JP6528405B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device provided with an in-cylinder injection fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置が特許文献1に記載されている。この燃料噴射装置(以下、「従来装置」と称呼する。)の燃料噴射弁は、ノズル(燃料噴射孔)を開閉するニードル弁、及び、このニードル弁の後端に当接するように配設されたピストンを備えている。
更に、従来装置の燃料噴射弁の内部には、「ノズルを閉じる方向にニードル弁を移動させる圧力をピストンに与えるための燃料」を収容する室(制御室)、及び、「ノズルを開く方向にニードル弁を移動させる圧力をニードル弁に与えるための燃料」を収容する室(ノズル室)が形成されている。 Furthermore, a chamber (control chamber) for accommodating "fuel for applying pressure to move the needle valve in the direction to close the nozzle" is contained inside the fuel injection valve of the conventional device, and "direction to open the nozzle" A chamber (nozzle chamber) is formed which contains fuel for applying pressure to the needle valve to move the needle valve.
制御室は、「燃料通路及び分岐通路」を介してコモンレールに接続されるとともに、「燃料通路及び戻し通路」を介してタンク(燃料タンク)に接続されている。一方、ノズル室は、「燃料通路及び分岐通路」を介してコモンレールに接続されている。 The control chamber is connected to the common rail via the "fuel passage and branch passage" and to the tank (fuel tank) via the "fuel passage and return passage". On the other hand, the nozzle chamber is connected to the common rail via "fuel passage and branch passage".
更に、従来装置の燃料噴射弁は、三方弁を備えている。この三方弁は、「コモンレールからの燃料を制御室に流入させる位置(高圧位置)」と、「制御室から燃料を流出させる位置(低圧位置)」と、の何れか一方に位置決め可能である。 Furthermore, the fuel injection valve of the conventional device is provided with a three-way valve. The three-way valve can be positioned at one of “a position (a high pressure position) for allowing fuel from the common rail to flow into the control chamber” and “a position (a low pressure position) for allowing the fuel to flow out from the control chamber”.
三方弁が高圧位置に位置決めされているときには制御室内にコモンレールから高圧燃料が流入した状態にあるため、ニードル弁はノズル(燃料噴射孔)を閉鎖した状態にある。一方、三方弁が低圧位置に位置決めされると制御室から高圧燃料が流出するため、ニードル弁はノズルを開放した状態にある。このとき、燃料噴射弁から燃料が噴射される。 Since the high pressure fuel flows from the common rail into the control chamber when the three-way valve is positioned at the high pressure position, the needle valve has the nozzle (fuel injection hole) closed. On the other hand, since the high pressure fuel flows out from the control chamber when the three-way valve is positioned at the low pressure position, the needle valve is in the state of opening the nozzle. At this time, fuel is injected from the fuel injection valve.
更に、従来装置は、ノズル室に供給されるコモンレールからの燃料の圧力を低下させるための減圧機構を備えている。従来装置においては、燃料噴射弁から燃料を噴射させるために三方弁を低圧位置に位置決めするときに、減圧機構によりノズル室に供給されるコモンレールからの燃料の圧力を低下させる。これにより、ニードル弁の移動速度を低下させ、燃料噴射の初期段階における燃料噴射率を減少させ、燃焼室内において生成されるNOx(窒素酸化物)の量を低減している。 Furthermore, the conventional device is provided with a pressure reducing mechanism for reducing the pressure of fuel from the common rail supplied to the nozzle chamber. In the conventional device, when the three-way valve is positioned at the low pressure position to inject fuel from the fuel injection valve, the pressure reducing mechanism reduces the pressure of the fuel from the common rail supplied to the nozzle chamber. As a result, the moving speed of the needle valve is reduced, the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection is reduced, and the amount of NOx (nitrogen oxide) generated in the combustion chamber is reduced.
従来装置の減圧機構は、減圧室、この減圧室の容積を増減させるためのプランジャ、及び、このプランジャを移動させるためのソレノイドから構成されている。従って、ソレノイドによるプランジャの移動量を変更することによって、減圧室の容積を変更することができる。これによれば、燃料噴射初期におけるニードル弁の移動速度を連続的に可変に制御することができ、その結果、燃料噴射初期における燃料噴射率を連続的に可変に制御することができる。 The pressure reducing mechanism of the conventional device is composed of a pressure reducing chamber, a plunger for increasing and decreasing the volume of the pressure reducing chamber, and a solenoid for moving the plunger. Therefore, the volume of the decompression chamber can be changed by changing the amount of movement of the plunger by the solenoid. According to this, the moving speed of the needle valve at the initial stage of fuel injection can be variably controlled continuously, and as a result, the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection can be variably controlled continuously.
しかしながら、ソレノイドによってプランジャの移動量を精度良く目標とする移動量に制御することは容易ではない。更に、燃料噴射初期における燃料噴射率を連続的に可変に制御可能ではあるが故にその制御精度が低い燃料噴射装置よりも、燃料噴射初期における燃料噴射率を多段に制御可能であっとしてもその制御精度が高い燃料噴射装置のほうが好ましい場合もある。 However, it is not easy to control the moving amount of the plunger to the target moving amount with high accuracy by the solenoid. Furthermore, since the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection can be variably controlled continuously, the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection can be controlled in multiple stages rather than the fuel injection device whose control accuracy is low. In some cases, a fuel injector with high accuracy may be preferable.
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の1つは、燃料噴射初期における燃料噴射率を精度良く多段に制御可能な内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the problems described above. That is, one of the objects of the present invention is to provide a fuel injection system for an internal combustion engine capable of controlling the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection in multiple stages with high accuracy.
本発明の燃料噴射装置(以下、「本発明装置」と称呼する。)は、
(1)内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁(100)、
(2)前記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料源(41)、及び、
(3)前記燃料噴射弁の作動を制御する制御部(70)、
を備えている。
The fuel injection device of the present invention (hereinafter referred to as "the present device") is as follows.
(1) In-cylinder injection fuel injection valve (100) for directly injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine
(2) a high pressure fuel source (41) for supplying high pressure fuel to the fuel injection valve;
(3) a control unit (70) for controlling the operation of the fuel injection valve;
Is equipped.
前記燃料噴射弁(100)は、
(1)燃料を噴射するための燃料噴射孔(103)、
(2)前記燃料噴射孔を閉鎖する閉弁位置と前記燃料噴射孔を開放する開弁位置との何れか一方に位置決め可能なニードル部(104)、
(3)前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容する制御室であって、燃料流量絞り部(107)を備えた第1燃料供給通路(111)を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第1燃料排出通路(105、108、130、121、106)を介して燃料排出部(46)に接続された制御室(100c)、
(4)前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容するノズル室であって、第2燃料供給通路(105、112、140、113)を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第2燃料排出通路(113、140、122、141、123、106)を介して前記燃料排出部(46)に接続され且つ前記燃料噴射孔と連通するノズル室(100n)、
(5)前記制御室を前記第1燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させる第1低圧位置(図3の(A)を参照。)と、前記第1燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断する第1高圧位置(図3の(B)を参照。)と、の何れか一方に位置決め可能な二方弁(131)、及び、
(6)前記ノズル室を前記第2燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第2燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断する第2低圧位置(図3の(A)を参照。)と、前記ノズル室を前記第2燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第2燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断する第2高圧位置(図3の(B)を参照。)と、の何れか一方に位置決め可能な三方弁(144)、
を備えている。
The fuel injection valve (100) is
(1) fuel injection holes (103) for injecting fuel;
(2) A needle portion (104) which can be positioned at any one of a valve closing position for closing the fuel injection hole and a valve opening position for opening the fuel injection hole;
(3) A control chamber for storing fuel for applying fuel pressure for positioning the needle portion at the valve-closing position to the needle portion, the first fuel supply having a fuel flow throttle portion (107) A control chamber (100c) connected to the high pressure fuel source via a passage (111) and to a fuel discharge (46) via a first fuel discharge passage (105, 108, 130, 121, 106 ) ;
(4) A nozzle chamber for containing fuel for applying fuel pressure for positioning the needle portion at the valve opening position to the needle portion, the second fuel supply passage (105, 112, 140, 113) Connected to the high pressure fuel source via the second fuel discharge passage (113, 140, 122, 141, 123, 106) and connected to the fuel discharge portion (46) and in communication with the fuel injection hole Nozzle chamber (100 n) ,
(5) A first low pressure position (see FIG. 3A ) for communicating the control chamber with the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage, and the first fuel discharge passage via the first fuel discharge passage A two-way valve (131) which can be positioned at any one of a first high pressure position (see FIG. 3B) which shuts off the communication between the control chamber and the fuel discharge portion;
(6) A second low pressure for connecting the nozzle chamber to the fuel discharge unit via the second fuel discharge passage and blocking communication between the nozzle chamber and the high-pressure fuel source via the second fuel supply passage Position (see FIG. 3A), and the nozzle chamber and the fuel via the second fuel discharge passage while communicating the nozzle chamber with the high pressure fuel source via the second fuel supply passage. A three-way valve (144) that can be positioned at either one of a second high pressure position (see FIG. 3B) that shuts off communication with the discharge part;
Is equipped.
前記制御室(100c)内の燃料圧力は、前記三方弁(144)が前記第2低圧位置に位置決めされているか前記第2高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記二方弁(131)が前記第1高圧位置に位置決めされた場合、前記二方弁が前記第1低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となる。
一方、前記ノズル室(100n)内の燃料圧力は、前記二方弁(131)が前記第1低圧位置に位置決めされているか前記第1高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記三方弁(144)が前記第2高圧位置に位置決めされた場合、前記三方弁が前記第2低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となる。
前記ニードル部(104)は、前記制御室内の燃料圧力に対する前記ノズル室内の燃料圧力の差分が所定値以上である場合、前記開弁位置に位置決めされるように構成されている。
The fuel pressure in the control chamber (100c) is controlled by the two-way valve (131) regardless of whether the three-way valve (144) is positioned at the second low-pressure position or the second high-pressure position. When the valve is positioned at the first high pressure position, the pressure is higher than when the two-way valve is positioned at the first low pressure position.
On the other hand, the fuel pressure in the nozzle chamber (100n) is the three-way valve (130) regardless of whether the two-way valve (131) is positioned at the first low pressure position or the first high pressure position. When 144) is positioned at the second high pressure position, the pressure is higher than when the three-way valve is positioned at the second low pressure position.
The needle portion (104) is configured to be positioned at the valve opening position when the difference between the fuel pressure in the control chamber and the fuel pressure in the nozzle chamber is equal to or greater than a predetermined value.
前記制御部(70)は、
(1)前記二方弁及び前記三方弁を前記第1高圧位置及び前記第2低圧位置にそれぞれ位置決めした状態(図5の(A)を参照。)において、前記二方弁を前記第1低圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第2高圧位置に移動させる(図5の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第1開弁制御(中速開弁制御)、
(2)前記二方弁及び前記三方弁を前記第1低圧位置及び前記第2低圧位置にそれぞれ位置決めした状態(図7の(A)を参照。)において、前記二方弁を前記第1低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第2高圧位置に移動させる(図7の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第2開弁制御(高速開弁制御)、及び、
(3)前記二方弁及び前記三方弁を前記第1高圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めした状態(図9の(A)を参照。)において、前記三方弁を前記第2高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第1低圧位置に移動させる(図9の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第3開弁制御(低速開弁制御)、
の何れか1つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔から燃料を噴射させるように構成されている。
The control unit (70)
(1) In a state where the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first high pressure position and the second low pressure position (see FIG. 5A) , the two-way valve is at the first low pressure The first valve opening control (medium-speed opening ) in which the needle portion is positioned at the valve opening position by moving the three-way valve to the second high pressure position while moving it to the second position (see FIG. 5B). Valve control),
(2) In a state where the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second low pressure position (see FIG. 7A) , the two-way valve is at the first low pressure Second valve opening control (high-speed valve opening ) in which the needle portion is positioned at the valve opening position by moving the three-way valve to the second high pressure position (see FIG. 7B) while maintaining the position . Control), and
(3) In a state where the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first high pressure position and the second high pressure position (see FIG. 9A) , the three-way valve is at the second high pressure position Third valve opening control (low-speed valve opening ) in which the needle portion is positioned at the valve opening position by moving the two-way valve to the first low pressure position (see FIG. 9B) while maintaining control),
The fuel injection hole is configured to inject fuel by selectively performing any one of the above.
本発明装置の燃料噴射弁においては、「制御室内の燃料圧力に対するノズル室内の燃料圧力の差分(差圧)」が所定値以上になると、ニードル部が閉弁位置から開弁位置に向かって移動(開弁、リフト)し始める。このとき、「単位時間あたりに燃料噴射孔から噴射される燃料の量を表す燃料噴射率」が増大し始めてから最大噴射率に達するまでの期間(以下、「燃料噴射初期」と称呼する。)における前記差圧の増大速度は、前記第1開弁制御(中速開弁制御)、前記第2開弁制御(高速開弁制御)及び前記第3開弁制御(低速開弁制御)においてそれぞれ異なる。 In the fuel injection valve of the device according to the present invention, the needle portion moves from the valve closing position toward the valve opening position when "the difference (differential pressure) in the fuel pressure in the nozzle chamber to the fuel pressure in the control chamber" (Open the valve, start lifting). At this time, a period from when "the fuel injection rate representing the amount of fuel injected from the fuel injection holes per unit time" starts to increase until it reaches the maximum injection rate (hereinafter referred to as "fuel injection initial stage"). The increasing speed of the differential pressure at each of the first and second valve opening control (medium-speed valve opening control), the second valve opening control (high-speed valve opening control) and the third valve opening control (low-speed valve opening control) It is different.
このため、燃料噴射初期における燃料噴射率の平均値も、前記第1開弁制御(中速開弁制御)、前記第2開弁制御(高速開弁制御)及び前記第3開弁制御(低速開弁制御)においてそれぞれ異なる。 Therefore, also for the average value of the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection, the first valve opening control (medium speed valve opening control), the second valve opening control (high speed valve opening control) and the third valve opening control (low speed) They differ in the valve opening control).
先に述べたように、燃料噴射初期における燃料噴射率は、「燃焼室内において生成させるNOxの量」に影響を及ぼすだけでなく、「燃焼室内での燃料の燃焼に起因して発生する音のレベル」及び「燃焼室内で発生する未燃炭化水素(煤、スモーク)の量」にも影響を及ぼす。 As described above, the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection not only affects the "amount of NOx generated in the combustion chamber", but also "the amount of sound generated due to the combustion of fuel in the combustion chamber" It also affects the level and the amount of unburned hydrocarbons (soot, smoke) generated in the combustion chamber.
本発明装置によれば、燃料噴射弁から燃料を噴射させるときの「二方弁及び三方弁」の作動パターンを適宜選択することにより、燃料噴射初期における燃料噴射率の平均値として少なくとも3つの値の何れかを選択することができる。そして、二方弁を第1閉弁位置又は第1開弁位置に位置決めし且つ三方弁を第2閉弁位置又は第2開弁位置に位置決めすることは、従来装置のようにプランジャの移動量を目標とする移動量に制御することに比べて、極めて容易である。 According to the device of the present invention, at least three values of the average value of the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection can be obtained by appropriately selecting the operation patterns of the "two-way valve and three-way valve" when injecting fuel from the fuel injection valve. You can choose one of the two. Then, positioning the two-way valve at the first valve closing position or the first valve opening position and positioning the three-way valve at the second valve closing position or the second valve opening position corresponds to the amount of movement of the plunger as in the conventional device. It is extremely easy compared to controlling to the target movement amount.
このため、本発明装置によれば、燃料噴射初期における燃料噴射率を精度良く多段に制御することができる。
本発明装置においては、前記二方弁(131)は、前記第1低圧位置に位置決めされた場合(図3の(A)を参照。)、前記第1燃料排出通路を開放することにより、前記制御室を前記第1燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるように構成され得る。
この場合、前記二方弁(131)は、前記第1高圧位置に位置決めされた場合(図3の(B)を参照。)、前記第1燃料排出通路を遮断することにより、前記第1燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され得る。
更に、この場合、前記三方弁(144)は、前記第2低圧位置に位置決めされた場合(図3の(A)を参照。)、前記第2燃料供給通路を遮断するとともに前記第2燃料排出通路を開放することにより、前記ノズル室を前記第2燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第2燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断するように構成され得る。
更に、この場合、前記三方弁(144)は、前記第2高圧位置に位置決めされた場合(図3の(B)を参照。)、前記第2燃料供給通路を開放するとともに前記第2燃料排出通路を遮断することにより、前記ノズル室を前記第2燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第2燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され得る。
更に、本発明装置においては、前記制御部(70)は、
(4)前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき(図11の(A)を参照。)に、前記二方弁を前記第1低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第2低圧位置に移動させる(図11の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第1閉弁制御(中速閉弁制御)、
(5)前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき(図13の(A)を参照。)に、前記二方弁を前記第1高圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第2低圧位置に移動させる(図13の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第2閉弁制御(高速閉弁制御)、及び、
(6)前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき(図15の(A)を参照。)に、前記三方弁を前記第2高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第1高圧位置に移動させる(図15の(B)を参照。)ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第3閉弁制御(低速閉弁制御)、
の何れか1つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させるように構成され得る。
Therefore, according to the device of the present invention, the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection can be controlled in multiple stages with high accuracy.
In the device of the present invention, when the two-way valve (131) is positioned at the first low pressure position (see (A) in FIG. 3), the two-way valve (131) opens the first fuel discharge passage. The control chamber may be configured to communicate with the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage.
In this case, when the two-way valve (131) is positioned at the first high pressure position (see (B) in FIG. 3), the first fuel discharge passage is blocked, thereby the first fuel The communication between the control chamber and the fuel discharger via the discharge passage may be shut off.
Furthermore, in this case, when the three-way valve (144) is positioned at the second low pressure position (see FIG. 3A), the second fuel supply passage is blocked and the second fuel discharge is performed. By opening the passage, the nozzle chamber is communicated with the fuel discharge unit through the second fuel discharge passage, and the communication between the nozzle chamber and the high-pressure fuel source is blocked through the second fuel supply passage. Can be configured to
Furthermore, in this case, when the three-way valve (144) is positioned at the second high pressure position (see FIG. 3B), the second fuel supply passage is opened and the second fuel discharge is performed. By blocking the passage, the nozzle chamber is communicated with the high-pressure fuel source via the second fuel supply passage, and the communication between the nozzle chamber and the fuel discharge portion via the second fuel discharge passage is blocked. Can be configured to
Furthermore, in the device of the present invention, the control unit (70)
(4) When the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second high pressure position (see FIG. 11A), the two-way valve is 1) The first valve closing control (in which the needle portion is positioned at the valve closing position by moving the three-way valve to the second low pressure position while maintaining the low pressure position (see FIG. 11B) Fast closing control),
(5) When the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second high pressure position (see FIG. 13A), the two-way valve is 1) The second valve closing control (high speed positioning) in which the needle portion is positioned at the valve closing position by moving the three-way valve to the second low pressure position while moving to the high pressure position (see FIG. 13B). Valve closing control), and
(6) When the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second high pressure position (see FIG. 15A), the three-way valve may be the second Third valve closing control (low speed) for positioning the needle portion at the valve closing position by moving the two-way valve to the first high pressure position while maintaining the high pressure position (see FIG. 15B) Valve closing control),
The fuel injection from the fuel injection hole may be stopped by selectively performing any one of the above.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る「内燃機関の燃料噴射装置(以下、「本噴射装置」と称呼する。)」について説明する。 Hereinafter, a “fuel injection device for an internal combustion engine (hereinafter, referred to as“ main injection device ”)” according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本噴射装置は、図1に示した内燃機関(以下、「機関」と称呼する。)10に適用される。機関10は、ピストン往復動型・筒内噴射(直噴)・圧縮自着火式・多気筒(本例においては、4気筒)・ディーゼル機関である。機関10は、シリンダブロック20及びシリンダヘッド30を備えている。
The present injection device is applied to an internal combustion engine (hereinafter referred to as "engine") 10 shown in FIG. The
シリンダブロック20は、シリンダ21及びピストン22を備えている。ピストン22は、シリンダ21内を往復動する。シリンダ21、ピストン22及びシリンダヘッド30は、燃焼室23を形成している。機関10は、4つの燃焼室を有している。以下、そのうちの1つの燃焼室23に関連して機関10の構成を説明するが、残りの3つの燃焼室の構成も以下で説明する燃焼室23の構成と同じである。
The
シリンダヘッド30は、燃焼室23に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、燃焼室23に連通した排気ポート33、及び、排気ポート33を開閉する排気弁34を備えている。
The
燃料噴射弁100は、その中心軸線C100が燃焼室23の中心軸線C23と一致するようにシリンダヘッド30に配設されている。更に、燃料噴射弁100は、その燃料噴射孔が燃焼室23内に露出するようにシリンダヘッド30に配設されている。従って、燃料噴射弁100は、燃料を燃焼室23内に直接噴射する。
The
ECU(電子制御ユニット)70は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM、及び、インターフェース等を含む。ECU70は、図2に示したように、燃圧センサ45と接続されていて、燃圧センサ45からの信号を受信(入力)するようになっている。更に、ECU70は、燃料噴射弁100の「ソレノイド134及び図示しないアクチュエータ」並びに「燃料ポンプ44」に接続されており、これら「ソレノイド134及びアクチュエータ」並びに「燃料ポンプ44」に指示(駆動)信号を送出するようになっている。
The ECU (Electronic Control Unit) 70 is an electronic circuit including a known microcomputer, and includes a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, an interface, and the like. As shown in FIG. 2, the
燃料噴射弁100は、本体部101及びノズル部102を備えている。ノズル部102の先端には、複数(本例において、4つ)の燃料噴射孔103が形成されている。
The
ノズル部102の内部には、燃料噴射弁100の中心軸線C100に沿って延びる空間が形成されており、この空間には、ニードル弁104nが収容されている。ニードル弁104nは、この空間内において中心軸線C100に沿って移動可能である。燃料噴射弁100は、ニードル弁104nを移動させることによって、燃料噴射孔103を閉鎖する位置(以下、「閉弁位置」と称呼する。)と、燃料噴射孔103を開放する位置(以下、「開弁位置」と称呼する。)と、の何れか一方にニードル弁104nを位置決め可能に構成されている。
A space extending along the central axis C100 of the
以下、ニードル弁104nが中心軸線C100に沿って閉弁位置に向かって移動する方向を「閉弁方向」と称呼し、ニードル弁104nが中心軸線C100に沿って開弁位置に向かって移動する方向を「開弁方向」と称呼する。更に、以下で説明する各種の部材において「閉弁方向」の側の端部を「後端」と称呼し、「開弁方向」の側の端部を「先端」と称呼する。
Hereinafter, the direction in which the
本体部101の内部にも、中心軸線C100に沿って延びる空間が形成されており、この空間には、ピストン部104pが収容されている。ピストン部104pは、この空間内において中心軸線C100に沿って移動可能である。更に、ピストン部104pは、その先端においてニードル弁104nの後端に当接するように配設されている。
A space extending along the central axis C100 is also formed inside the
以下、ニードル弁104nとピストン部104pとをまとめて「ニードル部104」と称呼する。
Hereinafter, the
本体部101には、燃料入口通路105が形成されている。この通路105は、燃料供給管40を介してコモンレール(高圧燃料源)41に接続されている。コモンレール41は、燃料供給管42を介して燃料タンク43に接続されている。燃料供給管42には、燃料ポンプ44が配設されている。燃料ポンプ44は、ECU70に接続されており、ECU70からの指示信号に応答して吐出する燃料の流量を制御するようになっている。
A
燃料ポンプ44は、燃料タンク43内の燃料をコモンレール41に圧送する。従って、コモンレール41内には、高圧の燃料が貯留される。この高圧の燃料は、「燃料供給管40及び燃料入口通路105」を介して燃料噴射弁100に供給される。
The
コモンレール41には、そこに貯留されている燃料の圧力を検出する燃圧センサ45が配設されている。上述したように、燃圧センサ45は、ECU70に接続されており、コモンレール41内に貯留されている燃料の圧力を検出し、その圧力(以下、「コモンレール圧」と称呼する。)Pcmnを表す信号をECU70に入力するようになっている。
The
ECU70は、このコモンレール圧Pcmnを表す信号に基づいてコモンレール圧Pcmnを取得する。更に、ECU70は、このコモンレール圧Pcmnが所定の圧力に維持されるように燃料ポンプ44に指示信号を送出する。
The
更に、本体部101には、燃料出口通路106が形成されている。この通路106は、燃料リターン管46を介して燃料タンク43に接続されている。この通路106を介して燃料噴射弁100から流出する燃料は、燃料リターン管46を介して燃料タンク43に戻される。
Further, a
燃料入口通路105は、本体部101に形成された第1燃料供給通路111に接続されている。この通路111には、オリフィス(燃料流量絞り部)107が形成されている。更に、第1燃料供給通路111は、本体部101に形成された制御室100cに接続されている。制御室100cは、ピストン部104pの後端面及び本体部101の内部壁面によって形成されている。
The
制御室100cには、「燃料供給管40、燃料入口通路105及び第1燃料供給通路111」を介してコモンレール41内の燃料が供給されるようになっている。
The fuel in the
更に、制御室100cは、本体部101に形成された二方弁室130にオリフィス(流量流量絞り部)108を介して接続されている。このオリフィス108の燃料流量絞り効果は、第1燃料供給通路111に形成されたオリフィス107の燃料流量絞り効果よりも小さい。
Furthermore, the
二方弁室130には、二方弁131が配設されている。二方弁131は、図3の(A)に示したようにオリフィス108の出口を開放する位置と、図3の(B)に示したようにオリフィス108の出口を閉鎖する位置と、の間で中心軸線C100に沿って移動可能に配設されている。
A two-
更に、図2に示したように、二方弁131の後端には、アーマチャ部材132が取り付けられている。アーマチャ部材132の後端面には、圧縮コイルバネ133が配設されている。圧縮コイルバネ133は、アーマチャ部材132を介して二方弁131を閉弁方向に付勢する。
Furthermore, as shown in FIG. 2, an
アーマチャ部材132に近接してソレノイド134が配設されている。上述したように、ソレノイド134は、ECU70に接続されており、ECU70は、ソレノイド134に電力を供給するための指示信号を送出するようになっている。
A
ECU70からの指示信号に応答してソレノイド134に電力が供給されると、ソレノイド134は、圧縮コイルバネ133の付勢力に抗してアーマチャ部材132を開弁方向に引き寄せる。その結果、二方弁131が開弁方向に移動し、図3の(A)に示したようにオリフィス108の出口を開放する位置(以下、「第1低圧位置」と称呼する。)に位置決めされる。
When power is supplied to the
一方、ソレノイド134への電力供給が停止されると、圧縮コイルバネ133の付勢力によってアーマチャ部材132が閉弁方向に移動せしめられる。その結果、二方弁131が閉弁方向に移動し、図3の(B)に示したようにオリフィス108の出口を閉鎖する位置(以下、「第1高圧位置」と称呼する。)に位置決めされる。
On the other hand, when the power supply to the
二方弁131が「第1高圧位置」に位置決めされた場合、制御室100cから二方弁室130への燃料の流出は生じない。従って、二方弁131が「第1高圧位置」に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、制御室100c内の燃料の圧力(以下、「制御室内圧力」と称呼する。)Pctlは、コモンレール圧Pcmnに等しい高い圧力(以下、「高圧」と称呼する。)Phighになっている。
When the two-
一方、二方弁131が「第1低圧位置」に位置決めされた場合、制御室100cから二方弁室130に燃料が流出する。先に述べたように、オリフィス108の燃料流量絞り効果は、第1燃料供給通路111に形成されたオリフィス107の燃料流量絞り効果よりも小さい。従って、オリフィス108を介して制御室100cから流出する燃料の流量は、オリフィス107を介して制御室100cに流入する燃料の流量よりも大きい。このため、二方弁131が「第1低圧位置」に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、制御室内圧力Pctlは、コモンレール圧Pcmnよりも低い圧力(以下、「低圧」と称呼する。)Plowになっている。
On the other hand, when the two-
図2に示したように、二方弁室130は、本体部101に形成された第1燃料排出通路121を介して燃料出口通路106に連通している。
As shown in FIG. 2, the two-
更に、燃料入口通路105は、本体部101に形成された第2燃料供給通路112に接続されている。この通路112は、本体部101に形成された三方弁室140に接続されている。
Further, the
三方弁室140は、本体部101に形成されたバネ室141に第2燃料排出通路122を介して接続されている。バネ室141には、圧縮コイルバネ142が配設されている。このバネ142は、リング部材143を介してニードル弁104nを閉弁方向に付勢する。
The three-
バネ室141は、本体部101に形成された第3燃料排出通路123を介して燃料出口通路106に連通している。
The
更に、三方弁室140は、ノズル部102に形成されたノズル室100nに第3燃料供給通路113を介して連通している。ノズル室100nは、ニードル弁104nの外周壁面及びノズル部102の内部壁面によって形成されている。
Further, the three-
本例において、「燃料入口通路105、第1燃料供給通路111、第2燃料供給通路112、第3燃料供給通路113、燃料出口通路106、第1燃料排出通路121、及び、第2燃料排出通路122」の流路面積は、それぞれ、互いに等しい。
In the present embodiment, “the
ノズル室100nは、第4燃料供給通路114を介して燃料噴射孔103に接続されている。第4燃料供給通路114は、ニードル弁104nの外周壁面及びノズル部102の内部壁面によって形成されている。
The
ニードル弁104nが閉弁位置に位置決めされている場合、第4燃料供給通路114を介したノズル室100nと燃料噴射孔103との連通は遮断されている。一方、ニードル弁104nが開弁位置に位置決めされている場合、第4燃料供給通路114を介してノズル室100nと燃料噴射孔103とが連通する。この場合、ノズル室100n内の燃料が燃料噴射孔103から噴射される。
When the
三方弁室140には、三方弁144が配設されている。三方弁144は、図3の(A)に示したように第2燃料供給通路112を閉鎖し且つ第2燃料排出通路122を開放する位置と、図3の(B)に示したように第2燃料供給通路112を開放し且つ第2燃料排出通路122を閉鎖する位置と、の間で移動可能に配設されている。
A three-
ECU70からの指示信号に応答して図示しないアクチュエータによって、三方弁144が「第2燃料供給通路112を閉鎖し且つ第2燃料排出通路122を開放する位置(以下、「第2低圧位置」と称呼する。)」に位置決めされた場合、第2燃料排出通路122を介して三方弁室140からバネ室141に燃料が流出する。
In response to an instruction signal from the
従って、三方弁144が第2低圧位置に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、三方弁室140内の燃料の圧力は、コモンレール圧Pcmnよりも低い圧力(低圧)Plowとなっている。その結果、ノズル室100n内の燃料の圧力(以下、「ノズル室内圧力」と称呼する。)Pnzlも低圧Plowとなっている。
Therefore, when the three-
一方、ECU70からの指示信号に応答して図示しないアクチュエータによって、三方弁144が「第2燃料供給通路112を開放し且つ第2燃料排出通路122を閉鎖する位置(以下、「第2高圧位置」と称呼する。)」に位置決めされた場合、「燃料供給管40、燃料入口通路105、第2燃料供給通路112、三方弁室140及び第3燃料供給通路113」を介してコモンレール41内の燃料がノズル室100nに流入する。
On the other hand, in response to an instruction signal from the
従って、三方弁144が第2高圧位置に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、ノズル室内圧力Pnzlは、コモンレール圧Pcmnに等しい高圧Phighとなっている。
Therefore, when the three-
(本噴射装置の具体的な開弁制御)
次に、本噴射装置の具体的な開弁制御について説明する。本噴射装置は、燃料噴射弁100から燃料を噴射させるためにニードル部104を開弁(リフト)させるための開弁制御として、「高速開弁制御」、「中速開弁制御」及び「低速開弁制御」を選択的に行う。
(Specific valve opening control of this injection device)
Next, specific valve opening control of the present injection device will be described. The present injection device performs “high-speed valve opening control”, “medium-speed valve opening control”, and “low-speed valve opening control” as valve opening control for opening (lifting) the
本例において、高速開弁制御によってニードル部104を開弁させたときのニードル部104の開弁速度は最も大きい速度(以下、「最大開弁速度」と称呼する。)である。一方、低速開弁制御によってニードル部104を開弁させたときのニードル部104の開弁速度は最も小さい速度(以下、「最小開弁速度」と称呼する。)である。更に、中速開弁制御によってニードル部104を開弁させたときのニードル部104の開弁速度は、最大開弁速度と最小開弁速度との間の速度である。
In this example, the valve opening speed of the
(中速開弁制御)
まず、中速開弁制御について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4に示した例においては、本噴射装置は、時刻t0において、燃料噴射弁100の開弁制御を開始する。従って、時刻t0以前においては、燃料噴射弁100は閉弁されている。
(Medium speed valve opening control)
First, medium speed valve opening control will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the example shown in FIG. 4, the present injection device starts the valve opening control of the
燃料噴射弁100を中速開弁制御によって開弁させる場合、図5の(A)に示したように、本噴射装置は、時刻t0以前(中速開弁制御の開始以前)においては、二方弁131を、オリフィス108の出口を閉鎖した位置(第1高圧位置)に位置決めしている。一方、このとき、本噴射装置は、三方弁144を、第2燃料供給通路112を閉鎖し且つ第2燃料排出通路122を開放する位置(第2低圧位置)に位置決めしている。従って、時刻t0以前においては、図4に示したように、制御室内圧力Pctlはコモンレール圧Pcmnに等しい圧力(高圧)Phighになっており、ノズル室内圧力Pnzlは低圧Plowになっている。
When the
このとき、制御室内圧力Pctlとノズル室内圧力Pnzlとの差圧ΔP(=Pnzl−Pctl)は「0」よりも小さい(ノズル室内圧力Pnzlよりも制御室内圧力Pctlのほうが高い)。従って、ニードル部104は、閉弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が閉弁されている)。
At this time, the differential pressure ΔP (= Pnzl−Pctl) between the control chamber pressure Pctl and the nozzle chamber pressure Pnzl is smaller than “0” (the control chamber pressure Pctl is higher than the nozzle chamber pressure Pnzl). Therefore, the
時刻t0になると、本噴射装置は、図5の(B)に示したように、二方弁131を第1低圧位置に移動させるとともに、三方弁144を第2高圧位置に移動させる。これにより、図4に示したように、制御室内圧力Pctlは高圧Phighから低圧Plowに向かって低下し、ノズル室内圧力Pnzlは低圧Plowから高圧Phighに向かって上昇する。このとき、制御室内圧力Pctlが低圧Plowに向かって低下する速度は、ノズル室内圧力Pnzlが高圧Phighに向かって上昇する速度よりも小さい。
At time t0, the present injection device moves the two-
差圧ΔPは、時刻t0後、徐々に増大し、時刻t1において圧縮コイルバネ142の付勢力に打ち勝つ圧力(以下、「開弁開始差圧」と称呼する。)ΔPop_thに達する。
Differential pressure ΔP gradually increases after time t0, and reaches a pressure (hereinafter referred to as “opening start differential pressure”) ΔPop_th that overcomes the biasing force of
差圧ΔPが開弁開始差圧ΔPop_thに達すると、ニードル部104が開弁方向に移動(開弁、リフト)し始める。従って、ニードル部104が閉弁位置から移動した距離(以下、「ニードルリフト量」と称呼する。)Lndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に増大し、時刻t2において、所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve opening start differential pressure ΔPop_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが増大し始める。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が開始される。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to increase. Thus, fuel injection from the
その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に増大し、燃料噴射率FIRは、時刻t3において、最大噴射率FIRmaxに達する。その後、ニードルリフト量Lndlが最大リフト量Lndl_maxに達する。その後、時刻t4において、制御室内圧力Pctlが低圧Plowに達し、その結果、差圧ΔPが最大差圧ΔPmaxに達する。 Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually increase, and the fuel injection rate FIR reaches the maximum injection rate FIRmax at time t3. Thereafter, the needle lift amount Lndl reaches the maximum lift amount Lndl_max. Thereafter, at time t4, the control chamber pressure Pctl reaches the low pressure Plow, and as a result, the differential pressure ΔP reaches the maximum differential pressure ΔPmax.
以上が中速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
(高速開弁制御)
次に、高速開弁制御について、図6及び図7を参照しながら説明する。図6において、実線は、高速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。
(High-speed valve opening control)
Next, high-speed valve opening control will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, solid lines indicate "changes in the positions of the two-
図6に示した例においても、本噴射装置は、時刻t0において、燃料噴射弁100の開弁制御を開始する。従って、時刻t0以前においては、燃料噴射弁100は閉弁されている。
Also in the example shown in FIG. 6, the present injection device starts the valve opening control of the
高速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合、図7の(A)に示したように、本噴射装置は、時刻t0以前(高速開弁制御の開始以前)においては、二方弁131及び三方弁144を第1低圧位置及び第2低圧位置にそれぞれ位置決めしている。従って、図6に示したように、制御室内圧力Pctl及びノズル室内圧力Pnzlは、共に、低圧Plowになっている。このとき、差圧ΔPは「0」である。従って、ニードル部104は、圧縮コイルバネ142の付勢力によって閉弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が閉弁されている)。
When the
時刻t0になると、本噴射装置は、図7の(B)に示したように、二方弁131を第1低圧位置に維持した状態で、三方弁144を第2高圧位置に移動させる。これにより、図6に示したように、制御室内圧力Pctlが低圧Plowに維持された状態で、ノズル室内圧力Pnzlが低圧Plowから高圧Phighに向かって上昇する。
At time t0, the present injection device moves the three-
差圧ΔPは、時刻t0後、徐々に増大し、「中速開弁制御において差圧ΔPが開弁開始差圧ΔPop_thに達する時刻t1」よりも早い時刻において、開弁開始差圧ΔPop_thに達する。 Differential pressure ΔP gradually increases after time t0, and reaches valve opening differential pressure ΔPop_th at a time earlier than “time t1 when differential pressure ΔP reaches valve opening differential pressure ΔPop_th in medium-speed valve opening control”. .
差圧ΔPが開弁開始差圧ΔPop_thに達すると、ニードル部104が開弁方向に移動(開弁、リフト)し始める。従って、ニードルリフト量Lndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に増大し、「中速開弁制御においてニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達する時刻t2」よりも早い時刻において、所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve opening start differential pressure ΔPop_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが増大し始める。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が開始される。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to increase. Thus, fuel injection from the
その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に増大し、燃料噴射率FIRは、「中速開弁制御において燃料噴射率FIRが最大噴射率FIRmaxに達する時刻t3」よりも早い時刻において、最大噴射率FIRmaxに達する。その後、ニードルリフト量Lndlが最大リフト量Lndl_maxに達する。 Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually increase, and the fuel injection rate FIR is earlier than "the time t3 when the fuel injection rate FIR reaches the maximum injection rate FIRmax in the medium speed valve opening control". , Reaches the maximum injection rate FIRmax. Thereafter, the needle lift amount Lndl reaches the maximum lift amount Lndl_max.
以上が高速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
先に述べたように、中速開弁制御においては、二方弁131を第1低圧位置に移動させるとともに三方弁144を第2高圧位置に移動させることによって、制御室100c内の燃料を二方弁室130に排出するとともにノズル室100n内にコモンレール41からの燃料を供給する。これにより、制御室内圧力Pctlを低下させるとともにノズル室内圧力Pnzlを上昇させることによって、差圧ΔPを増大させ、ニードル部104を開弁(リフト)させている。
As described above, in the medium speed valve opening control, the fuel in the
一方、高速開弁制御においては、開弁制御の開始前に、既に、二方弁131が第1低圧位置に位置決めされている。そして、開弁制御が開始されると、二方弁131を第1低圧位置に維持したまま、三方弁144を第2高圧位置に移動させることによってコモンレール41から燃料噴射弁100に供給される燃料を「燃料入口通路105、第2燃料供給通路112、三方弁室140及び第3燃料供給通路113」を介してノズル室100nに供給する。これにより、制御室内圧力Pctlを低圧Plowに維持したまま、ノズル室内圧力Pnzlを上昇させることによって、差圧ΔPを増大させ、ニードル部104を開弁(リフト)させている。
On the other hand, in the high-speed valve opening control, the two-
このように二方弁131及び三方弁144を制御することにより、燃料噴射率FIRが増大し始まってから最大噴射率FIRmaxに達するまでの期間Top_high(図6を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値を、中速開弁制御において燃料噴射率FIRが増大し始まってから最大値Lndl_maxに達するまでの期間Top_mid(図4を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値よりも大きくすることができる。
By controlling the two-
(低速開弁制御)
次に、低速開弁制御について、図8及び図9を参照しながら説明する。図8において、実線は、低速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。
(Low speed valve opening control)
Next, low speed valve opening control will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, solid lines indicate “change in position of two-
図8に示した例においても、本噴射装置は、時刻t0において、燃料噴射弁100の開弁制御を開始する。従って、時刻t0以前においては、燃料噴射弁100は閉弁されている。
Also in the example shown in FIG. 8, the present injection device starts the valve opening control of the
低速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合、図9の(A)に示したように、本噴射装置は、時刻t0以前(低速開弁制御の開始以前)においては、二方弁131及び三方弁144を第1高圧位置及び第2高圧位置にそれぞれ位置決めしている。従って、図8に示したように、制御室内圧力Pctl及びノズル室内圧力Pnzlは、共に、高圧Phighになっている。このとき、差圧ΔPは「0」である。従って、ニードル部104は、圧縮コイルバネ142の付勢力によって閉弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が閉弁されている)。
When the
時刻t0になると、本噴射装置は、図9の(B)に示したように、三方弁144を第2高圧位置に維持した状態で、二方弁131を第1低圧位置に移動させる。これにより、図8に示したように、ノズル室内圧力Pnzlが高圧Phighに維持された状態で、制御室内圧力Pctlが高圧Phighから低圧Plowに向かって低下する。
At time t0, the present injection device moves the two-
差圧ΔPは、時刻t0後、徐々に増大し、「中速開弁制御において差圧ΔPが開弁開始差圧ΔPop_thに達する時刻t1」よりも早い時点において、開弁開始差圧ΔPop_thに達する。 Differential pressure ΔP gradually increases after time t0, and reaches valve opening differential pressure ΔPop_th at a time earlier than “time t1 when differential pressure ΔP reaches valve opening differential pressure ΔPop_th in medium-speed valve opening control”. .
差圧ΔPが開弁開始差圧ΔPop_thに達すると、ニードル部104が開弁方向に移動(開弁、リフト)し始める。従って、ニードルリフト量Lndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に増大し、「中速開弁制御においてニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達する時刻t2」よりも早い時刻において、所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve opening start differential pressure ΔPop_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが増大し始める。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が開始される。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to increase. Thus, fuel injection from the
その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に増大し、燃料噴射率FIRは、「中速開弁制御において燃料噴射率FIRが最大噴射率FIRmaxに達する時刻t3」よりも早い時刻において、最大噴射率FIRmaxに達する。その後、ニードルリフト量Lndlが最大リフト量Lndl_maxに達する。 Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually increase, and the fuel injection rate FIR is earlier than "the time t3 when the fuel injection rate FIR reaches the maximum injection rate FIRmax in the medium speed valve opening control". , Reaches the maximum injection rate FIRmax. Thereafter, the needle lift amount Lndl reaches the maximum lift amount Lndl_max.
以上が低速開弁制御によって燃料噴射弁100を開弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
先に述べたように、中速開弁制御においては、二方弁131を第1低圧位置に移動させるとともに三方弁144を第2高圧位置に移動させることによって、制御室100c内の燃料を二方弁室130に排出するとともにノズル室100n内にコモンレール41からの燃料を供給する。これにより、制御室内圧力Pctlを低下させるとともにノズル室内圧力Pnzlを上昇させることによって、差圧ΔPを増大させ、ニードル部104を開弁(リフト)させている。
As described above, in the medium speed valve opening control, the fuel in the
一方、低速開弁制御においては、開弁制御の開始前に、既に、三方弁144が第2高圧位置に位置決めされている。そして、開弁制御が開始されると、三方弁144を第2高圧位置に維持したまま、二方弁131を第1低圧位置に移動させることによって制御室100c内の燃料をオリフィス108を介して二方弁室130に排出する。これにより、ノズル室内圧力Pnzlを高圧Phighに維持したまま、制御室内圧力Pctlを低下させることによって差圧ΔPを増大させ、ニードル部104を開弁(リフト)させている。
On the other hand, in the low speed valve opening control, the three-
このように二方弁131及び三方弁144を制御することにより、燃料噴射率FIRが増大し始まってから最大噴射率FIRmaxに達するまでの期間Top_low(図8を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値を、中速開弁制御において燃料噴射率FIRが増大し始まってから最大噴射率FIRmaxに達するまでの期間Top_mid(図4を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値よりも小さくすることができる。
By controlling the two-
このように、本噴射装置は、燃料噴射初期(上記期間Top_mid、Top_high及びTop_low)における燃料噴射率FIRの平均値をそれぞれ異なる3種類の燃料噴射率FIRの何れか1つに選択的に高い精度で制御することができるようになっている。 As described above, the present injection device selectively increases the average value of the fuel injection rates FIR at the initial stage of fuel injection (the period Top_mid, Top_high, and Top_low) to any one of three different fuel injection rates FIR. Can be controlled by
(本噴射装置の具体的な閉弁制御)
次に、本噴射装置の具体的な閉弁制御について説明する。本噴射装置は、燃料噴射弁100からの燃料噴射を終了させるためにニードル部104を閉弁させるための閉弁制御として、「高速閉弁制御」、「中速閉弁制御」及び「低速閉弁制御」を選択的に行う。
(Specific valve closing control of this injection device)
Next, specific valve closing control of the present injection device will be described. The present injection device performs “high-speed valve closing control”, “medium-speed valve closing control”, and “low-speed valve closing” as valve closing control for closing the
本例において、高速閉弁制御によってニードル部104を閉弁させたときのニードル部104の閉弁速度は最も大きい速度(以下、「最大閉弁速度」と称呼する。)である。一方、低速閉弁制御によってニードル部104を閉弁させたときのニードル部104の閉弁速度は最も小さい速度(以下、「最小閉弁速度」と称呼する。)である。更に、中速閉弁制御によってニードル部104を閉弁させたときのニードル部104の閉弁速度は、最大閉弁速度と最小閉弁速度との間の速度である。
In this example, the valve closing speed of the
(中速閉弁制御)
まず、中速閉弁制御について、図10及び図11を参照しながら説明する。図10に示した例においては、本噴射装置は、時刻t5において、燃料噴射弁100の閉弁制御を開始する。従って、時刻t5以前においては、燃料噴射弁100は開弁されている。
(Medium speed valve closing control)
First, medium-speed valve closing control will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the example shown in FIG. 10, the present injection device starts closing control of the
燃料噴射弁100が開弁されている場合、図11の(A)に示したように、時刻t5以前(中速閉弁制御の開始以前)においては、二方弁131は第1低圧位置に位置決めされ、三方弁144は第2高圧位置に位置決めされている。従って、時刻t5以前においては、図10に示したように、制御室内圧力Pctlは低圧Plowになっており、ノズル室内圧力Pnzlは高圧Phighになっている。このとき、差圧ΔPは最大差圧ΔPmaxである。従って、ニードル部104は、開弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が開弁されている)。
When the
時刻t5になると、本噴射装置は、図11の(B)に示したように、二方弁131を第1低圧位置に維持した状態で、三方弁144を第2低圧位置に移動させる。これにより、図10に示したように、制御室内圧力Pctlが低圧Plowに維持された状態で、ノズル室内圧力Pnzlが高圧Phighから低圧Plowに向かって低下する。
At time t5, the present injection device moves the three-
差圧ΔPは、時刻t5後、徐々に減少し、時刻t6においてニードル部104が閉弁方向に移動し始める圧力((以下、「閉弁開始差圧」と称呼する。)ΔPcl_thに達する。
The differential pressure ΔP gradually decreases after time t5, and reaches a pressure at which the
差圧ΔPが閉弁開始差圧ΔPcl_thに達すると、ニードル部104が閉弁方向に移動(閉弁)し始める。従って、ニードルリフト量Lndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に減少し、時刻t7において所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve closing start differential pressure ΔPcl_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に減少し、時刻t8において、それぞれ、「0」になる。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が終了する。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to decrease. Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually decrease and become “0” at time t8. Thus, the fuel injection from the
以上が中速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
(高速閉弁制御)
次に、高速閉弁制御について、図12及び図13を参照しながら説明する。図12において、実線は、高速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示しており、鎖線は、先に述べた中速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁する場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。
(High-speed valve closing control)
Next, high-speed valve closing control will be described with reference to FIGS. 12 and 13. In FIG. 12, solid lines indicate "changes in the positions of the two-
図12に示した例においても、本噴射装置は、時刻t5において、燃料噴射弁100の閉弁制御を開始する。従って、時刻t5以前においては、燃料噴射弁100は開弁されている。
Also in the example shown in FIG. 12, the present injection device starts closing control of the
燃料噴射弁100が開弁されている場合、図13の(A)に示したように、二方弁131は第1低圧位置に位置決めされ、三方弁144は第2高圧位置に位置決めされている。従って、図12に示したように、制御室内圧力Pctlは低圧Plowになっており、ノズル室内圧力Pnzlは高圧Phighになっている。このとき、差圧ΔPは最大差圧ΔPmaxである。従って、ニードル部104は、開弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が開弁されている)。
When the
時刻t5になると、本噴射装置は、図13の(B)に示したように、二方弁131を第1高圧位置に移動させるとともに、三方弁144を第2低圧位置に移動させる。これにより、図12に示したように、制御室内圧力Pctlは低圧Plowから高圧Phighに向かって上昇し、ノズル室内圧力Pnzlは高圧Phighから低圧Plowに向かって低下する。このとき、制御室内圧力Pctlが高圧Phighに向かって上昇する速度は、ノズル室内圧力Pnzlが低圧Plowに向かって低下する速度よりも小さい。
At time t5, the present injection device moves the two-
差圧ΔPは、時刻t5後、徐々に減少し、「中速閉弁制御において差圧ΔPが閉弁開始差圧ΔPcl_thに達する時刻t6」よりも早い時刻において、閉弁開始差圧ΔPcl_thに達する。 Differential pressure ΔP gradually decreases after time t5, and reaches valve closing differential pressure ΔPcl_th at a time earlier than “time t6 when differential pressure ΔP reaches valve closing start differential pressure ΔPcl_th in medium-speed valve closing control”. .
差圧ΔPが閉弁開始差圧ΔPcl_thに達すると、ニードル部104が閉弁方向に移動(閉弁)し始める。従って、ニードルリフト量Lndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達する時刻t7」よりも早い時刻において、所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve closing start differential pressure ΔPcl_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRがそれぞれ「0」になる時刻t8」よりも早い時刻において、それぞれ、「0」になる。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が終了する。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to decrease. Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually decrease, and at a time earlier than the time t8 at which the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR become “0” in the middle speed valve closing control, Each becomes "0". Thus, the fuel injection from the
以上が高速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
先に述べたように、中速閉弁制御においては、二方弁131を第1低圧位置に維持したまま、三方弁144を第2低圧位置に移動させることによって、ノズル室100n内の燃料を第2燃料排出通路122を介してバネ室141に排出する。これにより、制御室内圧力Pctlを低圧Plowに維持したまま、ノズル室内圧力Pnzlを低下させることによって、差圧ΔPを減少させ、ニードル部104を閉弁させている。
As described above, in the medium speed closing control, the fuel in the
一方、高速閉弁制御においては、二方弁131を第1高圧位置に移動させるとともに三方弁144を第2低圧位置に移動させることによって、制御室100cから二方弁室130への燃料の排出を停止するとともにノズル室100n内の燃料を第2燃料排出通路122を介してバネ室141に排出する。これにより、制御室内圧力Pctlを上昇させるとともにノズル室内圧力Pnzlを低下させることによって差圧ΔPを減少させ、ニードル部104を閉弁させている。
On the other hand, in the high speed valve closing control, the fuel is discharged from the
このように二方弁131及び三方弁144を制御することにより、燃料噴射率FIRが減少し始まってから「0」に達するまでの期間Tcl_high(図12を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値を、中速閉弁制御において燃料噴射率FIRが減少し始まってから一定期間Tcl_mid(図10を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値よりも大きくすることができる。
By controlling the two-
(低速閉弁制御)
次に、低速閉弁制御について、図14及び図15を参照しながら説明する。図14において、実線は、低速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」並びに「制御室内圧力Pctl等の変化」を示している。
(Low speed valve closing control)
Next, low-speed valve closing control will be described with reference to FIGS. 14 and 15. In FIG. 14, the solid line indicates “change in the position of the two-
図14に示した例においても、本噴射装置は、時刻t5において、燃料噴射弁100の閉弁制御を開始する。従って、時刻t5以前においては、燃料噴射弁100は開弁されている。
Also in the example shown in FIG. 14, the present injection device starts closing control of the
燃料噴射弁100が開弁されている場合、図15の(A)に示したように、二方弁131は第1低圧位置に位置決めされ、三方弁144は第2高圧位置に位置決めされている。従って、図14に示したように、制御室内圧力Pctlは低圧Plowになっており、ノズル室内圧力Pnzlは高圧Phighになっている。このとき、差圧ΔPは最大差圧ΔPmaxである。従って、ニードル部104は、開弁位置に位置決めされている(燃料噴射弁100が開弁されている)。
When the
時刻t5になると、本噴射装置は、図15の(B)に示したように、三方弁144を第2高圧位置に維持した状態で、二方弁131を第1高圧位置に移動させる。これにより、図14に示したように、ノズル室内圧力Pnzlが高圧Phighに維持された状態で、制御室内圧力Pctlが低圧Plowから高圧Phighに向かって上昇する。
At time t5, the present injection device moves the two-
差圧ΔPは、時刻t5後、徐々に減少し、「中速閉弁制御において差圧ΔPが閉弁開始差圧ΔPcl_thに達する時刻t6」よりも遅い時刻において、閉弁開始差圧ΔPcl_thに達する。 Differential pressure ΔP gradually decreases after time t5, and reaches valve closing differential pressure ΔPcl_th at a time later than “time t6 when differential pressure ΔP reaches valve closing start differential pressure ΔPcl_th in medium-speed valve closing control” .
差圧ΔPが閉弁開始差圧ΔPcl_thに達すると、ニードル部104が閉弁方向に移動(閉弁)し始める。従って、ニードルリフト量Lndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndlは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達する時刻t7」よりも遅い時刻において、所定リフト量Lndl_thに達する。
When the differential pressure ΔP reaches the valve closing start differential pressure ΔPcl_th, the
ニードルリフト量Lndlが所定リフト量Lndl_thに達すると、燃料噴射率FIRが減少し始める。その後、ニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Lndl及び燃料噴射率FIRがそれぞれ「0」になる時刻t8」よりも遅い時刻において、それぞれ、「0」になる。これにより、燃料噴射弁100からの燃料噴射が終了する。
When the needle lift amount Lndl reaches the predetermined lift amount Lndl_th, the fuel injection rate FIR starts to decrease. Thereafter, the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR gradually decrease, and at a time later than a time t8 at which the needle lift amount Lndl and the fuel injection rate FIR become “0” in the medium-speed valve closing control, Each becomes "0". Thus, the fuel injection from the
以上が低速閉弁制御によって燃料噴射弁100を閉弁させる場合における「二方弁131及び三方弁144の位置の変化」及び「制御室内圧力Pctl等の変化」である。
The above are “changes in the positions of the two-
先に述べたように、中速閉弁制御においては、二方弁131を第1低圧位置に維持したまま、三方弁144を第2低圧位置に移動させることによって、ノズル室100n内の燃料を第2燃料排出通路122を介してバネ室141に排出する。これにより、制御室内圧力Pctlを低圧Plowに維持したまま、ノズル室内圧力Pnzlを低下させることによって、差圧ΔPを減少させ、ニードル部104を閉弁させている。
As described above, in the medium speed closing control, the fuel in the
一方、低速閉弁制御においては、三方弁144を第2高圧位置に維持したまま、二方弁131を第1高圧位置に移動させることによって、制御室100cから二方弁室130への燃料の排出を停止する。これにより、ノズル室内圧力Pnzlを高圧Phighに維持したまま、制御室内圧力Pctlを上昇させることによって、差圧ΔPを減少させ、ニードル部104を閉弁させている。
On the other hand, in the low speed valve closing control, the two-
このように二方弁131及び三方弁144を制御することにより、燃料噴射率FIRが減少し始まってから「0」に達するまでの期間Tcl_low(図14を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値を、中速閉弁制御において燃料噴射率FIRが減少し始まってから一定期間Tcl_mid(図10を参照。)における燃料噴射率FIRの平均値よりも小さくすることができる。
By controlling the two-
このように、燃料噴射弁100は、燃料噴射の終了直前の期間(上記期間Tcl_mid、Tcl_high及びTcl_low)における燃料噴射率FIRの平均値をそれぞれ異なる3種類の燃料噴射率FIRの何れか1つに選択的に高い精度で制御することができるようになっている。
As described above, the
10…内燃機関、41…コモンレール(高圧燃料源)、100…燃料噴射弁、100c…制御室、100n…ノズル室、103…燃料噴射孔、104…ニードル部、105…燃料入口通路、106…燃料出口通路、107…オリフィス(燃料流量絞り部)、108…オリフィス(燃料流量絞り部)、111…第1燃料供給通路、112…第2燃料供給通路、113…第3燃料供給通路、121…第1燃料排出通路、122…第2燃料排出通路、123…第3燃料排出通路、131…二方弁、144…三方弁、FIR…燃料噴射率
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料源、及び、
前記燃料噴射弁の作動を制御する制御部、
を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
前記燃料噴射弁は、
燃料を噴射するための燃料噴射孔、
前記燃料噴射孔を閉鎖する閉弁位置と前記燃料噴射孔を開放する開弁位置との何れか一方に位置決め可能なニードル部、
前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容する制御室であって、燃料流量絞り部を備えた第1燃料供給通路を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第1燃料排出通路を介して燃料排出部に接続された制御室、
前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容するノズル室であって、第2燃料供給通路を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第2燃料排出通路を介して前記燃料排出部に接続され且つ前記燃料噴射孔と連通するノズル室、
前記制御室を前記第1燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させる第1低圧位置と、前記第1燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断する第1高圧位置と、の何れか一方に位置決め可能な二方弁、及び、
前記ノズル室を前記第2燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第2燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断する第2低圧位置と、前記ノズル室を前記第2燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第2燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断する第2高圧位置と、の何れか一方に位置決め可能な三方弁、
を備え、
前記制御室内の燃料圧力は、前記三方弁が前記第2低圧位置に位置決めされているか前記第2高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記二方弁が前記第1高圧位置に位置決めされた場合、前記二方弁が前記第1低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となり、
前記ノズル室内の燃料圧力は、前記二方弁が前記第1低圧位置に位置決めされているか前記第1高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記三方弁が前記第2高圧位置に位置決めされた場合、前記三方弁が前記第2低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となり、
前記ニードル部は、前記制御室内の燃料圧力に対する前記ノズル室内の燃料圧力の差分が所定値以上である場合、前記開弁位置に位置決めされるように構成されており、
前記制御部は、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第1高圧位置及び前記第2低圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記二方弁を前記第1低圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第2高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第1開弁制御、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第1低圧位置及び前記第2低圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記二方弁を前記第1低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第2高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第2開弁制御、及び、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第1高圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記三方弁を前記第2高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第1低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第3開弁制御、
の何れか1つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔から燃料を噴射させるように構成されている、
燃料噴射装置。 In-cylinder injection fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine,
A high pressure fuel source for supplying high pressure fuel to the fuel injection valve;
A control unit that controls the operation of the fuel injection valve;
In a fuel injection system of an internal combustion engine provided with
The fuel injection valve is
Fuel injection holes for injecting fuel,
A needle portion that can be positioned at one of a valve closing position for closing the fuel injection hole and an valve opening position for opening the fuel injection hole;
A control chamber for containing fuel for applying fuel pressure for positioning the needle portion at the valve closing position to the needle portion, the high pressure through a first fuel supply passage provided with a fuel flow rate restricting portion A control chamber connected to the fuel source and to the fuel outlet via the first fuel outlet passage;
A nozzle chamber for containing fuel for applying fuel pressure for positioning the needle portion at the valve opening position to the needle portion, the nozzle chamber being connected to the high pressure fuel source via a second fuel supply passage; (2) A nozzle chamber connected to the fuel discharge unit via a fuel discharge passage and in communication with the fuel injection hole,
A first low pressure position for communicating the control chamber with the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage; and blocking communication between the control chamber and the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage (1) Two-way valve positionable in any one of high-pressure positions, and
A second low pressure position connecting the nozzle chamber with the fuel discharge unit via the second fuel discharge passage and blocking communication between the nozzle chamber and the high pressure fuel source via the second fuel supply passage; A second high pressure position for connecting the nozzle chamber to the high pressure fuel source via the second fuel supply passage and blocking communication between the nozzle chamber and the fuel discharge unit via the second fuel discharge passage; Three-way valve, which can be positioned to either
Equipped with
The fuel pressure in the control chamber is such that the two-way valve is positioned at the first high pressure position regardless of whether the three-way valve is positioned at the second low pressure position or the second high pressure position In this case, the pressure is higher than when the two-way valve is positioned at the first low pressure position,
The fuel pressure in the nozzle chamber is such that the three-way valve is positioned at the second high pressure position regardless of whether the two-way valve is positioned at the first low pressure position or at the first high pressure position. In this case, the pressure is higher than when the three-way valve is positioned at the second low pressure position,
The needle portion is configured to be positioned at the valve opening position when the difference between the fuel pressure in the control chamber and the fuel pressure in the control chamber is equal to or greater than a predetermined value.
The control unit
In a state where the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first high pressure position and the second low pressure position, the two-way valve is moved to the first low pressure position and the three way valve is moved to the second high pressure position First valve opening control for positioning the needle portion at the valve opening position by moving the
With the two-way valve and the three-way valve positioned at the first low pressure position and the second low pressure position, respectively, the three-way valve is maintained at the first low pressure position while the three-way valve is at the second high pressure position Second valve opening control for positioning the needle portion at the valve opening position by moving the
In a state where the two-way valve and the three-way valve are positioned at the first high pressure position and the second high pressure position, respectively, the two-way valve is maintained at the second high pressure position while the two-way valve is at the first low pressure position Third valve opening control for positioning the needle portion at the valve opening position by moving the
Configured to inject fuel from the fuel injection holes by selectively executing any one of
Fuel injection device.
前記二方弁は、前記第1低圧位置に位置決めされた場合、前記第1燃料排出通路を開放することにより、前記制御室を前記第1燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるように構成され、 When the two-way valve is positioned at the first low pressure position, the control chamber is communicated with the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage by opening the first fuel discharge passage. Configured to
前記二方弁は、前記第1高圧位置に位置決めされた場合、前記第1燃料排出通路を遮断することにより、前記第1燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され、 When the two-way valve is positioned at the first high pressure position, communication between the control chamber and the fuel discharge unit via the first fuel discharge passage is blocked by blocking the first fuel discharge passage. Configured to block,
前記三方弁は、前記第2低圧位置に位置決めされた場合、前記第2燃料供給通路を遮断するとともに前記第2燃料排出通路を開放することにより、前記ノズル室を前記第2燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第2燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断するように構成され、 When the three-way valve is positioned at the second low pressure position, the nozzle chamber is closed via the second fuel discharge passage by blocking the second fuel supply passage and opening the second fuel discharge passage. And communicating with the fuel discharge portion and blocking communication between the nozzle chamber and the high-pressure fuel source via the second fuel supply passage,
前記三方弁は、前記第2高圧位置に位置決めされた場合、前記第2燃料供給通路を開放するとともに前記第2燃料排出通路を遮断することにより、前記ノズル室を前記第2燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第2燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成されている、 When the three-way valve is positioned at the second high pressure position, the nozzle chamber is opened via the second fuel supply passage by opening the second fuel supply passage and blocking the second fuel discharge passage. And communicating with the high pressure fuel source and blocking the communication between the nozzle chamber and the fuel discharge portion via the second fuel discharge passage.
燃料噴射装置。 Fuel injection device.
前記制御部は、 The control unit
前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記二方弁を前記第1低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第2低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第1閉弁制御、 When the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second high pressure position, the three-way valve is maintained at the first low pressure position while the three-way valve is held at the first low pressure position. A first valve closing control for positioning the needle portion at the valve closing position by moving it to a low pressure position;
前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記二方弁を前記第1高圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第2低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第2閉弁制御、及び、 When the two-way valve and the three-way valve are positioned at the first low pressure position and the second high pressure position, respectively, the two-way valve is moved to the first high pressure position and the three-way valve is moved to the second A second valve closing control for positioning the needle portion in the valve closing position by moving it to the low pressure position;
前記二方弁及び前記三方弁が前記第1低圧位置及び前記第2高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記三方弁を前記第2高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第1高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第3閉弁制御、 When the two-way valve and the three-way valve are respectively positioned at the first low pressure position and the second high pressure position, the two-way valve is maintained at the second high pressure position while the two-way valve is held A third valve closing control for positioning the needle portion at the valve closing position by moving it to a high pressure position;
の何れか1つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させるように構成されている、 Configured to stop the injection of fuel from the fuel injection holes by selectively performing any one of
燃料噴射装置。 Fuel injection device.
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