JPH1122580A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で燃料噴射率を変化させる。 【解決手段】 制御室３２内に導入された高圧燃料の圧
力で弁体２３を押して燃料噴射孔２１を閉じ、制御室内
の高圧燃料を排出して弁体の押圧力を下げることで燃料
噴射孔を開く燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置におい
て、排出する燃料の圧力を蓄圧する圧力室５１と、圧力
室５１内の圧力が所定圧力となったとき、圧力室５１を
解放して圧力室５１内から燃料を排出する圧力解放弁５
２とを設け、 制御室３２から排出される燃料を圧力室
５１に畜圧している間は、弁体のリフト速度が緩やかと
なって、燃料噴射率が低く抑えられる。その後、圧力室
５１内の燃料圧が所定の圧力になると、圧力解放弁５２
が開くので、圧力室５１内ひいては制御室３２内の圧力
が急激に下がり、弁体のリフト速度が急速となり、燃料
噴射率が急速に高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置、特
に、ディーゼルエンジンに用いられる蓄圧式燃料噴射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、蓄圧式（コモンレール式）燃
料噴射装置は、蓄圧室から供給される高圧燃料を燃料噴
射弁の内部に設けた制御室に導入して、燃料制御弁のニ
ードル弁を下降させ、このニードル弁を常閉状態に保
ち、さらに、制御室内の燃料を燃料排出路にリークさ
せ、制御室内を減圧することで、ニードル弁が上昇し、
燃料噴射孔を開いて燃料噴射をする構成である。

【０００３】このような、従来の燃料噴射装置におい
て、燃料噴射率は、ニードル弁先端の弁開度及び弁孔の
大きさに左右される。すなわち、ニードル弁が上昇し
て、燃料噴射孔への流路を開く課程において、その流路
面積が燃料噴射孔より小さい間は、その流路面積により
燃料噴射率が規定され、燃料噴射孔への流路面積が、燃
料噴射孔の断面積より大きくなった後は、燃料噴射孔の
断面積により燃料噴射率が規定される。

【０００４】また、制御室への燃料の流路断面積（Ａ）
と、制御室から出る燃料の流路断面積（Ｂ）とはそれぞ
れ、通常Ａ：Ｂ＝２：３あるいは１：２等に固定されて
いる。よって、ニードル弁のリフト速度は、一定速度で
上昇し、燃料噴射率は、図８に実線で示したような特性
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ディーゼルエ
ンジンでは、燃焼騒音、ＮＯx の低減、エンジン全負荷
性能、ＰＭの低減を両立させるためには、初期の燃料噴
射量を低く押さえ、後半の噴射率を高くすることが有効
である。なお、ＰＭとは、パティキュレート・マターの
略で、イオウ酸化物等を含む、タール状の未燃焼物の総
称である。

【０００６】このような要求に対し、前記従来例のよう
に、制御室への燃料の流路断面積（Ａ）と、制御室から
出る燃料の流路断面積（Ｂ）とが固定された燃料噴射装
置では、噴射率の選択に自由度がない。

【０００７】すなわち、従来の装置で、ＩＮの流路断面
積（Ａ）をＯＵＴの流路断面積（Ｂ）に対して小さくす
ると、図８（ａ）のように、ニードル弁のリフト速度が
急峻になって燃料噴射初期の燃料噴射率が高くなり、逆
に、ＩＮの流路断面積（Ａ）をＯＵＴの流路断面積
（Ｂ）に対して大きくすると、図８（ｂ）のように、ニ
ードル弁のリフト速度が緩やかになって燃料噴射初期の
燃料噴射率が徐々に高くなり、また、燃料噴射率の上昇
が緩やかになるため、その分燃料噴射時間が長くなる。

【０００８】従って、この範囲の中で、ＩＮの流路断面
積（Ａ）とＯＵＴの流路断面積（Ｂ）の比率を選択し、
燃料噴射率が増加する傾きを選択するしか、燃料噴射率
の選択の幅がなく、図８（ｃ）のような、当初緩やかで
後に急峻に立ち上がる燃料噴射率を実現することはでき
ない。

【０００９】ところで、燃料噴射の初期には低噴射率と
し、噴射後期には高噴射率となるよう制御する燃料噴射
装置が、特開平５−７１４３８号公報に提案されてい
る。この装置は、燃料噴射弁の燃料噴射孔を開閉するノ
ズルニードルに作用する背圧を保持する制御室の圧力を
切替弁によって燃料の供給経路側である高圧室と前記燃
料の戻し経路（燃料排出路）側である低圧室とに切替え
制御して、前記燃料噴射孔より燃料を噴射する燃料噴射
装置において、前記切替弁の前記低圧側と直列に配設さ
れ、該低圧側の燃料の流れを遮断する第１の状態と、前
記前記低圧側の燃料の一部を逃がす第２の状態と、前記
低圧側の燃料を完全に逃がす第３の状態との少なくとも
３つの状態を取る制御弁と、無噴射時には前記切替弁を
高圧側とするとともに前記制御弁を第１の状態とし、噴
射初期では前記切替弁を低圧側に切り替えると同時に前
記制御弁を第２の状態とし、噴射後期では前記切替弁を
低圧側に切り替えたままで前記制御弁を第３の状態とす
る制御装置とを備えた構成である。

【００１０】ここで、当該公報に記載された前記制御弁
は、ピエゾ素子への電圧の印加により駆動されるスプー
ル弁である。そして、この燃料圧力（燃料供給圧力）に
応じて定められた燃料噴射時間と噴射量との関係が、予
めマップの形で記憶されており、燃料蓄圧室内の燃料圧
力の検出信号が制御装置に入力されることで、制御装置
が燃料圧力に応じて切替弁及びスプール弁を制御し、噴
射初期では前記切替弁を低圧側に切り替えると同時に前
記制御弁を第２の状態として、燃料排出路の排出流量を
本来より少な目とし、これにより制御室の圧力を少し抜
き、ノズルニードルを少々上昇させることで燃料噴射孔
からの燃料噴射率を低めにする。その後、前記第３の状
態とすることで、制御室の圧力を完全に抜いて、ノズル
ニードルを完全に上昇させ、高噴射率を達成する。

【００１１】しかし、このような装置では、ピエゾ素子
等の駆動源（電源）や、これを制御するためのマップ等
が必要であり、制御が複雑となる。本発明は、このよう
な点に鑑み、燃料噴射率の自由度のある変化を簡単な構
成にて提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明
の燃料噴射装置は、燃料供給路から制御室内に導入され
た高圧燃料の圧力で弁体を押して燃料噴射孔を閉じ、燃
料排出路から制御室内の高圧燃料を排出して弁体の押圧
力を下げることで燃料噴射孔を開く燃料噴射弁を備えた
燃料噴射装置において、前記燃料排出路に、排出される
燃料を蓄圧してその燃料圧が所定圧力となるまで燃料排
出流量を制限する排出流量制御手段を設けたことを特徴
とする。

【００１３】燃料噴射初期において、制御室から排出す
る燃料は、排出流量制御手段に蓄圧されるが、当初は蓄
圧力が小さいため、制御室からの燃料は勢いよく流出す
る。よって、燃料噴射初期当初の所定期間は、弁体のリ
フト速度が速い。しかし、その後、制御室から排出する
燃料の流量は、排出流量制御手段での燃料畜圧力が所定
圧力になるまで制限されるので、その「所定圧力」にな
るまでは、制御室内の圧力が緩やかに低下し、弁体のリ
フト速度が緩やかに制御される。その結果、燃料噴射率
が低く制御される。所定圧力以降、排出流量が多くなる
と、制御室内の圧力が急速に低下するので、弁体のリフ
ト速度が速くなり、その結果、燃料噴射率は急に高くな
る。

【００１４】ここで、前記排出流量制御手段は、前記燃
料排出路に介装され、制御室から排出された燃料を収容
する圧力室と、圧力室が所定圧力となったときに開いて
圧力室内の燃料を排出する圧力解放弁を備えるように構
成できる。

【００１５】圧力室とは、排出される燃料に圧力を蓄圧
し、燃料の流量を制限する機能を有する。例えば、圧力
室にピストンとそれを付勢するスプリングを備え、ピス
トンで燃料圧を受け、スプリングのバネ力で燃料圧に抗
してピストンを移動させて容積を可変可能としている。

【００１６】さらに、前記圧力室は、容量可変であり、
収容する燃料が所定圧力となるまで容量を拡大していく
ようにし、所定圧力となった時点で圧力解放弁が開くよ
うにするとよい。すなわち、加圧される圧力＜圧力解放
弁の開弁圧という設定とし、前記ピストンがフルストロ
ーク移動した後、さらに蓄圧力が上がった後、圧力開放
弁が開くようにするとよい。

【００１７】その際、前記圧力室は、容量可変とすると
ともに、内燃機関の運転状況に応じて、前記圧力室の容
量を変化させる制御手段を備えると、運転状況に応じ
て、低噴射率から高噴射率へと移行するキックポイント
を変化させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を、
図面を参照して説明する。

【００１９】＜燃料噴射装置の全体構成＞図１に、蓄圧
式燃料噴射装置の全体構成を示す。この装置は、燃料供
給源である燃料タンク１から燃料を汲み上げて、所定圧
力で送出する燃料ポンプ２（ロータリーサプライポン
プ）と、この燃料ポンプ２から送出されて来る燃料を受
け、所定の供給圧力に蓄圧する燃料蓄圧室３を備えてい
る。

【００２０】この燃料蓄圧室３には、複数の燃料供給路
４が接続され、各燃料供給路４には、内燃機関に取り付
けられた複数の燃料噴射弁５が接続されている。内燃機
関がたとえば６気筒で、各気筒にそれぞれ１つの燃料噴
射弁５を設けた場合、燃料供給路４、及び、燃料噴射弁
５はそれぞれ６つとなる。

【００２１】前記燃料蓄圧室３には、燃料圧センサ６が
設けられ、燃料蓄圧室３内の燃料圧を検出するようにな
っている。さらに、この燃料圧センサ６は、コンピュー
タからなる制御装置７に接続されている。

【００２２】この制御装置７には、アクセルペダルが踏
み込まれた状態か否かを検出するアクセルセンサＳ１、
内燃機関への吸気圧力を検出する吸気圧センサＳ２、内
燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサＳ３、内燃
機関の回転数を検出する機関回転数センサ（ＮＥセン
サ）Ｓ４、内燃機関への空気吸入量を検出するエアロフ
ローメータＳ５、各気筒の作動行程を検出するＧセンサ
（７２０°ＣＡにて一回信号を出す）Ｓ６他、車両制御
に必要な各種センサが接続されている。

【００２３】また、制御装置７には、燃料ポンプ駆動制
御部８、燃料噴射弁駆動制御部９が設けられ、これら
は、前記各種センサからの情報を基に決定される運転条
件に従って、燃料ポンプ２や燃料噴射弁５を駆動制御す
るようになっている。

【００２４】制御装置７では、予め設定された定常運転
用の目標圧力となるよう、燃料蓄圧室３内の燃料圧をフ
ィードバック制御する。すなわち、前記燃料圧センサ６
からの検出圧力が、前記目標圧力になるまで、前記燃料
ポンプ２に駆動信号を送り、燃料の供給を継続し、目標
圧力になったところで、前記燃料ポンプ２の駆動を停止
する制御を繰り返す。

【００２５】また、前記燃料蓄圧室３には、前記燃料蓄
圧室３内の圧力が、前記目標圧力を越えた、所定の設定
圧力となったとき、燃料蓄圧室３内の圧力を解放して逃
がすリリーフ弁１１が設けられている。このリリーフ弁
１１は、燃料供給源側すなわち燃料タンク１へと接続さ
れた燃料解放路１２に介在する形で設置される。

【００２６】＜燃料噴射弁＞まず、本発明が適用される
燃料噴射弁の一例を図２により説明する。図２に示した
ように、燃料噴射弁５は、先端に燃料噴射孔２１を有す
る筒状本体２２と、この筒状本体２２の内部に進退移動
自在に設けられ、進出時に前記燃料噴射孔２１を閉じ、
後退時に前記燃料噴射孔２１を開く針状のニードル弁２
３（弁体）と、このニードル弁２３を閉方向に付勢する
付勢手段としてのコイルスプリング２４とを備えてい
る。

【００２７】さらに、燃料噴射弁５は、燃料供給源であ
る蓄圧室３から所定圧力で供給されてくる高圧燃料を前
記燃料噴射孔２１へ導く第１の燃料供給路３１と、高圧
燃料を受け入れて前記ニードル弁２３を閉方向に押圧す
る制御室３２と、前記第１の燃料供給路３１から分岐
し、燃料供給源である蓄圧室から所定圧力で供給されて
くる高圧燃料を前記制御室３２へと導く第２の燃料供給
路３３と、制御室３２内の高圧燃料を排出して制御室３
２内の液圧を下げる燃料排出路３４とを備えている。

【００２８】そして、第２の燃料供給路３３には、制御
室３２への燃料流入量を決定するインレットオリフィス
３３ａが設けられる一方、燃料排出路３４には燃料排出
量を決定するアウトレットオリフィス３４ａが設けられ
ている。これらインレットオリフィス３３ａとアウトレ
ットオリフィス３４ａの通路断面積の比は、例えば、
２：３といったように、アウトレットオリフィス３４ａ
をインレットオリフィス３３ａより大きく設定してい
る。

【００２９】また、前記ニードル弁２３は、前記制御室
３２に臨み、制御室３２内の燃料圧力を受けてニードル
弁２３を下降させるメイン・ピストン２３ａを有し、こ
のメイン・ピストン２３ａに対し、ニードル弁２３の燃
料噴射孔２１側に、サブ・ピストン２３ｃが設けられて
いる。このサブ・ピストン２３ｃに臨むように、前記燃
料噴射孔２１へと続く第１の燃料供給路３１の途中に燃
料溜まり３１ａが設けられている。このため、燃料溜ま
り３１ａ内の燃料圧がサブ・ピストン２３ｃに加わり、
ニードル弁２３を開く方向（図の上方）に押している。
このサブ・ピストン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料
圧を受ける受圧面積Ｓｓは、前記メイン・ピストン２３
ａが制御室３２内の燃料圧を受ける受圧面積Ｓｍより小
さく設定されている。さらに、サブ・ピストン２３ｃの
メインピストン２３ａ側に、ニードル弁２３を閉弁方向
に付勢する前記コイルスプリング２４が配設されてい
る。

【００３０】前記メイン・ピストン２３ａが制御室３２
内の燃料圧から受ける押圧力をＦｍ、前記サブ・ピスト
ン２３ｃが燃料溜まり３１ａ内の燃料圧から受ける押圧
力をＦｓ、前記コイルスプリング２４の付勢力をＦｃと
したとき、定常時は、Ｆｍ＋Ｆｃ＞Ｆｓ、Ｆｃ＜Ｆｓで
ある。

【００３１】さらに、制御室３２からの燃料排出路３４
に介在し、閉時には制御室３２に高圧燃料を封じ込め、
開時には制御室３２から燃料排出路３４へと燃料を逃が
す、常閉の背圧制御弁３５が設けられている。この背圧
制御弁３５は、電磁弁で形成され、筒状本体２２内に設
けられている。そして、この背圧制御弁３５が閉じてい
るときは、制御室３２に印加される燃料圧が上昇し、そ
の圧力により、メイン・ピストン２３ａが押され、これ
にスプリング２４の付勢力も加わってニードル弁２３が
下降する。

【００３２】その際、第１の燃料供給路３１から燃料溜
まり３１ａにも制御室３２内に印加されたと同圧の燃料
が導入され、サブ・ピストン２３ｃを押すが、その押圧
力Ｆｓは、Ｆｍ＋Ｆｃに抗しきれないので、ニードル弁
２３は燃料噴射孔２１を閉じた状態に保持される。

【００３３】その後、背圧制御弁３５が開かれると、燃
料排出路３４から制御室３２内の燃料が排出するが、こ
のとき、アウトレットオリフィス３４ａをインレットオ
リフィス３３ａより大きく設定してあるため、制御室３
２内への燃料流入量より制御室内からの燃料流出量が多
くなり、その結果、制御室３２内の燃料圧が下降する。

【００３４】そして、Ｆｍ＋Ｆｃ＜Ｆｓとなった時点
で、スプリング２４の付勢力に抗してニードル弁２３が
リフトし、燃料噴射孔２１が開き、燃料噴射が開始され
る。なお、上記構成は、背圧制御弁が２方弁であるが、
３方弁でもよい。

【００３５】＜燃料噴射率可変制御機構＞以上説明した
構成に加えて、図３，４，５で示したような、燃料噴射
率可変制御機構が設けられている。

【００３６】すなわち、燃料噴射弁５の燃料排出路３４
に、排出される燃料を蓄圧してその燃料圧が所定圧力と
なるまで燃料排出流量を制限する排出流量制御手段を設
けた。この排出流量制御手段としては、以下の構成を例
示できる。

【００３７】（実施例１、２）排出流量制御手段の第
１、第２の例としては、図３、図４に示したように、排
出する燃料の圧力を蓄圧する圧力室５１と、圧力室５１
内の圧力が所定圧力となったとき、圧力室５１を解放し
て圧力室５１内から燃料を排出する圧力解放弁５２とに
より形成することができる。前記圧力室５１は、内部に
可動ピストン５３と、この可動ピストン５３を付勢する
蓄圧スプリング５４とを備え、可動ピストン５３の移動
により内容積が可変となっている。また、圧力解放弁５
２は、圧力室５１に接続した燃料排出路３４に介在し、
所定圧力に対応した設定バネ力を有するスプリング５５
で弁を閉じるようにした、チェックバルブである。

【００３８】制御室３２から排出される燃料は蓄圧スプ
リング５４に抗して圧力室５１の容積を広げつつ圧力室
５１内に導入される。当初は圧力室５１内の蓄圧力が小
さいため、制御室３２からの燃料は勢いよく流出する。
よって、燃料噴射初期当初の所定期間は、ニードル弁２
３のリフト速度が速く、燃料噴射率も急峻に立ち上が
る。しかし、その後、制御室３２から排出する燃料の流
量は、圧力室５１内での燃料畜圧力が所定圧力になるま
で制限されるので、その「所定圧力」になるまでは、制
御室３２内の圧力が緩やかに低下し、ニードル２３弁の
リフト速度が緩やかに制御される。よって、この間は、
燃料噴射率が低く抑えられる。その後、圧力室５１内の
燃料圧が所定の圧力になると、スプリング５５に抗して
前記圧力解放弁５２が開く。すると、圧力室５１ひいて
は制御室３２内の圧力が急激に下がるので、ニードル弁
２３のリフト速度が急速となり、燃料噴射率が急速に高
くなる。

【００３９】（実施例３）排出流量制御手段の第３の例
としては、図５に示したような、燃料噴射弁５の燃料排
出路３４に設けた可変容量圧力室５１と、この可変容量
圧力室５１の下流側に、可変容量圧力室５１内の圧力が
設定圧力となったときに開く圧力解放弁５２と、可変容
量圧力室５１の上流側と圧力解放弁５２の下流側とを結
ぶバイパス路５７と、このバイパス路５７に設けられ、
可変容量圧力室５１と圧力解放弁５２とを通過する燃料
排出路３４の通路断面積より小さい通路断面積を有する
バイパス・オリフィス５８とより形成されている。

【００４０】前記可変容量圧力室５１は、内容積を可変
とするため、可動ピストン５３を有している。この可動
ピストン５３は、モータや油圧シリンダ装置などの圧力
室可変制御手段６１によって駆動されるようになってお
り、この圧力室可変制御手段６１は、前記したセンサ等
からの信号により内燃機関の運転状況を判定する運転状
況判定手段６２に接続され、この運転状況判定手段６２
によって判定された内燃機関の運転状況に応じて可動ピ
ストン５３を駆動するようになっている。

【００４１】例えば、内燃機関が高負荷状態にあると
き、圧力室可変制御手段６１は、圧力室５１の容積を小
さくするように可動ピストン５３を駆動し、内燃機関が
低負荷状態にあるとき、圧力室可変制御手段６１は、圧
力室５１の容積を大きくするようにピストンを駆動す
る。

【００４２】この例で、背圧制御弁３４が開かれると、
制御室３２内の燃料は、バイパス・オリフィス５８を通
って一部が排出されるが、主たる燃料は、燃料排出路３
４から可変容量圧力室５１へと流れ、蓄圧されていく。
当初は圧力室５１内の蓄圧力が小さいため、制御室３２
からの燃料は勢いよく流出する。よって、燃料噴射初期
当初の所定期間は、ニードル弁２３のリフト速度が速
く、燃料噴射率も急峻に立ち上がる。しかし、その後、
制御室３２から排出する燃料の流量は、圧力室５１内で
の燃料畜圧力が所定圧力になるまで制限されるので、そ
の「所定圧力」になるまでは、制御室３２内の圧力が緩
やかに低下し、ニードル２３弁のリフト速度が緩やかに
制御される。よって、この間は、燃料噴射率が低く抑え
られる。その後、圧力室５１内の燃料圧が所定の圧力に
なると、スプリング５５に抗して前記圧力解放弁５２が
開く。すると、圧力室５１ひいては制御室３２内の圧力
が急激に下がるので、ニードル弁２３のリフト速度が急
速となり、燃料噴射率が急速に高くなる。

【００４３】ここで、運転状況判定手段６２は、各種セ
ンサ類からの情報をもとに、内燃機関の運転状況を判定
している。判定の結果、内燃機関が高負荷状態にあると
き、圧力室可変制御手段６１が、圧力室５１の容積を小
さくする。このようにすると、圧力室５１に燃料が満た
されるまでの時間が短くなるので、低燃料噴射率に抑え
られる時間が短時間となる。一方、内燃機関が低負荷状
態にあるとき、圧力室可変制御手段６１が、圧力室５１
の容積を大きくすると、圧力室５１に燃料が満たされる
までの時間が長くなるので、低燃料噴射率に抑えられる
時間が長時間となる。

【００４４】なお、この実施例で、バイパス路５７とバ
イパス・オリフィス５８を設けているが、これらは、必
ずしも必要はない。また、圧力解放弁５２は、電磁バル
ブにより形成することも可能である。この場合、電磁バ
ルブに制御手段を接続する一方、圧力室の燃料圧を圧力
センサで監視し、所定圧力になった時点で、電磁バルブ
に開指令信号を出すようにする。

【００４５】＜燃料噴射弁駆動制御＞燃料噴射弁駆動制
御は、燃料噴射弁駆動制御部９により行われる。燃料噴
射は、例えば、噴射開始時期を上死点前５°ＣＡ（cran
k angle）とし、これに燃料噴射時間を加算して噴射終
了時期とする。燃料噴射前は、燃料噴射弁駆動制御部９
により背圧制御弁３５が閉ざされているので、制御室３
２内は、蓄圧室から第２の燃料供給路３３を介して導入
された高圧燃料で満たされ、その圧力でニードル弁２３
のピストン２３ａが下降し、燃料噴出孔２１が閉ざされ
ている。

【００４６】前記燃料噴射タイミングが来ると、燃料噴
射弁駆動制御部９からの指令により、背圧制御弁３５が
開き、制御室３２内の高圧燃料が燃料排出路３４から排
出される。これにより、制御室３２内の燃料圧が下降
し、前記したような原理でニードル弁２３がリフトし、
燃料噴射孔２１が開く。当初、燃料噴射孔２１が完全に
開くまでの間、燃料噴射率は燃料噴射孔２１周りの通路
断面積Ｓｐにより決まる。燃料噴射孔２１周りの通路断
面積Ｓｐが、燃料噴射孔２１の断面積より大きくなった
ときは、燃料噴射孔２１が全開状態となる。

【００４７】その後、所定の燃料噴射時間が経過する
と、燃料噴射弁駆動制御部９により、背圧制御弁３５が
閉ざされる。すると、制御室３２に高圧燃料が流入して
封入されるので、制御室３２内の圧力が上昇し、この圧
力を受けてニードル弁２３が下降し、燃料噴射孔２１が
閉じる。

【００４８】この間、前記燃料噴射率可変制御機構によ
り、燃料噴射がどのように制御されるかを、図６に従っ
て説明する。図６において、実線で示した部分は、従来
の装置のように、インレットオリフィス３３ａとアウト
レットオリフィス３４ａの通路断面積の比が固定された
場合である。

【００４９】これに対し、本発明に係る装置では、破線
で示した特性となる。まず、背圧制御弁５が開いた当
初、すなわち、燃料噴射初期において、制御室３２の燃
料は、圧力室５１へと流れる。当初は圧力室５１内の蓄
圧力が小さいため、制御室３２からの燃料は勢いよく流
出する。よって、燃料噴射初期当初の所定期間は、ニー
ドル弁２３のリフト速度が速く、燃料噴射率も急峻に立
ち上がる。 その後、制御室３２から排出する燃料の流
量は、圧力室５１内での燃料畜圧力が所定圧力になるま
で制限される。このため、燃料噴射孔２１が完全に開い
た後でも、圧力室５１内が設定圧力になるまでは、燃料
噴射率が低く抑えられる。これは、実施例１，２，３の
いずれの場合も同じである。バイパス路５７のある実施
例３では、バイパス路５７から若干燃料が排出されるの
で、バイパス路５７がない場合より、燃料噴射率が高く
なる。

【００５０】圧力室５１が設定圧力以上になると、圧力
解放弁５２が開くので、その後、すなわち図６のＰ点以
降は急速に制御室３２内の燃料が排出され、ニードル弁
２３のリフト速度が急峻となり、燃料噴射率も高くな
る。

【００５１】このように、本件では、前記したように初
期に燃料噴射率を低く押さえられるので、燃焼騒音の低
減、ＮＯx の低減、過度の燃料噴射に伴う過度の筒内圧
の上昇を抑制できる。しかも、初期に燃料噴射率を低く
抑えても、その後、急峻に燃料噴射率を立ち上げること
ができるので、噴射期間の短縮ができ、全負荷性能が向
上する。

【００５２】また、噴射期間を同等とすれば、燃料噴射
孔の噴孔面積を縮小でき、ＰＭの低減等が可能となる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので、
燃料噴射初期に当初は燃料噴射率が高く、その後は圧力
室が設定圧力となるまで燃料噴射率を低く抑え、さらに
その後は、急峻に燃料噴射率を高くすることができる。

【００５４】すなわち、圧力室内の蓄圧力が小さい初期
は、制御室からの燃料は勢いよく流出し、燃料噴射初期
当初の所定期間は、弁体のリフト速度が速く、燃料噴射
率も急峻に立ち上がるが、その後、制御室から排出する
燃料の流量は、畜圧された排出燃料が所定圧力になるま
で制限されるので、その「所定圧力」になるまでは、制
御室内の圧力が緩やかに低下し、弁体のリフト速度が緩
やかに制御され、その結果、燃料噴射率が低く制御さ
れ、所定圧力以降、排出流量が多くなると、制御室内の
圧力が急速に低下するので、弁体のリフト速度が速くな
り、その結果、燃料噴射率が急に高くなる。この結果、
燃焼騒音、ＮＯx の低減、エンジン全負荷性能の向上、
ＰＭの低減等を図ることができる。

【００５５】さらに、排出流量制御手段は、前記燃料排
出路に介装される圧力室や、圧力室内の燃料を排出する
圧力解放弁等の簡単な構成で形成でき、その点で安価に
提供できる。

【００５６】しかも、内燃機関の運転状況に応じて、前
記圧力室の容量を変化させるようにすれば、運転状況に
応じて、低噴射率から高噴射率へと移行する燃料噴射の
キックポイントを変化させることができ、噴射率制御の
自由度を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明にかかる装置の全体構成図

【図２】燃料噴射弁を示した図

【図３】実施例１を示した図

【図４】実施例２を示した図

【図５】実施例３を示した図

【図６】本発明による制御特性を示したタイミングチャ
ート図

【図７】本発明によるニードル（弁体）リフト量と圧力
室内の圧力特性との関係を時間との関係で示したタイミ
ングチャート図

【図８】従来における装置の燃料噴射特性と、望まれる
噴射特性とを示したグラフ図

【符号の説明】

１・・燃料供給源である燃料タンク ２・・燃料ポンプ ３・・燃料蓄圧室 ４・・燃料供給路 ５・・燃料噴射弁 ６・・燃料圧センサ ７・・制御装置 ８・・燃料ポンプ駆動制御部 ９・・燃料噴射弁駆動制御部 １１・・リリーフ弁 １２・・燃料解放路 ２１・・燃料噴射孔 ２２・・筒状本体 ２３・・ニードル弁 ２４・・コイルスプリング ３１・・第１の燃料供給路 ３２・・制御室 ３２ａ・・ピストン ３２ｂ・・燃料通路 ３３・・第２の燃料供給路 ３３ａ・・インレットオリフィス ３４・・燃料排出路 ３４ａ・・アウトレットオリフィス ３５・・背圧制御弁 Ｓ１・・アクセルセンサ Ｓ２・・吸気圧センサ Ｓ３・・水温センサ Ｓ４・・機関回転数センサ Ｓ５・・エアロフローメータ Ｓ６・・Ｇセンサ ５１・・圧力室 ５２・・圧力解放弁 ５３・・可動ピストン ５４・・蓄圧スプリング ５５・・スプリング ５７・・バイパス路 ５８・・バイパス・オリフィス ６１・・圧力室可変制御手段 ６２・・運転状況判定手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給路から制御室内に導入された高
   圧燃料の圧力で弁体を押して燃料噴射孔を閉じ、燃料排
   出路から制御室内の高圧燃料を排出して弁体の押圧力を
   下げることで燃料噴射孔を開く燃料噴射弁を備えた燃料
   噴射装置において、 前記燃料排出路に、排出される燃料を蓄圧してその燃料
   圧が所定圧力となるまで燃料排出流量を制限する排出流
   量制御手段を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記排出流量制御手段は、前記燃料排出
   路に介装され、制御室から排出された燃料を収容する圧
   力室と、圧力室が所定圧力となったときに開いて圧力室
   内の燃料を排出する圧力解放弁を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記圧力室は、容量可変であり、収容す
   る燃料が所定圧力となるまで容量を拡大していくことを
   特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記圧力室は、容量可変とするととも
   に、内燃機関の運転状況に応じて、前記圧力室の容量を
   変化させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項２
   記載の燃料噴射装置。