JPH09317594A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの始動性を向上させるとともに燃料
供給系の燃料圧力を高精度に制御可能な燃料供給装置を
提供する。 【解決手段】 プレッシャリミッタ１０はコモンレール
に取付けられており、ニードル弁１５はバルブボディ１
２に往復移動可能に収容されている。可動コア２２はハ
ウジング１１に往復移動可能に支持されており、スプリ
ング３４によりニードル弁１５の弁座着座方向に付勢さ
れている。コイル３５への駆動信号がオンされると、可
動コア２２がスプリング３４の付勢力に抗して固定コア
２１に吸引され、ニードル弁１５が弁座１２ａから離座
し蓄圧室から燃料が排出される。エンジン始動時におい
て強制的にプレッシャリミッタ１０を開弁させることに
より蓄圧室の空気やベーパ状燃料を速やかに排出するの
で、エンジン始動性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃料供
給系に圧力制御弁を配設し、燃料供給系の燃料圧力を調
整する燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、実開平５−１８５４号公報お
よび特開平７−１５８５３６号公報に開示されているよ
うに、高圧燃料供給ポンプからコモンレールを経てイン
ジェク夕に高圧燃料を供給する燃料供給系において、コ
モンレールに圧力制御弁を接続する燃料供給装置が知ら
れている。このような燃料供給装置では、コモンレール
内の燃料圧力が所定圧を越えて上昇すると、圧力制御弁
が開弁してコモンレールから燃料を排出してコモンレー
ルの燃料圧力を所定圧以下に規制している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高負荷運転ま
たは高回転運転後にエンジンを停止して放置していると
エンジンからの伝熱や輻射熱によりコモンレールの温度
が上昇し、コモンレール内に形成された蓄圧室に残留し
ている燃料の一部が高温のためにベーパ状となり、蓄圧
室内の燃料が液体とベーパの混在状態となる。この状態
でエンジンを始動しようとすると、蓄圧室に残留してい
るベーパ状燃料のために蓄圧室の燃料圧力が上昇しにく
くなり速やかにインジェクタに高圧燃料を供給できない
ことによりエンジンの始動性が低下するという問題があ
る。エンジンの組付け等で蓄圧室に空気が存在する場合
も蓄圧室の燃料圧力が速やかに上昇しないという問題が
生じる。

【０００４】しかしながら、従来の燃料供給装置の圧力
制御弁は一般に機械式の開閉構造であるため、蓄圧室の
燃料が所定圧を越えないと圧力制御弁が開弁しないの
で、エンジン始動時のような燃料供給圧力の低圧時にベ
ーパ状燃料や空気をコモンレールから排出できない。さ
らに、従来の機械式の開閉構造を有する圧力制御弁は、
圧力制御弁の開弁圧の調整が困難であるため、エンジン
通常運転時において蓄圧室の燃料圧力を高精度に制御す
ることが困難である。

【０００５】また、低圧制御用と高圧制御用の２個の圧
力制御弁を燃料供給系に設置することも考えられるが、
システムの複雑化およびコスト上昇を伴うという間題が
ある。本発明はこのような問題を解決するためになされ
たものであり、エンジンの始動性を向上させるとともに
燃料供給系の燃料圧力を高精度に制御可能な燃料供給装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料供給装置によると、圧力制御弁を開閉制御可能な電
磁駆動部を圧力制御弁に設けたことにより、エンジン始
動直後のような燃料供給系の燃料圧力が低い状態におい
ても電磁駆動部により圧力制御弁を開弁可能である。し
たがって、燃料供給系に存在するベーパ状燃料または空
気をエンジン始動直後においても容易に排出することが
できるので、燃料供給系の燃料圧力を速やかに上昇させ
インジェクタに素早く高圧燃料を供給しエンジンの始動
性を向上させることができる。

【０００７】本発明の請求項２記載の燃料供給装置によ
ると、エンジン始動時のイグニション信号により圧力制
御弁を開閉することにより、エンジン始動時において圧
力制御弁を開弁することができる。本発明の請求項３項
記載の燃料供給装置によると、蓄圧室の圧力信号で圧力
制御弁を開閉制御することにより、エンジン始動時に加
えエンジン通常運転時においても蓄圧室の燃料圧力に応
じて圧力制御弁を開弁することにより燃料供給系の燃料
圧力を高精度に制御可能である。

【０００８】本発明の請求項４項記載の燃料供給装置に
よると、エンジン始動時のような燃料供給系の低圧時に
圧力制御弁が開弁しても燃料排出量をオリフィスにより
規制するので、燃料供給系の燃料圧力の低下を抑えなが
らベーパ状燃料または空気を燃料供給系から排出可能で
ある。本発明の請求項５項記載の燃料供給装置による
と、エンジン始動時のような燃料供給系の低圧時に圧力
制御弁が開弁する場合はオリフィス部材がシート部に当
接してオリフィス部材に形成したオリフィスにより燃料
排出量を規制し、燃料供給系の燃料圧力が上昇するとオ
リフィス部材がシート部から離間してシート部への当接
時よりも多くの燃料を排出するので、燃料供給系の燃料
圧力に応じて燃料供給系の燃料圧力を制御することがで
きる。

【０００９】本発明の請求項６または７項記載の燃料供
給装置によると、コイルヘの通電オン時にはオリフィス
からだけ燃料を排出可能であり、コイルヘの通電オフ時
にはオリフィスに加え燃料通路からも燃料を排出可能で
ある。したがって、エンジン始動時にコイルヘの通電を
オンし、燃料供給系の燃料圧力が上昇しエンジンが通常
運転に移行するとコイルヘの通電をオフすることによ
り、燃料の排出通路の流路面積を二段階に調整できる。
これにより、燃料供給系の燃料圧力に応じて燃料供給系
の燃料圧力を制御することができるので、始動時の昇圧
特性と通常運転時の定圧制御とを一つの圧力制御弁で両
立可能である。

【００１０】本発明の請求項８項記載の燃料供給装置に
よると、エンジン始動時のような燃料供給系の低圧時に
はコイルヘの通電をオンすることにより第２の付勢手段
の付勢力に抗して固定コアに可動コアが吸引されるの
で、第１の弁部材を弁座に付勢する付勢力が減少する。
したがって、燃料圧力の低圧時においても第１の弁部材
が弁座から離座し、燃料を排出可能になる。

【００１１】また、燃料供給系の燃料圧力が上昇しエン
ジンが通常運転に移行すると、コイルヘの通電をオフす
ることにより可動コアに固定コア側への吸引力が働かな
いので、弁座から第１の弁部材を離座させるのに要する
燃料圧力は前述したコイルヘの通電オン時よりも高くな
る。つまり、コイルヘの通電を制御することにより圧力
制御弁の開弁圧が二段階に設定されるので、燃料供給系
の燃料圧力に応じて燃料供給系の燃料圧力を制御するこ
とができる。したがって、第１の付勢手段および第２の
付勢手段の付勢力を調整することにより、始動時の昇圧
特性と通常運転時の定圧制御とを一つの圧力制御弁で両
立可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例を図１〜図５に示
す。図２は、本発明の燃料供給装置をガソリンエンジン
用燃料供給システムに適用したシステム構成図である。
低圧燃料供給ポンプ１０１により燃料タンク１００から
汲み上げられフィルタ１０２を介して高圧燃料供給ポン
ブ１０４に供給される燃料の圧力は、プレッシャレギレ
ータ１０３により０．２〜０．３MPa に調圧されてい
る。吸入弁１０４ａから高圧燃料供給ポンプ１０４に吸
入された燃料は数MPa 〜数十MPa に昇圧されて吐出弁１
０４ｂからコモンレール１０５に送出される。吸入弁１
０４ａと吐出弁１０４ｂの開弁圧力は低圧燃料供給ポン
プ１０１の燃料供給圧力よりも低く設定されている。

【００１３】高圧燃料供給ポンプ１０４で加圧圧送され
コモンレール１０５に供給された高圧燃料は、コモンレ
ール１０５内に形成された図示しない蓄圧室で蓄圧され
てエンジンの各気筒に配設されたインジェクタ１０６に
供給される。コモンレール１０５に取付けられた圧力セ
ンサ１０７により蓄圧室の燃料圧力が検出され、ＥＣＵ
１１０に圧力信号が送出される。コモンレール１０５に
はさらに圧力制御弁としてのプレッシャリミッタ１０が
取付けられている。プレッシャリミッタ１０が開弁する
と、蓄圧室の燃料が燃料タンク１００に排出され、蓄圧
室の燃料圧力が調整される。ＥＣＵ１１０は圧力センサ
１０７からの圧力信号以外にも、各種センサからイグニ
ション（Ｉｇ）信号、スタータ（ＳＴＡ）信号、エンジ
ン回転数（ＮＥ) 信号を入力し、エンジン運転状態を把
握している。

【００１４】次に、プレッシャリミッタ１０について図
１に基づいて詳細に説明する。プレッシャリミッタ１０
のハウジング１１の一方の端部はバルブボディ１２とか
しめ固定されており、ハウジング１１の他方の端部は固
定コア２１とかしめ固定されている。バルブボディ１２
の燃料吸入側にフィルタケース１３が挿入されており、
このフィルタケース１３内に燃料フィルタ１４が収容さ
れている。ハウジング１１の中央部外周壁に設けられた
雄ねじ部１１ａがコモンレール１０５の図示しない雌ね
じ部とねじ結合することによりプレッシャリミッタ１０
はコモンレール１０５に取付けられている。

【００１５】ニードル弁１５はバルブボディ１２に往復
移動可能に収容されており、ニードル弁１５の一方の端
部である当接部１５ａはノズルボディ１２に設けられた
弁座１２ａに着座可能である。ニードル弁１５の他方の
端部である固定部１５ｂは可動コア２２とレーザー溶接
等により固定されている。固定部１５ｂの外周壁には切
欠が設けられており、この切欠と可動コア２２の内周壁
との間に燃料の流通可能な間隙が形成されている。ノズ
ルボディ１２とハウジング１１との間にはスペーサ１６
が配設されており、このスペーサ１６の厚みを調節する
ことによりニードル弁１５のリフト量を調整することが
できる。

【００１６】固定コア２１はハウジング１１とかしめ固
定されており、このかしめ部を含み同定コア２１の外周
壁にコネクタ４０がモールド成形されている。アジャス
ティングパイプ３１は小径部３２および小径部３２より
も大径の大径部３３からなり、固定コア２１内に圧入す
ることにより固定コア２１にかしめ固定されている。ア
ジャスティングパイプ３１の押し込み量を調節すること
によりスプリング３４の付勢力を調節することができ
る。スプリング３４の付勢力は、低圧燃料供給ポンプ１
０１の燃料供給圧力からニードル弁１５が開弁方向に受
ける力よりも大きくなるように設定されている。

【００１７】固定コア２１、可動コア２２、コイル３５
は電磁駆動部を構成している。固定コア２１の外周には
スブール３６に巻回されたコイル３５が配設されてお
り、コネクタ４０に設けられたピン４１からコイル３５
に電力が供給される。可動コア２２はハウジング１１に
往復移動可能に支持されており、スプリング３４により
ニードル弁１５の弁座着座方向に付勢されている。連通
孔２２ａは可動コア２２を軸方向に貫通して形成されて
おり、燃料流入側と燃料排出側とを連通している。

【００１８】図３、図４および図５に示すように、固定
コア３１の大径部３３内にはオリフィス部材としてのオ
リフィス板５１が収容されており、このオリフィス板５
１の排出口２１ａ側にオリフィス板５１の移動量を規制
するスリーブ５２が固定されている。オリフィス板５１
はスプリング５３の付勢力によりアジャスティングパイ
プ３１のシート部３１ａに押し付けられている。図３に
示すように、オリフィス板５１には中央部に第１オリフ
ィス５１ａ、第１オリフィス５１ａの周囲に４個の第２
オリフィス５１ｂが形成されている。第１オリフィス５
１ａはオリフィス板５１がシート部３１ａに当接した状
態においても小径部３２の排出通路３２ａと排出口２１
ａとを連通している。第２オリフィス５１ｂはオリフィ
ス板５１がシート部３１ａに当接した状態においてはシ
ート部側の開口部を閉塞されている。図５に示すよう
に、排出通路３２ａと排出口２１ａとの差圧によりオリ
フィス板５１がスプリング５３の付勢力に抗してシート
部３１ａから離間すると、第１オリフィス５１ａに加え
て第２オリフィス５１ｂを介して排出通路３２ａから排
出口２１ａに向けて燃料が排出される。

【００１９】次に、プレッシャリミッタ１０の作動を図
６および図７に示すフローチャートに基づいて説明す
る。図６に示すフローチャートはエンジン始動時におけ
る制御ルーチンを示すものであり、図７に示すフローチ
ャートはエンジン通常運転時における制御ルーチンを示
すものである。 (1) エンジン始動時、エンジンキーを回転すると、イグ
ニション信号がオンされ（ステップ２０１) 、スタータ
信号がオンされる（ステップ２０２) 。スター夕信号が
オンされるとエンジンのセルモータが回転しセルモータ
の回転とともに高圧燃料供給ポンプ１０４の駆動軸が回
転する。吸入弁１０４ａおよび吐出弁１０４ｂの開弁圧
力は低圧燃料供給ポンプ１０１の燃料供給圧力よりも低
く設定されているので、高圧燃料供給ポンプ１０４に燃
料を吸入可能であるとともに、高圧燃料供給ポンプ１０
４で燃料が十分に加圧されていない状態でもコモンレー
ル１０５に燃料が圧送される。また、スプリング３４の
付勢力は、低圧燃料供給ポンプ１０１の燃料供給圧力か
らニードル弁１５が開弁方向に受ける力よりも大きくな
るように設定されているので、エンジン始動時の蓄圧室
の燃料圧力が低い状態では、コイル３５への駆動信号が
オンされないとプレッシャリミッタ１０は開弁しない。

【００２０】次に、コイル３５の駆動信号がオンされＥ
ＣＵ１１０からコイル３５に送出される（ステップ２０
３) 。エンジン温度により、冷間始動時は０〜２秒、高
温始動時は１〜３秒にタイマ値を設定し（ステップ２０
４) 、タイマ設定時間が経過するまでプレッシャリミッ
タ１０を開弁状態に保持する（ステップ２０５) 。ＥＣ
Ｕ１１０からコイル３５に送出する駆動信号をオンにす
ると、コイル３５に発生する磁束により可動コア２２が
スプリング３４の付勢力に抗して固定コア２１に吸引さ
れる。ニードル弁１５も可動コア２２とともに固定コア
２１側に吸引されるので当接部１５ａが弁座１２ａから
離座し、蓄圧室から燃料がプレッシャリミッタ１０内に
流入する。プレッシャリミッタ１０内に流入した燃料
は、固定部１５ｂに設けた切欠部と可動コア２２の内壁
とが形成する間隙から連通孔２２ａを経て燃料排出側に
流出するとともに、可動コア２２の外周壁とハウジング
１１の内壁とが形成する間隙を経て燃料排出側に流出
し、アジャスティングパイプ３２内を経て排出口２１ａ
から排出される。

【００２１】エンジン始動時のように、エンジン回転数
が低く蓄圧室の燃料圧力が低い場合、ニードル弁１５が
弁座１２ａから離座してもオリフィス板５１はスプリン
グ５３の付勢力によりシート部３１ａに当接しているの
で、第１オリフィス５１ａだけを介して排出通路３２ａ
から排出口２１ａに燃料が排出される。このとき、蓄圧
室の燃料低下を極力抑えるように第１オリフィス５１ａ
により燃料排出量が規制される。

【００２２】ここで、エンジンの組付け等で蓄圧室に
空気が残留していたり、高負荷運転または高回転運転
後にエンジンを停止していると蓄圧室の燃料がエンジン
からの伝熱や輻射熱等により加熱されベーパ状となって
いたりする。エンジン始動時、またはに述べたよう
な蓄圧室の状態でコイル３５に送出する駆動信号をオン
にしニードル弁１５を弁座１２ａから離座させると、蓄
圧室の空気またはベーパ状の燃料が吸入口１５ａからニ
ードル弁１５の周囲、アジャスティングパイプ３１内、
第１オリフィス５１ａを経て排出口２１ａから燃料タン
ク等に燃料が排出される。このようにエンジン始動時に
おいて、コイル３５に送出する駆動信号をオンにしプレ
ッシャリミッタ１０を強制的に開弁することにより、蓄
圧室に残留している空気またはベーパ状燃料を速やかに
排出することができる。したがって、蓄圧室の燃料圧力
がエンジン始動時において速やかに上昇するのでインジ
ェクタにすばやく高圧燃料を供給できることによりエン
ジンの始動性が向上する。

【００２３】タイマ設定時間が経過するとコイル３５に
送出する駆動信号をオフにする（ステップ２０６）。コ
イル３５への駆動信号をオフするとニードル弁１５はス
プリング３４の付勢力により弁座１２ａに着座しプレッ
シャリミッタ１０が閉弁する。 (2) エンジン始動後エンジンが通常運転に移行すると、
図７に示す制御ルーチンにより、コイル３５に送出する
駆動信号が制御される。図７に示す制御ルーチンはタイ
マ割り込みより起動される。コモンレール１０５に取付
けられた圧力センサ１０７から圧力センサ信号をＥＣＵ
１１０に読み込み（ステップ２１１）、ＥＣＵ１１０に
記憶されている設定圧力データと実際の蓄圧室の燃料圧
力との圧力差△Ｐを求める（２１２) 。次に、設定圧力
と圧力センサ値との大小を判定し（ステップ２１３) 、
設定圧力が圧力センサ値以上であれぱ本ルーチンを終了
する。設定圧力が圧力センサ値より低い、つまり蓄圧室
の燃料圧力が設定圧力よりも大きい場合、圧力差△Ｐに
応じた駆動信号のオン時間を計算し（ステップ２１４)
、コイル３５に送出する駆動信号をオンにしてコイル
３５に送出する（ステップ２１５) 。コイル３５にオン
信号が送出されると、コイル３５に発生する磁束により
固定コア２１に可動コア２２が吸引されニードル弁１５
が弁座１２ａから離座することにより蓄圧室から燃料が
排出され蓄圧室の燃料圧力が低下する。

【００２４】ニードル弁１５が弁座１２ａから離座し排
出通路３２ａと排出口２１ａとの差圧が上昇すると、こ
の差圧からオリフィス板５１が受ける力によりスプリン
グ５３の付勢力に抗してオリフィス板５１がシート部３
１ａから離れる。排出通路３２ａから排出口２１ａに排
出されようとする燃料は第１オリフィス５１ａに加えて
第２オリフィス５１ｂからも排出されるので蓄圧室から
の燃料排出量が増大する。したがって、蓄圧室の燃料圧
力が所定圧を越えてさらに上昇してもそれに応じて燃料
排出量が増大するので、蓄圧室の燃料圧力が過剰に上昇
することを防止することができる。このように、コモン
レール１０５に取付けた圧力センサ１０７からの圧力信
号に基づいて通常運転時においてもプレッシャリミッタ
１０を開閉制御することにより、蓄圧室の燃料圧力を高
精度に制御できる。

【００２５】オリフィス板５１の移動量が増大するとオ
リフィス板５１はスリーブ５２に係止される。したがっ
て、排出通路３２ａと排出口２１ａとの差圧が上昇しオ
リフィス板５１が大きく移動しようとしてもオリフィス
板５１がスリーブ５２により係止されるためオリフィス
板５１のオーバーシュートを防止することができる。本
発明の第１実施例では、エンジン始動時においてイグニ
ション信号がオンされることを契機としてコイル３５へ
の駆動信号を制御したが、イグニション信号以外にもエ
ンジン運転状態を検出する各種センサからＥＣＵ１１０
に送出される信号、例えばエンジン回転数（ＮＥ) 信号
等に基づいてエンジン始動時、さらにエンジン通常運転
時においてコイル３５に送出する駆動信号を制御するこ
ともできる。

【００２６】また本発明の第１実施例では、エンジン始
動時において強制的にプレッシャリミッタ１０を開弁さ
せることにより蓄圧室の空気やベーパ状燃料を速やかに
排出するので、エンジン始動性を向上させることができ
る。さらに、エンジン通常運転時においてもコイル３５
に送出する駆動信号のオン、オフを制御することにより
蓄圧室からの燃料排出量を高精度に制御することができ
るので、蓄圧室の燃料圧力を高精度に制御できる。

【００２７】また本発明の第１実施例では、エンジン通
常運転時において圧力センサ１０７から圧力信号をＥＣ
Ｕ１１０に読み込んで圧力制御弁の開閉を制御したが、
エンジン通常運転時においてコイル３５への駆動信号を
常にオフし、蓄圧室の燃料圧力から開弁方向に受ける力
とスプリング３４から閉弁方向に受ける力との釣り合い
によりニードル弁１５が機械的に開閉されるようにする
ことも可能である。

【００２８】（第２実施例）本発明の第２実施例を図８
に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符
号を付す。第２実施例ではアジャスティングパイプ６２
の外周壁に雄ねじ部６２ａを設け固定コア６１の内周壁
に雌ねじ部６１ａを設けている。したがってアジャステ
ィングパイプ６２のねじ込み量を調節することによりス
プリング３４の付勢力を所望の値に高精度に調節するこ
とができる。

【００２９】（第３実施例）本発明の第３実施例を図
９、図１０、および図１１に示す。第１実施例と実質的
に同一構成部分には同一符号を付す。第３実施例では、
オリフィス板７０の中央部に第１オリフィス７０ａを設
け、オリフィス板７０の径方向両側に切欠き７１を形成
している。図１０に示すように、オリフィス板７０がシ
ート部３１ａに当接した状態では排出通路３２ａから排
出口２１ａに排出される燃料は第１オリフィス７０ａだ
けを介して排出される。排出通路３２ａと排出口２１ａ
との差圧が上昇し図１１に示すようにオリフィス板７０
がシート部３１ａから離れると第１オリフィス７０ａお
よび切欠き７１と大径部３３の内周壁との間で形成され
るクリアランスを通して排出通路３２ａから排出口２１
ａに燃料が排出される。

【００３０】（第４実施例）本発明の第４実施例を図１
２、図１３および図１４に示す。第１実施例と実質的に
同一構成部分には同一符号を付す。前述した第１実施例
と異なり、第４実施例のプレッシャリミッタ８０は可動
コア８１に燃料絞りとしてのオリフィス８２を設けた例
である。

【００３１】可動コア８１はニードル弁１５の固定部１
５ｂとレーザ溶接等により固定されている。オリフィス
８２は可動コア８１を軸方向に貫通して形成されてお
り、オリフィス８２を通って燃料排出側に燃料は流出可
能である。可動コア８１は固定コア２１と軸方向に対向
するように配置されている。可動コア８１の固定コア側
にスプリング座８１ａが凹状に形成されており、このス
プリング座８１ａにスプリング３４の一方の端部が嵌合
している。これにより、スプリング座８１ａに嵌合して
いるスプリング３４の端部のずれがなくなるので、可動
コア８１を安定して付勢することができる。また、スプ
リング３４の端部がスプリング座８１ａに嵌合している
分だけプレッシャリミッタ８０の軸長を短縮できる。可
動コア８１の外周壁とハウジング１１との間に燃料通路
としての間隙８３が形成されており、この間隙８３を通
って燃料排出側に燃料は流出可能である。

【００３２】アジャスティングパイプ３７は固定コア２
１に圧入されており、この圧入位置を調整することによ
りスプリング３４の付勢力を変更することができる。次
に、プレッシャリミッタ８０の作動について図１３およ
び図１４に基づいて説明する。 (1) エンジン始動時、所定時間コイル３５への通電をオ
ンする。すると、図１３に示すように可動コア８１は固
定コア２１に吸引されストッパとしての固定コア２１の
端面に係止される。可動コア８１が固定コア２１に吸引
されると、可動コア８１とともにニードル弁１５が固定
コア側に移動し当接部１５ａが弁座１２ａから離座し蓄
圧室から燃料が流入する。

【００３３】間隙８３の燃料排出側との連通は可動コア
８１と固定コア２１との当接部において遮断される。一
方、オリフィス８２の燃料排出側は固定コア２１の燃料
排出通路としての空間部に面しているので、可動コア８
１が固定コア２１に係止されてもオリフィス８２を通っ
て燃料排出側に燃料が流出する。これにより、余剰燃料
とともに蓄圧室に残留している空気またはベーパ状燃料
を速やかに排出することができる。

【００３４】本実施例では、燃料供給圧の昇圧特性を損
なうことなくエンジンを正常に始動させ、かつ余剰燃料
とともに蓄圧室の空気またはベーパ状燃料を速やかに排
出するために、例えば蓄圧室の燃料圧力を３３５kPa 以
上、オリフィス８２を通って排出される燃料流量を高圧
ポンプ１０４から蓄圧室に流入するのと同程度に３０L/
hr程度にすることが望ましい。

【００３５】(２) エンジン始動後エンジンが通常運転
に移行すると、コイル３５への通電がオフされる。する
と、図１４に示すようにニードル弁１５は、蓄圧室の燃
料圧力から開弁方向に受ける力と、スプリング３４によ
り閉弁方向に受ける付勢力とが釣り合う位置に保持され
る。エンジンの通常運転時においてコイル３５への通電
をオフした状態において、蓄圧室の燃料圧力が異常に上
昇しニードル弁１５が弁座１２ａから離座しても可動コ
ア８１が固定コア２１に当接しないようにスプリング３
４の付勢力は設定されているので、間隙８３は燃料排出
側と連通している。したがって、ニードル弁１５が弁座
１２ａから離座し蓄圧室から流入した燃料は、オリフィ
ス８２に加え、間隙８３からエアギャップ８４を通って
燃料排出側に流出する。

【００３６】エンジン通常運転時において、オリフィス
８２および間隙８３を通って排出される燃料流量に関係
なく、蓄圧室の燃料圧力は５〜７MPa の範囲においてあ
る程度一定に保たれる必要がある。ここで、プレッシャ
リミッタ８０から排出される燃料流量と蓄圧室の燃料圧
力との関係を、コイル３５への通電をオン、オフさせ、
オリフィス８２の径を０．７mm、１．０mm、１．５mmと
変化させて測定した結果を図１５に示す。エンジン始
動時、すなわちコイル３５への通電オン時において高圧
燃料ポンプ１０４から蓄圧室に流入する燃料流量が３０
L/hrなので、蓄圧室の燃料圧力を３３５kPa以上に保つ
ためにオリフィス径は小さい方がよい。しかも、エン
ジン通常運転時、すなわちコイル３５への通電オフ時に
おいて、蓄圧室の燃料圧力を５〜７MPa の範囲において
流入流量にかかわらずある程度一定に保つためには、オ
リフィス径０．７mmでは流量の変化により圧力の変化巾
が大きくなり過ぎて好ましくなく、オリフィス径１．５
mm程度の流路面積が好ましい。そこで、エンジン始動
時の昇圧特性、およびエンジン通常運転時の定圧制御
という相反する特性を両立させるためには、オリフィス
８２の径を約０．７mmとし、エンジン通常運転時、蓄圧
室の燃料圧力の異常上昇時に排出流路面積をかせぐため
に間隙８３の流路面積とオリフィス８２の流路面積とを
合わせてオリフィス径１．５mm相当の流路面積とするこ
とが最適値であることが分かる。オリフィス８２の流路
面積としては、約０．４mm² が望ましい。

【００３７】以上説明した第４実施例では、エンジン始
動時はコイル３５への通電をオンしニードル弁１５を開
弁させることによりオリフィス８２から燃料を排出可能
であり、エンジン通常運転時、すなわちコイル３５への
通電オフ時の燃料圧力異常時においてはニードル弁１５
がスプリング３４の付勢力に抗して開弁することで、オ
リフィス８２に加え間隙８３からも燃料排出可能になる
という二段階の流路面積の切換えが行われる。したがっ
て、エンジン始動時時においては、余剰燃料とともに速
やかに蓄圧室の空気やベーパ燃料を排出して蓄圧室の燃
料圧力を上昇させ、エンジン通常運転時においては蓄圧
室の燃料圧力を一定に保ち燃料供給圧を一定に保つこと
ができる。このように第４実施例では、可動コア回りに
燃料通路を形成するという簡単な構成でエンジン始動時
の昇圧特性とエンジン通常運転時の定圧制御とを一台の
プレッシャリミッタ８０により実現している。

【００３８】また第４実施例では燃料通路として間隙８
３を形成したが、可動コア８１の外周壁やハウジング１
１の内壁に溝を形成することにより燃料通路を形成して
もよい。また、オリフィス８２以外に可動コア８１を軸
方向に貫通する燃料通路としてのオリフィスをオリフィ
ス８２の周囲に形成してもよいし、可動コア８１を貫通
する燃料通路に加え可動コア８１の外周側にも燃料通路
を形成してもよい。この場合、オリフィス８２以外に形
成する燃料通路は可動コア８１が固定コア２１に係止さ
れると燃料排出側との連通を遮断される。

【００３９】第４実施例では固定コア２１に直接可動コ
ア８１を係止させたが、固定コア２１とは別部材で可動
コア８１を係止するストッパを設けてもよい。 （第５実施例）本発明の第５実施例を図１６および図１
７に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一
符号を付す。

【００４０】第１の弁部材としての第１ニードル弁９１
は端部に設けた当接部９１ａが弁座１２ａに着座可能で
ある。第２の弁部材としての第２ニードル弁９２の固定
部９２ａは可動コア９３とレーザ溶接等により固定され
ている。第１ニードル弁９１と第２ニードル弁９２とは
別部材で形成されており、第１の付勢手段としてのスプ
リング９４の両端部はそれぞれ第１ニードル弁９１と第
２ニードル弁９２とに係止されている。第１ニードル弁
９１はスプリング９４の付勢力により弁座１２ａに向け
て付勢されている。

【００４１】可動コア９３は可動コア９３を軸方向に貫
通する連通孔９３ａを形成しており、貫通孔９３ａを通
って燃料排出側に燃料は流出可能である。第４実施例の
オリフィス８２と異なり連通孔９３ａの径は大きいので
連通孔９３ａには燃料絞りとしての作用はない。可動コ
ア９３の外周壁とハウジング１１の内壁との間には間隙
８３が形成されており、この間隙８３を通って燃料排出
側に燃料は流出可能である。第２の付勢手段としてのス
プリング９５は可動コア９３の固定コア側に設けたスプ
リング座９３ｂに嵌合しており、可動コア９３を第１ニ
ードル弁９１側に付勢している。したがって、スプリン
グ９４に加えスプリング９５の付勢力も弁座１２ａに向
けて第１ニードル弁９１を付勢する力として働いてい
る。

【００４２】次に、プレッシャリミッタ９０の作動につ
いて図１６および図１７に基づいて説明する。 (1) エンジン始動時、所定時間コイル３５への通電をオ
ンすると、スプリング９５の付勢力に抗して可動コア９
３は同定コア２１に吸引されるが固定コア２１とは当接
しないので、間隙８３は燃料排出側と連通している。可
動コア９３とともに第２ニードル弁９２が固定コア２１
に吸引されると、弁座１２ａに向けて第１ニードル弁９
１を付勢する力が減少するので、エンジン始動時のよう
な蓄圧室の燃料圧力が低圧時においても第１ニードル弁
９１が弁座１２ａから離座し蓄圧室から燃料が流入す
る。第１ニードル弁９１は、コイル３５の吸引力および
蓄圧室の燃料圧力から開弁方向に受ける力と、スプリン
グ９４および９５から閉弁方向に受ける付勢力とが釣り
合う位置に保持される。蓄圧室から流入した燃料は、連
通孔９３ａおよび間隙８３を通って燃料排出側に流出す
る。これにより、余剰燃料とともに蓄圧室に残留してい
る空気またはベーパ状燃料を速やかに排出することがで
きる。

【００４３】(2) エンジン始動後エンジンが通常運転に
移行すると、コイル３５への通電がオフされる。する
と、スプリング９５の付勢力と反対方向に可動コア９３
に働く吸引力がなくなるので、弁座１２ａに向けて第１
ニードル弁９１を付勢する力はコイル３５への通電オン
時よりも大きくなる。したがって、弁座１２ａから第１
ニードル弁９１を離座させるのに必要な蓄圧室の燃料圧
力も高くなる。当接部９１ａと弁座１２ａとの間に形成
される開口部の開口面積は蓄圧室の燃料圧力に応じて増
減し燃料排出量が調整されることにより、蓄圧室の燃料
圧力をほぼ一定に調圧することができる。

【００４４】このように、コイル３５への通電をオン、
オフすることにより弁座１２ａに向けて第１ニードル弁
９１を付勢する力の大きさが二段階に変化するので、ス
プリング９４および９５の付勢力を調整することによ
り、エンジン始動時の昇圧特性と、エンジン通常運転時
の定圧制御とを両立するように当接部９１ａと弁座１２
ａとの間の開口面積を設定することができる。

【００４５】以上説明した本発明の第４実施例および第
５実施例では、エンジン通常運転時にコイル３５への通
電をオフしたが、蓄圧室に燃料圧力を検知する圧力セン
サを配置し、この圧力センサの検知信号に基づくＥＣＵ
からの駆動信号により、エンジン通常運転時にコイル３
５への通電をオンまたはオフすることも可能である。以
上説明した本発明の第１実施例〜第５実施例ではプレッ
シャリミッタをコモンレールに取付けたが、高圧用燃料
供給ポンプからコモンレールを経てインジェクタに高圧
燃料を供給する燃料供給系であれぱプレッシャリミッタ
をどこに取付けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるプレッシャリミッタ
を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による燃料供給装置を用い
たガソリンエンジン用燃料供給システムを示すシステム
構成図である。

【図３】第１実施例のオリフィス板を示す平面図であ
る。

【図４】第１実施例のオリフィス板がシート部に当接し
た状態を示す断面図である。

【図５】第１実施例のオリフィス板がシート部から離間
した状態を示す断面図である。

【図６】第１実施例のエンジン始動時における制御フロ
ーチャートである。

【図７】第１実施例のエンジン通常運転時における制御
フローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例によるプレッシャリミッタ
を示す断面図である。

【図９】本発明の第３実施例によるオリフィス板を示す
平面図である。

【図１０】第３実施例のオリフィス板がシート部に当接
した状態を示す断面図である。

【図１１】第３実施例のオリフィス板がシート部から離
間した状態を示す断面図である。

【図１２】本発明の第４実施例によるプレッシャリミッ
タを示す断面図である。

【図１３】第４実施例のコイルヘの通電オン時の状態を
示す説明図である。

【図１４】第４実施例のコイルヘの通電オフ時の状態を
示す説明図である。

【図１５】第４実施例においてプレッシャリミッタから
排出される燃料流量と蓄圧室の燃料圧力との関係を示す
特性図である。

【図１６】本発明の第５実施例によるプレッシャリミッ
タを示す断面図である。

【図１７】第５実施例のニードル弁の形状を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ プレッシャリミッタ（圧力制御弁） １１ ハウジング １２ バルブボディ １５ ニードル弁 ２１ 固定コア（電磁駆動部） ２２ 可動コア（電磁駆動部） ３４ スプリング ３５ コイル（電磁駆動部） ５１ オリフィス板（オリフィス部材） ５１ａ 第１オリフィス（オリフィス） ５１ｂ 第２オリフィス ５２ スリーブ ５３ スプリング ７０ オリフィス板 ７０ａ 第１オリフィス（オリフィス） ７１ 切欠き ８０ プレッシャリミッタ（圧力制御弁） ８１ 可動コア ８２ オリフィス ８３ 間隙（燃料通路） ９０ プレッシャリミッタ（圧力制御弁） ９１ 第１ニードル弁（第１の弁部材） ９２ 第２ニードル弁（第２の弁部材） ９３ 可動コア ９４ スプリング（第１の付勢手段） ９５ スプリング（第２の付勢手段） １０４ 高圧燃料供給ポンプ（燃料供給ポンプ） １０５ コモンレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正晴 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 伊藤 嘉彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧燃料供給ポンプから圧送された燃料
   をコモンレール内の蓄圧室で蓄圧し、前記蓄圧室で蓄圧
   された燃料をインジェクタに供給する燃料供給装置であ
   って、 前記高圧燃料供給ポンプから前記コモンレールを経て前
   記インジェクタに燃料を供給する燃料供給系の燃料圧力
   が所定圧を越えると開弁し前記燃料供給系から燃料を排
   出する圧力制御弁を前記燃料供給系に配設し、前記圧力
   制御弁は所定信号に基づき前記圧力制御弁を開閉駆動可
   能な電磁駆動部を有することを特徴とする燃料供給装
   置。
2. 【請求項２】 前記所定信号はエンジン始動時のイグニ
   ション信号であることを特徴とする請求項１記載の燃料
   供給装置。
3. 【請求項３】 前記所定信号は前記蓄圧室の圧力信号で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の燃料供給
   装置。
4. 【請求項４】 前記圧力制御弁は燃料排出側に設けたオ
   リフィスを経て燃料を排出することを特徴とする請求項
   １、２または３記載の燃料供給装置。
5. 【請求項５】 前記オリフィスを形成するオリフィス部
   材は前記圧力制御弁の燃料排出側に設けられたシート部
   に当接可能であり、前記オリフィス部材の燃料流れ上流
   側と燃料流れ下流側との差圧が上昇すると前記オリフィ
   ス部材が前記シート部から離間することにより前記シー
   ト部への当接時よりも多くの燃料を排出することを特徴
   とする請求項４記載の燃料供給装置。
6. 【請求項６】 前記電磁駆動部は、固定コア、この固定
   コアと軸方向に対向して設けられた可動コア、および通
   電することにより前記固定コアに前記可動コアを吸引す
   る磁力を発生するコイルを有し、 前記可動コアを貫通して形成された通路、または前記可
   動コアの外周側に形成された通路の少なくともいずれか
   一方を有する燃料通路と、前記可動コアに設けられたオ
   リフィスとを備え、 前記オリフィスは前記コイルヘの通電のオンおよびオフ
   に関わらず燃料排出側と連通しており、 前記燃料通路は、前記コイルヘの通電オン時、前記可動
   コアが前記固定コアに吸引されストッパに当接すること
   により燃料排出側との連通が遮断され、前記コイルヘの
   通電オフ時、前記ストッパから前記可動コアが離間する
   ことにより燃料排出側と連通することを特徴とする請求
   項１、２または３記載の燃料供給装置。
7. 【請求項７】 前記オリフィスの流路面積はほぼ０．４
   mm² であることを特徴とする請求項６記載の燃料供給装
   置。
8. 【請求項８】 前記電磁駆動部は、固定コア、この固定
   コアと軸方向に対向して設けられた可動コア、および通
   電することにより前記固定コアに前記可動コアを吸引す
   る磁力を発生するコイルを有し、 燃料流入側に設けられた弁座に着座することにより燃料
   の流入を遮断する第１の弁部材と、 前記可動コアとともに往復移動する第２の弁部材と、 前記第１の弁部材と前記第２の弁部材とにそれぞれ端部
   を当接し、前記第１の弁部材を前記弁座に向けて付勢す
   る第１の付勢手段と、 前記第２の弁部材を前記弁座に向けて付勢する第２の付
   勢手段と、 を備えることを特徴とする請求項１、２または３記載の
   燃料供給装置。