JPH09133062A

JPH09133062A - 燃料インジェクター

Info

Publication number: JPH09133062A
Application number: JP8223897A
Authority: JP
Inventors: Norman C Blizard; ノーマン・シー・ブリザード; Paul Douglas Free; ポール・ダグラス・フリー
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 1997-05-20
Also published as: US5558067A; GB9617627D0; DE19634163A1; GB2304817A; GB2304817B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ディーゼルエンジン用で、燃料を電子制御する
弁を有する機械的駆動ユニットインジェクターに関し、
始動時及び低回転時の燃料供給を適切化した装置、方法
を提供する。【解決手段】本インジェクターは、メーターリングチ
ャンバー３３と、メーターリングピストン１７によって
形成したタイミングチャンバー２６とを有する。偏倚ば
ね５５がタイミングプランジャー１６とメーターリング
ピストンとの間を接続し、両者を離すように偏倚する。
メーターリングチャンバーは圧縮燃料に常時連通してお
り、燃料源との間に配置したソレノイド作動のコントロ
ールバルブ５６の作動により燃料源から燃料を受入れ
る。インジェクターへの燃料供給手順は、偏倚ばねの弾
性力が最低の時に、メーターリングチャンバーを充填す
る前に実質的にタイミングチャンバーを充填するために
コントロールバルブを起動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、内燃
機関用の燃料インジェクター（ｉｎｊｅｃｔｏｒ：噴射
装置）に関し、より詳細に、メーターリングチャンバー
（ｍｅｔｅｒｉｎｇｃｈａｍｂｅｒ：計量室）を充満
する前にタイミングチャンバー（ｔｉｍｉｎｇｃｈａ
ｍｂｅｒ：調時室）が燃料で充満される電子制御された
燃料インジェクターに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御された燃料インジェクターは、
しばしば今日の内燃機関において使用されている。その
電子制御された燃料インジェクターは、コンプレッショ
ンイグニッション（圧縮点火）及びスパークイグニッシ
ョン（火花点火）エンジンのシリンダー内へ精確かつ信
頼性のおける燃料搬送を行っている。このような電子制
御された燃料インジェクターの精確さ及び信頼性は、燃
料効率、実用的最大出力、及び望ましくない燃焼生成物
の制御等の目的達成に寄与している。該電子制御された
燃料インジェクターの持つこれらの及びその他の利点
は、よく知られており、最近の内燃機関の有効な効果の
ために及び最近の内燃機関の設計に適切に使用されてい
る。

【０００３】近年、電子的に制御された燃料インジェク
ターは、重量用エンジン市場、特にデイーゼルエンジン
市場においてその用途を見いだされている。この電子制
御された燃料インジェクターを使用したシステムの例と
しては、インデアナ州コロンバスにあるカミンズエンジ
ン社製造のセレクト（ＣＥＬＥＣＴ）エンジン制御シス
テムがあり、これは他社のエンジンモデルと同様に同社
のＮ−１４エンジンと共に使用出来る。このシステムに
おいては、例えば図１に示すインジェクター５のよう
な、この電子制御された燃料インジェクター即ちエレク
トロニック燃料インジェクターが、種々のセレクト（Ｃ
ＥＬＥＣＴ）燃焼方法を満足するために使用されてい
る。公知のように、このインジェクター本体１０は、ノ
ズルリテイナー３６を介してノズルアッセンブリー２２
に接続されている。タイミングチャンバー２６が、中央
の円筒形孔１４と、タイミングプランジャー１６の下方
露出面と、メーターリングピストン１７の上方露出面
と、によって画定されている。インジェクター本体１０
とノズルアッセンブリー２２との内方部分にはメーター
リング胴３４が配置されている。またメーターリングチ
ャンバー３３が、このメーターリング胴３４の円筒形孔
１５と、メーターリングピストン１７の下方露出面と、
ノズルスペーサー２３の上方露出面と、によって画定さ
れている。タイミングプランジャー１６は、中央の円筒
形孔１８の底部に突き出しているが、連結部材２０へ対
し機械的に連結されてはいない。この連結部材２０は、
タイミングプランジャー１６へ衝接しており単に圧縮荷
重が連結部材２０からタイミングプランジャー１６へ伝
達されるようになっている。

【０００４】連結部材２０は、その下端部に環状の停止
部材６５を備えている。この停止部材６５はインジェク
ションストローク即ち射出ストロークの方向への連結部
材２０の移動を制限している。ばね座６６がこの連結部
材２０のフランジ７２から半径方向外方に伸びている。
このばね座６６を介して戻しばね６８が連結部材２０に
作用し該連結部材２０を引き戻しストロークの方向に上
方へ偏倚している。この戻しばね６８の反対端は、イン
ジェクター本体１０のカラー７４の基部へ位置付けられ
ているばね座７０へ作用している。

【０００５】連結部材２０の露出端には、ポケット７６
と支持面８０とが形成されており、この露出端にはリン
ク７８が作用し、射出ストロークの間、戻しばね６８に
よって発生する力に抗して連結部材２０を強制してい
る。このリンク７８は、通常、直接的に又は間接的に、
図示していないインジェクショントレーンカム軸（ｉｎ
ｊｅｃｔｉｏｎｔｒａｉｎｃａｍｓｈａｆｔ）に
接触しており、かつ図示していないアクチュエーテング
カム（ａｃｔｕａｔｉｎｇｃａｍ）の回転に応じてイ
ンジェクター組立体５の中心軸に沿って往復運動してい
る。こうしてカム軸の回転運動はインジェクター組立体
５の軸線方向成分の往復運動に変換され、これによりタ
イミングチャンバー２６の、そして最終的にはメーター
リングチャンバー３３の加圧に有用な力を提供してい
る。

【０００６】燃料入口孔４５は２つの独立した燃料入口
枝管に連通している。第１の枝管は、この入口孔４５を
メーターリング入口４９及び逆止弁３５を介してメータ
ーリングチャンバー３３ヘ連結している。第２の枝管
は、この入口孔４５を、コントロール入口通路４７を介
してコントロールチャンバー５４へそして最終的にはタ
イミングチャンバーへ２６へ連結している。コントロー
ルチャンバー５４からタイミングチャンバー２６への燃
料の流れは、燃料をコントロールバルブ５６、コントロ
ール通路５０、プランジャーチャンバーコントロールオ
リフィス４８、プランジャーチャンバー通路４６を介し
て流すことを可能とすることによって達成されるのであ
る。ここで該プランジャーチャンバー通路４６は、タイ
ミングプランジャー１６と中央円筒形孔１４との間の環
状間隙によって形成されている。

【０００７】インジェクターの基本的作動は公知であ
る。引き戻しストロークの間に所定量の燃料がインジェ
クター組立体５内へ計量され、インジェクションストロ
ークの間にエンジン内へ噴出される。燃料の計量は、タ
イミングプランジャー１６及びメーターリングピストン
１７の運動と、コントロールソレノイド５８のコントロ
ールバルブ５６の開口と、によって制御される。図１に
示すような引き戻しストロークの開始時において、タイ
ミングプランジャー１６が実質的にメーターリングピス
トン１７へ対して突き当てられ、このメーターリングピ
ストン１７がノズルスペーサー２３へ対して突き当てら
れ、かつコントロールバルブ５６が閉じられる。

【０００８】燃料がインジェクター本体１０へ入る際に
は、１５０ｐｓｉのレールプレッシュア（ｒａｉｌｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ）の燃料が、入口通路４９を介して通
り、逆止弁３５を開き、小容積のメーターリングチャン
バー３３へ入る。このメーターリングチャンバー３３内
でメーターリングピストン１７の底部へ作用する燃料圧
力は、該メーターリングピストン１７を上方へ押し上
げ、こうしてタイミングチャンバー２６内に付加的な圧
力を発生する。カム形状は、リンク７８及び連結部材２
０がばね６８の弾性力によって上方へ移動することを許
容しているので、タイミングプランジャーチャンバー２
６内の圧力がタイミングプランジャー１６の底面積へ作
用し、これによりタイミングプランジャー１６とメータ
ーリングピストン１７とを独立的に上方へ移動させ、タ
イミングプランジャー１６を連結部材２０に接触維持す
る。コントロールバルブ５６が閉鎖され、通路５０、オ
リフィス４８及び通路４６を介して潰された状態のタイ
ミングチャンバー２６内への燃料流れを阻止する限り、
燃料は逆止弁３５を介してメーターリングチャンバー３
３の膨張した容積内へ流れ続ける。コントロールソレノ
イド５８が公知の手段によって起動されるとき、コント
ロールバルブ５６が開放を指令され、メーターリングプ
ランジャーチャンバー３３内への燃料計量が停止する。
このことは、コントロールチャンバー５４からコントロ
ールバルブ５６、通路５０、及びオリフィス４８を介し
て、かつタイミングチャンバー２６へ通路４６を介し
て、１５０ｐｓｉのレールプレッシュアの燃料を供給す
ることによって達成され、これによりタイミングチャン
バー２６及びメーターリングチャンバー３３の両者に等
しい圧力が存在させるようにもたらす。メーターリング
ピストン１７の両端に作用する等しい圧力はその上昇運
動を停止させる。こうして規定された所定量の燃料はメ
ーターリングチャンバー３３内に残存する。

【０００９】タイミングチャンバー２６内に位置付けて
ありかつタイミングプランジャー１６とタイミングピス
トン１７との対向面に対峙している偏倚ばね５５は、メ
ーターリングピストン１７を静止状態に止め、かつタイ
ミングチャンバー２６が燃料で満たされこれによりタイ
ミングプランジャー１６を上方へ押し上げるときに該メ
ーターリングピストン１７が上昇しないようにする。引
き戻しストロークの開始時において、タイミングプラン
ジャー１６がメーターリングピストン１７を押し付ける
とき、ばね５５はその対向面に約４０ｐｓｉの偏倚力を
及ぼす。タイミングチャンバー２６が燃料で満たされ、
タイミングプランジャー１６がメーターリングピストン
１７から離されるとき、ばね５５の偏倚力は直線方向に
おいて減少する。タイミングプランジャー１６が引き戻
しストロークの終了時にメーターリングピストン１７か
ら最大限に偏倚したとき、ばね５５の偏倚量は約２０ｐ
ｓｉである。こうしてこの引き戻しストロークの終了時
に、ばね５５の偏倚値は引き戻しストロークの開始時の
偏倚値の約５０％に減少している。このばね５５は、更
にメーターリングピストン１７と、メーターリングチャ
ンバー３３内にある燃料によって発生される流体リンク
と、を介して逆止弁３５へ十分な力を及ぼし、該逆止弁
３５を着座させてメーターリングチャンバー３３内の燃
料の量の変化を防止している。こうして厳密に計量され
た量の燃料がメーターリングチャンバー３３内に捕捉さ
れている。この燃料は、後続するインジェクションスト
ロークの間にエンジン内へ噴出される燃料の量となる。
この引き戻しストロークが継続すると、タイミングプラ
ンジャー１６が上昇を続け、タイミングプランジャーチ
ャンバー２６が、この引き戻しストロークの終了まで燃
料がレールプレッシュアで充填され続ける。

【００１０】タイミングスピル（ｔｉｍｉｎｇｓｐｉ
ｌｌ）１０６、インジェクション開始１０７、インジェ
クション終了１０８、を含むインジェクションストロー
クの詳細は、本件発明に関連していないが、それらにつ
いての完全な記載は米国特許第５０６７４６４号に開示
されている。

【００１１】図２を参照すると、ここには公知の燃料供
給についてのタイミングダイアグラムが開示れている。
正常作動時には、コントロールバルブ５６は引き戻しス
トロークの開始時１１０に閉鎖され、こうしてタイミン
グチャンバー２６への燃料通過を禁止している。この１
５０ｐｓｉの燃料レールプレッシュアは、ばね５５の偏
倚に打ち勝つのに適当な圧力より大きく、このため燃料
はメーターリングチャンバー３３へ入りかつ該メーター
リングチャンバー３３からメーターリングピストン１７
及びタイミングプランジャー１６をともに移動させる。
こうしてメーターリング開始１０２が始まる。所定量の
燃料がメーターリングチャンバー３３へ入ると、コント
ロールバルブ５６が解放し、燃料が１５０ｐｓｉのレー
ルプレッシュアでタイミングチャンバー２６へ入るよう
になる。タイミングチャンバー２６内の圧力は今やメー
ターリングチャンバー３３内の圧力に等しくなっている
ので、メーターリングピストン１７の上方運動は止ま
り、これによりメーターリングチャンバー３３内に、イ
ンジェクションストロークの間にエンジン内に噴出され
るべき所定量の燃料が詰まる。こうしてコントロールバ
ルブ５６のこの開放がメーターリング終了１０３の信号
を発する。インジェクター組立体５がその引き戻しスト
ロークを継続すると、タイミングプランジャー１６は導
入燃料によってメーターリングチャンバー３３から離れ
るように強制される。この引き戻しストロークのこの部
分はタイミングフィル（ｔｉｍｉｎｇｆｉｌｌ）１０
５として知られている。この引き戻しストロークの終了
時１０９に、このメーターリングチャンバー３３はエン
ジン内へ噴出される所定量の燃料を保持し、タイミング
チャンバー２６はメーターリングピストン１７の頂部及
びタイミングプランジャー１６の底部によって確定され
る量の燃料を保持する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このセレクト（ＣＥＬ
ＥＣＴ）燃料システムに関する問題は始動時及び低ｒｐ
ｍ作動時のクランク作動の際に発生することが知られて
いる。このＮ−１４エンジンが１０００ｒｐｍ以下の回
転数で作動するとき、この燃料圧力は内部漏洩のために
４０ｐｓｉ以下になるであろう。このことは引き戻しス
トロークの初期においてばね５５の偏倚を圧倒するには
不適当であろう。そしてこのためこのことは始動時に及
び１０００ｒｐｍ以下の作動時に不適当な燃料供給をも
たらすこととなろう。この問題に取り組むためＮ−１４
エンジンは大きい燃料ポンプ（１．２５〃ＰＴＧベー
ス）を使用しており、このセレクト（ＣＥＬＥＣＴ）シ
ステムは（３５０ｍｍ³／ストローク）の完全燃料供給
を要求している。しかしながら、このことは始動の際に
制御不能な発煙及び放出をもたらす。予備的な予想では
この制御不能な始動モードはＥＰＡサイクルで測定した
とき約１２％の粒子放出をなすことを示している。更に
Ｎ−１４の始動時に必要な燃料供給の概算値は１００ｍ
ｍ³／ストロークの範囲である。こうして実際の燃料供
給はクランク作動及び始動の間及び１０００ｒｐｍ以下
のエンジン速度においてエンジンに過重供給となってい
る。

【００１３】もしメーターリングが引き戻しストローク
に間に遅く発生するなら、偏倚ばね５５荷重が約２０ｐ
ｓｉであるとき、メーターリングチャンバー３３内への
燃料の制御された容積メーターリングが達成される。こ
のような燃料供給は、燃料の正確な量が引き戻しストロ
ークの間にメーターリングされ得るので始動の間のより
良い発煙及び粒子制御がもたらされる。更に、より小さ
いギアポンプ（０．７５〜１．００〃ＰＴＧベース）が
完全作動範囲を介して燃料を供給するのに適切なものと
なろう。もしクランク作動流れ要求を満足出来るなら、
より小さくかつ低価格のポンプが望ましい。結局、後者
のメーターリングは指令された燃料供給と燃料との間の
制御遅れを減じる利点を有しており、これにより速度、
トルク、放出及び発煙に関してより正確な制御を可能と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料メーター
リングが、ある規定された条件下で、引き戻しストロー
クの後期に起こるインジェクター燃料供給システムに関
する。本発明によれば、このインジェクターは、インジ
ェクター本体内に形成された孔と、タイミングプランジ
ャーと、滑動可能に配置されたメーターリングピストン
と、を有するものである。タイミングチャンバーが、タ
イミングプランジャーとメーターリングピストンとの間
の孔内に確定されている。メーターリングチャンバー
が、メーターリングピストン下方の孔内に確定されてい
る。ばねによってタイミングプランジャーとメーターリ
ングピストンとが接続されており、メーターリングピス
トンがタイミングプランジャーから離れて偏倚されてい
る。このばねの偏倚力は、メーターリングピストンがタ
イミングプランジャーの方へ移動するとき増加し、メー
ターリングピストンがタイミングプランジャーから離れ
るとき減少する。インジェクター本体内には通路が形成
されており、この通路は燃料源からメーターリングチャ
ンバーへ燃料を連続的に提供しており、タイミングチャ
ンバーへの燃料通過を許容したり制止するため制御弁が
設けてある。

【００１５】引き戻しストロークの初期には、メーター
リングピストンは基本的にメーターリングチャンバーの
底部に触れており、タイミングプランジャーは基本的に
メーターリングピストンの底部に触れている。こうし
て、メーターリングチャンバーとタイミングチャンバー
とは、引き戻しストロークの初期には最少容積を有して
いる。

【００１６】本発明の一つの観点によれば、この制御弁
は引き戻しストロークの開始と同時にその開放が指令さ
れ、タイミングチャンバーへ入る燃料は燃料源と同一圧
力にあるので、メーターリングピストンはメーターリン
グチャンバー内の底部に触れたままであり、メーターリ
ングチャンバーへ燃料は入らない。その代わりに、燃料
はタイミングチャンバーへ入り、タイミングプランジャ
ーを前記孔内にて上昇させ、これにより偏倚ばねの力を
減少させる。インジェクターが引き戻しストロークの終
了時に近づくと、制御弁は閉鎖を指令される。今や、タ
イミングチャンバーが燃料源内の圧力から分離されるの
で、メーターリングピストンの底部へ対する燃料の圧力
は、ピストンを上方へ移動させ、これにより所定量の燃
料がメーターリングチャンバー内にて計量されるように
なる。タイミングプランジャーが、タイミングチャンバ
ーの充填によって、引き戻しストロークのほとんどでメ
ーターリングピストンから離れるように配置されている
ので、引き戻しストロークの終了時に近づいた時のばね
偏倚は約５０％まで減少されている。こうしてより低い
燃料圧力がメーターリングピストンを移動することが出
来、これによりメーターリングチャンバーを低いｒｐｍ
作動に必要な所定量の燃料で満たすことが出来るのであ
る。

【００１７】本件発明の別の目的は、内燃エンジンへの
後続する噴射のために燃料インジェクターに所定量の燃
料を計量する方法を提供することである。この方法は、
（ａ）エンジンのｒｐｍを決定すること、（ｂ）該エン
ジンのｒｐｍが所定値より少ない限り下記の（ｃ）〜
（ｆ）の工程を行うこと、（ｃ）引き戻しストロークの
開始を決定すること、（ｄ）引き戻しストロークの開始
時にコントロール手段によりタイミングチャンバーへ圧
縮燃料を送給すること、（ｅ）コントロール手段が引き
戻しストロークの終了時付近でタイミングチャンバーへ
の圧縮燃料送給を不能にし、燃料がメーターリングチャ
ンバーへ入るようにすること、（ｆ）コントロール手段
が所定量の燃料がメーターリングチャンバー内に計量さ
れた後、タイミングチャンバーへの圧縮燃料の送給を可
能とすること、の諸工程から構成されている。

【００１８】本件発明のこれら及びその他の目的は、好
ましい実施例について記載している下記記載からより一
層明らかになろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】本件発明の原理についての理解を
増進するために、図面に記した実施例を参照する。しか
しながら本件発明の範囲はこれに限定されるべきではな
く、図示した装置の変形及び改良、ここに示した本件発
明の原理の更なる適用等は、本件発明に関する当業者に
おいて通常なし得るものであると理解されるべきであ
る。

【００２０】本件発明は、その好ましい実施例において
は、図１に示すようなタイプの電子制御された燃料イン
ジェクターのための新しい燃料供給手順にある。しかし
ながら、本件発明の背景技術において検討したように、
この発明によって解消される問題を経験しているその他
の燃料インジェクターも、本件発明の燃料供給手順を使
用することが出来るものである。

【００２１】本件発明の好ましい実施例においては、電
子制御された燃料インジェクターの引き戻しストローク
のための燃料供給手法が図３及び図４に示してある。図
１の構成要素及び図３のタイミング要素を参照すると、
コントロールバルブ５６が引き戻しストロークの開始時
２１０に開放を指令される。タイミングチャンバー２６
へ入る燃料は入口通路４９内の燃料と同一の圧力を有し
ているので、メーターリングピストン１７はメーターリ
ングチャンバー３３の底部に触れたままであり、メータ
ーリングチャンバー３３へ燃料は入らない。その代わ
り、燃料はタイミングチャンバー２６へ入り、引き戻し
ストロークのタイミングフィル２１１部分を創設する。
タイミングプランジャー１６は連結部材２０へ機械的に
接続されてはいないので、連結部材２０が戻しばね６８
の圧力により孔１８から引き戻されるときに低圧力燃料
はタイミングプランジャー１６によって連結部材２０と
接触し続けるようにする。タイミングプランジャー１６
の上昇運動はばね５５の偏倚力によって更に補助されて
いる。好ましい実施例においては、この引き戻しストロ
ークの初期におけるばね５５の偏倚力はほぼ４０ｐｓｉ
である。

【００２２】インジェクターが引き戻しストロークの終
了時に近づくと、コントロールバルブ５６は閉鎖を指令
され、メーターリング開始２１２が始まる。燃料がタイ
ミングチャンバー２６内へ入ることが出来ないので、入
口通路４９を介するメーターリングピストン１７の底部
に対する燃料圧力は、ピストン１７に作用してタイミン
グチャンバー１６を、引き戻し作用をする連結部材２０
に接触させ続け、こうして、もし燃料圧力がばね５５の
偏倚力に打ち勝つ程に十分高いかぎり、所定量の燃料が
メーターリングチャンバー３３内で計測される。しかし
ながら、引き戻しストロークの開始後タイミングチャン
バー２６が充填され、燃料がメーターリングチャンバー
３３に入っていないので、引き戻しストロークの端部付
近のばね５５の偏倚力は実質的に減少するであろう。好
ましい実施例においては、タイミングプランジャー１６
がメーターリングピストン１７から最大限に変位された
ときに、引き戻しストロークの終了時のばねの偏倚力は
約２０ｐｓｉとなる。しかして本件発明では、ばね５５
の偏倚力が引き戻しストロークの終了時に、該引き戻し
ストロークの初期のその偏倚力の約５０％まで減少する
であろう。こうしてこの燃料供給手順では、これまでの
燃料供給手順において要求されていた燃料圧力よりもメ
ーターリングチャンバー３３を充填するのに少ない燃料
圧力でよい。始動時及び低ｒｐｍ作動時のこのような燃
料圧力は、減少したばね偏倚力を打ち負かすのに適当で
あるので、メーターリングチャンバー３３の過剰燃料供
給はもはや始動時及び低いｒｐｍエンジン作動を保証す
るのに必要ではない。こうして本件発明の燃料供給手順
では、メーターリングチャンバー３３が始動及び低ｒｐ
ｍ作動に必要とされる、より正確な量の燃料を充填され
ることを可能としている。この好ましい実施例では、そ
の量は１００ｍｍ³／ストロークであるが、５−３５０
ｍｍ³／ストロークの範囲の量は予期されるのである。
引き戻しストロークの終了時又はその付近において、コ
ントロールバルブ５６の開放が指令され、これにより本
発明の技術背景において述べたと同様のメーターリング
終了２１３がおこる。

【００２３】タイミングスピル（ｔｉｍｉｎｇｓｐｉ
ｌｌ）２１５、インジェクション開始２１６及びインジ
ェクション終了２１７は、図１に示す燃料供給手順と変
わりはない。

【００２４】次に図３及び図４（及び構造要素のために
図１）を参照すると、そこには図１に示すインジェクタ
ーのような電子制御された燃料インジェクターの引き戻
しストロークの間の、本発明の燃料供給手順を実行する
ための手法のフローチャートが数字でステップ毎に示し
てある。ステップ１１９において、エンジン速度が公知
の技術を使って決定される。ステップ１２０において、
エンジン速度が試験される。もしエンジン速度が所定値
より低いならば、本件発明の燃料供給手順が実行され
る。好ましい実施例では、この予め決定されたレベルは
１００ｒｐｍであるが、この発明では５０−１５０ｒｐ
ｍの範囲の予め決定されたレベルを考慮している。もし
エンジン速度がこの予め決定されたレベル又はそれ以上
であるなら、図４の流れが横にバイパスされる。

【００２５】ステップ１２２において、公知の技術を使
用してカム位置から引き戻しストロークの開始２１０を
決定する。引き戻しストロークが開始すると、コントロ
ールバルブ５６がステップ１２４にて開放を指令され、
タイミングチャンバー２６への燃料の搬送が可能となり
かつタイミングフィル２１１が開始する。ステップ１２
６において、このフローチャートは、メーターリング開
始２１２を行うために引き戻しストローク内で十分な時
間が経過したか否かをテストする。ある所定のエンジン
速度での引き戻しストロークの時間長さは公知の方法を
使用することにより決定されよう。こうしてメーターリ
ング開始２１２の強制は、メーターリングチャンバー３
３内に所望量の燃料を計量するために、残存する引き戻
しストローク内で十分な時間が許容されねばならない。
引き戻しストローク終了２１８の付近の所望の点で、ス
テップ１２８において、コントロールバルブ５６の閉鎖
が指令され、燃料がメーターリングチャンバー３３へ入
るようになりかつメーターリング開始２１２が指令され
る。ステップ１３０においては、メーターリングチャン
バー３３を所望量の燃料で満たすために引き戻しストロ
ークのメーターリング相内にて十分な時間が経過してい
るかいないかをテストする。もし、そうでなければ、メ
ーターリングチャンバー３３は燃料を充填し続ける。メ
ーターリングチャンバー３３が所望量の燃料で満たされ
ている場合には、ステップ１３２において、コントロー
ルバルブ５６を開放するように指令し、メーターリング
終了２１３を確定する。引き戻しストロークの残存部分
にて、タイミングチャンバー２６は燃料を充填し続け
る。しかして一実施例においては、メーターリング終了
２１３は引き戻しストロークの終了２１８前に起こる。
別の実施例においては、メーターリング終了２１３は引
き戻しストロークの終了２１８と同時に起こり、ばね５
５の偏倚力がその最小値に減少するまで、メーターリン
グチャンバー３３内への燃料計量が遅れる。

【００２６】本件発明は図示されかつ図面及び前述記載
によって詳細に述べられたが、これは図示のためのもの
でその特徴を制限するものではなく、ここには好ましい
実施例が示されかつ記述され、本件発明の精神内に属す
る全ての変更及び改良はこの発明によって保護されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明の燃料供給を行うための公知の電子的
に制御された燃料インジェクターの断面図である。

【図２】図１に示す電子的に制御された燃料インジェク
ターと共に使用される公知の燃料供給を示すタイミング
ダイアグラムである。

【図３】図１に示す電子的に制御された燃料インジェク
ターと共に使用される本件発明の燃料供給を示すタイミ
ングダイアグラムである。

【図４】図３に示すタイミングダイアグラムによって図
１の電子的に制御された燃料インジェクターに燃料供給
をする工程手順を示しているフローチャートである。

【符号の説明】

５：インジェクター組立体１０：インジェ
クター本体１４、１５、１８：円筒形孔１６：タイミン
グプランジャー１７：メーターリングピストン２０：連結部材２２：ノズルアッセンブリー２３：ノズルス
ペーサー２６：タイミングチャンバー３３：メーター
リングチャンバー３４：メーターリング胴３５：逆止弁３６：ノズルリテイナー４５：燃料入口
孔４６：プランジャーチャンバー通路４７：コントロ
ール入口通路４８：プランジャーチャンバーコントロールオリフィス４９：入口通路５０：コントロ
ール通路５４：コントロールチャンバー５５：偏倚ばね５６：コントロールバルブ５８：コントロ
ールソレノイド６５：停止部材６６、７０：ば
ね座６８：戻しばね７２：フランジ７４：カラー７６：ポケット７８：リンク８０：支持面１０２：メーターリング開始１０３：メータ
ーリング終了１０５：タイミングフィル１０６：タイミ
ングスピル１０７：インジェクション開始１０８：インジ
ェクション終了１０９：引き戻しストローク終了１１０：引き戻
しストローク開始２１０：引き戻しストローク開始２１１：タイミ
ングフィル２１２：メーターリング開始２１３：メータ
ーリング終了２１５：タイミングスピル２１６：インジ
ェクション開始２１７：インジェクション終了２１８：引き戻
しストローク終了

フロントページの続き (72)発明者ポール・ダグラス・フリーアメリカ合衆国インディアナ州47203，コロンブス，ウッドクレスト・ドライブ 4535

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンにて使用するための噴射ス
トローク及び引き戻しストロークを有する燃料インジェ
クターであって、内部に形成された孔を有するインジェクター本体と；該
孔内の第１位置に配置され引き戻しストロークの間中該
孔内にて自由に滑動可能なタイミングプランジャーと；
該孔内の第２位置に滑動可能に配置されているメーター
リングピストンと；前記タイミングプランジャーと前記
メーターリングピストンとの間の前記孔に画定されてい
るタイミングチャンバーと；前記メーターリングピスト
ンを変動可能な力で前記タイミングプランジャーから離
して偏倚する偏倚手段と；該メーターリングピストン下
方の前記孔に画定されているメーターリングチャンバー
であって、該メーターリングチャンバーと前記タイミン
グチャンバーとが引き戻しストロークの初期に最小容積
を有しており、前記インジェクターが引き戻しストロー
クを介して移動するとき該容積が増大可能となっている
メーターリングチャンバーと；該メーターリングチャン
バーへ連続した燃料連通を提供するため前記インジェク
ター本体に形成されている通路と；前記タイミングチャ
ンバーへの燃料通路を開閉するコントロール手段と；を
有しており、前記コントロール手段が引き戻しストロークの初期に前
記タイミングチャンバーへの燃料通路を開き、該タイミ
ングプランジャーをメーターリングピストンから引き離
しかつ前記偏倚手段の偏倚力を減少し、更に、前記コントロール手段が引き戻しストロークの終
了付近で前記タイミングチャンバーへの燃料通路を阻止
し、該メーターリングチャンバーへ所定量の燃料を強制
送給し、該メーターリングピストンを前記タイミングプ
ランジャーの方へ移動させ、前記偏倚手段の前記偏倚力が減少後、所定量の燃料が前
記メーターリングチャンバーへ計量され、その後、該所
定量の燃料が後続の噴射ストロークの間エンジンへ噴射
される、ことを特徴とする燃料インジェクター。
【請求項２】前記所定量の燃料が前記メーターリング
チャンバー内へ強制送給された後、引き戻しストローク
終了前に、前記コントロール手段が前記タイミングチャ
ンバー内への燃料通路を許容する請求項１に記載の燃料
インジェクター。
【請求項３】前記偏倚手段が引き戻しストロークの初
期に第１の偏倚力を有し、この偏倚力が引き戻しストロ
ークの終了時に第２の偏倚力まで減少する請求項２に記
載の燃料インジェクター。
【請求項４】前記メーターリングチャンバーへの所定
量の燃料の強制送給が引き戻しストローク中の前記第２
の偏倚力を得ている該偏倚手段のすぐ前にて起こる請求
項３に記載の燃料インジェクター。
【請求項５】前記偏倚手段が前記タイミングチャンバ
ー内に配置されているばねを含んでおり、このばねが一
端を前記タイミングプランジャーへ、他端を前記メータ
ーリングピストンへ接続されている請求項４に記載の燃
料インジェクター。
【請求項６】前記第１の偏倚力が約４０ｐｓｉであ
り、第２の偏倚力が約２０ｐｓｉである請求項５に記載
の燃料インジェクター。
【請求項７】低ｒｐｍ時に内燃機関へ後続する噴射の
ために引き戻しストロークの間に燃料インジェクターへ
所定量の燃料を計量する方法であって、該インジェクタ
ーが、圧縮燃料源に連続した流体連通しているメーター
リングチャンバーと、タイミングチャンバーと、該タイ
ミングチャンバー又はメーターリングチャンバーへ対す
る圧縮燃料の搬送を制御するコントロール手段と、を有
しており、該方法が、（ａ）エンジンのｒｐｍを決定すること、（ｂ）該エンジンのｒｐｍが所定値より少ない限り下記
の（ｃ）〜（ｆ）の工程を行うこと、（ｃ）引き戻しストロークの開始を決定すること、（ｄ）引き戻しストロークの開始時にコントロール手段
によりタイミングチャンバーへ圧縮燃料を送給するこ
と、（ｅ）コントロール手段が引き戻しストロークの終了時
付近でタイミングチャンバーへの圧縮燃料送給を不能に
し、燃料がメーターリングチャンバーへ入るようにする
こと、（ｆ）コントロール手段が所定量の燃料がメーターリン
グチャンバー内に計量された後、タイミングチャンバー
への圧縮燃料の送給を可能とすること、の諸工程から成る燃料インジェクターへ所定量の燃料を
計量する方法。
【請求項８】前記所定のエンジンｒｐｍ値が１０００
ｒｐｍである請求項７に記載の燃料インジェクターへ所
定量の燃料を計量する方法。
【請求項９】引き戻しストロークの終了を決定する工
程を含み、上記（ｆ）がこの引き戻しストロークの終了
と同時に起こる請求項８に記載の燃料インジェクターへ
所定量の燃料を計量する方法。
【請求項１０】前記所定量の燃料は約１００ｍｍ³で
ある請求項８に記載の燃料インジェクターへ所定量の燃
料を計量する方法。