態を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる増圧ピストン型の燃料噴射装置を示す構成図である。
【図８】第２の実施の形態における初期噴射を抑えた噴射率波形及び電磁弁の駆動状態を示す説明図である。
【図９】第２の実施の形態における矩形の噴射率波形及び電磁弁の駆動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１高圧燃料供給ポンプ
２燃料タンク
３高圧コモンレール
４電子制御装置
５燃料通路
６インジェクタ
７インジェクタ駆動電磁弁
８圧力切換電磁弁
９分岐燃料通路
１０低圧コモンレール
１１逆止弁
１２オリフィス
１３圧力制御弁
２１燃料供給ポンプ
２２燃料タンク
２３コモンレール
２４電子制御装置
２５逆止弁
２６燃料通路
２７インジェクタ
２８インジェクタ駆動電磁弁
３０増圧ピストン
３１シリンダ
３２ピストン
３３戻しばね
３４シリンダ室
３５加圧室
４０通路
４１オリフィス
４２通路
４３増圧ピストン電磁弁
４４通路
４５通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device, and has been devised so that return fuel and leak fuel can be reduced and fuel consumption can be improved while minimizing disturbance in the injection rate waveform.
[0002]
[Prior art]
As a fuel injection device for a diesel engine, there is a common rail fuel injection device. In such a common rail type fuel injection device, since the injection pressure and the injection timing can be controlled independently, they are becoming mainstream as an injection system for automobile diesel engines. However, in the conventional common rail type fuel injection device, since the injection rate waveform is almost rectangular using a single common rail, the initial injection amount is large, which is not necessarily advantageous for reducing NOx and combustion noise. It was.
[0003]
In recent years, next-generation common rail fuel injection devices that can control the shape of the injection rate waveform have been developed. This next-generation type common rail fuel injection device has a high pressure common rail and a low pressure common rail as fuel sources, and the fuel pressure supplied to the injector is changed during the injection period by changing the fuel source during the injection period. The shape of the injection rate waveform is changed.
[0004]
That is, details will be described in the section of the “Embodiment of the Invention”. To reduce the fuel injection rate immediately after the start of fuel injection and then increase the fuel injection rate (the shape of the injection rate waveform is the so-called “boot”). In order to change the shape, the fuel is supplied from the low-pressure common rail to the injector immediately after the fuel injection is started, and the low-pressure initial injection is performed. And high pressure injection.
In order to make the injection rate waveform rectangular, when the injector is in a closed state, for example, high pressure fuel is supplied in advance from the high pressure common rail to the injector, and then the injector is opened. I have to.
[0005]
Although there is only one common rail, a booster piston type fuel injection device having a fuel booster mechanism has been developed. This type of booster piston type fuel injection device also has a shape of the injection rate waveform. (The details will be described together in the section of [Embodiment of the invention]).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the next generation type common rail fuel injection device having two common rails capable of controlling the shape of the injection rate waveform, the negative pulsed pressure is applied at the timing when the high pressure fuel is applied to the injector. When a wave (a pressure wave that protrudes in a pulsed manner toward the pressure drop side with respect to the pressure on the high-pressure common rail side) is generated and this pressure wave is reflected in the fuel supply pipe and acts on the injector, the injection rate waveform injected from the injector There was a possibility that the shape of the was disturbed. In particular, when the injection rate waveform is rectangular, if the negative pulsed pressure wave is superimposed, the injection rate waveform is disturbed, resulting in a decrease in injection rate and a decrease in fuel injection amount. Therefore, there is a possibility that a predetermined torque cannot be obtained.
Such a problem has also occurred in the pressure-increasing piston type fuel injection device.
[0007]
The timing at which the negative-side pulsed pressure wave is generated and the manner in which the injection rate waveform is disturbed will be described again in the section of [Embodiment of the Invention].
[0008]
In view of the above prior art, the present invention provides a fuel injection device capable of minimizing the disturbance of the injection rate waveform and reducing fuel consumption by reducing return fuel and leak fuel. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a high-pressure fuel source capable of supplying high-pressure fuel, a low-pressure fuel source capable of supplying low-pressure fuel whose pressure is lower than the fuel pressure of the high-pressure fuel source, A high-pressure fuel source and an injector connected to the low-pressure fuel source via a fuel passage; a first control valve that controls fuel injection from the injector;
A second control valve for controlling one of the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source to act on the injector to change the fuel pressure supplied to the injector; and the fuel pressure supplied to the injector is changed and injected Control means for controlling the first control valve and the second control valve to change the rate waveform shape;
The control means sets the opening timing of the second control valve to the reflected wave in the fuel passage when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. It is characterized in that it is set at a time when it is not affected by.
The present invention is particularly effective when the injection rate waveform is rectangular by setting the opening timing of the second control valve earlier than the opening timing of the first control valve.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection device of the first aspect, the control means has a predetermined period (ΔTo) from the valve opening timing of the second control valve to the valve opening timing of the first control valve, Based on a period (ΔTr) from when the second control valve opens until the reflected wave reaches the injector (ΔTr), and a period after the reflected wave reaches the injector (ΔTm) until the fuel pressure returns. It is characterized by setting.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection device of the first aspect, the high-pressure fuel source stores a high-pressure fuel supply pump, high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel supply pump, and is connected to the fuel passage. High pressure common rail, and
The low-pressure fuel source includes a low-pressure common rail that stores fuel supplied from the high-pressure common rail side via the second control valve, and a pressure control valve that controls the fuel pressure in the low-pressure common rail to low-pressure fuel. Configured,
The control means sets the fuel pressure in the low-pressure common rail to the allowable maximum pressure of the low-pressure common rail when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. The pressure control valve is controlled as described above.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection device of the first aspect, the low pressure fuel source stores a low pressure fuel supply pump, low pressure fuel supplied from the low pressure fuel supply pump, and is connected to the fuel passage. A low-pressure common rail, and
The high pressure fuel source includes a fuel pressure increasing mechanism for increasing the low pressure fuel of the low pressure common rail, and the fuel pressure increasing mechanism is operated by valve opening control of the second control valve to supply high pressure fuel to the injector side. It is comprised so that it may supply.
[0013]
In the invention of claim 5, a high-pressure fuel source capable of supplying high-pressure fuel, a low-pressure fuel source capable of supplying low-pressure fuel whose pressure is lower than the fuel pressure of the high-pressure fuel source, the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel One of the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source to change the fuel pressure supplied to the injector, a first control valve that controls fuel injection from the injector, And a control means for controlling the first control valve and the second control valve to change the injection rate waveform shape by changing the fuel pressure supplied to the injector. And
The high-pressure fuel source includes a high-pressure fuel supply pump, a high-pressure common rail that stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel supply pump and is connected to the fuel passage, and
The low-pressure fuel source includes a low-pressure common rail that stores fuel supplied from the high-pressure common rail side via the second control valve, and a pressure control valve that controls the fuel pressure in the low-pressure common rail to low-pressure fuel. Configured,
The control means sets the fuel pressure in the low-pressure common rail to the allowable maximum pressure of the low-pressure common rail when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. The pressure control valve is controlled as described above.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0015]
First Embodiment: Two Common Rail Type Fuel Injection Device
First, a first embodiment in which the present invention is applied to a two common rail type fuel injection device having a high pressure common rail and a low pressure common rail will be described. As shown in FIG. 1, in a two-common rail type fuel injection device, a high-pressure fuel supply pump 1 is driven by an engine as an internal combustion engine and pressurizes fuel supplied from the fuel tank 2 by a feed pump (not shown). The high-pressure fuel is discharged toward the high-pressure common rail 3. The electronic control unit 4 controls the high-pressure fuel supply pump 1 according to the engine speed Ne detected by the engine speed sensor and the accelerator pedal depression amount (accelerator position) Acc detected by the accelerator position sensor. The engine operating state is adjusted by variably adjusting the pumping stroke (fuel supply amount) and feedback-controlling the pumping stroke according to the fuel pressure detected by a pressure sensor (not shown) provided on the high-pressure common rail 3. High-pressure fuel suitable for
[0016]
The high pressure fuel discharged from the high pressure fuel supply pump 1 is stored in the high pressure common rail 3. The high-pressure common rail 3 is common to the cylinders of the engine, and is connected to the injector 6 through the fuel passage 5. The injector 6 is provided with an injector drive electromagnetic valve (first control valve) 7, and a pressure switching electromagnetic valve (second control valve) 8 is interposed in the middle of the fuel passage 5. Control of opening (ON) and closing (OFF) of these solenoid valves 7 and 8 is performed by the electronic control unit 4.
[0017]
A branched fuel passage 9 is branched from the downstream side (injector 6 side) of the pressure switching electromagnetic valve 8 in the fuel passage 5, and the low pressure common rail 10 is connected to the injector 6 via the branched fuel passage 9. . A check valve 11 and an orifice 12 are connected in parallel in the branch fuel passage 9, and the check valve 11 allows the flow of fuel from the low pressure common rail 10 toward the injector 6. When the fuel pressure in the fuel passage 5 is higher than the fuel pressure in the branch fuel passage 9, the fuel in the fuel passage 5 flows into the low pressure common rail 10 through the branch fuel passage 9 and the orifice 12. Between the low pressure common rail 10 of the branch fuel passage 9 and the fuel tank 2, a pressure control valve 13 for adjusting the fuel pressure of the low pressure common rail 10 is provided. The adjustment pressure by the pressure control valve 13 is adjusted by the electronic control unit 4, and the fuel pressure in the low pressure common rail 12 is adjusted to a predetermined low pressure by controlling the adjustment pressure of the pressure control valve 13 in this way. can do.
[0018]
Next, the operation of the two common rail type fuel injection device having such a configuration will be described. Under the control of the electronic control unit 4, the fuel pressure in the high-pressure common rail 3, that is, the discharge pressure of the high-pressure fuel supply pump 1 is controlled to match the engine operating state, and the engine operating state (engine speed Ne, accelerator pedal). The fuel injection period (fuel injection start / end timing) is set according to the depression amount Acc and the like.
Further, fuel whose pressure has been adjusted to a low pressure by the pressure control valve 13 is accumulated in the low pressure common rail 10, the branch fuel passage 9, and the fuel passage 5 downstream of the pressure switching electromagnetic valve 8.
[0019]
The electronic control unit 4 can change the fuel injection rate waveform as follows by controlling the timing of opening (ON) and closing (OFF) of the electromagnetic valves 7 and 8.
[0020]
As shown in FIGS. 2B and 2C, when the injector drive solenoid valve 7 is opened with the pressure switching solenoid valve 8 closed, low pressure fuel is supplied from the low pressure common rail 10 to the injector 6. Low pressure fuel is injected.
When the pressure switching solenoid valve 8 is opened with a time delay after the injector drive solenoid valve 7 is opened, high-pressure fuel is supplied from the high-pressure common rail 3 to the injector 6 and high-pressure fuel is injected.
As described above, when the low pressure fuel is injected at the initial stage of the injection period and the high pressure fuel is injected with a predetermined time delay, the injection rate waveform becomes a boot shape as shown in FIG.
[0021]
As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), when the pressure switching electromagnetic valve 8 is opened prior to the opening of the injector drive electromagnetic valve 7, the fuel passage 5 is disposed downstream of the pressure switching electromagnetic valve 8. High pressure fuel is supplied. Thus, when the injector drive solenoid valve 7 is opened in a state where high-pressure fuel is supplied in advance, the injection amount increases sharply immediately after the start of fuel injection, and a large amount of fuel can be injected in a short time. Therefore, the injection rate waveform at this time is substantially rectangular as shown by the solid line in FIG.
[0022]
Thus, the shape of the injection rate waveform can be changed by adjusting the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 7 and the pressure switching solenoid valve 8. In other words, depending on the engine operating conditions, a boot-shaped injection rate waveform in which the injection amount gradually increases immediately after the start of fuel injection, or a large amount of fuel is injected in a short time by increasing the injection amount sharply immediately after the start of fuel injection. The rectangular injection rate waveform can be controlled. Of course, by adjusting the opening timing of the injector drive solenoid valve 7 and the pressure switching solenoid valve 8 to a timing different from that described above, the shape of the injection rate waveform can be further changed.
[0023]
When the pressure switching electromagnetic valve 8 is opened, high pressure fuel is supplied to the low pressure common rail 10 through the orifice 12 of the branch fuel passage 9. The pressure of the fuel in the low pressure common rail 10 is adjusted to a predetermined low pressure by the pressure control valve 13. That is, when the pressure in the low pressure common rail 10 becomes larger than the adjustment pressure adjusted by the pressure control valve 13, the fuel in the low pressure common rail 10 flows out through the pressure adjustment valve 13 and returns to the fuel tank 2. The fuel returning from the low pressure common rail 10 to the fuel tank 2 through the pressure control valve 13 in this way is referred to as “return fuel”.
[0024]
Further, when fuel is supplied to the injector 6 (particularly when high-pressure fuel is supplied), the fuel pressure is high, so a slight amount of fuel leaks from the seal portion of the injector 6 and returns to the fuel tank 2. The fuel that leaks from the seal portion of the injector 6 and returns to the fuel tank 2 is referred to as “leak fuel”.
[0025]
Here, the reflected wave generated by opening the pressure switching electromagnetic valve 8 will be described. When the pressure switching electromagnetic valve 8 is in the closed state, the pressure upstream of the pressure switching electromagnetic valve 8 (high pressure common rail 3 side) in the fuel passage 5 is high, but the pressure switching in the fuel passage 5 is performed. The downstream side (injector 7 side) of the solenoid valve 8 is at a low pressure. Therefore, when the pressure switching electromagnetic valve 8 is switched from the closed state to the opened state, the low pressure on the downstream side acts on the high pressure on the upstream side, and the low pressure (as indicated by the broken line in FIG. 6B). A pulsed pressure wave is generated which is higher than the pressure in the common rail 10 but lower than the pressure in the high-pressure common rail 3. Thus, the negative pressure wave generated in the pressure switching electromagnetic valve 8 propagates to the high-pressure common rail 3 side through the fuel passage 5 and is reflected at the outlet end of the high-pressure common rail 3 to form a negative-side pulse shape. It becomes a reflected wave. The reflected wave propagates in the reverse direction through the fuel passage 5, passes through the pressure switching electromagnetic valve 8, and reaches the injector 6.
[0026]
If the negative pulsed reflected wave mentioned above enters the injector 6 during the fuel injection period, the injection rate waveform is disturbed. In particular, when the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 is set earlier than the opening timing of the injector drive solenoid valve 7 and the injection rate waveform is to be made rectangular, for example, a dotted line in FIG. As shown in FIG. 2, the injection rate waveform is recessed in the middle due to the influence of the reflected wave, so that the planned fuel injection amount may not be achieved and the output torque may be insufficient. Such a situation is more likely to occur as the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 approaches the opening timing of the injector drive solenoid valve 7.
[0027]
As described above, in order to prevent the reflected wave from entering the injector 6 during the fuel injection period, the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 is set to the opening timing of the injector drive solenoid valve 7 in terms of time. To do a lot before. In this way, since the fuel injection is started after the reflected wave reaches the injector 6, the injection rate waveform is not affected by the reflected wave. However, when this is done, the time during which the high pressure fuel is acting on the injector 6 becomes longer, the amount of leaked fuel leaking from the injector 6 increases, and the return fuel returns to the fuel tank 2 via the pressure control valve 13. Will increase. The increase in leak fuel and return fuel increases the driving work of the high-pressure fuel supply pump 1, which in turn causes the engine to perform unnecessary work, resulting in poor fuel consumption.
[0028]
Therefore, in this embodiment, when the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 is set earlier than the opening timing of the injector drive solenoid valve 7 and the injection rate waveform is to be made rectangular, for example, the injection rate waveform The valve opening timings of the electromagnetic valves 7 and 8 are controlled as follows so that the leakage fuel and the return fuel are minimized without being affected by the reflected wave. In addition, the adjustment pressure by the pressure control valve 13 is also controlled as follows.
[0029]
As shown in FIG. 4, the electronic control unit 4 determines whether the injection rate waveform is in the rectangular mode or the boot mode, and when in the rectangular mode, that is, the pressure switching electromagnetic valve 8 When the valve opening timing is set earlier than the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 7, a period ΔTo from the valve switching timing of the pressure switching solenoid valve 8 to the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 7 is expressed by the following formula ( 1).
ΔTo = −ΔTr−ΔTm (1)
Here, ΔTr is a period from when the pressure switching electromagnetic valve 8 is opened until the reflected wave reaches the injector 6, and ΔTm is a fuel pressure required after the reflected wave reaches the injector 6. This is the period until the original fuel pressure is restored. Further, the symbol “−” indicates that the time is earlier than the opening timing of the injector drive solenoid valve 7.
[0030]
The period ΔTr is determined by the following expression (2) in the structure in which the pressure switching electromagnetic valve 8 is interposed in the middle of the fuel passage 5 as shown in FIG.
ΔTr = (2L ₁ + L ₂ ) / A (2)
Where a is the speed of sound (m / s), that is, the propagation speed of the pressure wave (reflected wave), and L ₁ Is the length (m) of the fuel passage 5 from the pressure switching solenoid valve 8 to the high-pressure common rail 3; ₂ Is the length (m) of the fuel passage 5 from the pressure switching solenoid valve 8 to the injector 6.
That is, during the period ΔTr, since the pressure wave is generated in the pressure switching electromagnetic valve 8 and starts to propagate toward the high pressure common rail 3, the reflected wave generated by the reflection of the pressure wave on the high pressure common rail 3 is the pressure switching electromagnetic valve. This corresponds to the time required to pass through 8 and reach the injector 6.
[0031]
In addition, as shown in FIG. 5 showing only the main part, when the pressure switching electromagnetic valve 8 and the injector 6 are integrally configured, the period ΔTr is determined by the following equation (2-1). .
ΔTr = 2L / a (2-1)
However, L is the length (m) of the fuel passage 5 from the pressure switching electromagnetic valve 8 configured integrally with the injector 6 to the high pressure common rail 3.
That is, during the period ΔTr, the reflected wave generated by the reflection of the pressure wave from the high pressure common rail 3 reaches the injector 6 from the time when the pressure wave is generated by the pressure switching electromagnetic valve 8 and starts to propagate toward the high pressure common rail 3 It corresponds to the time to do.
[0032]
Thus, in this embodiment, as shown by the solid line in FIG. 6A, the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 is advanced by a period ΔTo with respect to the opening timing of the injector drive solenoid valve 7. Since it is set, the inlet pressure of the injector 6 is as shown by a solid line in FIG. 6B, and the injection rate waveform is rectangular as shown by a solid line in FIG. 6C. That is, as indicated by the solid line in FIG. 6B, the portion where the fuel pressure is reduced by the reflected wave is the time before the injector-driven electromagnetic valve 7 is opened, and the pressure is reduced after the pressure is reduced by the reflected wave. After the return, the injector drive solenoid valve 7 opens. As a result, as indicated by a solid line in FIG. 6C, the rectangular injection rate waveform is not affected by the reflected wave, and the waveform is not disturbed. For this reason, a predetermined drive torque can be obtained.
[0033]
In addition, since the period ΔTo is the minimum period in which the injection rate waveform is not affected by the reflected wave, the time during which the high pressure fuel acts on the injector 6 or the low pressure common rail 9 side is the minimum time. Leakage fuel and return fuel are reduced, and it is possible to prevent the driving work of the high-pressure fuel supply pump 1 from being increased unnecessarily, thereby improving the fuel efficiency of the engine.
[0034]
Incidentally, as shown by the dotted line in FIG. 6, when the opening timing of the pressure switching solenoid valve 8 is close to the opening timing of the injector drive solenoid valve 7, the injection rate waveform is disturbed by the influence of the reflected wave.
[0035]
In order to further reduce the leakage fuel and further reduce the driving work of the high-pressure fuel supply pump 1, the fuel pressure in the low-pressure common rail 10 is reduced when the injection rate waveform is in the rectangular mode. The adjustment pressure by the pressure control valve 13 is controlled by the electronic control unit 4 so that the allowable maximum pressure is 10. In this way, the amount of fuel returning to the fuel tank 2 via the pressure control valve 13 is reduced, and the driving work of the high-pressure fuel supply pump 1 can be reduced. When changing from the rectangular mode to another mode (boot mode or the like), the adjustment pressure by the pressure control valve 13 is lowered to lower the fuel pressure in the low-pressure common rail 10 and then changed to another mode. To do.
[0036]
Second Embodiment: Booster Piston Type Fuel Injection Device
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to a pressure-increasing piston type fuel injection device having a fuel pressure-increasing mechanism will be described. As shown in FIG. 7, in the pressure-increasing piston type fuel injection device, the fuel supply pump 21 is driven by the engine to pressurize the fuel supplied from the fuel tank 22 by a feed pump (not shown), thereby reducing the low-pressure fuel. Is discharged toward the common rail 23. The electronic control unit 24 variably adjusts the pumping stroke (fuel supply amount) of the fuel supply pump 24 according to the engine operating condition.
[0037]
The low pressure fuel discharged from the fuel supply pump 21 is stored in the common rail 23. The common rail 23 is common to each cylinder of the engine, and is connected to the injector 27 via a fuel passage 26 having a check valve 25 interposed therebetween. The injector 27 is provided with an injector drive electromagnetic valve (first control valve) 28.
[0038]
The fuel pressure-increasing mechanism includes a pressure-increasing piston 30, an orifice 41 and a pressure-increasing piston solenoid valve 43 as main members. Among these, the pressure increasing piston 30 includes a cylinder 31, a piston 32, and a return spring 33, and includes a cylinder chamber 34 and a pressurizing chamber 35. A portion of the fuel passage 26 closer to the common rail 23 (upstream side) than the check valve 25 and a back space of the piston 32 (in FIG. 7, the space in the cylinder on the right side of the piston 32) are in the passage 40. In addition, a portion of the fuel passage 26 on the upstream side of the check valve 25 and the cylinder chamber 34 are connected by a passage 42 having an orifice 41 interposed therebetween. The cylinder chamber 34 and the fuel tank 22 are connected to each other through a passage 44 having a pressure-increasing piston solenoid valve (second control valve) 43 interposed therebetween. Further, a portion of the fuel passage 26 closer to the injector 27 (downstream side) than the check valve 25 and the pressurizing chamber 35 are connected by a passage 45.
[0039]
The electronic control unit 24 can change the fuel injection rate waveform as follows by controlling the timing of opening (ON) and closing (OFF) of the electromagnetic valves 28 and 43.
[0040]
As shown in FIGS. 8B and 8C, when the injector drive solenoid valve 28 is opened with the pressure-increasing piston solenoid valve 43 closed, the common rail 23 passes through the fuel passage 26 and the check valve 25. Low pressure fuel is supplied to the injector 27, and low pressure fuel is injected.
When the pressure increasing piston solenoid valve 43 is opened with a time delay after the injector drive solenoid valve 28 is opened, the fuel in the cylinder chamber 34 flows out to the fuel tank 22 through the passage 44, and the cylinder chamber 34. The internal pressure becomes lower than the pressure on the back surface of the piston 32, the piston 32 is pushed and moved toward the pressurizing chamber 35, and the fuel in the pressurizing chamber 35 becomes high pressure, and the injector 27 through the passage 45. And high pressure fuel is injected.
As described above, when the low pressure fuel is injected at the initial stage of the injection period and the high pressure fuel is injected with a delay of a predetermined time, an injection rate waveform in which the initial injection is suppressed can be obtained as shown in FIG.
[0041]
As shown in FIGS. 9B and 9C, when the pressure-increasing piston solenoid valve 43 is opened prior to the opening of the injector drive solenoid valve 28, the fuel in the cylinder chamber 34 passes through the passage 44 to the fuel tank. 22, the pressure in the cylinder chamber 34 becomes lower than the pressure on the back surface of the piston 32, the piston 32 is pushed and moved toward the pressurizing chamber 35, and the fuel in the pressurizing chamber 35 becomes high pressure. Thus, the fuel passage 26 is supplied downstream of the check valve 25. When the injector drive solenoid valve 28 is opened in the state where the high-pressure fuel is supplied in this way, the injection amount increases sharply immediately after the start of fuel injection, and a large amount of fuel can be injected in a short time. Therefore, the injection rate waveform at this time is substantially rectangular as shown by the solid line in FIG.
[0042]
Here, the reflected wave generated when the pressure-increasing piston electromagnetic valve 43 is opened and the piston 32 starts to move toward the pressurizing chamber 35 will be described. When the pressure-increasing piston solenoid valve 43 is opened and the piston 32 starts to move toward the pressurizing chamber 35, the pressure in the passage 40 decreases, and a negative pulsed pressure wave is generated from the back surface of the piston 32. To do. Thus, the negative-side pulsed pressure wave generated on the back surface of the piston 32 propagates to the common rail 23 side through the passage 40, is reflected at the outlet end of the common rail 23, and is reflected on the negative-side pulsed wave. Become a wave. This reflected wave propagates backward through the passage 40 and acts on the back surface of the piston 32. For this reason, the movement amount of the piston 32 slightly decreases during the period in which the reflected wave acts, and the pressure of the high-pressure fuel discharged from the pressurizing chamber 35 temporarily decreases accordingly.
[0043]
If the negative pulsed reflected wave described above acts on the back surface of the piston 32 during the fuel injection period, the injection rate waveform is disturbed. In particular, when the valve opening timing of the booster piston solenoid valve 43 is set earlier than the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 28 and the injection rate waveform is to be rectangular, for example, FIG. As indicated by the dotted line, the injection rate waveform is recessed in the middle due to the influence of the reflected wave, so that there is a possibility that the planned fuel injection amount is not achieved and the output torque is insufficient. Such a situation is more likely to occur as the opening timing of the booster piston solenoid valve 43 approaches the opening timing of the injector drive solenoid valve 28.
[0044]
Thus, in order to prevent the injection rate waveform from being disturbed during the fuel injection period, the valve opening timing of the pressure increasing piston solenoid valve 43 is greatly increased in time with respect to the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 28. You can do it before. In this way, since the fuel injection is started after the reflected wave reaches the back surface of the piston 32, the injection rate waveform is not affected by the reflected wave. However, when this is done, the time during which the high-pressure fuel is acting on the injector 27 becomes longer, and the amount of leaked fuel leaking from the injector 27 increases. An increase in the leaked fuel increases the drive work of the fuel supply pump 21 and eventually causes the engine to perform unnecessary work, resulting in poor fuel consumption.
[0045]
Therefore, in the present embodiment, when the valve opening timing of the pressure increasing piston solenoid valve 43 is set earlier than the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 28 and the injection rate waveform is made to be rectangular, for example, the injection rate The valve opening timing of the electromagnetic valves 28 and 43 is controlled as follows so that the waveform is not affected by the reflected wave and the leakage fuel is minimized.
[0046]
When the injection rate waveform is in the rectangular mode, that is, when the opening timing of the booster piston solenoid valve 43 is set earlier than the opening timing of the injector drive solenoid valve 28, the electronic control unit 24 A period ΔTo from the valve opening timing of the booster piston solenoid valve 43 to the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 28 is obtained by the following equation (3).
ΔTo = −ΔTr−ΔTm (3)
Here, ΔTr is a period from the time when the pressure increasing piston electromagnetic valve 43 is opened until the piston 32 starts to move until the reflected wave reaches the back surface of the piston 32, and ΔTm is after the reflected wave arrives. This is the period until the fuel pressure returns. Further, the symbol “−” indicates that the time is earlier than the opening timing of the injector drive electromagnetic valve 28.
[0047]
The period ΔTr is determined by the following equation (2).
ΔTr = 2L _Three / A (2)
Where a is the speed of sound (m / s), that is, the propagation speed of the pressure wave (reflected wave), and L _Three Is the length (m) of the passage 40 from the pressure increasing piston 30 to the common rail 23.
That is, in the period ΔTr, the reflected wave generated by the pressure wave reflected from the common rail 23 reaches the back surface of the piston 32 from when the pressure wave is generated on the back surface of the piston 32 and starts to propagate toward the common rail 23. It corresponds to the time until.
[0048]
Thus, in the present embodiment, as shown in FIGS. 9B and 9C, the valve opening timing of the pressure increasing piston solenoid valve 43 is set to the period ΔTo with respect to the valve opening timing of the injector drive solenoid valve 28. Since it is set earlier, the period during which the high pressure fuel pressure is reduced by the reflected wave is the time before the injector-driven solenoid valve 28 is opened, and after the pressure is reduced by the reflected wave, the pressure is restored. The injector drive solenoid valve 28 is opened. As a result, as shown by a solid line in FIG. 9A, the rectangular injection rate waveform is not affected by the reflected wave, and the waveform is not disturbed. For this reason, a predetermined drive torque can be obtained.
[0049]
Further, the period ΔTo is the minimum period in which the injection rate waveform is not affected by the reflected wave, so the time during which the high pressure fuel acts on the injector 27 is the minimum time, and the leak fuel is reduced. Further, it is possible to prevent the driving work of the fuel supply pump 21 from being increased unnecessarily, thereby improving the fuel efficiency of the engine.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiment, according to the invention of claim 1, the opening timing of the second control valve that causes the high-pressure fuel source to act on the injector by opening the valve is determined from the fuel from the injector. When the opening timing of the first control valve that controls injection is set earlier than the opening timing of the first control valve, the opening timing of the second control valve is set to a timing that is not affected by the reflected wave in the fuel passage. Therefore, the reflected wave reaches the injector before the injection is performed, and the shape of the injection rate waveform is not affected by the reflected wave, and a desired output torque can be obtained. In particular, when the injection rate waveform is rectangular, the waveform is prevented from being disturbed, and a desired output torque can be reliably obtained.
[0051]
According to the second aspect of the invention, a predetermined period (ΔTo) from the opening timing of the second control valve to the opening timing of the first control valve, and a reflected wave from the opening timing of the second control valve to the injector. It is set based on a period until reaching (ΔTr) and a period until the fuel pressure returns after the reflected wave reaches the injector (ΔTm). For this reason, it is possible to reliably remove the influence of the reflected wave and prevent the ejection rate waveform from being disturbed.
[0052]
According to the invention of claim 3, in the fuel injection device having the high-pressure common rail and the low-pressure common rail, the opening timing of the second control valve that causes the high-pressure fuel source to act on the injector by opening the valve is determined. When the opening timing of the first control valve to be controlled is set earlier than the opening timing of the first control valve, the opening timing of the second control valve is set to a timing that is not affected by the reflected wave in the fuel passage. Therefore, the reflected wave reaches the injector before the injection is performed, and the shape of the injection rate waveform is not affected by the reflected wave, and a desired output torque can be obtained. In addition, it is possible to shorten the time during which high-pressure fuel is applied to the injector and low-pressure common rail while suppressing disturbance in the injection rate waveform, and leak fuel that leaks from the injector and flows out from the low-pressure common rail via the pressure control valve. Return fuel can be reduced, and wasteful driving of the supply pump can be reduced to improve fuel consumption.
Further, in a fuel injection device having a high-pressure common rail and a low-pressure common rail, when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve, the fuel pressure in the low-pressure common rail is reduced. The pressure control valve was controlled so that the maximum allowable pressure was reached. For this reason, the return fuel flowing out from the low pressure common rail through the pressure control valve can be reduced, and wasteful driving of the supply pump can be reduced to improve fuel efficiency.
[0053]
According to the invention of claim 4, in the booster piston type fuel injection device, the valve opening timing of the second control valve that causes the high pressure fuel source to act on the injector by opening the valve is controlled to control the fuel injection from the injector. When the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the second control valve, the opening timing of the second control valve is set to a timing that is not affected by the reflected wave in the fuel passage. Therefore, the reflected wave reaches the injector before the injection is performed, and the shape of the injection rate waveform is not affected by the reflected wave, and a desired output torque can be obtained. In particular, when the injection rate waveform is rectangular, the waveform is prevented from being disturbed, and a desired output torque can be reliably obtained.
Further, the time during which the high-pressure fuel is applied to the injector can be shortened, the leaked fuel leaking from the injector can be reduced, the wasteful driving of the supply pump can be reduced, and the fuel consumption can be improved.
[0054]
According to the invention of claim 5, in the fuel injection device having the high pressure common rail and the low pressure common rail, when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve, The pressure control valve was controlled so that the fuel pressure of the low pressure common rail would be the maximum allowable pressure. For this reason, the return fuel flowing out from the low pressure common rail through the pressure control valve can be reduced, and wasteful driving of the supply pump can be reduced to improve fuel efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a two-common rail type fuel injection device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a boot-shaped injection rate waveform and a driving state of an electromagnetic valve in the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a rectangular injection rate waveform and a driving state of a solenoid valve in the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the electronic control device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a structure in which an injector and a pressure switching valve are integrated.
FIG. 6 is a timing chart showing an operation state in the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a pressure-increasing piston type fuel injection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an injection rate waveform in which initial injection is suppressed and a driving state of an electromagnetic valve in the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a rectangular injection rate waveform and a driving state of a solenoid valve in a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 High-pressure fuel supply pump
2 Fuel tank
3 High pressure common rail
4 Electronic control unit
5 Fuel passage
6 Injector
7 Injector-driven solenoid valve
8 Pressure switching solenoid valve
9 Branch fuel passage
10 Low pressure common rail
11 Check valve
12 Orifice
13 Pressure control valve
21 Fuel supply pump
22 Fuel tank
23 Common rail
24 Electronic control unit
25 Check valve
26 Fuel passage
27 Injector
28 Injector-driven solenoid valve
30 Booster piston
31 cylinders
32 piston
33 Return spring
34 Cylinder chamber
35 Pressurizing chamber
40 passage
41 Orifice
42 passage
43 Booster Piston Solenoid Valve
44 passage
45 passage

Claims

A high-pressure fuel source capable of supplying high-pressure fuel;
A low pressure fuel source capable of supplying low pressure fuel having a pressure lower than the fuel pressure of the high pressure fuel source;
An injector connected to the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source via a fuel passage;
A first control valve for controlling fuel injection from the injector;
A second control valve for controlling one of the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source to act on the injector to change the fuel pressure supplied to the injector;
Control means for controlling the first control valve and the second control valve to change the fuel injection pressure waveform shape by changing the fuel pressure supplied to the injector;
The control means sets the opening timing of the second control valve to the reflected wave in the fuel passage when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. The fuel injection device is characterized in that the fuel injection device is set at a time not affected by

The control means has a predetermined period (ΔTo) from the opening timing of the second control valve to the opening timing of the first control valve, and a reflected wave reaches the injector from the opening timing of the second control valve. 2. The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel injection device is set based on a period (ΔTr) until the fuel pressure is restored and a period (ΔTm) until the fuel pressure is restored after the reflected wave reaches the injector.

The high-pressure fuel source includes a high-pressure fuel supply pump, a high-pressure common rail that stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel supply pump and is connected to the fuel passage, and
The low-pressure fuel source includes a low-pressure common rail that stores fuel supplied from the high-pressure common rail side via the second control valve, and a pressure control valve that controls the fuel pressure in the low-pressure common rail to low-pressure fuel. Configured,
The control means sets the fuel pressure in the low-pressure common rail to the allowable maximum pressure of the low-pressure common rail when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. The fuel injection device according to claim 1, wherein the pressure control valve is controlled as described above.

The low-pressure fuel source is composed of a low-pressure fuel supply pump, a low-pressure common rail that stores the low-pressure fuel supplied from the low-pressure fuel supply pump and is connected to the fuel passage, and
The high pressure fuel source includes a fuel pressure increasing mechanism for increasing the low pressure fuel of the low pressure common rail, and the fuel pressure increasing mechanism is operated by valve opening control of the second control valve to supply high pressure fuel to the injector side. The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel injection device is configured to supply the fuel injection device.

A high-pressure fuel source capable of supplying high-pressure fuel;
A low pressure fuel source capable of supplying low pressure fuel having a pressure lower than the fuel pressure of the high pressure fuel source;
An injector connected to the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source via a fuel passage;
A first control valve for controlling fuel injection from the injector;
A second control valve for controlling one of the high-pressure fuel source and the low-pressure fuel source to act on the injector to change the fuel pressure supplied to the injector;
Control means for controlling the first control valve and the second control valve to change the fuel injection pressure waveform shape by changing the fuel pressure supplied to the injector;
The high-pressure fuel source includes a high-pressure fuel supply pump, a high-pressure common rail that stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel supply pump and is connected to the fuel passage, and
The low-pressure fuel source includes a low-pressure common rail that stores fuel supplied from the high-pressure common rail side via the second control valve, and a pressure control valve that controls the fuel pressure in the low-pressure common rail to low-pressure fuel. Configured,
The control means sets the fuel pressure in the low-pressure common rail to the allowable maximum pressure of the low-pressure common rail when the opening timing of the second control valve is set earlier than the opening timing of the first control valve. The fuel injection apparatus is characterized by controlling the pressure control valve as described above.