JP3896917B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料噴射する燃料噴射装置、特に、インジェクタの燃料溜に高圧燃料及び低圧燃料を選択的に供給することで、燃焼室への噴射率を変化させることができる燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃焼室にインジェクタにより燃料噴射する燃料噴射装置として、蓄圧室を成すコモンレールに燃料供給源からの高圧燃料を供給し、蓄圧室に貯留された高圧燃料をインジェクタの電磁弁の開時に燃焼室に噴霧するコモンレール式燃料噴射装置が知られている。
このコモンレール式燃料噴射装置の内、特に、図７に示すように、インジェクタ１００の燃料溜１１０に高圧燃料供給部１２０の高蓄圧室１２１及び低圧燃料供給部１３０の低蓄圧室１３１の各加圧燃料を切換え手段１４０を切換えることで選択的に供給できるコモンレール式燃料噴射装置が知られている。ここで、インジェクタ１００はインジェクタ本体１０１内の下部に噴口を開閉可能な針弁１０２を収容し、同針弁１０２の上部には針弁に噴口閉弁力を付与するための制御燃料を給排可能に収容する受圧室１０３を形成する。この受圧室１０３には主噴射路１７０より制御燃料が供給され、しかも、インジェクタ電磁弁１８０を介して燃料タンク２００に達する燃圧排出路１９０が接続されている。
【０００３】
このコモンレール式燃料噴射装置は、高蓄圧室１２１に対して高圧ポンプ１２２及び図示しない調圧機構を備えた燃料供給源より高圧燃料を供給し、低蓄圧室１３１の燃料圧を調圧器１６０で調圧している。ここで切換え手段１４０は高圧燃料路１２３の開放時に高蓄圧室１２１の高圧燃料を高圧燃料路１２３及び主噴射路１７０を介し燃料溜１１０に供給し、高噴射率の噴射（図８の符号Ｉｈ）を可能としている。更に、低蓄圧室１３１には流動規制部１５０を備えた低圧燃料路１３２を介し主噴射路１７０の燃料が供給され調圧器１６０で調圧され、切換え手段１４０の閉鎖時には低蓄圧室１３１の低圧燃料が燃料溜１１０に供給され低噴射率の噴射（図８の符号Ｉｌ）を可能としている。
【０００４】
このようにコモンレール式燃料噴射装置は１噴射行程での噴射率を増減切換え可能であり、図８に実線で示すように、インジェクタ電磁弁１８０（図８ではインジェクタ電磁弁Ａと記す）の開弁時期ｔ１ｓに対して切換え手段１４０（図８では切換電磁弁Ｂと記す）の開弁時期ｔ２ｓを所定ずれ時間αだけ遅れるように調整することで、初期噴射率を抑えたブーツ型噴射モードＭ１（ＩｌとＩｈが連続する）を選択できる。あるいは、切換え手段１４０の開弁時期ｔ２ｓ’をインジェクタ電磁弁１８０の開弁時期ｔ１ｓより前にずらすことで、高噴射率（針弁リフトに対応）の矩形噴射モードＭ２（Ｉｈが連続する破線で示すモード）を選択できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、噴射初期の噴射率を抑制したブーツ型噴射モードＭ１となるように制御する場合、最初の低圧噴射を行なうためには、インジェクタ電磁弁１８０をオンにして、受圧室１０３の制御燃圧を急激に降下させる必要があるが、特に、低圧燃料噴射の場合、低圧燃料路１３２を介し低蓄圧室１３１の燃料が受圧室１０３に供給されており、噴射開始時の受圧室１０３の制御油圧Ｐａの排出に時間がかかる。
【０００６】
その結果、針弁１０２の上昇速度が遅くなり、初期の噴射は針弁１０２と弁座（シート）１０５間の隙間（後述の図３中の符号ｅ１参照）が比較的小さい状態が継続することによる、いわゆるシート絞りの影響を多く受ける。このため、燃料の霧化状態が悪くなり、燃費の悪化や黒煙の排出が多くなっていた。また、燃圧排出路１９０の流出オリフィス１０４の径を大きく設定すれば、開弁速度を早めることは可能だが、閉弁速度が遅くなるため、燃費の悪化やＨＣ、黒煙の排出が多くなる問題がある。
【０００７】
一方、矩形噴射モードＭ２においては、受圧室１０３に高圧燃料路１９０の高圧燃料が供給されており、噴射開始時の受圧室１０３の制御油圧の排出は速やかになされる。しかし、この矩形噴射モードＭ２での閉弁時期ｔ１ｅにおいて、高圧コモンレール１２１から針弁１０２と対向する受圧室１１０に高圧燃料が流入している。ここで生じる噴口閉弁力は針弁１０２の下部側の燃料溜１１０に印加されている噴射圧（開弁圧）とのバランスに打ち勝つことにより、急激に閉弁作動することとなる。
【０００８】
この結果、針弁１０２を急激に閉弁すると、受圧室１０３の制御油圧Ｐａは図８に示すように急増する。このため、針弁１０２が弁座１０５に着座する着座速度が速くなり、着座速度が極度に高いと針弁１０２がバウンドし、例えば、図８に示すように、本来の着座時期ｔｒの後に針弁１０２がバウンドして不斉噴射Ｍｂが生じ、不要な燃料を噴射したり、シート部の耐久性を損ねたりという問題が生じる。
本発明は、以上のような課題に基づき、噴射開始時の針弁の開弁速度を速め、閉弁時の針弁の着座速度の過度な増大化を抑え、これによって、燃費の悪化やＨＣ、黒煙の排出の抑制及び不斉噴射の防止を達成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】
請求項１の発明は、インジェクタ本体の噴口を開閉可能な針弁と、同針弁に制御燃料圧相当の噴口閉弁力を付与する受圧室と、上記針弁に噴射燃料圧相当の噴口開弁力を付与する燃料溜とを有したインジェクタと、上記燃料溜に高圧燃料供給部の高圧燃料及び低圧燃料供給部の低圧燃料を選択的に供給する燃料供給手段と、上記低圧燃料供給部の低圧燃料を上記受圧室に導く低圧流入路と、上記低圧燃料供給部の低圧燃料と同低圧燃料の流動する上記低圧流入路上の上流分岐部及び下流分岐部間において並列接続された増圧機構が低圧燃料の供給を受けて増圧した増圧燃料とを制御燃料圧として選択的に上記受圧室にのみ供給する制御油圧切換え手段と、上記受圧室を同受圧室より延出する油圧排出路と遮断することで針弁に加わる上記噴口閉弁力が上記噴口開弁力を上回るようにして針弁を閉切換えし、上記受圧室を油圧排出路に連通することで針弁に加わる上記噴口閉弁力が上記噴口開弁力を下回るようにして針弁を開切換えするインジェクタ制御弁と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
このように、インジェクタ制御弁の制御油圧切換え手段からの制御油圧を針弁の少なくとも開切換え又は閉切換えに先立って増減調整して受圧室で受けるようにできる。例えば、閉切換え時の制御油圧を低圧燃料よりも高く高圧燃料よりも低い圧力とすることで、針弁の閉切換えにおける着座速度を比較的遅くして不斉噴射を防止でき、装置の耐久性を向上できる。更に、低圧燃料を用いて噴射開始する場合に、開切換え時の制御油圧を高圧燃料同等、又は前記閉切換え時の制御油圧よりも高い圧力とすることによって針弁の開切換えにおける開放速度が向上し、シート絞りにより霧化状態が悪化することを防止できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料噴射装置において、上記受圧室に印加される制御燃料相当の油圧は上記針弁の開切換えに先立つ圧力値の方が閉切換えに先立つ圧力値より高圧に設定されることを特徴とする。
このように、インジェクタ制御弁の制御油圧切換え手段からの制御油圧を針弁の開切換えに先立つ圧力値が閉切換えに先立つ圧力値より大きく、針弁の開切換えにおける開放速度が向上し、霧化状態の悪化を確実に防止でき、しかも、閉切換えに先立つ圧力値は中間圧力となり、着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の燃料噴射装置において、上記針弁が開切換え中より閉切換えが行われるに先立ち、上記制御油圧切換え手段の増圧機構が増圧燃料供給作動することを特徴とする。
ここでの制御油圧切換え手段の増圧機構は、針弁が開切換え中より閉切換えする直前に増圧燃料供給作動して中間圧力を受圧室に供給でき、着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の燃料噴射装置において、上記制御油圧切換え手段の増圧機構は上記針弁の開切換え及び閉切換えに先立ち増圧燃料供給作動することを特徴とする。
ここでは、針弁の開切換え及び閉切換えに先立ち、増圧機構はそれぞれ増圧燃料供給作動し、これにより噴射時の霧化状態の悪化を防止でき、針弁の着座速度を比較的遅くして不斉噴射を防止でき、装置の耐久性を向上できという装置を比較的簡素な構成で達成できる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１記載の燃料噴射装置において、上記燃料供給手段が上記インジェクタ制御弁の開切換え後に、前期高圧燃料供給部の加圧燃料を前記燃料溜に供給するように切換えることを特徴とする。
【００１５】
ここではインジェクタ制御弁の開切換え後に初期噴射率を抑えた低圧噴射期間を設定してブーツ型噴射モードでインジェクタを噴射駆動できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての燃料噴射装置を図１を参照して説明する。ここでの燃料噴射装置１は高圧と低圧の２つの蓄圧室を備えた燃料噴射装置であり、図示しない車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記す）２に装着される。
エンジン２はそのエンジン本体３内の各燃焼室（１つのみ示した）４に燃料噴射装置１により後述のブーツ型噴射モードＭ１或いは矩形型噴射モードＭ２での燃料噴射を行う。
【００１７】
燃料噴射装置１は、各燃焼室４に燃料噴射を行うインジェクタ５と、各インジェクタ５の燃料溜６に高圧燃料供給部ＰＨ、低圧燃料供給部ＰＬ及びインジェクタ切換制御部ＰＳからなる燃料供給手段９と、燃料噴射装置１の噴射制御機能を有するコントローラ７とを備える。
ここで、各インジェクタ５は高圧燃料供給部ＰＨ、低圧燃料供給部ＰＬ及びインジェクタ切換制御部ＰＳに対して並列的に同様に接続されることより、ここでは一つのインジェクタ５との接続構成を主に説明し、他のインジェクタの重複する説明を略す。
【００１８】
インジェクタ５はそのインジェクタ本体１１の下部に噴口８を形成され、同噴口８の内側に燃料溜６が形成される。図３に示すように、噴口８は針弁１２によって開閉されることで燃料溜６の高圧燃料を噴射し、停止することができる。針弁１２の他端である上端には噴射制御部を成す受圧室１３が形成され、受圧室１３には受圧ピストン１４が針弁１２を押圧可能に収容されている。
【００１９】
燃料溜６はインジェクタ本体１１内を貫通して延出する主噴射通路１５に接続される。この主噴射通路１５は高圧管路２０及び低圧管路１７に分岐して連通する。高圧管路２０は切換え手段１６を介し高圧貯留室を成す高圧コモンレール１８に連結され、低圧管路１７は流入規制部４３を介し低蓄圧室を成す低圧コモンレール１９に連結される。
インジェクタ５にはインジェクタ切換制御部ＰＳを成す高圧管路２０側の切換え手段１６、受圧室１３に連結される低圧流入路２１側の制御油圧切換え手段５８、油圧排出路２３側のインジェクタ電磁弁２２が連結される。
【００２０】
図２に示すように、制御油圧切換え手段５８は低圧流入路２１に対して並列状に増圧機構部３０を備える。増圧機構部３０は大小の内径のシリンダ室３０１、３０２を備え、ここに大小の外径で一体化し、或いは２つの円筒で別体に形成された増圧ピストン３０３を収容する。大径のシリンダ室３０１の端部は低圧流入路２１の上流分岐部（低圧コモンレール１９側）ｂ１に小径のシリンダ室３０２の端部は低圧流入路２１の下流分岐部（受圧室１３側）ｂ２に連通する。大径シリンダ室３０１の小径シリンダ室３０２側部位には大径シリンダ室３０１の燃圧を開放する増圧機構作動電磁弁としての増圧電磁弁４０を備えた油圧排出路５０と、低圧流入路２１の中間分岐部ｂ３に絞り５１を介し連通する調圧路５２とが接続される。更に、低圧流入路２１の下流分岐部ｂ２と中間分岐部ｂ３の間にはインジェクタ５側から低圧コモンレール１９側への燃料流動を防止する逆止弁５３が配設される。
【００２１】
増圧電磁弁４０はコントローラ７の駆動信号でオンオフ作動して油圧排出路５０及び大径のシリンダ室３０１間を開閉し、増圧ピストン３０３の大径部の表裏面に圧力差を生じさせて増圧ピストン３０３を図中左側に加圧作動させ、下流分岐部（インジェクタ側）ｂ２側の燃圧を加圧できる。
なお、符号５４は増圧ピストン３０３を上流分岐部（低圧コモンレール１９側）ｂ１に戻す戻しばねを示す。
【００２２】
高圧燃料供給部ＰＨは、燃料タンク２４と、同燃料タンク２４の燃料を高圧コモンレール１８に圧送する供給管２５と、供給管２５上に配備され、燃料タンク２４の燃料をフィルタ２６を介し吸入して高圧化し、高圧コモンレール１８に圧送する燃圧ポンプ２７とを備える。
燃圧ポンプ２７はポンプ本体内に各気筒と連結されるプランジャ室２８及び各プランジャ室２８内で加圧作動する各プランジャ２９を備え、各プランジャ２９はポンプカム軸３１、図示しない回転伝達系を介しエンジンのクランク軸３２により駆動される。
【００２３】
プランジャ室２８は供給管２５の流入部２５１と流出部２５２及び戻し路３３が連結され、戻し路３３は戻し電磁弁３４により開閉される。これにより戻し路３３の戻し燃料量を所定デューティー比Ｄｕｒで調整し、高圧コモンレール１８の高圧燃料を目標燃料圧である高圧コモンレール圧Ｐｈｃｒに増減調整している。
高圧コモンレール１８は気筒配列方向（紙面垂直方向）に向けた状態でエンジン本体３に支持され、供給管２５からの高圧燃料を貯留し、各インジェクタ５に向う高圧管路２０を分岐して延出し、各インジェクタ５の燃料溜６に高圧燃料を供給し、高噴射率の噴射を可能としている。
【００２４】
高圧管路２０の途中の切換え手段１６はインジェクタ切換制御部ＰＳの一部を成し、高圧管路２０を断続可能な弁体３５を備える。この弁体３５はこれに遮断力を付与する遮断ピストン３６が対設され、遮断ピストン３６は切換え圧受室３７に嵌合する。切換え圧受室３７は絞り３８を備えた流入路３９を介し低圧コモンレール１９の低圧管路１７に連通し、しかも切換え弁４６を介し、低圧戻し路４７を経て燃料タンク２４に連通する。
【００２５】
このような切換え手段１６は切換え弁４１がオフ時に、低圧戻し路４２を遮断して低圧コモンレール１９の低圧燃料Ｐｌｃｒを切換え圧受室３７に滞留させ、その燃圧相当の遮断力を遮断ピストン３６を介して弁体３５に付与し、高圧管路２０を遮断し、この際、燃料溜６に低圧管路１７よりの低圧燃料を供給できる。逆に切換え弁４１がオン時に、低圧戻し路４２を開放して切換え圧受室３７の低圧燃料を低圧戻し路４２に排出して弁体３５への遮断力を排除し、高圧管路２０を連通させ、この際、燃料溜６に高圧コモンレール１８よりの高圧燃料を供給できる。
低圧燃料供給部ＰＬは主噴射通路１５より分岐して延出する低圧管路１７と、その低圧管路１７の途中に配備された流入規制部４３と流入端側の低圧コモンレール１９とで構成される。
【００２６】
流入規制部４３は分岐路１７上に絞り４４と逆止弁４５を並列配備している。逆止弁４５は主噴射通路１５の高圧燃料が低圧コモンレール１９に流入するのを阻止し、絞り４４は主噴射通路１５より低圧コモンレール１９に流入する燃料の流入を規制することで、後述の調圧弁４６と協働して低圧コモンレール１９の燃圧を低圧化して保持することを可能としている。更に、低圧コモンレール１９には調圧弁４６を介して燃料タンク２４に達する低圧ドレーン路４７が連結される。この調圧弁４６は流入規制部４３との協働作用により低圧コモンレール２１の燃料圧を所定の低圧値に調圧保持し、しかも、切換え弁４１の遮断時に、低圧燃料を逆止弁４５を通して燃料溜６に供給し、低噴射率の噴射を可能としている。
【００２７】
インジェクタ５の受圧室１３の受圧ピストン１４には低圧コモンレール１９側に連通する低圧流入路２１よりの低圧燃料が制御油圧として導入されている。インジェクタ電磁弁２２のオフ時において、油圧排出路２３が遮断し、受圧ピストン１４は低圧燃料相当の閉弁力を針弁１２に加え、燃料噴射は停止状態に保持される。逆にインジェクタ電磁弁２２のオン時において、低圧戻し路２３が開放され、受圧室１３の燃料は油圧排出路２３に排除され、受圧ピストン１４に加わる閉弁力が開弁力を下回り、針弁１２が開作動して燃料噴射が成される。
【００２８】
コントローラ７はその入出力回路に多数のポートを有し、エンジンの運転情報を検出するための各種センサを接続しており、特に、エンジン２のアクセルペダル開度θａを検出するアクセルペダル開度センサ４８と、クランク角情報Δθを検出するクランク角センサ４９と、水温ｗｔを検出する水温センサ５５と、排気ガス温度Ｔｇを検出する温度センサ５６、大気圧ｐａを検出する大気圧センサ５７とが接続される。ここでクランク角情報Δθはコントローラ７においてエンジン回転数Ｎｅの導出に用いられる。
【００２９】
次に、図１の燃料噴射装置の作動をコントローラ７の制御処理に沿って説明する。
図示しない車両のエンジン２の駆動時において、コントローラ７は複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系で適宜駆動されている関連機器、センサ類の自己チェック結果を取込み、これが正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では図示しないエンジン制御処理ルーチンを実行し、その途中で図６に示す燃料噴射制御ルーチンを実行する。
【００３０】
燃料噴射制御ルーチンのステップｓ１に達すると、最新のデータ、例えば、クランク角度Δθ、エンジン回転数Ｎｅ、排気ガス温度Ｔｇ、水温ｗｔ、大気圧ｐａ等が取り込まれ、それぞれ記憶処理される。
【００３１】
ステップｓ２ではアクセルペダル開度θａ、エンジン回転数Ｎｅに基づき、ブーツ型噴射モードＭ１、又は矩形噴射モードＭ２のいずれかを選択する。ステップｓ３において、選択された噴射モードがいずれかの噴射モードか判定され、矩形型噴射モードＭ２の場合にはステップｓ８に、ブーツ型噴射モードＭ１の場合ステップｓ４に進む。
ステップｓ４では、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、水温ｗｔや大気圧ｐａの各補正値ｄｔ（低温域で比較的大きな補正値となる）、ｄｐより目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
【００３２】
ステップs５では高低コモンレールの燃圧Ｐｈｃｒ、Ｐｌｃｒをエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetより図３（ａ）、（ｂ）のコモンレール圧マップｍ１、ｍ２で導出し、これら値相当の出力（デューティー比）を高圧コモンレール１８側の戻し電磁弁３４、低圧コモンレール１９の調圧弁４６の図示しないコモンレール圧ドライバーにセットする。
ステップｓ６ではインジェクタ電磁弁２２の噴射開始時期ｔ１ｓ（図５参照）および切換え弁４１の切換え時期ｔ２ｓ（図５の開弁時期参照）をエンジン回転数Ｎｅに応じて図４（ｃ）の噴射時期マップｍ３で導出する。
【００３３】
更に、導出されたｔ１ｓとｔ２ｓより低圧噴射期間α（＝ｔ１ｓ−ｔ２ｓ）を求め、低圧コモンレールの燃圧Ｐｌｃｒと低圧噴射期間Δｔｉｎｊとより、低圧噴射期間に噴射される低圧燃料噴射量を算出する。そして、目標燃料噴射量ｑtargetから低圧燃料噴射量を差し引いた高圧燃料噴射量を求めて、目標高圧燃料噴射量と高圧コモンレール１８の圧力Ｐｈｃｒよりインジェクタ電磁弁２２及び切換弁４１の閉弁時期ｔ１ｅ、ｔ２ｅを導出する。
更に、ステップｓ６ではインジェクタ電磁弁２２駆動後のずれ期間ｇ経過時に増圧電磁弁４０をオフする増圧電磁弁開弁時期ｔａ（＝ｔ１ｓ＋ｇ）と、インジェクタ電磁弁２２の閉弁時期ｔ１ｅに対して先行処理期間ｋだけ先立つ付勢開始時期ｔｂ（＝ｔ１ｅ−ｋ）と、インジェクタ電磁弁２２閉弁後の所定の経過期間γの経過時に増圧電磁弁４０をオンする閉弁付勢開始時期ｔｃ（＝ｔ１ｅ＋γ）とを順次算出する。
【００３４】
ステップs７ではインジェクタ電磁弁２２の噴射開始時期ｔ１ｓ、切換え弁４１の切換え時期ｔ２ｓ、今回の低圧噴射期間α及びインジェクタ電磁弁２２及び切換え弁４１の閉弁時期ｔ１ｅ、ｔ２ｅに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされる。
更に、増圧電磁弁４０の増圧電磁弁開弁時期ｔａ（＝ｔ１ｓ＋ｇ）、付勢開始時期ｔｂ（＝ｔ１ｅ−ｋ）、閉弁付勢開始時期ｔｃ（＝ｔ１ｅ＋γ）に相当する情報を含む出力が増圧用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３５】
これに応じて燃料噴射用ドライバはクランク角Δθ信号に基き、インジェクタ電磁弁２２、切換え弁４１及び増圧電磁弁４０の各ドライバを駆動させ、カウントアップに応じて切換え出力を発して、ブーツ型噴射モードＭ１（図５参照）でインジェクタ５が噴射駆動する。
ステップｓ８の通常制御処理では矩形噴射モードＭ２での制御に入る。
ここでは基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、目標燃料噴射量ｑtarget（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を順次算出する。
【００３６】
更に、高コモンレールの燃圧Ｐｈｃｒはエンジン回転数Ｎｅと目標燃料噴射量ｑtargetより図示しない通常時コモンレール圧マップで導出し、この値相当の出力（デューティー比）を高圧コモンレール１８側の戻し電磁弁３４（低圧コモンレール１９の調圧弁４６は停止）に出力し、高コモンレールの燃圧Ｐｈｃｒを確保する。
更に、インジェクタ電磁弁２２の噴射開始時期ｔ１ｓ（図５参照）をエンジン回転数Ｎｅに応じて図示しない通常時噴射時期マップで導出する。更に、切換え弁４１の切換え時期ｔ２ｓ’を、図５に示すように、噴射開始時期ｔ１ｓより期間ｊだけ先立つ開弁時期として設定する。更に、高圧噴射期間β及び閉弁時期ｔ１ｅ、ｔ２ｅがブーツ型噴射の場合と同様に導出される。
【００３７】
次いで導出された開弁時期ｔ１ｓ、切換え時期ｔ２ｓ’ 、閉弁時期ｔ１ｅ、ｔ２ｅに相当する情報を含む出力が燃料噴射用ドライバ（図示せず）にセットされ、更に、ブーツ型噴射の場合と同様に、増圧電磁弁４０の増圧電磁弁開弁時期ｔａ、付勢開始時期ｔｂ、閉弁付勢開始時期ｔｃが導出され、各時期に相当する情報を含む出力が増圧用ドライバ（図示せず）にセットされ、この回の制御を終了させ、リターンする。
これに応じて燃料噴射用ドライバはクランク角Δθ信号に基き、インジェクタ電磁弁２２、切換え弁４１及び増圧電磁弁４０を駆動し、図５に２点鎖線で示す矩形噴射モードＭ２でインジェクタ５が噴射駆動する。
【００３８】
特に、ブーツ型噴射モードＭ１及び矩形噴射モードＭ２での各インジェクタ５の開駆動時において、増圧電磁弁４０を開切換え時である噴射開始時期ｔ１ｓに先立って、即ち、前行程での閉弁付勢開始時期ｔｃ（＝ｔ１ｅ＋γ）以後オンし、制御油圧切換え手段５８の増圧機構部３０を加圧作動させることで、受圧室（噴射制御部）１３の制御燃圧ＰＡを十分高圧となるように、即ち、高圧コモンレール１８の燃圧Ｐｈｃｒと同等圧、あるいはそれを上回る高圧に加圧作動している。
【００３９】
このように制御油圧を高圧コモンレール１８による高圧燃料（図５ではＰｈｃｒ≒ＰＡ）とすることで、破線で示した低圧コモンレール１９の制御燃圧（Ｐｌｃｒ）と比較して圧力差δが十分に大きくなり、制御燃料の受圧室（噴射制御部）１３からの排出速度が従来より速くなり、針弁下部に印加されている噴射燃料の圧力（開弁圧）とのバランスが応答性良く、いち早く崩れるため、針弁１２の上昇速度（開放速度）が向上する。即ち、図５に破線で示すような低燃料圧Ｐｌｃｒの場合の噴射率（≒針弁リフト）の変化に対し、実線で示すような高圧燃料（図５ではＰｈｃｒ≒ＰＡ）の場合、 針弁１２の上昇速度（開放速度）が十分に早められている。即ち、図３に示すような弁座５０１と針弁１２の隙間ｅ１が比較的速やかに増大することとなる。なお、図５中の符号ｐ１の段部は増圧電磁弁４０のオフがずれ期間ｇ経過することで、この間、受圧室１３の燃圧が下がりきらない状態を示す。
【００４０】
このように、従来のように受圧室１３の開弁時の燃圧が低いことに起因し、針弁がフルリフト途中において、隙間ｅ１が拡大せず、シート絞りが生じて霧化状態が悪化するという不適切な事態の発生を確実に防止でき、針弁の上昇期間が短縮されると共に、フルリフトに至るまでの時間も短縮され、適切な燃料噴射が可能となる。
更に、このようなブーツ型噴射モードＭ１及び矩形噴射モードＭ２でのインジェクタ５の閉弁時期ｔ１ｅにおいて、この閉弁時期ｔ１ｅに対して先行処理期間ｋだけ先立つ付勢開始時期ｔｂ（＝ｔ１ｅ−ｋ）に増圧電磁弁４０をオンする。これにより、受圧室１５の制御燃圧は先行処理期間ｋの期間幅に応じて増加し、中間圧力Ｐｍｃｒとなる。
【００４１】
ここで中間圧力Ｐｍｃｒは低圧コモンレールの燃圧Ｐｌｃｒより大きく、高圧コモンレール１８の圧力Ｐｈｃｒより小さく設定され、ここでは、 中間圧力Ｐｍｃｒ｛≒（Ｐｌｃｒ＋Ｐｈｃｒ）／２｝に設定される。
即ち、ここでの制御燃料相当の油圧ＰＡは針弁１２の開切換え（ｔ１ｓ）に先立つ圧力値（圧力Ｐｈｃｒ）の方が閉切換え（ｔ１ｅ）に先立つ圧力値（中間圧力Ｐｍｃｒ）より高圧に設定される。即ち、 高圧コモンレール１８の圧力Ｐｈｃｒより小さく中間圧力Ｐｍｃｒが設定されるので、 中間圧力Ｐｍｃｒを受けた針弁１２の着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
【００４２】
なお、図５には、図７の従来装置における受圧室１０３の制御燃圧ＰＡの変動を破線で示した（図７の制御燃圧Ｐａと同一）。ここでは受圧室１０３の制御燃圧が急増し、着座時期ｔｒが本実施形態における着座時期ｔｒ’と比較して速まり、結果として、不斉噴射Ｍｂが発生するという状態を示しているが、このような状態を図１の燃料噴射装置は確実に防止でき、このような針弁１２及び弁座５０１を含む燃料噴射装置１全体としての耐久性が向上する。
【００４３】
更に、図１の燃料噴射装置１の制御油圧切換え手段５８は、針弁１２が開切換え中より閉切換えする直前に増圧燃料供給作動して中間圧力ｐｍｃｒを受圧室１３に供給でき、着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
更に、 図１の燃料噴射装置１は、針弁１２の開切換え（噴射開始時期ｔ１ｓ、切換え時期ｔ２ｓ）、閉切換え（閉弁時期ｔ１ｅ、ｔ２ｅ）に先立ち、制御油圧切換え手段５８の増圧機構部３０はそれぞれ増圧燃料供給作動し、これにより噴射時の霧化状態の悪化を防止でき、針弁の着座速度を比較的遅くして不斉噴射を防止でき、装置の耐久性を向上できという装置を比較的簡素な構成で達成できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、インジェクタ制御弁の制御油圧切換え手段からの制御油圧を針弁の少なくとも開切換え又は閉切換えに先立って増減調整して受圧室で受けるようにできる。例えば、閉切換え時の制御油圧を低圧燃料よりも高く高圧燃料よりも低い圧力とすることで、針弁の閉切換えにおける着座速度を比較的遅くして不斉噴射を防止でき、装置の耐久性を向上できる。
【００４５】
請求項２の発明は、インジェクタ制御弁の制御油圧切換え手段からの制御油圧を針弁の開切換えに先立つ圧力値が閉切換えに先立つ圧力値より大きく、針弁の開切換えにおける開放速度が向上し、霧化状態の悪化を確実に防止でき、しかも、閉切換えに先立つ圧力値は中間圧力となり、着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
【００４６】
請求項３の発明での制御油圧切換え手段の増圧機構は、針弁が開切換え中より閉切換えする直前に増圧燃料供給作動して中間圧力を受圧室に供給でき、着座速度を適度に抑制でき、応答性を保持した上で不斉噴射を抑制できる。
【００４７】
請求項４の発明は、針弁の開切換え及び閉切換えに先立ち、増圧機構はそれぞれ増圧燃料供給作動し、これにより噴射時の霧化状態の悪化を防止でき、針弁の着座速度を比較的遅くして不斉噴射を防止でき、装置の耐久性を向上できという装置を比較的簡素な構成で達成できる。
【００４８】
請求項５の発明は、インジェクタ制御弁の開切換え後に初期噴射率を抑えた低圧噴射期間を設定してブーツ型噴射モードでインジェクタを噴射駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料噴射装置の概略構成図である。
【図２】図１の燃料噴射装置が用いる制御油圧切換え手段の概略構成図である。
【図３】図１の燃料噴射装置が用いるインジェクタの部分切欠断面図である。
【図４】図１の燃料噴射装置が用いるマップの特性線図であり、（ａ）のマップは低コモンレール圧Ｐｌｃｒを、（ｂ）のマップは高コモンレール圧Ｐｈｃｒを、（ｃ）のマップは噴射時期の演算に用いる。
【図５】図１の燃料燃料噴射装置の弁駆動特性、噴射率特性説明図である。
【図６】図１の燃料噴射装置の燃料噴射制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】従来の燃料噴射装置の概略構成図である。
【図８】燃料噴射装置の弁駆動特性、噴射率特性説明図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
２ エンジン
４ 燃焼室
５ インジェクタ
６ 燃料溜
８ 噴口
９ 燃料供給手段
１１ インジェクタ本体
１２ 針弁
１３ 受圧室
１７ 低圧管路
２１ 低圧流入路
２２ インジェクタ制御弁
２３ 油圧排出路
３０ 増圧機構部
５８ 制御油圧切換え手段
ＰＡ 制御燃料圧
ＰＨ 高圧燃料供給部
ＰＬ 低圧燃料供給部

Claims (5)

1. インジェクタ本体の噴口を開閉可能な針弁と、同針弁に制御燃料圧相当の噴口閉弁力を付与する受圧室と、上記針弁に噴射燃料圧相当の噴口開弁力を付与する燃料溜とを有したインジェクタと、
   上記燃料溜に高圧燃料供給部の高圧燃料及び低圧燃料供給部の低圧燃料を選択的に供給する燃料供給手段と、
   上記低圧燃料供給部の低圧燃料を上記受圧室に導く低圧流入路と、
   上記低圧燃料供給部の低圧燃料と同低圧燃料の流動する上記低圧流入路上の上流分岐部及び下流分岐部間において並列接続された増圧機構が低圧燃料の供給を受けて増圧した増圧燃料とを制御燃料圧として選択的に上記受圧室にのみ供給する制御油圧切換え手段と、
   上記受圧室を同受圧室より延出する油圧排出路と遮断することで針弁に加わる上記噴口閉弁力が上記噴口開弁力を上回るようにして針弁を閉切換えし、上記受圧室を油圧排出路に連通することで針弁に加わる上記噴口閉弁力が上記噴口開弁力を下回るようにして針弁を開切換えするインジェクタ制御弁と、を具備したことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   上記受圧室に印加される制御燃料相当の油圧は上記針弁の開切換えに先立つ圧力値の方が閉切換えに先立つ圧力値より高圧に設定されることを特徴とする燃料噴射装置。
3. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   上記針弁が開切換え中より閉切換えが行われるに先立ち、上記制御油圧切換え手段の増圧機構が増圧燃料供給作動することを特徴とする燃料噴射装置。
4. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   上記制御油圧切換え手段の増圧機構は上記針弁の開切換え及び閉切換えに先立ち増圧燃料供給作動することを特徴とする燃料噴射装置。
5. 請求項１記載の燃料噴射装置において、
   上記燃料供給手段が上記インジェクタ制御弁の開切換え後に、上記高圧燃料供給部の加圧燃料を上記燃料溜に供給するように切換えることを特徴とする燃料噴射装置。

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