WO2009031713A1 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

制御弁４８による燃料排出路Ｃ３の連通時、燃料が、アウタ制御室Ｒ２ｏから連通路４７を介してインナ制御室Ｒ２ｉに流入し、インナ制御室Ｒ２ｉから燃料タンクＴへ流出する。 この燃料の連通路４７内の流通により、インナ制御圧Ｐｃｉとアウタ制御圧Ｐｃｏとの間に差圧が発生する（Ｐｃｏ>Ｐｃｉとなる）。これにより、アウタ開弁時直後でのアウタ差圧が小さい値に設定され得、アウタ開弁時直後でのアウタニ一ドル弁４２の上昇速度が大きいことに起因する低負荷時での排ガス中末燃ＨＣ量の増大を抑制でき、且つ、インナ開弁時直後でのインナ差圧が大きい値に設定され得、インナ開弁時直後でのインナニードル弁４３の上昇速度が小さいことに起因する排ガス中スモーク量の増大をも抑制できる。

Description

明 細 書 内賺関の燃料噴射制御装置 技 術 分 野

本発明は、 内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 背 景 技 術

従来より、 ボディ内に同軸的に収容されたァウタ及びィンナニードル弁の背面側の圧力 を調整することで、 ァウタ及びインナニードル弁のリフト量を調整して燃料の噴射制御を 行う、 所謂ツインニードルタイプの燃料噴射制御装置が知られている （例えば、 特開 2 0 0 5— 3 2 0 9 0 4号公報を参照） 。

図 7は、 この種の形式の燃料噴射制御装置の一例を示している。 図 7に示した燃料噴射 制御装置 1 0では、 燃料ポンプ 2 0と、 コモンレール 3 0と、 インジェクタ 4 0と、 燃料 ポンプ 2 0及びインジェクタ 4 0を制御する E C U 5 0と、 燃料タンク Tとが備えられて いる。

燃料ポンプ 2 0は、 燃料タンク Tに貯留されている燃料を吸入'吐出する。 コモンレー ル 3 0には、 燃料ポンプ 2 0により吐出された高圧 （レール圧 Per) の燃料が供給される 。 インジェクタ 4 0は、 コモンレール 3 0から後述する燃料供給路 C 1を通してレール圧 Perの燃料が供給され、 内燃機関 （特に、 ディーゼル機関） の燃焼室 （図示せず） に燃料 を噴射する。

インジェクタ 4 0には、 ボディ 4 1が備えられている。 ボディ 4 1は、 内燃機関の燃焼 室に臨む先端部に第 1噴孔 （群） 4 1 aと、 第 1噴孔 4 1 aよりも先端側 （図 7において 下側） に位置する第 2噴孔 （群） 4 l bとを備えている。 ボディ 4 1内の所定空間には、 筒状のァウタニードル弁 4 2が摺動可能に収容されていて、 ァウタニードル弁 4 2の先端 側 （図 7において下側） で第 1噴孔 4 1 aを開閉するようになっている。 ァウタニードル 弁 4 2の内部には、 棒状のインナニードル弁 4 3が摺動可能に収容されていて、 インナニ 一ドル弁 4 3の先端側 （図 7において下側） で第 2噴孔 4 1 bを開閉するようになってい る。

また、 上記所定空間には、 ボディ 4 1とは別部材の円筒状のピース 4 4がボディ 4 1に 一体的に固設されていて、 ピース 4 4の内周面の下端部がァウタニードル弁 4 2の外周面 の上端部と嵌合するようになつている。 これにより、 上記所定空間が、 ノズル室 R 1と、 制御室 R 2とに区画されている。 ノズル室 R 1は、 ァウタ及ぴィンナユードル弁 4 2 , 4 3の先端側に設けられていて、 ノズル室 R 1の内部の燃料の圧力 （レール圧 Per) によりァウタ及びィンナニードル弁 4 2 , 4 3の先端側が開弁方向の力を受けるようになつている。 ァウタ及びインナニードル 弁 4 2， 4 3の開弁状態にて、 ノズル室 R 1の内部の燃料が第 1及び第 2噴孔 4 1 a , 4 1 bを介して燃焼室に向けてそれぞれ噴射されるようになっている。

制御室 R 2は、 ァウタ及びィンナニードル弁 4 2， 4 3の背面側 （図 7にお 、て上側） に設けられていて、 制御室 R 2の内部の燃料の圧力 （制御圧 Pc) によりァウタ及びインナ ニードル弁 4 2 , 4 3の背面側が閉弁方向の力を受けるようになっている。

また、 図 7に示した装置では、 燃料供給路 C 1と、 燃料流入路 C 2と、 燃料排出路 C 3 とが備えられている。 燃料供給路 C 1は、 レール圧 Perの燃料を発生するコモンレール 3 0とノズル室 R 1とを接続している。 燃料流入路 C 2、 及び燃料排出路 C 3は、 制御室 R 2と燃料供給路 C l、 及び制御室 R 2と燃料タンク Tとをそれぞれ接続している。 燃料流 入路 C 2、 及び燃料排出路 C 3には、 オリフィス Z 1が介装されている。

燃料流入路 C 2及び燃料排出路 C 3には、 2位置 3ポート型の制御弁 4 5が介装されて いて、 燃料流入路 C 2が連通されているとき燃; |S| 出路 C 3が遮断され （第 1位置、 図 7 に示した位置） 、 燃料流入路 C 2が遮断されているとき燃料排出路 C 3が連通される （第 2位置） ようになつている。 以下、 図 7に記載のツインニードルタイプの燃料噴射制御装 置を 「第 1従来装置」 とも称呼する。 また、 ァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3のリ フト量は、 図 7に示した状態からのァウタ及びインナニードル弁 4 2， 4 3の上方への移 動量 （上昇量） を意味するものとする。

次に、 図 8を参照しながら、 上記第 1従来装置の作動の一例について説明する。 なお、 ァウタ及びィンナニードル弁 4 2 , 4 3が閉弁状態 （図 7に示した位置にある状態、 リフ ト量 = 0 ) である場合、 ァゥタニードル弁 4 2の上端面 4 2 a (背面） とインナニードル 弁 4 3のフランジ部の下面 4 3 aとの間隔 S Lが値 L1であるものとする。

閉弁状態にあるァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3を開弁させる場合 （閉弁状態か ら開弁状態 （リフト量〉 0 ) へと変更させる場合） 、 制御弁 4 5の位置が、 上記第 1位置 から上記第 2位置へと変更される （時刻 t Aを参照） 。 これにより、 燃料排出路 C 3を通 した制御室 R 2からの燃料の排出が開始される。 この結果、 時刻 t A以降、 制御圧 Pcがレ ール圧 Perから低下していく。

ここで、 上記第 1従来装置では、 了ウタニードル弁 4 2の方がィンナニードル弁 4 3よ りも先端側のレール圧 Perの受圧面積に対する背面側の制御圧 Pcの受圧面積の比率が小さ い。 このことに起因して、 「ァウタニードル弁開弁圧 Pl」 （ァウタニードル弁 4 2が閉弁 状態から開弁状態へ移行する時点での制御圧 Pc) の方が、 「インナニードル弁開弁圧 P2J (ィンナニードル弁 4 3が閉弁状態から開弁状態へ移行する時点での制御圧 Pc) よりも大 さい。

従って、 上述のようにレール圧 Perから低下していく制御圧 Pcがァウタニードル弁開弁 圧 P1まで達すると、 先ず、 ァゥタニードル弁 4 2のみが開弁する （図 7において上方へ移 動する） 。 この結果、 第 1噴孔 （群） 4 1 aのみを介して燃料噴射が開始 '実行される （ 時刻 t Bを参照） 。 以下、 ァウタニードル弁 4 2が開弁する時刻を 「ァウタ開弁時」 とも 称呼する。

ここで、 ァウタニードル弁 4 2の開弁の際、 レール圧 Perの燃料がァゥタニードル弁 4 2とァウタニードル弁座部 4 1 cとの間に入り込む。 このことに起因して、 ァウタ開弁時 直後だけは、 ァゥタニードル弁 4 2は、 レール圧 Perと制御圧 Pcとの に応じた速度を もって上昇する。 その後は、 ァゥタニードル弁 4 2は、 オリフィス Z 1を通過する燃料の 流量 （流出流量 Qout) に応じた速度をもって上昇し、 また、 このァゥタニードル弁 4 2の 速度は、 制御圧 Pcの変化速度によっても決定される。

このように、 上方へ移動していくァゥタニードル弁 4 2は、 その上端面 4 2 aがインナ ニードル弁 4 3のフランジ部の下面 4 3 aに当接する （即ち、 上記間隔 S L= 0になる。 時刻 t Cを参照） 。 以降、 ァウタ及びィンナニードル弁 4 2 , 4 3は一体的にのみ上昇し 得るようになる。 以下、 このァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3の一体物を 「一体二 一ドル弁」 とも称呼する。 また、 ァゥタニードル弁 4 2の上端面 4 2 aがィンナニードル 弁 4 3のフランジ部の下面 4 3 aに当接する時刻を 「ニードル弁当接時」 とも称呼する。 そして、 低下していく制御圧 Pcが更に上記ィンナニードル弁開弁圧 P2まで達すると、 ィ ンナニードル弁 4 3も開弁する （図 7において上方へ移動する） 。 この結果、 第 2噴孔 （ 群） 4 l bをも介して燃料噴射が開始 '実行される （時刻 t Dを参照） 。 以下、 インナニ 一ドル弁 4 3が開弁する時刻を 「インナ開弁時」 とも称呼する。

この一体ニードル弁 （インナニードル弁 4 3 ) においても、 ァウタニードル弁 4 2と同 様、 ィンナニードル弁 4 3の開弁の際、 レール圧 Perの燃料がィンナニードル弁 4 3とィ ンナニードル弁座部 4 1 dとの間に入り込む。 このことに起因して、 インナ開弁時直後だ けは、 インナニードル弁 4 3は、 レール圧 Perと制御圧 Pcとの^に応じた速度をもって 上昇する。 その後は、 インナニ一ドル弁 4 3は、 上記流出流 *Qoutに応じた速度をもって 上昇し、 また、 このインナニードル弁 4 3の速度は、 制御圧 Pcの変化速度によっても決定 される。

一方、 このように開弁状態にあるァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3を閉弁させる 場合 （開弁状態から閉弁状態へと変更させる場合） 、 制御弁 4 5の位置が、 上記第 2位置 から上記第 1位置へと変更される （時刻 t Eを参照） 。 これにより、 燃料排出路 C 3を通 した制御室 R 2からの燃料の排出が中止されるとともに、 燃料流入路 C 2を通した制御室 R 2への燃料の流入が開始される。 この結果、 時刻 t E以降、 制御圧 Pcがレール圧 Perに 向けて上昇していく。

時刻 t Eより少し後の時刻 t F以降、 一体ニードノレ弁が下降していき （図 7において下 方へ移動していき） 、 先ず、 インナニードル弁 4 3が閉弁する （時刻 t Gを参照） 。 これ により、 第 2噴孔 （群） 4 1 bからの燃料噴射が終了する。 続いてァウタニードル弁 4 2 がインナニードル弁 4 3から独立して下降していき、 ァゥタニードル弁 4 2も閉弁する （ 時刻 t Hを参照） 。 これにより、 第 1噴孔 （群） 4 1 aからの燃料噴射も終了する。 以下 、 ァウタ及びインナニードル弁 4 2， 4 3が閉弁する時刻を 「ァウタ閉弁時」 及び 「イン ナ閉弁時」 とも称呼する。 このように、 制御弁 4 5を制御して制御圧 Pcを制御することで ァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3のリフト量が調整されて燃料の噴射制御が行われ る。

発 明 の 開 示

ところで、 上記第 1従来装置では、 上記ニードル弁当接時 （図 8の時刻 t C参照） の直 後、 ァウタニードル弁 4 2のィンナニードル弁 4 3への衝突による衝撃でィンナニードル 弁 4 3が開弁し、 極短時間だけ開弁状態となる現象 （以下、 この現象を 「インナニードル 弁のバウンス」 と称呼する。 ） が発生する場合がある。 このインナニードル弁のバウンス が発生すると、 第 2噴孔 （群） 4 1 bを介して不必要に燃料が噴射されるという問題があ る。

この問題に対処するためには、 例えば、 ニードル弁当接時におけるレール圧 Perとイン ナニードル弁 4 3の背面側の圧力との を小さくして、 上記ィンナニードル弁のバウン スの程度を抑制することが考えられる。 係る観点から、 本発明者は、 既に、 特願 2 0 0 6 — 2 5 6 2 0 4号にて、 図 9に示す形式のツインニードルタイプの燃料噴射制御装置を提 案している。 なお、 図 9において、 上述した図 7に示した部材、 部位と同じ部材、 部位、 或いは等価な部材、 部位については、 図 7に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明 に代える。 以下、 図 9に記載のツインニードルタイプの燃料噴射制御装置を 「第 2従来装 置」 とも称呼する。

上記第 2従来装置では、 以下の 3点のみが上記第 1従来装置と異なる。 第 1に、 上記第 1従来装置における制御室 R 2に相当する空間が、 ァウタ制御室 R 2 oと、 インナ制御室 R 2 iとに区画されている。 この区画は、 ボディ 4 1と一体的に固設された円筒状部材 4 6の内周面の下端部に、 ィンナニードル弁 4 3の外周面の上端部が嵌合されることで達成 されている。 これにより、 ァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3の背面側は、 ァウタ制 御室 R 2 o、 及びインナ制御室 R 2 iの内部の燃料の圧力 （ァウタ制御圧 Pco、 及びインナ 制御圧 Pci) によりそれぞれ閉弁方向の力を受けるようになつている。

第 2に、 円筒状部材 4 6には、 ァウタ制御室 R 2 οとインナ制御室 R 2 iとを連通する連 通路 4 7が備えられている。 第 3に、 燃料流入路 C 2及び燃料排出路 C 3の制御室側端が 、 ァウタ制御室 R 2 oにのみ接続されている。

次に、 図 1 0を参照しながら、 上記第 2従来装置の作動の一例について説明する。 図 1 0における時刻 t A〜t Hは、 図 8におけるものにそれぞれ対応している。 図 1 0に示し たように、 上記第 2従来装置では、 制御弁 4 5が上記第 2位置にある期間 （期間 t A〜t Eを参照） 、 インナ制御室 R 2 i内の燃料が、 連通路 4 7を介してァウタ制御室 R 2 o内に 流入し、 ァウタ制御室 R 2 ο内の燃料が、 燃料排出路 C 3を介して燃料タンク Τへ流出す る。 上記期間において、 この連通路 4 7内の燃料の流通により、 ァウタ制御圧 Pcoとイン ナ制御圧 Pciとの間に差圧が発生する。 この差圧の発生に起因して、 インナ制御圧 Pci (実 線を参照） が上記第 1従来装置における制御圧 Pc ( 1点鎖線を参照） よりも大きい圧力で 推移し、 且つ、 ァウタ制御圧 Pco (実線を参照） が同制御圧 Pcよりも小さい圧力で推移し 得る。

従って、 上記第 2従来装置におけるニードル弁当接時 （時刻 t Cを参照） での、 レール 圧 Perとインナ制御圧 Pciとの^ (インナ MiE S Pci) 、 上記第 1従来装置における二 一ドル弁当接時での、 レール圧 Perと制御圧 Pcとの ¾j£ δ Pcより小さい値で推移し得る。 この結果、 上述のようにァゥタニードル弁 4 2がィンナニードル弁 4 3に衝突する場合で あっても、 上記ィンナニードル弁のバゥンスの程度を抑制することができる。

ところで、 上述のように、 ァウタニードル弁 4 2の開弁の際、 レール圧 Perの燃料がァ ウタニードノレ弁 4 2とァウタニードル弁座部 4 1 cとの間に入り込むことに起因して、 ァ ウタ開弁時直後におけるァウタニードル弁 4 2の上昇速度は、 レール圧 Perとァウタ制御 圧 Pcoとの ^IE (アウタ^ £ δ Pco) で決定される。

図 1 0から理解できるように、 上記第 2従来装置におけるァウタ開弁時直後において、 上記ァウタ差圧 S Pcoが上記 ffi S Pcより大きい。 従って、 この場合、 上記第 2従来装置 におけるァウタ開弁時直後でのァウタニードル弁 4 2の上昇速度は、 上記第 1従来装置に おけるものより大きい。

ここで、 ァウタ開弁時直後では、 ァウタニードル弁 4 2の上昇速度が大きいほど、 第 1 噴孔 （群） 4 l aからの燃料の噴射率 （単位時間あたりの噴射量） がより大きくなる傾向 がある。 この燃料の噴射率が大きいほど、 第 1噴孔 （群） 4 1 aからの燃料噴霧の微粒子 化 （即ち、 燃焼室内における燃料噴霧の拡散） がより促進される。 低負荷時では、 燃焼温 度が低いことに起因して、 燃料噴霧の微粒子ィ匕が促進されるほど、 おガス中の ¾H Cの 量がより大きくなる。 即ち、 低負荷時では、 ァウタ開弁時直後におけるァウタニードル弁 4 2の上昇速度が大きいほど、 排ガス中の未燃 H Cの量がより大きくなる傾向がある。 以上のことから、 低負荷時では、 上記第 2従来装置における排ガス中の ¾H Cの量が 、 上記第 1従来装置におけるものよりも大きくなるという新たな問題が発生する。

一方、 インナニードル弁 4 3の開弁の際も、 ァウタニードル弁 4 2の開弁の際と同様、 レール圧 Perの燃料がィンナニードル弁 4 3とインナニードル弁座部 4 1 dとの間に入り 込むことに起因して、 インナ開弁時直後におけるインナニードル弁 4 3の上昇速度は、 上 記ィンナ S δ Pciで決定される。

図 1 0から理解できるように、 上記第 2従来装置におけるインナ開弁時直後において、 上記インナ差圧 δ Pciが上記^ £ S Pcより小さい。 従って、 この場合、 上記第 2従来装置 におけるィンナ開弁時直後でのィンナニードル弁 4 3の上昇速度は、 上記第 1従来装置に おけるものより小さい。

ところで、 ィンナニードル弁 4 3のリフト量が微小量 Lmin以下の範囲で推移する期間 （ 以下、 「シートチョーク期間 Tch」 とも称呼する。 ） においては、 インナニードル弁 4 3 とインナニードル弁座部 4 1 dとの間に実質的にオリフィスが形成される現象が発生する (以下、 この現象を 「シートチョーク現象」 とも称呼する。 ) 。 シートチョーク現象が発 生する場合、 第 2噴孔 （群） 4 1 bの内側の燃料の圧力が小さいことに起因して、 第 2噴 孔 （群） 4 1 bからの燃料噴霧の微粒子ィ匕が抑制される。 従って、 上記シートチョーク期 間 Tchが長いほど燃料噴霧の微粒子化がより抑制され、 この結果、 排ガス中にスモークが 発生し易くなる。

ここで、 インナ開弁時直後におけるインナニ一ドル弁 4 3の上昇速度が小さいほど、 上 記シートチョーク期間 Tchがより長くなる傾向がある。 従って、 上記第 2従来装置におけ る上記シートチョーク期間 Tchが、 上記第 1従来装置におけるものよりも長い。 この結果 、 上記第 2従来装置における排ガス中のスモークの量が、 上記第 1従来装置におけるもの よりも大きいという新たな問題も発生する。

このように、 上記第 2従来装置では、 ァウタ開弁時直後におけるァウタ差圧 S Pcoが大 きい値に、 且つ、 インナ開弁時直後におけるインナ差圧 δ Pciが小さい値に設定されるこ とに起因して、 低負荷時での排ガス中の来燃 H Cの量が大きく、 排ガス中のスモークの量 も大きいという新たな 2つの問題が発生する。

この新たな 2つの問題に対処するためには、 ァウタ開弁時直後におけるァウタ差圧 δ Pcoが小さレ、値に、 且つ、 インナ開弁時直後におけるインナ^ £ δ Pciが大きい値に設定さ れればよい。 従って、 本発明の目的は、 ァウタ開弁時直後におけるアウタ^を小さい値に、 且つ、 ィンナ開弁時直後におけるィンナ^を大きい値に設定することが可能なツインニードル タイプの燃料噴射制御装置を ¾ ^することにある。

本発明に係る燃料噴射制御装置は、 上記第 1、 第 2噴孔を有するボディ、 上記ァウタ及 ぴインナニードル弁、 上記ノズル室、 上記ァウタ及びインナ制御室、 上記高圧発生部、 上 記燃料供給路、 前記燃料供給路と前記ァウタ制御室又は Ι5ィンナ制御室とを接続する第 1燃料流入路、 上記連通路、 ΙϋΙ己インナ制御室と燃料タンクとを接続する燃料排出路、 及 び前記燃料排出路に介装され前記燃料排出路を連通 ·遮断する第 1制御弁を備えている。 ここにおいて、 前記第 1燃料流入路が、 前記燃料供給路と前記ァウタ制御室とを接続す るように構成されてもよい。 また、 前記第 1燃料流入路には、 第 1オリフィスが介装され 、 前記燃料排出路には、 第 2オリフィスが介装されるように構成されることが好適である これによれば、 第 1制御弁による燃料排出路の連通により、 ァウタ制御室内の燃料が連 通路を介してィンナ制御室内に流入し、 ィンナ制御室内の燃料が燃料排出路を介して燃料 タンクへ流出する。 この連通路内の燃料の流通により、 上記インナ制御圧と上記ァウタ制 御圧との間に ¾ffが発生する。 この ffiの発生に起因して、 上記ァウタ制御圧が上記イン ナ制御圧よりも大きい圧力で推移し得、 上記アウタ^が小さい値で推移し、 且つ、 上記 ィンナ差圧が大きい値で推移し得る。

これにより、 上記ァウタ開弁時直後におけるァウタ ¾1£が小さい値に設定され得る。 従 つて、 上記ァウタ開弁時直後におけるァゥタニードル弁の速度が小さくされ得る。 この結 果、 上記ァウタ開弁時直後における燃料の噴射率の急激な増大に起因する、 低負荷時での 排ガス中の未燃 H Cの量の増大を抑制することができる。

また、 上記インナ開弁時直後におけるインナ差圧が大きい値に設定され得る。 従って、 上記ィンナ開弁時直後におけるィンナニードル弁の速度が大きくされ得る。 この結果、 上 記インナ開弁時直後におけるシートチョーク期間が短くされ得、 上記シートチョーク現象 に起因する排ガス中のスモークの排出量の増大をも抑制することができる。

上記本発明に係る燃料噴射制御装置においては、 前記ボディと別部材であって前記ボデ ィに一体的に固設され前記ノズル室と前記ァウタ制御室とを区画するピースを備えていて 、 前記ピースは、 前記ァゥタニードル弁のリフト量を制限するストッパを備えることが好 適である。

これによれば、 インナニードル弁のリフト量が 「0」 である状態にて、 ァウタニードル 弁のインナニードル弁への衝突が防止され得る。 従って、 上記インナニードル弁のバウン スを防止することができる。 また、 ストツバがボディと別部材のピースに備えられている から、 ストツバがボディそのものに備えられる^^に比して、 上記インナニードル弁のバ ゥンスを防止し得る燃料噴射制御装置を容易にィ«することができる。

上記本発明に係る燃料噴射制御装置においては、 前記燃料供給路と前記ィンナ制御室と を接続する第 2燃料流入路と、 前記第 2燃料流入路に介装され前記第 1制御弁により前記 燃料排出路が連通されているとき ΙίίΙΕ第 2燃料流入路を遮断し前記第 1制御弁により前記 燃料排出路が遮断されているとき tfilE第 2燃料流入路を連通する第 2制御弁と、 を備える ことが好適である。 この場合、 燃料噴射制御装置の小型化の観点から、 前記第 1制御弁と 、 前記第 2制御弁とが一体に構成されるとより好適である。

一般に、 上記インナ閉弁時直前においても、 上記インナ開弁時直後と同様、 上記シート チョーク現象が発生する。 ィンナ閉弁時直前におけるシートチョーク期間を短くするため には、 インナ閉弁時直前におけるインナニードル弁の下降速度が大きくされればよい。 上記構成は係る知見に基づく。 これによれば、 第 1燃料供給路のみを備えた場合に比し て、 燃料排出路が遮断されているときにインナ制御室へ流入する燃料の総流量が大きくさ れ得る。 従って、 第 1燃料供給路のみを備えた場合に比して、 インナ閉弁時直前における ィンナニードル弁の下降速度が大きくされ得る。 この結果、 ィンナ閉弁時直前におけるシ —トチョーク期間を短くすることができる。

図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る燃料噴射制御装置の全体の概略構成図である。 図 2は、 本発明の第 1実施形態の作動の一例を示したタイムチヤ一トである。

図 3は、 本発明の第 1実施形態の第 1変形例に係る燃料噴射制御装置の全体の概略構成図 である。

図 4は、 本発明の第 1実施形態の第 2変形例に係る燃料噴射制御装置の全体の概略構成図 である。

図 5は、 本発明の第 2実施形態に係る燃料噴射制御装置の全体の概略構成図である。 図 6は、 本発明の第 2実施形態の作動の一例を示したタイムチャートである。

図 7は、 第 1従来装置の全体の概略構成図である。

図 8は、 第 1従来装置の作動の一例を示したタイムチャートである。

図 9は、 第 2従来装置の全体の概略構成図である。

図 1 0は、 第 2従来装置の作動の一例を示したタイムチャートである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置の各実施形態について図面を参照しつ つ説明する。

(第 1実施形態）

図 1は、 本発明の第 1実施形態による内賺関 （ディーゼル機関） の燃料噴射制御装置 1 0の全体の概略構成を示している。 図 1において、 上述した図 9に示した部材、 部位と 同じ部材、 部位、 或いは等価な部材、 部位については、 図 9に示した符号と同じ符号を付 してそれらの説明に代える。

第 1実施形態では、 以下の 3点のみが上記第 2従来装置と異なる。 第 1に、 上記第 2従 来装置の 2位置 3ポート型の制御弁 4 5に代えて、 燃料排出路 C 3を開閉する 2位置 2ポ 一ト型の開閉制御弁 4 8が介装されている。 開閉制御弁 4 8が前記第 1制御弁に対応する 第 2に、 燃料流入路 C 2が開閉制御弁 4 8と独立して設けられ、 燃料流入路 C 2の制御 室側端がァウタ制御室 R 2。に接続されている。 燃料流入路 C 2には、 オリフィス Z 1と 同じ開口断面積を有するオリフィス Z 2が介装されている。 燃料流入路 C 2は、 開閉制御 弁 4 8の開閉にかかわらず、 燃料供給路 C 1とァウタ制御室 R 2 oとを常時連通するよう になっている。 加えて、 燃料排出路 C 3の制御室側端がインナ制御室 R 2 iに接続されて いる。 燃料流入路 C 2が前記第 1燃料流入路に対応し、 オリフィス Z 1及びオリフィス Z 2が前記第 2オリフィス及び前記第 1オリフィスに対応する。

第 3に、 ピース 4 4には、 その内周面から径方向内側に突出したリング状のストツバ 4 4 aが備えられていて、 ァゥタニードル弁 4 2のリフト量の最大値が値 L2 (く上記 iilLl) となるように、 同リフト量が制限されるようになっている。 これにより、 上記インナニー ドル弁のバウンスが防止され得る。

次に、 図 2を参照しながら、 第 1実施形態の作動の一例について説明する。 図 2におけ る時刻 t A〜t Hは、 図 1 0におけるものにそれぞれ対応している。 図 2に示したように 、 第 1実施形態では、 時刻 t A以降、 燃料供給路 C 1の燃料が燃料流入路 C 2を介してァ ウタ制御室 R 2o内に流入するとともに、 ァウタ制御室 R 2 ο内の燃料が連通路 4 7を介し てィンナ制御室 R 2 i内に流入し、 ィンナ制御室 R 2 i内の燃料が燃料排出路 C 3を介して 燃料タンク Tへ流出する。 時刻 t A以降、 連通路 4 7内の燃料の流通により、 ァウタ制御 圧 Pcoとインナ制御圧 Pciとの間に差圧が発生する。 この差圧の発生に起因して、 ァウタ制 御圧 Pcoがインナ制御圧 Pciよりも大きい圧力で推移し、 ァウタ差圧 δ Pcoが小さい値で推 移し、 且つ、 インナ^ £ δ Pciが大きい値で推移する。

従って、 本発明による燃料噴射制御装置の第 1実施形態によれば、 上記ァウタ開弁時直 後におけるァウタ Mff S Pcoが小さい値に、 且つ、 上記インナ開弁時直後におけるインナ 差圧 S Pciが大きい値に設定され得る。 この結果、 上記ァウタ開弁時直後における燃料の 噴射率の急激な増大に起因する、 低負荷時での排ガス中の未燃 H Cの量の増大を抑制する ことができる。 また、 上記シートチョーク現象に起因する排ガス中のスモークの排出量の 増大をも抑制することができる。

なお、 上記インナ開弁時直後におけるインナ差圧 S Pciが大きい値に設定されても、 ィ ンナニードル弁 4 3が開弁する場合における負荷は比較的大きい （即ち、 燃焼温度が比較 的高い） ため、 インナ開弁時直後における燃料の噴射率の急激な増大に起因して、 排ガス 中の未燃 H Cの量が増大する事態は発生し難レ、。

加えて、 図 2に示したように、 ァゥタニードル弁 4 2のリフト量が上記値 L2以下に制限 されるため、 上記インナニードル弁のバウンス （図 2の 1点鎖線を参照） を防止すること ができる。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、 本発明の範囲内において種々の変形例を 採用することができる。 以下、 上記第 1実施形態の変形例について説明する。 図 3は、 上 記第 1実施形態の第 1変形例の装置全体の概略構成を示している。 図 3において、 上述し た図 1に示した部材、 部位と同じ部材、 部位、 或いは等価な部材、 部位については、 図 1 に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。 この第 1変形例は、 燃料流入路 C 2の制御室側端がィンナ制御室 R 2 iに接続されてレ、て、 燃料供給路 C 1とィンナ制御 室 R 2 iとが燃料流入路 C 2を介して常時連通されている点でのみ、 上記第 1実施形態と 異なる。

これにより、 開閉制御弁 4 8の開閉に係わらず、 インナ制御室 R 2 iに常時燃料が流入 し得る。 従って、 上記第 1実施形態に比して、 開閉制御弁 4 8が閉状態である場合におけ るインナ制御圧 Pciの上昇速度が大きくなり得る。 この結果、 上記第 1実施形態に比して 、 ィンナ閉弁時直前におけるシートチヨーク期間 Tchを短くすることができる。

図 4は、 上記第 1実施形態の第 2変形例の装置全体の概略構成を示している。 図 4にお いて、 上述した図 3に示した部材、 部位と同じ部材、 部位、 或いは等価な部材、 部位につ いては、 図 3に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。 この第 2変形例は 、 上記第 1変形例の開閉制御弁 4 8に代えて、 上記 2位置 3ポート型の制御弁 4 5が介装 され、 燃料流入路 C 2の連通により燃料流入路 C 2を介したィンナ制御室 R 2 iへの燃料 の流通が確保されている点のみ上記第 1変形例と異なる。 これによつても、 上記第 1変形 例と同様、 上記第 1実施形態に比して、 インナ閉弁時直前におけるシートチョーク期間 Tchを短くすることができる。

(第 2実施形態）

次に、 本発明の第 2実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置 1 0について説明する 。 図 5は、 この第 2実施形態の装置全体の概略構成を示している。 図 5において、 上述し た図 1に示した部材、 部位と同じ部材、 部位、 或いは等価な部材、 部位については、 図 1 に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。

この第 2実施形態は、 上記第 1実施形態の開閉制御弁 4 8に代えて、 2位置 3ポート型 の制御弁 4 9を備え、 更に、 この制御弁 4 9を介して燃料供給路 C 1とインナ制御室 R 2 iとを接続する第 2燃料流入路 C 4を備えている点のみ上記第 1実施形態と異なる。 制御 弁 4 9により、 燃料排出路 C 3が遮断されているとき第 2燃料流入路 C 4が連通され （第 1位置、 図 5に示した位置） 、 燃糊出路 C 3が連通されているとき第 2燃料流入路 C 4 が遮断される （第 2位置） ようになつている。 即ち、 第 2実施形態では、 燃料供給路 C 1 から燃料流入路 C 2を介したァウタ制御室 R 2 οへの燃料の流路に加え、 燃料供給路 C 1 から第 2燃料流入路 C 4を介したィンナ制御室 R 2 iへの燃料の流路も確保されている。 制御弁 4 9が前記第 1制御弁と前記第 2制御弁との一体物に対応する。

次に、 図 6を参照しながら、 第 2実施形態の作動の一例について説明する。 図 6におけ る時刻 t A〜t Hは、 図 2におけるものにそれぞれ対応している。 図 6に示したように、 第 2実施形態では、 時刻 t E以降、 インナ制御室 R 2 iには、 連通路 4 7を介してァウタ 制御室 R 2 οから燃料が流入するのに加え、 第 2燃料流入路 C 4を介して燃料供給路 C 1 からも燃料が流入する。 従って、 時刻 t Ε以降におけるインナ制御圧 Pciの上昇速度が、 上記第 1実施形態におけるもの （図 6 'の 1点鎖線を参照） よりも大きい。

従って、 本発明による燃料噴射制御装置の第 2実施形態によれば、 上記第 1実施形態に 比して、 ィンナ閉弁時直前におけるシートチョーク期間 Tchを短くすることができる。 また、 図 6に示したように、 上記第 1実施形態に比して、 時刻 t E以降におけるインナ 制御圧 Pciの上昇速度が大きいため、 連通路 4 7を介してァウタ制御室 R 2 oからインナ制 御室 R 2 iへ流出する燃料の流量も小さい。 このことに起因して、 時刻 t E以降における ァウタ制御圧 Pcoの上昇速度も、 上記第 1実施形態におけるもの （図 6の 1点鎖線を参照 ) よりも大きい。

この結果、 ァウタ及びインナニードル弁 4 2 , 4 3の下降速度にばらつきが発生する場 合であっても、 上記第 1実施形態に比して、 ァウタ閉弁時及びインナ閉弁時のばらつきの 程度をそれぞれ小さくすることができる。 即ち、 上記第 1実施形態に比して、 総燃料噴射 量のばらつきの程度を小さくすることができる。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、 本発明の範囲内において種々の変形例を 採用することができる。 例えば、 上記第 2実施形態においては、 2位置 3ポート型の制御 弁 4 9が 1つのみ介装されているが、 これに代えて、 燃料排出路 C 3及び第 2燃料流入路

C 4に、 第 1開閉制御弁及び第 2開閉制御弁がそれぞれ介装されて、 第 1 (第 2 ) 開閉制 御弁が開 （閉） 状態のとき第 2 (第 1 ) 開閉制御弁が閉 （開） 状態となるように、 2つの 開閉制御弁が連動して作動するよう構成されてもよい。 この場合、 第 1開閉制御弁及び第 2開閉制御弁が、 前記第 1制御弁及び前記第 2制御弁にそれぞれ対応する。

カロえて、 上記各実施形態においては、 ストッパ 4 4 aはピース 4 4に配設されているが 、 これに代えて、 ストツバ 4 4 aがボディ 4 1そのものに配設されてもよい。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 内燃機関の燃焼室に臨む先端部に第 1噴孔と前記第 1噴孔ょりも先端側に位置する第 2噴孔とを備えたボディと、

前記ボディ内に摺動可能に収容されて先端側で前記第 1噴孔を開閉する筒状のァウタ二 一ドル弁と、

前記ァウタニードル弁の内部に摺動可能に収容されて先端側で前記第 2噴孔を開閉する 棒状のィンナニードル弁と、

前記ァウタ及びィンナニードル弁の先端側に設けられ、 内部の燃料の圧力であるレール 圧により前記ァウタ及びインナニードル弁の先端側が開弁方向の力を受けるとともに、 前 記ァウタ及びィンナニードル弁の開弁状態にて内部の燃料が前記第 1及び第 2噴孔を介し て前記燃焼室に向けてそれぞれ噴射されるノズル室と、

前記ァゥタニードル弁の背面側に設けられ、 内部の燃料の圧力であるァウタ制御圧によ り前記ァゥタニードル弁の背面側が閉弁方向の力を受けるァウタ制御室と、

前記ィンナニードル弁の背面側に設けられ、 内部の燃料の圧力であるィンナ制御圧によ り前記ィンナニードル弁の背面側が閉弁方向の力を受けるィンナ制御室と、

前記レール圧の燃料を発生する高圧発生部と、

前記高圧発生部と前記ノズル室とを接続する燃料供給路と、

前記燃料供給路と前記ァウタ制御室又は前記ィンナ制御室とを接続する第 1燃料流入路 と、

前記ァウタ制御室と前記ィンナ制御室とを連通する連通路と、

前記ィンナ制御室と燃料タンクとを接続する燃料排出路と、

前記燃料排出路に介装され、 前記燃料排出路を連通 ·遮断する第 1制御弁と、 を備えた燃料噴射制御装置。

2. 請求の範囲 1に記載の燃料噴射制御装置において、

前記第 1燃料流入路は、 前記燃料供給路と前記ァゥタ制御室とを接続するように構成さ れた燃料噴射制御装置。

3 . 請求の範囲 1又は請求の範囲 2に記載の燃料噴射制御装置であって、

前記ボディと別部材であって前記ボディに一体的に固設され、 前記ノズル室と前記ァゥ タ制御室とを区画するピースを備えていて、

前記ピースは、 前記ァゥタニードル弁のリフト量を制限するストツバを備えた燃料噴射 制御装置,

4. 請求の範囲 1乃至請求の範囲 3の何れ力一項に記載の燃料噴射制御装置であって、 前記燃料供給路と ΙίΐΙΞィンナ制御室とを接続する第 2燃料流入路と、

前記第 2燃料流入路に介装され、 前記第 1制御弁により前記燃料排出路が連通されてい るとき前記第 2燃料流入路を遮断し、 前記第 1制御弁により前記燃料排出路が遮断されて いるとき前記第 2燃料流入路を連通する第 2制御弁と、

を備えた燃料噴射制御装置。

5. 請求の範囲 4に記載の燃料噴射制御装置におレ、て、

前記第 1制御弁と、 前記第 2制御弁とがー体に構成された燃料噴射制御装置。

6 . 請求の範囲 1乃至請求の範囲 5の何れか一項に記載の燃料噴射制御装置にお 、て、 前記第 1燃料流入路には、 第 1オリフィスが介装され、

前記燃料排出路には、 第 2オリフィスが介装されるように構成された燃料噴射制御装置