JP4134979B2 - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関、特にディーゼル機関用の燃料噴射装置に関する。
内燃機関用の燃料噴射装置として、コモンレールシステムが知られている。このコモンレールシステムは、燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器(コモンレール)を備え、その蓄圧器より供給される高圧燃料をインジェクタより内燃機関の気筒内へ噴射するシステムであり、噴射圧力と噴射量とを独立に制御できる等の優れた性能を有している。このようなコモンレールシステムに対し、近年、排気ガス浄化、及び燃費低減の見地から、さらに高性能化の要求があり、噴射圧力を高めることが必要になっている。これを簡易に実現できる公知技術が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載された燃料噴射装置は、コモンレールシステムの長所である「ノズルの開閉動作を油圧で制御する機構」を備えると共に、蓄圧器の燃料を増圧する増圧機構を備えている。この増圧機構を備えることで、より高圧での噴射ができるだけでなく、増圧と噴射の両方を制御することができる。その結果、1噴射サイクルの中で噴射圧力を変えることが可能であり、低圧での微小噴射と超高圧での主噴射を実現できると共に、噴射率のパターンを最適化できるので、よりミクロな燃焼の最適化ができるようになる。
ところが、上記の公知技術(特許文献1)では、本質的に2つの動作、すなわち増圧動作と噴射動作を各々独立に制御することが必要であるため、アクチュエータが少なくとも2個必要になる等、システムの構成が複雑になり、それに伴ってコストが高くなるという問題を有している。
これに対し、上記の公知技術(特許文献1)と同等の機能をより簡易に実現できる別のシステムが提案されている(特許文献2参照)。
図11は特許文献2に記載された燃料噴射装置の油圧回路図である。
この燃料噴射装置は、1つのアクチュエータによって駆動される制御弁100を有し、この制御弁100と増圧器110およびノズル120とが、それぞれ燃料通路130、140によって接続され、更に、燃料通路150を介して蓄圧器160に接続されている。 制御弁100は、燃料通路130、140に接続される油圧ポート101と、低圧側のドレン通路170に接続される低圧ポート102とが設けられ、弁体103が油圧ポート101と低圧ポート102との間を遮断する閉弁位置(図11に示す状態)と、油圧ポート101と低圧ポート102との間を連通する開弁位置との間で駆動される。
弁体103が閉弁位置に駆動されると、蓄圧器160の燃料圧力が増圧器110の制御室111およびノズル120の背圧室121に供給される。このとき、増圧器110では、内蔵する油圧ピストン112に対し、上下両側の油圧がバランスするため、蓄圧器160から燃料通路180を通って加圧室113に供給された燃料が増圧されることはない。一方、ノズル120では、背圧室121の燃料圧力を受けて、内蔵するニードル(図示せず)が閉弁状態を維持するため、噴射は行われない。
次に、弁体103が開弁位置に駆動されると、制御弁100の油圧ポート101と低圧ポート102とが連通するため、制御室111および背圧室121の燃料圧力が制御弁100を介して低圧側に開放される。これにより、増圧器110では、油圧ピストン112の上下両側の圧力バランスがくずれて、油圧ピストン112が図示下方へ移動することにより、加圧室113の燃料が増圧されてノズル120に供給される。また、ノズル120では、背圧室121の燃料圧力が低下してニードルがリフトすることにより、増圧器110より供給される超高圧の燃料が噴射される。
特許第2885076号公報 特開2003−106235号公報
ところが、特許文献2に記載された燃料噴射装置は、増圧器110の制御室111およびノズル120の背圧室121が常時蓄圧器160に接続されている。つまり、制御弁100の開閉状態に係わりなく、制御室111および背圧室121は、それぞれ蓄圧器160に常時連通している。このため、各燃料通路130、140、150にそれぞれ絞り190、200、210が設けられているが、この3個の絞り190〜210を用いても、各絞り190〜210が互いに影響を及ぼすため、増圧器110の作動およびノズル120の作動を最適に制御することは困難である。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、1つのアクチュエータによって駆動される制御弁により、増圧器の増圧動作とノズルの噴射動作とを高精度に制御でき、アクチュエータを1つにしたことによる制御自由度の低下を防止できる内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。
(請求項1の発明)
本発明は、増圧器の制御室に通じる燃料通路またはノズルの背圧室に通じる燃料通路に設けられる油圧弁と、一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して油圧回路に接続させると共に、油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、制御室と背圧室との何方か一方の燃料圧力が制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されることにより、増圧器の作動およびノズルの作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、制御室または背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御されて作動する増圧器またはノズルの作動に対して、背圧室または制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されて作動するノズルまたは増圧器の作動に遅れが生じるように、導入路に絞りを設けたことを特徴とする。
上記の構成によれば、導入路に絞りを設けることで、油圧弁が作動するタイミングを遅らせることができる。例えば、制御室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、背圧室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、油圧弁の作動タイミングが遅れる分だけ、増圧器の作動に対してノズルの作動に遅れが生じる。この場合、増圧器により増圧が進行した状態で噴射が行われるので、噴射の初期から超高圧の噴射を実現できる。
一方、背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、ノズルの作動に対して増圧器の作動に遅れが生じる。この場合、増圧が進まないうちに噴射が行われるので、噴射の初期を低圧(蓄圧器の燃料圧力)にできる。
また、本発明は、制御弁と制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に油圧弁が設けられ、流れ方向規制手段は、制御弁から制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の閉弁時(弁体が他方の燃料通路を閉じた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が制御弁を介して一方の燃料通路より制御室に供給される。油圧弁が開弁すると、その油圧弁が設けられた他方の燃料通路を通じて制御室と制御弁とが連通するため、制御室の燃料が他方の燃料通路を通って制御弁に流れる。その結果、制御室の燃料圧力が低下して、増圧器により燃料の増圧が行われる。
これにより、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できるので、ノズルの作動に対して、増圧器の作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項2の発明)
本発明は、増圧器の制御室に通じる燃料通路またはノズルの背圧室に通じる燃料通路に設けられる油圧弁と、一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して油圧回路に接続させると共に、油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、制御室と背圧室との何方か一方の燃料圧力が制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されることにより、増圧器の作動およびノズルの作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、制御室または背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御されて作動する増圧器またはノズルの作動に対して、背圧室または制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されて作動するノズルまたは増圧器の作動に遅れが生じるように、前記油圧弁の作動圧力が設定されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の作動圧力を適宜に設定することで、油圧弁が作動するタイミングを遅らせることができる。例えば、制御室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、背圧室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、油圧弁の作動タイミングが遅れる分だけ、増圧器の作動に対してノズルの作動に遅れが生じる。この場合、増圧器により増圧が進行した状態で噴射が行われるので、噴射の初期から超高圧の噴射を実現できる。
一方、背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、ノズルの作動に対して増圧器の作動に遅れが生じる。この場合、増圧が進まないうちに噴射が行われるので、噴射の初期を低圧(蓄圧器の燃料圧力)にできる。
また、本発明は、制御弁と制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に油圧弁が設けられ、流れ方向規制手段は、制御弁から制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の閉弁時(弁体が他方の燃料通路を閉じた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が制御弁を介して一方の燃料通路より制御室に供給される。油圧弁が開弁すると、その油圧弁が設けられた他方の燃料通路を通じて制御室と制御弁とが連通するため、制御室の燃料が他方の燃料通路を通って制御弁に流れる。その結果、制御室の燃料圧力が低下して、増圧器により燃料の増圧が行われる。
これにより、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できるので、ノズルの作動に対して、増圧器の作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項3の発明)
本発明は、増圧器の制御室に通じる燃料通路またはノズルの背圧室に通じる燃料通路に設けられる油圧弁と、一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して油圧回路に接続させると共に、油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、制御室と背圧室との何方か一方の燃料圧力が制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されることにより、増圧器の作動およびノズルの作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、制御室または背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御されて作動する増圧器またはノズルの作動に対して、背圧室または制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御されて作動するノズルまたは増圧器の作動に遅れが生じるように、導入路に絞りを設けると共に、油圧弁の作動圧力が設定されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、導入路に設けた絞りの効果と、油圧弁の作動圧力との協働により、油圧弁が作動するタイミングを遅らせることができる。例えば、制御室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、背圧室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、油圧弁の作動タイミングが遅れる分だけ、増圧器の作動に対してノズルの作動に遅れが生じる。この場合、増圧器により増圧が進行した状態で噴射が行われるので、噴射の初期から超高圧の噴射を実現できる。
一方、背圧室の燃料圧力が制御弁により直接制御され、制御室の燃料圧力が油圧弁を介して間接的に制御される場合であれば、ノズルの作動に対して増圧器の作動に遅れが生じる。この場合、増圧が進まないうちに噴射が行われるので、噴射の初期を低圧(蓄圧器の燃料圧力)にできる。
また、本発明は、制御弁と制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に油圧弁が設けられ、流れ方向規制手段は、制御弁から制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の閉弁時(弁体が他方の燃料通路を閉じた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が制御弁を介して一方の燃料通路より制御室に供給される。油圧弁が開弁すると、その油圧弁が設けられた他方の燃料通路を通じて制御室と制御弁とが連通するため、制御室の燃料が他方の燃料通路を通って制御弁に流れる。その結果、制御室の燃料圧力が低下して、増圧器により燃料の増圧が行われる。
これにより、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できるので、ノズルの作動に対して、増圧器の作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項4〜6の発明)
本発明によれば、制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して制御弁に接続されると共に、油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して低圧側のドレン通路に接続され、流れ方向規制手段は、制御弁から制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の閉弁時(弁体が第2の燃料通路を閉じた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が制御弁を介して第1の燃料通路より制御室に供給される。油圧弁が開弁すると、油圧弁が設けられた第2の燃料通路を通じて制御室とドレン通路とが連通するため、制御室の燃料が第2の燃料通路を通ってドレン通路に流れる。その結果、制御室の燃料圧力が低下して、増圧器により燃料の増圧が行われる。
これにより、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できるので、ノズルの作動に対して、増圧器の作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項7〜9の発明)
本発明によれば、制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して制御弁に接続されると共に、油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して蓄圧器に接続され、流れ方向規制手段は、制御室から制御弁に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の開弁時(弁体が第2の燃料通路を開いた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が第2の燃料通路を通って制御室に供給される。油圧弁が閉弁すると、蓄圧器から制御室に供給される燃料圧力が遮断され、制御室の燃料が第1の燃料通路を通って制御弁に流れる。その結果、制御室の燃料圧力が低下して、増圧器により燃料の増圧が行われる。これにより、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できるので、ノズルの作動に対して、増圧器の作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項10〜12の発明)
本発明によれば、制御弁と背圧室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、制御弁から背圧室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする。
上記の構成によれば、油圧弁の閉弁時(弁体が他方の燃料通路を閉じた状態)に、蓄圧器の燃料圧力が制御弁を介して一方の燃料通路より背圧室に供給される。油圧弁が開弁すると、その油圧弁が設けられた他方の燃料通路を通じて背圧室と制御弁とが連通するため、背圧室の燃料が他方の燃料通路を通って制御弁に流れる。その結果、背圧室の燃料圧力が低下して、ノズルより燃料噴射が行われる。
これにより、油圧弁を介して背圧室の燃料圧力を間接的に制御できるので、増圧器の作動に対して、ノズルの作動に遅れを生じさせることが可能である。
(請求項13の発明)
請求項1〜12に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁は、油圧回路に接続される切替ポートと、蓄圧器に通じる入力ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、弁体が低圧ポートと切替ポートとの間を遮断して、入力ポートと切替ポートとの間を連通する油圧供給モードと、弁体が入力ポートと切替ポートとの間を遮断して、低圧ポートと切替ポートとの間を連通する油圧開放モードとを選択的に切り替える二位置三方弁であることを特徴とする。
上記の構成によれば、切替ポートは、入力ポートと低圧ポートの何方か一方と選択的に連通し、両ポート(入力ポートおよび低圧ポート)と同時に連通することはない。従って、蓄圧器と増圧器の制御室およびノズルの背圧室とが常時連通することはなく、油圧開放モードが選択された時、つまり、制御室および背圧室の燃料圧力が低圧側に開放される時に、蓄圧器に通じる入力ポートは、切替ポートおよび低圧ポートとの間が弁体によって遮断されている。これにより、油圧開放モードが選択された時に、蓄圧器の燃料が低圧側に垂れ流しされることはなく、エネルギーロスを抑制できるので、内燃機関の燃費低下を防止できる。
(請求項14の発明)
請求項1〜13に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、二位置二方弁であることを特徴とする。
本発明の油圧弁は、制御室に通じる燃料通路または背圧室に通じる燃料通路を弁体によって開閉するだけであり、燃料の流れ方向を切り替える必要がないので、簡易な二位置二方弁として構成することができ、安価に製造できる。
(請求項15の発明)
請求項1〜14に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、導入路より導入される油圧と蓄圧器の燃料圧力との差圧で作動することを特徴とする。
導入路より油圧弁に導入される油圧は、制御弁によって制御される。すなわち、制御弁が油圧回路を高圧側に接続すると、油圧弁に導入路を介して高圧が導入されるため、蓄圧器の燃料圧力との差圧が小さくなって、油圧弁が閉弁または開弁する。一方、制御弁が油圧回路を低圧側に接続すると、油圧弁に導入路を介して低圧が導入されるため、蓄圧器の燃料圧力との差圧が大きくなって、油圧弁が開弁または閉弁する。
(請求項16の発明)
請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、背圧室に接続される燃料通路に絞りが設けられ、この絞りの値により、ニードルの移動速度が可変設定されることを特徴とする。
これにより、ノズルの噴射特性を最適に制御できる。
(請求項17の発明)
請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、制御室に接続される燃料通路に絞りが設けられ、この絞りの値により、油圧ピストンの移動速度が可変設定されることを特徴とする。
これにより、増圧器の増圧動作を最適に制御できる。
(請求項18の発明)
請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、背圧室に接続される燃料通路および制御室に接続される燃料通路に、それぞれ絞りが設けられ、これらの絞りの値により、ニードルの移動速度および油圧ピストンの移動速度が可変設定されることを特徴とする。
これにより、ノズルの噴射特性および増圧器の増圧動作を最適に制御できる。
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
図1は実施例1に係る燃料噴射装置の油圧回路図であり、図2〜4は燃料噴射装置に用いられる制御弁および油圧弁の具体的な構成を含む油圧回路図である。
本発明の燃料噴射装置1は、例えば、車両用ディーゼル機関のコモンレールシステムに採用されるもので、図1に示す様に、燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器2と、この蓄圧器2より供給される燃料を増圧する増圧器3と、蓄圧器2より供給される燃料または増圧器3によって増圧された燃料を噴射するノズル4と、増圧器3の作動およびノズル4の作動を制御する制御弁5等を備える。なお、蓄圧器2を除く増圧器3、ノズル4、および制御弁5等は、図5に示す様に、燃料噴射弁6として構成されている。
蓄圧器2は、燃料配管7によって燃料噴射弁6に接続され、蓄圧器2に蓄圧された燃料が燃料配管7を通って燃料噴射弁6に供給される。
増圧器3は、大径ピストン8aと小径プランジャ8bとが同心位置に設けられた油圧ピストン8を有し、この油圧ピストン8がボディ9(図5参照)に形成された大径ボアと小径ボアとに摺動可能に収容されている。大径ピストン8aが収容される大径ボアには、大径ピストン8aの上端面より上側に駆動室10が形成され、大径ピストン8aの下端面より下側に制御室11が形成されている。一方、小径プランジャ8bが収容される小径ボアには、小径プランジャ8bの下端面より下側に加圧室12が形成されている。
駆動室10は、燃料通路13を介して燃料配管7に接続され、その燃料配管7および燃料通路13を通じて蓄圧器2の燃料圧力が供給される。駆動室10の燃料圧力は、油圧ピストン8の上端面に作用して、油圧ピストン8を下向きに付勢している。
制御室11は、本発明の油圧回路の一部を形成する往復通路(以下に説明する)を介して制御弁5の切替ポート40(後述する)に接続され、その制御弁5により制御室11の燃料圧力が制御される。なお、制御室11には、図5に示す様に、油圧ピストン8を図示上方へ付勢するスプリング14が配設されている。
往復通路は、図1に示す様に、制御弁5の切替ポート40と制御室11との間を並列に接続する2本の燃料通路15、16によって形成される。一方の燃料通路15には、制御弁5から制御室11へ向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止する逆止弁17が設けられ、他方の燃料通路16には、油圧弁18(後述する)が設けられている。なお、2本の燃料通路15、16は、制御弁5の切替ポート40に接続される一端から制御室11に接続される他端までの通路全長を完全に独立して設けることもできるが、図1に示す様に、両通路15、16の一端側および他端側を共通に設けることもできる。
加圧室12は、逆止弁19を有する燃料通路20を介して前記燃料配管7に接続されると共に、燃料通路21を通じてノズル4に設けられる油溜まり4a(図5参照)に連通している。逆止弁19は、燃料通路20を加圧室12へ向かう燃料(蓄圧器2から供給される燃料)の流れを許容し、その逆流(蓄圧器2へ向かう流れ)を阻止する。これにより、蓄圧器2の燃料圧力が加圧室12に供給され、さらに燃料通路21を介してノズル4の油溜まり4aにも供給される。
ノズル4は、図5に示す様に、先端部に噴孔22が形成されたノズルボディ23と、このノズルボディ23の内部に収容されるニードル24と、このニードル24の図示上部に背圧室25を形成するノズルホルダ26等より構成され、前記ボディ9の下部に配置されて、リテーナ27によりボディ9に固定されている。
ノズルボディ23には、ニードル24の周囲に環状の燃料通路28が形成され、この燃料通路28の上流端に前記油溜まり4aが形成されている。また、燃料通路28と噴孔22との間に円錐状のシート面(図示せず)が形成されている。
背圧室25は、本発明の油圧回路の一部を形成する燃料通路29を介して制御弁5の切替ポート40に接続され、この制御弁5によって背圧室25の燃料圧力が制御される。なお、燃料通路29には、絞り30が設けられている。
ニードル24は、蓄圧器2の燃料圧力が背圧室25に供給されると、その蓄圧器2の燃料圧力と背圧室25に配設されたスプリング31(図5参照)の付勢力とを受けて閉弁方向(図5の下方)へ押圧され、ニードル24の先端部に設けられたシートライン(図示せず)が前記シート面に着座して燃料通路28と噴孔22との間を遮断する。一方、制御弁5を介して背圧室25の燃料圧力が開放されると、ニードル24がリフトして燃料通路28と噴孔22との間を開くことにより、油溜まり4aに供給される燃料が燃料通路28を通って噴孔22より噴射される。
制御弁5は、図5に示す様に、ボディ32に形成されたバルブ室5aと、このバルブ室5aに収容される弁体5bと、この弁体5bを駆動する二位置アクチュエータ33とを有し、前記ボディ9の上部に配置されて、リテーナ34によりボディ9に固定されている。 バルブ室5aには、図2に示す様に、燃料配管7に接続される燃料通路35を介して蓄圧器2の燃料圧力が供給される入力ポート36と、ドレン通路37を介して燃料タンク38に通じる低圧ポート39と、前記往復通路(燃料通路15、16)を介して増圧器3の制御室11に接続される第1の切替ポートと、燃料通路29を介してノズル4の背圧室25に接続される第2の切替ポートとが設けられている。以下、第1の切替ポートと第2の切替ポートを共通の切替ポート40として説明する。
弁体5bは、低圧ポート39と切替ポート40との間を遮断して、入力ポート36と切替ポート40との間を連通する油圧供給モード(図1、図2および図5に示す位置)と、入力ポート36と切替ポート40との間を遮断して、低圧ポート39と切替ポート40との間を連通する油圧開放モード(図3、図4に示す位置)とを切り替えることができる。すなわち、この制御弁5は、作動モードに応じて燃料の流れ方向を切り替える二位置三方弁として構成されている。
アクチュエータ33は、図2に示す様に、弁体5bに連結される円板状のアーマチャ41と、車両に搭載される電子制御装置(以下ECU42と呼ぶ)により通電制御される電磁コイル43と、アーマチャ41を図示下方へ付勢する戻りバネ44等より構成される。このアクチュエータ33は、電磁コイル43への通電によって磁力が発生すると、その磁力を受けてアーマチャ41が吸引され、戻りバネ44の反力に抗して図示上方へ移動することにより駆動力を発生する。また、電磁コイル43への通電が停止すると、磁力の消滅により、戻りバネ44の反力でアーマチャ41が押し戻されて、図2に示す初期状態へ復帰する。なお、図2に示す油圧回路図では、アーマチャ41の作動方向が図5と反対方向に示されている。つまり、図5では、電磁コイル43が通電されると、磁力を受けてアーマチャ41が図示下方へ移動するが、図2ではアーマチャ41が図示上方へ移動する様に示されている。
前記油圧弁18は、図2に示す様に、バルブ室18aと、このバルブ室18aに収容される弁体18bと、この弁体18bを付勢するスプリング18c等より構成される。
バルブ室18aには、増圧器3の制御室11に連通する入口側ポート45と、制御弁5の切替ポート40に連通する出口側ポート46とが設けられている。
弁体18bは、入口側ポート45と出口側ポート46との間を遮断する閉弁モード(図2、図3、図5に示す位置)と、入口側ポート45と出口側ポート46との間を連通する開弁モード(図4に示す位置)とを切り替えることができる。
スプリング18cは、バルブ室18aの図示下方に凹設された作動室18dに収容されて、弁体18bを閉弁方向(図2の上向き)へ付勢している。
この油圧弁18には、燃料通路35より分岐する分岐通路47を介して蓄圧器2の燃料圧力が常時導入され、その燃料圧力が弁体18bを開弁方向(図2の下向き)に付勢している。一方、作動室18dには、制御弁5の切替ポート40に接続される圧力導入路48を介して制御弁5の作動モードに応じた燃料圧力が導入される。すなわち、制御弁5が油圧供給モードに設定されると、蓄圧器2の燃料圧力が圧力導入路48を介して作動室18dに導入され、弁体18bを開弁方向へ付勢する力と、弁体18bを閉弁方向へ付勢する力との差が小さく、あるいは等しくなるため、スプリング18cの反力により弁体18bが閉弁方向に付勢されて閉弁モードが設定される。
また、制御弁5が油圧開放モードに設定されると、作動室18dが低圧側に通じることで、弁体18bに掛かる差圧が大きくなる(弁体18bを開弁方向へ付勢する力の方が閉弁方向へ付勢する力より大きい)ため、スプリング18cの反力に抗して、弁体18bが開弁方向に付勢されて開弁モードが設定される。すなわち、この油圧弁18は、作動モードに応じて燃料通路16を開閉する二位置二方弁として構成されている。
但し、実施例1では、制御弁5が油圧供給モードから油圧開放モードに切り替わった時に、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わるタイミングに遅れが生じる様に、圧力導入路48に絞り49(図1参照)が設けられ、その絞り49によって遅れ時間が設定されている。
次に、燃料噴射装置1の作動を図2〜図4および図6に示すタイムチャートを基に説明する。なお、図6の(1)、(2)、(3)は、それぞれ図2、図3、図4に示す状態に対応している。
アクチュエータ33の電磁コイル43がOFF状態の時は、図2に示す様に、制御弁5が油圧供給モードに設定される。この油圧供給モードでは、切替ポート40と低圧ポート39との間が遮断され、入力ポート36と切替ポート40とが連通するため、切替ポート40に蓄圧器2の燃料圧力が供給される。また、油圧弁18は、圧力導入路48を介して蓄圧器2の燃料圧力が作動室18dに導入されるため、閉弁モードとなる。
これにより、蓄圧器2の燃料圧力が、一方の燃料通路15を介して増圧器3の制御室11に供給されると共に、燃料通路29を介してノズル4の背圧室25にも供給される。この時、増圧器3では、蓄圧器2の燃料圧力が駆動室10および加圧室12にも供給されるため、油圧ピストン8の上下両端面に作用する燃料圧力がバランスする。その結果、油圧ピストン8がスプリング14(図5参照)に付勢されて図示上方に移動し、加圧室12の容積が拡大するのに伴って加圧室12に燃料が充填される。この状態では、ノズル4の背圧室25が蓄圧器2と同じ燃料圧力になっているので、ニードル24がリフトすることはなく、ノズル4内の燃料通路28と噴孔22との間が遮断されることにより、燃料が噴射されることはない。
次に、ECU42よりアクチュエータ33に駆動信号が出力され、電磁コイル43に通電されると、図3に示す様に、制御弁5が油圧供給モードから油圧開放モードに切り替わる。この油圧開放モードでは、入力ポート36と切替ポート40との間が遮断され、切替ポート40と低圧ポート39とが連通する。これにより、ノズル4の背圧室25が低圧側に連通して、背圧室25の燃料圧力が開放されるため、ニードル24がリフトして、油溜まり4aに供給される燃料が噴孔22より噴射される。
この時、油圧弁18は、背圧室25の燃料圧力が所定の圧力に低下するまで、図3に示す閉弁モードを維持するため、背圧室25の燃料圧力が開放されると同時に油圧ピストン8が作動することはない。従って、ノズル4の噴射圧力は、増圧器3によって増圧された超高圧ではなく、蓄圧器2の燃料圧力に略等しい。
その後、背圧室25の燃料圧力が所定の圧力まで低下し、更に、圧力導入路48の絞り49によって設定される遅れ時間を経て、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わる(図4参照)。これにより、油圧弁18を介して増圧器3の制御室11と制御弁5の切替ポート40とが連通するため、制御室11の燃料圧力が低圧側に開放される。その結果、油圧ピストン8に作用する上側と下側との圧力バランスが崩れるため、油圧ピストン8が駆動室10の燃料圧力に押圧されて下方へ押し下げられる。
この油圧ピストン8の増圧移動に伴い、加圧室12の燃料圧力が上がり始め、最終的には、大径ピストン8aと小径プランジャ8bとの断面積比に応じて加圧される。例えば、蓄圧器2の燃料圧力を50MPaとし、大径ピストン8aと小径プランジャ8bとの断面積比を4:1に設定した場合、加圧室12の燃料圧力は、4×50=200MPaとなる。これにより、増圧器3によって増圧された超高圧の燃料が、ノズル4より噴射される。
この後、所定のタイミング(例えば、所定の噴射量になった時点)で電磁コイル43への通電を停止すると、制御弁5が油圧開放モードから油圧供給モードに切り替わるため、蓄圧器2の燃料圧力がノズル4の背圧室25および増圧器3の制御室11に供給される。これにより、ノズル4では、背圧室25の燃料圧力が上昇してニードル24が押し戻されることにより、噴射が終了する。また、増圧器3では、制御室11の圧力上昇により、油圧ピストン8が即時に増圧作動を停止して、戻り行程を開始する。
図7にコンピュータシミュレーションによる数値解析の結果を示す。但し、油圧ピストン8の断面積比を2:1とした場合の例である。このシミュレーションによれば、上記の作動説明と略同様の作動および性能が得られることが分かる。
(実施例1の効果)
実施例1に記載した燃料噴射装置1は、制御弁5の切替ポート40と増圧器3の制御室11との間が2本の燃料通路15、16によって並列に接続されており、制御室11の圧力を開放する場合と、加圧する場合とで、異なる通路を使用することができる。つまり、制御室11に圧力を加える時は、逆止弁17が設けられた一方の燃料通路15を通って蓄圧器2の燃料圧力を制御室11に供給することができ、制御室11の圧力を開放する時は、油圧弁18が設けられた他方の燃料通路16を通って制御室11から低圧側に圧力を開放することができる。
上記の構成によれば、例えば、他方の燃料通路16に絞り(図示せず)を設けて制御室11の圧力開放速度を抑えることにより、図6の破線Aで示す様に、増圧器3の増圧速度(油圧ピストン8の移動速度)を変えることができる。あるいは、一方の燃料通路15に絞り(図示せず)を設けて制御室11の加圧速度を抑えることにより、図6の破線Bで示す様に、増圧器3の戻り速度(油圧ピストン8の移動速度)を変えることができる。
また、実施例1では、油圧弁18の作動室18dに通じる圧力導入路48に絞り49を設けているので、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わるタイミングを遅らせることができる。その結果、図6の破線Cで示す様に、増圧器3の作動(増圧開始時期)に遅れを与えることができる。この様に、増圧器3の増圧速度、増圧器3の戻り速度、および増圧器3の増圧開始時期を変えることにより、内燃機関の運転状態に応じて噴射率パターンの最適化が可能となる。この噴射率パターンの最適化は、良く知られている様に、内燃機関の排気ガス浄化、および出力向上に効果的である。また、増圧器3の戻り速度が変えられることで、特に、高速の内燃機関において、初期位置に戻す時間を速くする等の設定が、他の特性に影響することなく可能になる。
さらに、増圧開始時期を遅らせることにより、噴射の初期を低圧にでき、その期間を絞り49によって変えることができるだけでなく、超高圧を必要としない微小噴射等の時は、噴射状態になる時間が極めて短いため、加圧されないままの圧力(蓄圧器2の燃料圧力)で噴射することが可能である。
実施例1に記載した燃料噴射装置1では、制御弁5の作動モードを切り替える時に発生する僅かなスイッチングリーク以外、燃料の垂れ流しが発生しないため、エネルギーロスを抑制でき、内燃機関の燃費低下を防止できる。
また、制御弁5と増圧器3の制御室11とを2本の燃料通路15、16で並列に接続したことにより、増圧行程の終了を噴射終了と同時にできる。このため、増圧器3を無駄に作動させる必要がなく、駆動エネルギーの浪費を無くすことができる。
(変形例)
実施例1では、圧力導入路48に絞り49を設けて、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わるタイミングを遅らせることで、増圧器3の作動(増圧開始時期)に遅れを与えているが、絞り49を設ける代わりに、油圧弁18の作動圧力を適宜に設定することで遅れ時間を調整することも可能である。例えば、油圧弁18の弁体18bを付勢するスプリング18cの荷重によって遅れ時間を設定することもできる。あるいは、圧力導入路48に設けられた絞り49の効果と、油圧弁18の作動圧力との協働により、油圧弁18が作動するタイミングを遅らせることもできる。
図8は実施例2に係る燃料噴射装置1の油圧回路図である。
この実施例2に示す燃料噴射装置1は、油圧弁18の出口側ポート46に接続される通路構成が実施例1とは異なる。つまり、実施例1では、油圧弁18の出口側ポート46を制御弁5の切替ポート40に接続しているが、この実施例2では、図8に示す様に、油圧弁18の出口側ポート46が、出口通路50(第2の燃料通路の一部)を介してドレン通路37に接続されている。これにより、増圧器3の制御室11から短時間に比較的流量の多い燃料を流出させる必要がある場合に、制御弁5を通す必要がないため、制御弁5の小型化が可能となる。
なお、油圧弁18の作動室18d(図2参照)に通じる圧力導入路48に絞り49が設けられ、この絞り49の効果、あるいは、油圧弁18の作動圧力によって、増圧器3の作動(増圧開始時期)に生じる遅れ時間を設定できることは、実施例1と同じである。
図9は実施例3に係る燃料噴射装置1の油圧回路図である。
この実施例3に示す燃料噴射装置1は、増圧器3の制御室11に接続される流入路51(第2の燃料通路)に油圧弁18を設け、流出路52(第1の燃料通路)に逆止弁17を設けた場合の一例である。
流入路51は、蓄圧器2の燃料圧力を制御室11に供給するための燃料通路であり、図9に示す様に、油圧弁18の入口側ポート45が蓄圧器2に連通し、出口側ポート46が制御室11に通じている。
流出路52は、制御室11の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路であり、図9に示す様に、制御室11と制御弁5の切替ポート40とを接続している。
流入路51に設けられる油圧弁18は、制御弁5が油圧供給モードの時に、流入路51を開く開弁モード(図9に示す状態)となり、制御弁5が油圧開放モードの時に、流入路51を閉じる閉弁モードとなる。
流出路52に設けられる逆止弁17は、制御室11から制御弁5に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止するものである。
これにより、制御弁5が油圧供給モードに設定されると、流入路51を通じて蓄圧器2の燃料圧力が制御室11に供給され、制御弁5が油圧開放モードに切り替わると、流出路52を通じて制御室11の燃料圧力が低圧側に開放されることにより、増圧器3の増圧動作が開始される。
この実施例3においても、油圧弁18の作動室18d(図2参照)に通じる圧力導入路48に絞り49が設けられ、この絞り49の効果、あるいは、油圧弁18の作動圧力によって、増圧器3の作動(増圧開始時期)に生じる遅れ時間を設定できることは、実施例1と同じである。
この実施例3では、増圧の終了時点を含めた戻り行程の制御自由度を向上できるばかりでなく、噴射と増圧の開始タイミングを略等しくできるため、噴射率波形を初期から増圧して、デルタ形の噴射率パターンを得ることができる。また、増圧終了時期を遅らせることで、高圧でのアフター噴射も可能となる。
図10は実施例4に係る燃料噴射装置1の油圧回路図である。
この実施例4に示す燃料噴射装置1は、増圧器3の制御室11が、1本の燃料通路53によって制御弁5の切替ポート40に直接接続され、制御弁5の切替ポート40とノズル4の背圧室25との間が2本の燃料通路54、55によって並列に接続されている。
また、燃料通路54(第1の燃料通路)には、制御弁5から背圧室25に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止する逆止弁17が設けられ、燃料通路55(第2の燃料通路)には油圧弁18が設けられている。この油圧弁18は、制御弁5が油圧供給モードの時に、燃料通路55を閉じる閉弁モード(図10に示す状態)となり、制御弁5が油圧開放モードの時に、燃料通路55を開く開弁モードとなる。
この実施例4においても、油圧弁18の作動室18d(図2参照)に通じる圧力導入路48に絞り49が設けられ、この絞り49の効果、あるいは、油圧弁18の作動圧力によって、ノズル4の作動(噴射開始時期)に生じる遅れ時間を設定できる。
この実施例4の構成によれば、制御弁5が油圧供給モードから油圧開放モードに切り替わると、増圧器3の制御室11の圧力が即時に低下して増圧を開始し、遅れて油圧弁18が作動する(閉弁モードから開弁モードに切り替わる)と、背圧室25の圧力が低下して噴射を開始する。これにより、最初から増圧された超高圧での噴射を行うことができ、矩形の噴射率波形を得ることができる。
また、噴射終了時には、制御弁5が油圧供給モードに切り替わることで、増圧器3の増圧作動が即時に終了し、同時に、逆止弁17を有する一方の燃料通路54を通って、背圧室25に高圧(蓄圧器2の燃料圧力)が流入することで、噴射を素早く終了する。この挙動は、遅れて作動する油圧弁18によらずに実現される。この素早い噴射終了は、内燃機関より排出される黒煙を低減する効果がある。
燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例1)。 燃料噴射装置に用いられる制御弁および油圧弁の具体的な構成を含む油圧回路図である(実施例1)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例1)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例1)。 燃料噴射弁の構造を示す全体断面図である(実施例1)。 燃料噴射装置の作動に係るタイムチャートである(実施例1)。 燃料噴射装置の作動をシミュレーションにより数値解析した結果を示すグラフである(実施例1)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例2)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例3)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(実施例4)。 燃料噴射装置の油圧回路図である(従来技術)。
符号の説明
1 内燃機関用燃料噴射装置
2 蓄圧器
3 増圧器
4 ノズル
5 制御弁
5b 弁体(制御弁)
8 油圧ピストン
11 増圧器の制御室
15 一方の燃料通路(第2の燃料通路、実施例1)
16 他方の燃料通路(第1の燃料通路、実施例1)
18 油圧弁
18b 弁体(油圧弁)
24 ニードル
25 ノズルの背圧室
29 燃料通路(油圧回路)
33 二位置アクチュエータ
36 入力ポート(制御弁)
39 低圧ポート(制御弁)
40 切替ポート(制御弁)
48 圧力導入路
49 圧力導入路に設けられる絞り
50 出口通路(第2の燃料通路:実施例2)
51 流入路(第2の燃料通路:実施例3)
52 流出路(第1の燃料通路:実施例3)
54 燃料通路(第1の燃料通路:実施例4)
55 燃料通路(第2の燃料通路:実施例4)

Claims (18)

  1. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けた内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  2. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  3. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けると共に、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記制御室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  4. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けた内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して低圧側のドレン通路に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  5. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して低圧側のドレン通路に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  6. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けると共に、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して低圧側のドレン通路に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記制御室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  7. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けた内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して前記蓄圧器に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御室から前記制御弁に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  8. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して前記蓄圧器に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御室から前記制御弁に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  9. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けると共に、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御室は、燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段を有する第1の燃料通路を介して前記制御弁に接続されると共に、前記油圧弁が設けられた第2の燃料通路を介して前記蓄圧器に接続され、
    前記流れ方向規制手段は、前記制御室から前記制御弁に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  10. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けた内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記背圧室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記背圧室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  11. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記背圧室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記背圧室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  12. a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
    b)燃料の流入または流出により油圧が増減する制御室を有すると共に、この制御室の油圧の増減に応じて可動する油圧ピストンを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記蓄圧器より供給される燃料を増圧する増圧器と、
    c)燃料の流入または流出により油圧が増減する背圧室を有すると共に、この背圧室の油圧の増減に応じて可動するニードルを有し、前記蓄圧器より供給される燃料または前記増圧器によって増圧された燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
    d)前記蓄圧器の燃料圧力を前記制御室および前記背圧室に供給するための燃料通路と、前記制御室および前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路とを有する油圧回路と、
    e)前記制御室に通じる燃料通路または前記背圧室に通じる燃料通路に設けられると共に、この燃料通路を開閉可能な弁体を有し、前記油圧回路に接続される導入路を介して導入される油圧によって前記弁体の作動が制御される油圧弁と、
    f)一つの二位置アクチュエータによって駆動される弁体を内蔵し、この弁体により、前記蓄圧器に通じる高圧側と燃料タンクに通じる低圧側との何方か一方を選択して前記油圧回路に接続させると共に、前記油圧弁に導入される油圧を制御する制御弁とを備え、
    前記制御室と前記背圧室との何方か一方の燃料圧力が前記制御弁により直接制御され、他方の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されることにより、前記増圧器の作動および前記ノズルの作動を制御し、
    前記制御室または前記背圧室の燃料圧力が前記制御弁により直接制御されて作動する前記増圧器または前記ノズルの作動に対して、前記背圧室または前記制御室の燃料圧力が前記油圧弁を介して間接的に制御されて作動する前記ノズルまたは前記増圧器の作動に遅れが生じるように、前記導入路に絞りを設けると共に、前記油圧弁の作動圧力が設定されている内燃機関用燃料噴射装置であって、
    前記制御弁と前記背圧室との間を並列に接続する2本の燃料通路を有し、一方の燃料通路に燃料の流れ方向を規制する流れ方向規制手段が設けられ、他方の燃料通路に前記油圧弁が設けられ、前記流れ方向規制手段は、前記制御弁から前記背圧室に向かう燃料の流れを許容し、その逆流を阻止することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  13. 請求項1〜12に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記制御弁は、前記油圧回路に接続される切替ポートと、前記蓄圧器に通じる入力ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、
    前記弁体が、前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記入力ポートと前記切替ポートとの間を連通する油圧供給モードと、前記弁体が前記入力ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を連通する油圧開放モードとを選択的に切り替える二位置三方弁であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  14. 請求項1〜13に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記油圧弁は、二位置二方弁であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  15. 請求項1〜14に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記油圧弁は、前記導入路より導入される油圧と前記蓄圧器の燃料圧力との差圧で作動することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  16. 請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記背圧室に接続される燃料通路に絞りが設けられ、この絞りの値により、前記ニードルの移動速度が可変設定されることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  17. 請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記制御室に接続される燃料通路に絞りが設けられ、この絞りの値により、前記油圧ピストンの移動速度が可変設定されることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
  18. 請求項1〜15に記載した何れか1つの内燃機関用燃料噴射装置において、
    前記背圧室に接続される燃料通路および前記制御室に接続される燃料通路に、それぞれ絞りが設けられ、これらの絞りの値により、前記ニードルの移動速度および前記油圧ピストンの移動速度が可変設定されることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
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