JP2003148276A - Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method - Google Patents

Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method

Info

Publication number
JP2003148276A
JP2003148276A JP2001350966A JP2001350966A JP2003148276A JP 2003148276 A JP2003148276 A JP 2003148276A JP 2001350966 A JP2001350966 A JP 2001350966A JP 2001350966 A JP2001350966 A JP 2001350966A JP 2003148276 A JP2003148276 A JP 2003148276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
closing force
valve closing
injection
fuel
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001350966A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3948258B2 (en
Inventor
Yasushi Katsurayama
裕史 葛山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2001350966A priority Critical patent/JP3948258B2/en
Publication of JP2003148276A publication Critical patent/JP2003148276A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3948258B2 publication Critical patent/JP3948258B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device capable of accurately controlling a combustion ratio in response to an engine speed and a load by changing a valve closing force in response to the engine speed and/or the load. SOLUTION: A valve closing force changing means 6 for changing the valve closing force of an elastic body 24 is provided at an injection means 4 having the elastic body 24 for giving the valve closing force against fuel pressure to switch a position from an injection position, in which fuel is injected, to a non-injection position, in which the fuel is not injected, in response to increased fuel pressure. When at least either detection value of an engine speed detecting means and a load detecting means exceeds the predetermined value, a valve closing force control means 5 controls the valve closing force changing means 6 to increase the valve closing force.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、増圧式の燃料噴射
装置及び増圧式燃料噴射方法に関し、特に噴射終わりの
噴射率を改善した燃料噴射装置及び増圧式燃料噴射方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure boosting type fuel injection device and a pressure boosting type fuel injection method, and more particularly to a fuel injection device and a pressure boosting type fuel injection method with improved injection rate at the end of injection.

【0002】[0002]

【従来の技術】この増圧式の燃料噴射装置は、特開平5
−256224号公報などに開示されるように、燃料が
供給される燃料増圧室と、この燃料増圧室の燃料を増圧
する増圧ピストンと、前記燃料増圧室で増圧された燃料
が噴射される噴出口の開閉を行う噴射弁体と、前記増圧
ピストンを駆動する作動流体が流入する加圧室と、前記
加圧室への作動流体の給排を制御する電磁弁とを備えて
なる。
2. Description of the Related Art This booster type fuel injection system is disclosed in
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) -256224, etc., a fuel booster chamber to which fuel is supplied, a booster piston for boosting the fuel in the fuel booster chamber, and fuel boosted in the fuel booster chamber are provided. An injection valve body that opens and closes an injection port to be injected, a pressurizing chamber into which a working fluid that drives the pressure boosting piston flows, and an electromagnetic valve that controls supply and discharge of the working fluid to and from the pressurizing chamber. It becomes.

【0003】この増圧式の燃料噴射装置は、噴射時に増
圧ピストンを介して燃料を加圧するため、予め所定圧力
まで増圧しておいた燃料を噴射する蓄圧式の燃料噴射装
置に比べて、燃料噴射時の燃料の噴射率の立ち上がりが
緩やかになる傾向がある。エンジンの特性上、燃料の噴
射時においては燃料の噴射率が緩やかに上昇すると、N
Oxや燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、
噴射終了時においては増圧燃料の圧力が利用できず、噴
射弁体に設けた押し付けばねのばね力により噴射弁体の
閉弁を行うので、噴射率の低下が緩やかになる傾向があ
る。このように、増圧式燃料噴射装置によると、噴射率
の増加と低下が比較的緩やかになる。
Since this pressure boosting type fuel injection device pressurizes the fuel through the pressure boosting piston at the time of injection, compared with the pressure accumulation type fuel injection device which injects the fuel which has been boosted to a predetermined pressure in advance, The injection rate of fuel during injection tends to rise slowly. Due to the characteristics of the engine, when the fuel injection rate gradually increases during fuel injection, N
Generation of Ox and combustion noise can be suppressed. Also,
At the end of injection, the pressure of the boosted fuel cannot be used, and the injection valve body is closed by the spring force of the pressing spring provided on the injection valve body, so the injection rate tends to decrease gradually. As described above, according to the booster type fuel injection device, the increase and decrease of the injection rate become relatively gentle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの高回転領域では、短時間で噴射する必要があるが、
噴射率の増加と低下が追いつかず、低い山形の噴射率波
形となる。特に、エンジンの高回転及び高負荷領域で
は、短時間に出来るだけ多くの燃料を噴射する必要があ
るが、前述した増圧式の燃料噴射装置では、有効な噴射
期間内に噴射を終わらせることができず、スモークが発
生するという問題点がある。
However, in the high engine speed range, it is necessary to inject fuel in a short time.
The increase and decrease of the injection rate do not catch up, resulting in a low mountain-shaped injection rate waveform. In particular, in the high rotation and high load regions of the engine, it is necessary to inject as much fuel as possible in a short time, but in the above-described booster type fuel injector, the injection can be completed within an effective injection period. There is a problem that smoke cannot occur because it cannot be done.

【0005】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり、エンジン回転数又は/及び負荷に応
じて閉弁力を変更し、エンジン回転数又は/及び負荷に
応じた適正な噴射率制御を行える燃料噴射装置及び燃料
噴射方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and changes the valve closing force according to the engine speed or / and the load so that the valve closing force is appropriate according to the engine speed or / and the load. An object of the present invention is to provide a fuel injection device and a fuel injection method capable of controlling the injection rate.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
燃料噴射装置は、(1)両端に加圧室と燃料増圧室とを
有する増圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流
入させて前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内
の燃料を加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射
位置から前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する
噴射弁体を有する噴射手段と、エンジンの回転数を検出
する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷
検出手段と、前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変
更手段と、前記回転数検出手段と前記負荷検出手段のう
ち少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁
力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁
力制御手段と、を備えてなることを要旨とする。上記
(1)の構成によれば、回転数検出手段と前記負荷検出
手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超える
と、閉弁力制御手段が、閉弁力が高くなるように前記閉
弁力変更手段を制御するため、噴射率の上昇と下降が急
になり、回転数と負荷の少なくとも一方に応じた適正な
燃焼制御が行われる。
A fuel injection system for solving the above-mentioned problems includes (1) a pressure boosting piston having a pressurizing chamber and a fuel booster chamber at both ends, and the working fluid is provided in the pressurizing chamber. And a pressure increasing means for urging the pressure increasing piston to pressurize the fuel in the fuel pressure increasing chamber, and an injection valve that moves from an injection position for injecting the fuel to a non-injection position for not injecting the fuel. Injection means having a body, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine, load detection means for detecting the load of the engine, valve closing force changing means for changing the valve closing force of the injection valve body, and A valve closing force control unit that controls the valve closing force changing unit so that the valve closing force becomes high when the detected value of at least one of the rotation speed detecting unit and the load detecting unit exceeds a predetermined value. The main point is to become. With configuration (1) above, the valve closing force control means increases the valve closing force when the detected value of at least one of the rotation speed detecting means and the load detecting means exceeds a predetermined value. Since the valve closing force changing means is controlled, the injection rate rises and falls rapidly, and appropriate combustion control is performed according to at least one of the rotation speed and the load.

【0007】上記(1)において、(2)前記閉弁力制
御手段は、前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段の
検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように
前記閉弁力変更手段を制御するものが好ましい。上記
(2)の構成によれば、回転数及び負荷に応じた適正な
燃焼制御が行われる。
In the above (1), (2) the valve closing force control means is configured to increase the valve closing force when the detected values of the rotation speed detection means and the load detection means exceed a predetermined value. It is preferable to control the valve closing force changing means. According to the above configuration (2), appropriate combustion control is performed according to the rotation speed and the load.

【0008】上記(1)または(2)において、(3)
前記作動流体を蓄えておく蓄圧器を有し、前記閉弁力変
更手段は前記蓄圧器に蓄えられた作動流体により前記噴
射弁体の閉弁力を変更するものであり、前記閉弁力制御
手段は前記閉弁力変更手段に使用される作動流体の供給
を調整するものが好ましい。上記(3)の構成によれ
ば、蓄圧器に蓄えられた作動流体を使って閉弁力の変更
を行い、この作動流体の供給調整により閉弁力の制御を
行う。
In the above (1) or (2), (3)
A valve accumulator for storing the working fluid, wherein the valve closing force changing means changes the valve closing force of the injection valve element by the working fluid stored in the pressure accumulator. The means preferably adjusts the supply of the working fluid used in the valve closing force changing means. According to the above configuration (3), the valve closing force is changed by using the working fluid stored in the pressure accumulator, and the valve closing force is controlled by adjusting the supply of the working fluid.

【0009】上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、
(4)前記噴射手段は、前記噴射弁体を閉弁する方向に
付勢する弾性体を有してなり、前記閉弁力変更手段は、
前記弾性体の受け部として移動可能に設けられたピスト
ンを有してなり、前記ピストンを前記作動流体によって
移動させることで前記噴射弁体の閉弁力を変更すること
が好ましい。上記(4)の構成によると、噴射弁体を閉
弁する方向に付勢する弾性体の受け部をピストンで移動
させると、弾性体の押し付け力が増大し、閉弁力を高め
ることができる。
In any of the above (1) to (3),
(4) The injection means includes an elastic body that biases the injection valve body in a direction to close the injection valve body, and the valve closing force changing means includes:
It is preferable to have a movably provided piston as the receiving portion of the elastic body, and to change the valve closing force of the injection valve body by moving the piston with the working fluid. According to the configuration of (4) above, when the receiving portion of the elastic body that urges the injection valve body in the valve closing direction is moved by the piston, the pressing force of the elastic body increases and the valve closing force can be increased. .

【0010】上記(4)において、(5)前記ピストン
は、エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えると、閉
弁力の低い第1の位置から閉弁力の高い第2の位置へと
移動するものが好ましい。上記(5)の構成によれば、
エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えると、ピスト
ンが第1位置から第2位置に移動し、弾性体の押し付け
力を増大させ、閉弁力を高める。
In the above (4), (5) the piston moves from a first position having a low valve closing force to a second position having a high valve closing force when the engine speed and the load exceed predetermined values. Those that move are preferred. According to the configuration of (5) above,
When the engine speed and the load exceed predetermined values, the piston moves from the first position to the second position, increasing the pressing force of the elastic body and increasing the valve closing force.

【0011】上記(3)〜(5)のいずれかにおいて、
(6)前記閉弁力変更手段に使用される作動流体を排出
する排出部と、前記蓄圧器と前記排出部とを連通する通
路上に絞りを有し、前記排出部は前記閉弁力制御手段に
より開閉されるものが好ましい。上記(6)の構成によ
れば、蓄圧器からの作動流体が絞りを介して作用室に至
り、更に作用室からの排出部の開閉により、作用室に対
する作動流体の供給量を調整することができる。また、
前記絞りによって蓄圧器内の圧力の変化が抑えられる。
In any of the above (3) to (5),
(6) A discharge part for discharging the working fluid used for the valve closing force changing means and a passage are provided on a passage communicating the pressure accumulator and the discharge part, and the discharge part controls the valve closing force. Those that can be opened and closed by means are preferable. According to the above configuration (6), the working fluid from the pressure accumulator reaches the working chamber via the throttle, and the supply amount of the working fluid to the working chamber can be adjusted by opening / closing the discharge portion from the working chamber. it can. Also,
The throttle suppresses a change in pressure inside the pressure accumulator.

【0012】上記(6)において、(7)前記閉弁力制
御手段は、2方向切換弁より成るものが好ましい。上記
(7)の構成によれば、排出路を開閉する2方向切換弁
により、作用室に対する作動流体の供給量を調整するこ
とができる。
In the above item (6), (7) the valve closing force control means preferably comprises a two-way switching valve. According to the above configuration (7), the supply amount of the working fluid to the working chamber can be adjusted by the two-way switching valve that opens and closes the discharge passage.

【0013】上述した課題を解決する燃料噴射方法は、
(8)両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増圧ピスト
ンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて前記増圧
ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を加圧する
増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から前記燃料
を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体を有する
噴射手段と、を備える増圧式燃料噴射装置を用いた増室
式燃料噴射方法であって、前記噴射弁体の閉弁力を変更
する閉弁力変更手段を設け、エンジンの回転数を検出す
る回転数検出手段による検出値と、エンジンの負荷を検
出する負荷検出手段による検出値との少なくとも一方の
検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように
前記閉弁力変更手段を制御することを要旨とする。上記
(8)の構成によれば、回転数検出手段と前記負荷検出
手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超える
と、閉弁力制御手段が、閉弁力が高くなるように前記閉
弁力変更手段を制御するため、噴射率の上昇と下降が急
になり、回転数と負荷の少なくとも一方に応じた適正な
燃焼制御が行われる。
A fuel injection method for solving the above-mentioned problems is
(8) A pressure increasing piston having a pressure increasing chamber and a fuel pressure increasing chamber at both ends is provided, and a working fluid is caused to flow into the pressure increasing chamber to urge the pressure increasing piston, and the fuel in the fuel pressure increasing chamber is Pressure increasing means for pressurizing the fuel, and injection means having an injection valve body that moves from an injection position for injecting the fuel to a non-injection position for not injecting the fuel A fuel injection method, comprising valve closing force changing means for changing the valve closing force of the injection valve element, a detection value by a rotation speed detecting means for detecting an engine speed, and a load detection for detecting an engine load. The gist of the invention is to control the valve closing force changing means so that the valve closing force increases when at least one of the detection values detected by the means exceeds a predetermined value. According to the configuration of (8), when the detection value of at least one of the rotation speed detection means and the load detection means exceeds a predetermined value, the valve closing force control means sets the valve closing force to be high. Since the valve closing force changing means is controlled, the injection rate rises and falls rapidly, and appropriate combustion control is performed according to at least one of the rotation speed and the load.

【0014】上記(8)において、(9)前記回転数検
出手段及び前記負荷検出手段による検出値が所定の値を
超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段
を制御するものが好ましい。上記(9)の構成によれ
ば、回転数及び負荷に応じた適正な燃焼制御が行われ
る。
In the above (8), (9) the valve closing force changing means is controlled so that the valve closing force becomes high when the detected values by the rotation speed detecting means and the load detecting means exceed a predetermined value. Those are preferable. According to the above configuration (9), appropriate combustion control is performed according to the rotation speed and the load.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態を説明す
るための燃料噴射装置であって、閉弁力変更手段が作動
していない状態の断面図である。図2は、本実施の形態
における燃料噴射システムの概略図を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection device for explaining an embodiment of the present invention, in a state in which a valve closing force changing means is not operating. FIG. 2 shows a schematic diagram of the fuel injection system in the present embodiment.

【0016】燃料噴射装置1は図示のように噴射口28
を下にした下向き姿勢でディーゼルエンジンなどのエン
ジンに組付けられる。この下向き姿勢は、垂直下方向き
に限らず、斜め下向きも含まれる。
The fuel injection device 1 has an injection port 28 as shown in the drawing.
It can be installed in an engine such as a diesel engine in a downward position with the bottom down. The downward posture is not limited to vertically downward, but includes diagonal downward.

【0017】図1において、燃料噴射装置1は、頭部1
0a付きの筒体状であるハウジング10内に、上から下
へと、電磁弁2と、増圧機構3と、噴射機構4とを順に
収容して構成される。
In FIG. 1, a fuel injection device 1 includes a head 1
In the housing 10 having a cylindrical shape with 0a, the solenoid valve 2, the pressure increasing mechanism 3, and the injection mechanism 4 are housed in this order from top to bottom.

【0018】電磁弁2が収容される頭部10aには、作
動流体の供給ポート31と、作動流体の排出ポート32
とが開口している。供給ポート31には、コモンレール
(蓄圧器)112からの作動流体として高圧の燃料が圧
送される。排出ポート32からは、作動流体としての燃
料が流出し、回収装置113(図2参照)に回収され
る。また、電磁弁2を挟んで排出ポート32の反対側に
は、作用ポート33が開口している。この作用ポート3
3は、後述する加圧室11に連通している。
The head portion 10a in which the solenoid valve 2 is housed has a working fluid supply port 31 and a working fluid discharge port 32.
And are open. High-pressure fuel is fed under pressure as a working fluid from the common rail (accumulator) 112 to the supply port 31. Fuel as a working fluid flows out from the exhaust port 32 and is recovered by the recovery device 113 (see FIG. 2). Further, an action port 33 is opened on the opposite side of the discharge port 32 with the solenoid valve 2 interposed therebetween. This action port 3
3 communicates with a pressure chamber 11 described later.

【0019】電磁弁2は、頭部10a内に横向きに設け
られた弁孔35内を移動可能な切換弁36と、切換弁3
6のヨーク36aに対して設けられたソレノイド部37
と、切換弁36のヨーク36aに対して設けられた復帰
ばね39とを備える、3方向2位置切り換え弁に構成さ
れている。
The solenoid valve 2 includes a switching valve 36 which is movable in a valve hole 35 provided in the head portion 10a in a lateral direction, and a switching valve 3.
Solenoid portion 37 provided for the yoke 36a of No. 6
And a return spring 39 provided for the yoke 36a of the switching valve 36, the three-way two-position switching valve.

【0020】弁孔35と切換弁36の間には、ソレノイ
ド部37を励磁することで円板状のヨーク36aが吸引
されて開くポペット式の第1弁Aと、ソレノイド部37
が消磁することで円板状のヨーク36bが復帰ばね39
で押し戻されて開くポペット式の第2弁Bとが設けられ
ている。この第1弁Aと第2弁Bとは、一方が閉じる
と、他方が開く関係にある。第1弁Aが開くとともに、
第2弁Bが閉じ、供給ポート31からの作動流体が作用
ポート33に流入する。第2弁Bが開くと、第1弁Aが
閉じ、作用ポート33から作動流体が排出ポート32に
吐出する。
Between the valve hole 35 and the switching valve 36, a disc-shaped yoke 36a is attracted and opened by exciting a solenoid portion 37, and a first poppet type valve A is opened, and a solenoid portion 37.
Demagnetization causes the disk-shaped yoke 36b to return to the return spring 39.
And a poppet-type second valve B that is pushed back to open. The first valve A and the second valve B have a relationship in which when one is closed, the other is opened. As the first valve A opens,
The second valve B is closed, and the working fluid from the supply port 31 flows into the working port 33. When the second valve B is opened, the first valve A is closed and the working fluid is discharged from the action port 33 to the discharge port 32.

【0021】増圧機構(増圧手段)3は、ハウジング1
0内の上方に収容されている。作用ポート33に連通す
る加圧室11を形成する大径シリンダ10bと、燃料増
圧室16を形成する小径シリンダ10cとに、増圧ピス
トン12が上下方向にスライド自在に収容されている。
この増圧ピストン12は、被ガイドロッド部12a及び
増圧プランジャ部12bとから構成されている。
The pressure increasing mechanism (pressure increasing means) 3 is a housing 1
It is housed above 0. A pressure boosting piston 12 is slidably housed in a vertical direction in a large diameter cylinder 10b forming a pressure chamber 11 communicating with the action port 33 and a small diameter cylinder 10c forming a fuel pressure boosting chamber 16.
The pressure boosting piston 12 is composed of a guided rod portion 12a and a pressure boosting plunger portion 12b.

【0022】増圧プランジャ部12bは、被ガイドロッ
ド部12aの下部中央より下方に同軸で延在しており、
燃料増圧室16内に上下スライド自在に収容されてい
る。増圧ピストン12の被ガイドロッド部12aの下方
には、中空部13が形成されている。この中空部13に
はピストンスプリング15が介在されていて、増圧ピス
トン12を上方に向けて付勢する。また、中空部13の
下端部と前記排出ポート32を連通するように、バイパ
ス路14が形成されている。
The pressure-increasing plunger portion 12b extends coaxially downward from the center of the lower portion of the guided rod portion 12a,
It is accommodated in the fuel booster chamber 16 so as to be vertically slidable. A hollow portion 13 is formed below the guided rod portion 12a of the booster piston 12. A piston spring 15 is interposed in the hollow portion 13 and urges the pressure boosting piston 12 upward. Further, a bypass passage 14 is formed so as to connect the lower end portion of the hollow portion 13 and the discharge port 32.

【0023】前記増圧プランジャ部12bの径は被ガイ
ドロッド部12aの径より小さい。そのため、燃料増圧
室16内の燃料は、加圧室11に導入される作動流体の
圧力以上に増圧される。その増圧比率は、「被ガイドロ
ッド部12aの受圧面積/増圧プランジャ部12bの受
圧面積」である。
The diameter of the pressure boosting plunger portion 12b is smaller than the diameter of the guided rod portion 12a. Therefore, the fuel in the fuel booster chamber 16 is boosted to a pressure higher than the pressure of the working fluid introduced into the pressurizing chamber 11. The pressure increase ratio is “pressure receiving area of the guided rod portion 12a / pressure receiving area of the pressure increasing plunger portion 12b”.

【0024】増圧ピストン12の下方に形成された燃料
増圧室16は燃料供給通路20を経由して燃料供給部2
1に連通している。燃料供給用のポンプ121から燃料
供給部21に送られて来る燃料が燃料増圧室16内に流
入する。燃料増圧室16と燃料供給通路20の間には逆
止弁22が介在されている。この逆止弁22は、燃料増
圧室16内の圧力が一定以上になると、上方に移動し、
燃料増圧室16と燃料供給通路20の連通を遮断する。
The fuel booster chamber 16 formed below the booster piston 12 is connected to the fuel supply section 2 via the fuel supply passage 20.
It communicates with 1. The fuel sent from the fuel supply pump 121 to the fuel supply unit 21 flows into the fuel booster chamber 16. A check valve 22 is interposed between the fuel booster chamber 16 and the fuel supply passage 20. The check valve 22 moves upward when the pressure inside the fuel booster chamber 16 becomes a certain level or higher,
The communication between the fuel booster chamber 16 and the fuel supply passage 20 is cut off.

【0025】噴射機構(噴射手段)4は、ハウジング1
0の下方に、噴射弁体23と押し付けばね(弾性体)2
4を収容して構成される。噴射弁体23は、ハウジング
10内に上下スライド可能に収容されていて、押し付け
ピストン部23aと、大径部23bと、段差部23c
と、小径部23dとからなる。押し付けピストン部23
aの上方には押し付けばね24が介在されていて、噴射
弁体23を下方に付勢する。
The injection mechanism (injection means) 4 is a housing 1
Below 0, the injection valve body 23 and the pressing spring (elastic body) 2
It is configured to accommodate four. The injection valve body 23 is accommodated in the housing 10 so as to be vertically slidable, and includes a pressing piston portion 23a, a large diameter portion 23b, and a step portion 23c.
And a small diameter portion 23d. Pressing piston part 23
A pressing spring 24 is interposed above a and urges the injection valve element 23 downward.

【0026】噴射弁体23の段差部23cの周囲には、
燃料充填室25が形成されている。燃料充填室25は燃
料通路26を経由して燃料増圧室16と連通している。
また、燃料充填室25から下方に向かって燃料通路27
が伸びていて、燃料通路27の先端部付近に噴射口28
が形成されている。燃料充填室25の燃料が所定圧力に
達すると、噴射弁体23に上向きに作用する力が押し付
けばね24の付勢力に打ち勝ち、噴射弁体23が上方に
移動して噴射口28から燃料が噴射される。燃料充填室
25に燃料が供給され続ける。燃料充填室25内が所定
圧力以上であり続ける間は、所定圧の燃料が噴射口28
から噴射される。燃料増圧室16内の圧力が低下し、燃
料充填室25の圧力が下がると、噴射弁体23に作用す
る押し付けばね24により、噴射弁体23が着座し、噴
射口28からの燃料の噴出が停止される。
Around the step portion 23c of the injection valve body 23,
A fuel filling chamber 25 is formed. The fuel filling chamber 25 communicates with the fuel pressure increasing chamber 16 via a fuel passage 26.
Further, the fuel passage 27 extends downward from the fuel filling chamber 25.
Is extended and the injection port 28 is provided near the tip of the fuel passage 27.
Are formed. When the fuel in the fuel filling chamber 25 reaches a predetermined pressure, the force acting upward on the injection valve body 23 overcomes the urging force of the pressing spring 24, the injection valve body 23 moves upward, and the fuel is injected from the injection port 28. To be done. Fuel is continuously supplied to the fuel filling chamber 25. While the inside of the fuel filling chamber 25 continues to have a pressure equal to or higher than the predetermined pressure, fuel having a predetermined pressure is injected into the injection port 28.
Is jetted from. When the pressure in the fuel pressure increasing chamber 16 decreases and the pressure in the fuel filling chamber 25 decreases, the injection valve body 23 is seated by the pressing spring 24 acting on the injection valve body 23, and the fuel is ejected from the injection port 28. Is stopped.

【0027】この噴射機構4には、エンジン回転数及び
負荷に応じて前記閉弁力を変更する閉弁力変更手段6が
設けられている。この閉弁力変更手段6は、噴射弁体2
3を閉弁する方向に付勢する弾性体である押し付けばね
24と、この押し付けばね24の収容室29に対してス
ライド可能に設けられ、押し付けバネ24を押し込むピ
ストン41と、このピストン41に対する作用室42
と、作用室42に至る作動流体通路43と、通路43に
至る作動流体の制御弁44とを備えて構成される。制御
弁44は、絞り45を介して、コモンレール(蓄圧器)
112に接続されている。
The injection mechanism 4 is provided with a valve closing force changing means 6 for changing the valve closing force according to the engine speed and the load. This valve closing force changing means 6 is used for the injection valve body 2
3, a pressing spring 24 that is an elastic body that urges the pressing spring 24 in the direction of closing the valve 3, a piston 41 that is slidable with respect to the accommodating chamber 29 of the pressing spring 24, and presses the pressing spring 24; Chamber 42
And a working fluid passage 43 reaching the working chamber 42, and a control valve 44 for the working fluid reaching the passage 43. The control valve 44 is connected to the common rail (accumulator) via the throttle 45.
It is connected to 112.

【0028】コモンレール112からの作動流体は、電
磁弁2を経て加圧室11に流入するとともに、絞り4
5、制御弁44、作動流体通路43を経て、噴射機構4
の上部にあるピストン41の作用室42に流入する。噴
射機構4の上部に位置する作用室42に作動流体が流入
すると、ピストン41は、押し付けばね24を長くする
第1位置(図1の状態)から、押し付けばね24を短く
する第2位置(図3の状態)に移動する。第2位置で
は、第1位置より押し付けばね24による閉弁力が高く
なる。
The working fluid from the common rail 112 flows into the pressurizing chamber 11 through the solenoid valve 2 and the throttle 4
5, the control valve 44, the working fluid passage 43, and the injection mechanism 4
Flows into the working chamber 42 of the piston 41 at the top of the. When the working fluid flows into the working chamber 42 located above the injection mechanism 4, the piston 41 moves from the first position (state of FIG. 1) where the pressing spring 24 is lengthened to the second position (FIG. 1) where the pressing spring 24 is shortened. 3 state). At the second position, the valve closing force of the pressing spring 24 becomes higher than at the first position.

【0029】制御弁44は、コモンレール112と作用
室42を連通させ、コモンレール112及び作用室42
と回収装置113とを遮断する第1切換位置と、作用室
42と回収装置113を連通し、作用室42及び回収装
置113とコモンレール112とを遮断する第2切換位
置とを有する三方向切換タイプの電磁弁である。制御弁
44の切換のタイミングは制御部5により制御される。
The control valve 44 connects the common rail 112 and the working chamber 42 to each other, and the common rail 112 and the working chamber 42 are connected to each other.
Three-way switching type having a first switching position for disconnecting the working chamber 42 and the recovery device 113 and a second switching position for connecting the working chamber 42 and the recovery device 113 to the common rail 112. Is a solenoid valve. The control unit 5 controls the timing of switching the control valve 44.

【0030】制御部5は、図示されない負荷検出器(負
荷検出手段)からの負荷信号f1及び図示されないエン
ジン回転数検出器(回転数検出手段)からの回転数信号
f2の入力を受け、エンジン回転数及び負荷が所定の値
を超えたことを判断する判断手段を有する。エンジン回
転数及び負荷が所定の値を超えた場合、この判断手段が
高回転及び高負荷領域と判断し、制御弁44を作用室4
2に作動流体を供給する第1位置に切り換える。判断手
段が高回転及び高負荷領域から外れたと判断すると、制
御弁44を作用室42の作動流体を回収装置113に排
出させる第2位置に切り換える。また、制御部5は、電
磁弁2を介して、噴射のタイミングを制御する。この制
御部5及び制御弁44は、前記回転数検出手段及び前記
負荷検出手段の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が
高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁力制
御手段を構成する。
The control unit 5 receives inputs of a load signal f1 from a load detector (load detection means) not shown and a rotation speed signal f2 from an engine rotation speed detector (rotation speed detection means) not shown, and receives the engine rotation speed. It has a judging means for judging that the number and the load exceed a predetermined value. When the engine speed and the load exceed predetermined values, this determination means determines that the engine is in the high rotation and high load region, and the control valve 44 is set to the working chamber 4
2 is switched to the first position for supplying working fluid. When it is determined that the determination means is out of the high rotation and high load region, the control valve 44 is switched to the second position where the working fluid in the working chamber 42 is discharged to the recovery device 113. The control unit 5 also controls the injection timing via the solenoid valve 2. The control unit 5 and the control valve 44 control the valve closing force changing unit so that the valve closing force increases when the detection values of the rotation speed detecting unit and the load detecting unit exceed a predetermined value. It constitutes a force control means.

【0031】図2は、前述した燃料噴射装置1が適用さ
れる燃料噴射システム100を示す。図2において、図
示しないエンジンの各シリンダヘッド内に装着される1
又はそれ以上の増圧式の燃料噴射装置1を備え、この燃
料噴射装置1に作動流体として燃料を供給し更に回収す
る作動流体循環系統101と、前記燃料噴射装置1に燃
料を供給する燃料供給系統102と、燃料噴射装置1の
電磁弁2の開閉動作を電子的に制御するコンピュータ等
を備えた制御部5等より構成される。
FIG. 2 shows a fuel injection system 100 to which the above-mentioned fuel injection device 1 is applied. In FIG. 2, 1 mounted in each cylinder head of an engine (not shown)
A working fluid circulation system 101 for supplying fuel to the fuel injection device 1 as working fluid and further recovering it, and a fuel supply system for supplying fuel to the fuel injection device 1 102, a control unit 5 including a computer for electronically controlling the opening / closing operation of the electromagnetic valve 2 of the fuel injection device 1, and the like.

【0032】作動流体循環系統101は、燃料供給ポン
プ110、高圧ポンプ111、コモンレール112、回
収装置113などにより構成されている。燃料供給ポン
プ110は、燃料タンク114内の燃料を高圧ポンプ1
11に圧送する。高圧ポンプ111は燃料を例えば20
0気圧程度まで加圧し、加圧された燃料はコモンレール
112に圧送される。コモンレール112内に蓄えられ
た作動流体としての燃料は、電磁弁2の作動により、供
給ポート31(図1参照)に供給される。回収装置11
3は、電磁弁2の作動により、燃料噴射装置1の排出ポ
ート32(図1参照)から流出される作動流体としての
燃料を回収すると共に、回収した燃料を高圧ポンプ11
1に再循環させる。コモンレール112の作動流体は、
制御弁44を経て燃料噴射装置1内の作用室42(図1
参照)に至る。制御弁44から排出される作動流体は、
回収装置113に回収される。
The working fluid circulation system 101 is composed of a fuel supply pump 110, a high pressure pump 111, a common rail 112, a recovery device 113 and the like. The fuel supply pump 110 supplies the fuel in the fuel tank 114 to the high pressure pump 1
Pump to 11. The high-pressure pump 111 supplies fuel, for example, 20
The fuel is pressurized to about 0 atm, and the pressurized fuel is pumped to the common rail 112. The fuel as the working fluid stored in the common rail 112 is supplied to the supply port 31 (see FIG. 1) by the operation of the solenoid valve 2. Recovery device 11
3 collects the fuel as the working fluid flowing out from the discharge port 32 (see FIG. 1) of the fuel injection device 1 by the operation of the solenoid valve 2, and collects the collected fuel from the high pressure pump 11
Recycle to 1. The working fluid of the common rail 112 is
Via the control valve 44, the working chamber 42 in the fuel injection device 1 (see FIG.
Refer to). The working fluid discharged from the control valve 44 is
It is recovered by the recovery device 113.

【0033】燃料供給系統102は、ポンプ121及び
バルブ122により構成されている。ポンプ121は、
燃料タンク114内の燃料を各燃料噴射装置1の燃料供
給部21(図1参照)に圧送する。バルブ122は、燃
料噴射装置1に供給される燃料の供給量を調整する。
The fuel supply system 102 is composed of a pump 121 and a valve 122. The pump 121 is
The fuel in the fuel tank 114 is pressure-fed to the fuel supply unit 21 (see FIG. 1) of each fuel injection device 1. The valve 122 adjusts the amount of fuel supplied to the fuel injection device 1.

【0034】制御部5は、各燃料噴射装置1の電磁弁2
の開閉を制御するため制御信号を生成するとともに、負
荷の大小に応じて、高圧ポンプ111による作動流体と
しての燃料の圧力を調整する。エンジンの負荷が高いと
きは、高圧ポンプ111による作動流体としての燃料の
圧力を高くし、エンジンの負荷が低い時は、高圧ポンプ
111による作動流体としての燃料の圧力を低くする。
また、制御部5は、電磁弁2の切換制御と、制御弁44
の切換制御とを行う。
The control unit 5 controls the solenoid valve 2 of each fuel injection device 1.
A control signal is generated to control the opening / closing of the fuel cell, and the pressure of the fuel as the working fluid by the high-pressure pump 111 is adjusted according to the magnitude of the load. When the load on the engine is high, the pressure of the fuel as the working fluid by the high pressure pump 111 is increased, and when the load on the engine is low, the pressure of the fuel as the working fluid by the high pressure pump 111 is lowered.
The control unit 5 controls the switching of the solenoid valve 2 and the control valve 44.
Switching control.

【0035】つぎに、上述した構成の燃料噴射装置1の
作動を図1及び図3により説明する。まず、図1によ
り、エンジン回転数及び負荷が所定の値に達しない場合
の作動を説明する。制御部5に入力される負荷信号f1
及び回転数信号f2により、制御部5が高負荷及び高回
転領域でないと判断すると、制御弁44を第2切換位置
に保つ。作用室42は、回収装置113に連通する。ピ
ストン41は上限位置である第1位置に止まっており、
押し付けばね24は長い第1長さL1を保っている。
Next, the operation of the fuel injection device 1 having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 1 and 3. First, the operation when the engine speed and the load do not reach the predetermined values will be described with reference to FIG. Load signal f1 input to the controller 5
And the rotation speed signal f2, when the control unit 5 determines that the load is not in the high load and high rotation range, the control valve 44 is maintained at the second switching position. The working chamber 42 communicates with the recovery device 113. The piston 41 is stopped at the first position which is the upper limit position,
The pressing spring 24 maintains a long first length L1.

【0036】図1において、燃料供給部21から燃料が
供給され、燃料増圧室16に燃料が充填されている。噴
射時に至ると、ソレノイド部37が励磁され、ヨーク3
6aが吸引され、切換弁36が図面右方向に移動し、第
1弁Aが開き、第2弁Bが閉じ、供給ポート31と作用
ポート33が連通し、加圧室11に作動流体が導入され
る。増圧ピストン12で決まる増圧比で燃料増圧室16
内の燃料が加圧される。このとき、逆止弁22は閉じた
状態になっており、燃料充填室25の燃料が所定の高圧
になると、噴射弁体23が第1長さL1となった押し付
けばね24の閉弁力に打ち勝ち、噴射口28から高圧燃
料が噴射される。燃料の噴射を終える時期になると、ソ
レノイド部37が消磁され、第1弁Aが閉じ、第2弁B
が開く。加圧室11に導入されていた作動流体が排出ポ
ート32から排出され、増圧ピストン12はピストンス
プリング15(図1参照)の付勢力で上昇のストローク
に転じる。
In FIG. 1, the fuel is supplied from the fuel supply section 21, and the fuel booster chamber 16 is filled with the fuel. At the time of injection, the solenoid portion 37 is excited and the yoke 3
6a is sucked, the switching valve 36 moves to the right in the drawing, the first valve A opens, the second valve B closes, the supply port 31 and the action port 33 communicate, and the working fluid is introduced into the pressurizing chamber 11. To be done. Fuel boost chamber 16 with boost ratio determined by boost piston 12
The fuel inside is pressurized. At this time, the check valve 22 is in a closed state, and when the fuel in the fuel filling chamber 25 reaches a predetermined high pressure, the injection valve body 23 has the first length L1 and the valve closing force of the pressing spring 24 becomes. After overcoming, high-pressure fuel is injected from the injection port 28. When it is time to finish the fuel injection, the solenoid portion 37 is demagnetized, the first valve A is closed, and the second valve B is closed.
Opens. The working fluid introduced into the pressurizing chamber 11 is discharged from the discharge port 32, and the pressure boosting piston 12 turns to a rising stroke by the urging force of the piston spring 15 (see FIG. 1).

【0037】この場合の噴射パターンが図4(a)に示
される。噴射時には作動流体が増圧ピストン12を介し
て燃料を加圧するとともに、押し付けばね24の長さは
L1となっており、閉弁力は比較的弱くなっているた
め、a1ラインのように燃料噴射時の燃料の噴射率の立
ち上がりが緩やかになる傾向がある。噴射終了時には、
押し付けばね24による低い閉弁力で閉弁を行うので、
a2ラインのように噴射率の低下は緩やかになる傾向が
ある。
The injection pattern in this case is shown in FIG. At the time of injection, the working fluid pressurizes the fuel through the pressure boosting piston 12, and the length of the pressing spring 24 is L1, and the valve closing force is relatively weak. Therefore, the fuel is injected like the line a1. At this time, the fuel injection rate rises slowly. At the end of injection,
Since the pressing spring 24 closes the valve with a low valve closing force,
Like the a2 line, the injection rate tends to decrease gradually.

【0038】つぎに、エンジン回転数及び負荷が所定の
値に達した場合の作動を図3により説明する。図3にお
いて、制御部5に入力される負荷信号f1及び回転数信
号f2により、制御部5が高負荷及び高回転領域である
と判断すると、制御弁44を第1位置に切り換える。コ
モンレール112からの作動流体が、作用室42に供給
され、ピストン41を第2位置まで押し下げ、押し付け
ばね24を長さL2まで押し込む。
Next, the operation when the engine speed and the load reach predetermined values will be described with reference to FIG. In FIG. 3, when it is determined by the load signal f1 and the rotation speed signal f2 input to the control unit 5 that the control unit 5 is in the high load and high rotation region, the control valve 44 is switched to the first position. The working fluid from the common rail 112 is supplied to the working chamber 42 to push the piston 41 down to the second position and push the pressing spring 24 to the length L2.

【0039】図3に示したように、ピストン41が第2
位置にある状態で燃料の噴射を行った場合の噴射パター
ンが図4(b)に示される。噴射時には高圧となった作
動流体が増圧ピストン12を介して燃料を加圧するとと
もに、長さL2の押し付けばね24による高い閉弁力に
対抗するため、b1ラインのように燃料噴射時の燃料の
噴射率の立ち上がりが急になり、天井がb2ラインのよ
うにフラットに近づく。噴射終了時には、押し付けばね
24による高い閉弁力で閉弁を行うので、b3ラインの
ように噴射率の低下は急激になる。
As shown in FIG. 3, the piston 41 has a second
An injection pattern when fuel is injected in the position is shown in FIG. The working fluid, which has become high in pressure during injection, pressurizes the fuel through the pressure boosting piston 12 and opposes the high valve closing force by the pressing spring 24 having the length L2. The injection rate rises sharply, and the ceiling approaches a flat line like the b2 line. At the end of injection, the valve is closed with a high valve closing force by the pressing spring 24, so that the injection rate drops sharply as in line b3.

【0040】以上説明した実施の形態は以下の効果を有
する。 (1)図4(a)に示すように、エンジンの高回転及び
高負荷領域以外では、閉弁力を低くして、増圧式噴射に
よる初期噴射率の上昇を緩やかにして、NOxの低減
や、燃焼騒音を抑えることができる。加えて、図4
(b)に示すように、エンジンの高回転及び高負荷領域
では、閉弁力を高くして、燃料噴射量を多くしするとと
もに、短い噴射期間内に噴射を終わらせるというスクエ
ア形の噴射率波形にすることができ、スモークの発生を
抑えることができる。また、エンジンの高回転及び高負
荷領域において燃料噴射量が増えるので、高トルクを受
ることができる。
The embodiment described above has the following effects. (1) As shown in FIG. 4A, in a region other than the high engine speed and high load regions, the valve closing force is reduced to moderate the increase in the initial injection rate due to the pressure boosting injection to reduce NOx. The combustion noise can be suppressed. In addition, FIG.
As shown in (b), in a high engine speed and high load region, the valve closing force is increased to increase the fuel injection amount and the injection is finished in a short injection period. The waveform can be formed and the occurrence of smoke can be suppressed. Further, since the fuel injection amount increases in the high rotation and high load regions of the engine, high torque can be received.

【0041】(2)増圧式燃料噴射装置1の増圧ピスト
ン12を作動させるための作動流体を、噴射機構4の上
部に導入することによる閉弁力変更手段6としているた
め、閉弁力変更のための別途の駆動源を必要とせず、簡
単な構造で閉弁力を制御することができる。また、作動
流体の流入を制御弁44で制御しているため、作動流体
の流入及び排出を、制御弁44を制御する制御部5で行
うことができ、エンジンの回転数及び負荷に応じ、的確
に閉弁力を変更することができる。
(2) Since the working fluid for operating the pressure boosting piston 12 of the pressure boosting type fuel injection device 1 is introduced into the upper portion of the injection mechanism 4 as the valve closing force changing means 6, the valve closing force is changed. It is possible to control the valve closing force with a simple structure without requiring a separate drive source for. In addition, since the inflow of the working fluid is controlled by the control valve 44, the inflow and the outflow of the working fluid can be performed by the control unit 5 that controls the control valve 44, and it is possible to appropriately perform the operation according to the engine speed and the load. The valve closing force can be changed to.

【0042】(3)噴射弁体を閉弁する方向に付勢する
弾性体である押し付けばね24に対するエンドプレート
をピストン42にして、このピストン42に作動流体を
導入するため、閉弁力変更のための機構を簡単な構造に
することができる。また、制御部5が回転数及び負荷が
所定の値を超える高回転及び高負荷領域であると判断す
ると、制御弁44を介して作動流体が作用室42に導入
され、ピストンが閉弁力の低い第1位置から閉弁力の高
い第2位置へと移動する。そのため、簡単な構造で閉弁
力をエンジン回転数及び負荷に応じて変更することがで
きる。
(3) The piston 42 is used as the end plate for the pressing spring 24, which is an elastic body for urging the injection valve body in the direction of closing the valve, and the working fluid is introduced into the piston 42. The mechanism for can have a simple structure. Further, when the control unit 5 determines that the rotation speed and the load are in the high rotation and high load regions exceeding the predetermined values, the working fluid is introduced into the working chamber 42 via the control valve 44, and the piston is operated to close the valve closing force. It moves from a low first position to a second position with a high valve closing force. Therefore, the valve closing force can be changed according to the engine speed and the load with a simple structure.

【0043】(4)作動流体をコモンレール(蓄圧器)
112から導入しているため、複数の燃料噴射装置1の
閉弁力変更手段6に対して、同じ条件の作動流体を供給
することができる。また、コモンレール(蓄圧器)11
2から絞り45を介して噴射機構4の上部に作動流体を
供給するため、コモンレール(蓄圧器)112の圧力の
抜けによる変動を少なくすることができる。
(4) A common rail (pressure accumulator) for working fluid
Since it is introduced from 112, the working fluids of the same conditions can be supplied to the valve closing force changing means 6 of the plurality of fuel injection devices 1. Also, the common rail (accumulator) 11
Since the working fluid is supplied from 2 to the upper portion of the injection mechanism 4 via the throttle 45, it is possible to reduce the fluctuation due to the pressure loss of the common rail (accumulator) 112.

【0044】なお、実施形態は前記に限定されるもので
はなく、例えば、次のように変更して実施してもよい。 (1)図5に示すように、コモンレール(蓄圧器)11
2からの作動流体を絞り45を介して作用室42に供給
し、作用室42からの排出路51に制御弁52を設ける
ものであってもよい。この制御弁52は、排出路51を
遮断又は開放する2方向切換弁タイプでよい。この場
合、制御弁52を開放状態にすると、作用室42に供給
される作動流体は、回収装置113に放出され、ピスト
ン41は、閉弁力の低い第1位置となる。なお、回収装
置113に放出される作動流体は、絞り45によって絞
られる。この絞り45がコモンレール(蓄圧器)112
の圧力の低下を制御している。制御弁52を遮断状態に
すると、作用室42に至る作動流体の圧力が上がり、ピ
ストン41は、閉弁力の高い第2位置となる。
The embodiment is not limited to the above, and the following modifications may be made, for example. (1) As shown in FIG. 5, a common rail (accumulator) 11
The working fluid from 2 may be supplied to the working chamber 42 via the throttle 45, and the control valve 52 may be provided in the discharge passage 51 from the working chamber 42. The control valve 52 may be a two-way switching valve type that shuts off or opens the discharge passage 51. In this case, when the control valve 52 is opened, the working fluid supplied to the working chamber 42 is discharged to the recovery device 113, and the piston 41 is in the first position where the valve closing force is low. The working fluid discharged to the recovery device 113 is throttled by the throttle 45. This throttle 45 is a common rail (accumulator) 112.
Control the pressure drop. When the control valve 52 is closed, the pressure of the working fluid reaching the working chamber 42 rises, and the piston 41 is in the second position where the valve closing force is high.

【0045】(2)図6に示すように、制御部5は、電
磁弁2のソレノイド部37による噴射の制御と、制御弁
44による噴射機構4上部への作動流体の供給の制御と
を連動させる連動制御手段53を設けることができる。
これにより、一回ごとの噴射における噴射率波形を種々
に制御することができる。連動制御手段53に基づい
て、制御弁42を第1位置にして、作動流体を噴射機構
4の上部に供給したり、制御弁を第2位置にして、噴射
機構4に供給された作動流体を排出したりすることがで
きる。例えば、噴射終了時にだけ閉弁力を高める制御を
行うと、図7(a)のように、噴射終わりの噴射率の低
下をa11ラインのように急激なものとすることができ
る。例えば、噴射始めに、閉弁力がごく低い状態から、
徐々に閉弁力が上げながら、噴射を開始させると、図7
(b)のように、噴射初期の噴射率の立ち上げをライン
b11のように極めて緩やかなものとすることできる。
例えば、噴射の前後にわたって閉弁力を大きくしてお
き、噴射開始前に短時間だけ閉弁力を弱めて元に戻す制
御を行うと、図7(c)のように、ラインc11のスク
エア形の噴射の前に、ラインc12のパイロット噴射を
付加することができる。
(2) As shown in FIG. 6, the control section 5 interlocks the control of the injection by the solenoid section 37 of the solenoid valve 2 with the control of the supply of the working fluid to the upper portion of the injection mechanism 4 by the control valve 44. An interlocking control means 53 can be provided.
Thereby, the injection rate waveform in each injection can be variously controlled. Based on the interlocking control means 53, the control valve 42 is set to the first position to supply the working fluid to the upper portion of the injection mechanism 4, or the control valve is set to the second position to set the working fluid supplied to the injection mechanism 4. It can be discharged. For example, if control is performed to increase the valve closing force only at the end of injection, the injection rate at the end of injection can be rapidly reduced as indicated by line a11, as shown in FIG. 7A. For example, at the beginning of injection, when the valve closing force is very low,
When the injection is started while the valve closing force is gradually increased, as shown in FIG.
As in (b), the rise of the injection rate in the initial stage of injection can be made extremely gentle as in line b11.
For example, when the valve closing force is increased before and after the injection and the valve closing force is weakened and returned to the original value before the injection is started, as shown in FIG. The pilot injection of the line c12 can be added before the injection of.

【0046】(3)上述した実施形態ではエンジン回転
数及び負荷の両方の値に応じて閉弁力を変更するように
制御していたが、エンジン回転数、あるいは負荷のどち
らか一方の検出値に応じて、閉弁力を変更する閉弁力制
御手段としてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the valve closing force is controlled so as to be changed according to both the engine speed and the load. However, the detected value of either the engine speed or the load is detected. The valve closing force control means for changing the valve closing force may be used.

【0047】(4)閉弁力変更手段として、押し付けば
ね24を押し込むピストン41に代わって、電磁シリン
ダのように進退駆動手段を設け、押し付けばね24の押
し付け長さを変更するものを採用することができる。
(4) As the valve closing force changing means, instead of the piston 41 for pushing the pressing spring 24, an advancing / retreating driving means like an electromagnetic cylinder is provided to change the pressing length of the pressing spring 24. You can

【0048】(5)図8に示すように、ピストン41の
収納室29に段差部29aを設け、ピストン41の下方
への移動の規制を行い、第2位置が一定に決まる構造と
することができる。これにより、閉弁力を一定値だけ高
めることができる。
(5) As shown in FIG. 8, a step portion 29a may be provided in the storage chamber 29 of the piston 41 to restrict the downward movement of the piston 41 so that the second position is fixed. it can. As a result, the valve closing force can be increased by a constant value.

【0049】(6)制御弁44に圧力調整弁を用い、作
用室42に作用させる作動流体の圧力を任意に変更し、
それに応じて閉弁力を任意に変更できる制御弁44とす
ることができる。また、図5において、制御弁52に流
量調整弁又は圧力調整弁を用いて、作用室42に作用さ
せる作動流体の圧力を任意に変更し、それに応じて閉弁
力を任意に変更できる制御弁52とすることができる。
(6) A pressure adjusting valve is used as the control valve 44 to arbitrarily change the pressure of the working fluid acting on the working chamber 42,
It is possible to use the control valve 44 that can arbitrarily change the valve closing force in accordance with it. Further, in FIG. 5, a control valve capable of arbitrarily changing the pressure of the working fluid acting on the working chamber 42 by using a flow rate adjusting valve or a pressure adjusting valve as the control valve 52 and arbitrarily changing the valve closing force accordingly. It can be 52.

【0050】(7)押し付けばね24をなくして噴射弁
の上部に直接作動流体の圧力を加え、その作動流体の圧
力を制御することで噴射弁の開弁力を変更させるように
してもよい。このとき、制御弁を流量調整弁又は圧力調
整弁にして、前記ピストンが閉弁力を付与する押し付け
ばね(弾性体)と閉弁力を変更する閉弁力変更手段との
兼用することができる。
(7) The pressure of the working fluid may be directly applied to the upper portion of the injection valve without the pressing spring 24, and the valve opening force of the injection valve may be changed by controlling the pressure of the working fluid. At this time, the control valve can be a flow rate adjusting valve or a pressure adjusting valve, and can be used as both a pressing spring (elastic body) for giving the valve closing force by the piston and a valve closing force changing means for changing the valve closing force. .

【0051】[0051]

【発明の効果】以上詳述したように本発明の燃料噴射装
置及び燃料噴射方法によると、増圧式燃料噴射による初
期噴射率の緩やかな上昇により、NOxの低減や、燃焼
騒音を抑えることができる。また、回転数又は/及び負
荷に応じて閉弁力を変化させ、回転数又は/及び負荷に
応じた適切な制御を行うことができる。例えば、高回転
及び高負荷領域において、閉弁力を高くして、スクエア
形の噴射率波形にし、スモークの発生を抑制することが
できる。
As described above in detail, according to the fuel injection device and the fuel injection method of the present invention, NOx can be reduced and combustion noise can be suppressed by the gradual increase of the initial injection rate by the boosting type fuel injection. . Further, the valve closing force can be changed according to the rotation speed and / or the load, and appropriate control according to the rotation speed and / or the load can be performed. For example, in the high rotation and high load regions, the valve closing force can be increased to form a square injection rate waveform, and the generation of smoke can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る燃料噴射装置であっ
て、閉弁力変更手段が作動していない状態の断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection device according to an embodiment of the present invention in a state where valve closing force changing means is not operating.

【図2】上記実施形態に係る燃料噴射装置を組み込んだ
コモンレール式の燃料噴射システムの概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a common rail fuel injection system incorporating the fuel injection device according to the above embodiment.

【図3】本発明の実施形態に係る燃料噴射装置であっ
て、閉弁力変更手段が作動している状態の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel injection device according to the embodiment of the present invention in a state in which the valve closing force changing means is operating.

【図4】本発明の実施形態の閉弁力制御手段による噴射
率の制御例を示す噴射率パターン図である。
FIG. 4 is an injection rate pattern diagram showing an example of controlling the injection rate by the valve closing force control means of the embodiment of the present invention.

【図5】他の実施形態に係る燃料噴射装置の断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a fuel injection device according to another embodiment.

【図6】更に他の実施形態に係る燃料噴射装置の断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a fuel injection device according to still another embodiment.

【図7】更に他の実施形態の閉弁力制御手段による噴射
率の制御例を示す噴射率パターン図である。
FIG. 7 is an injection rate pattern diagram showing a control example of an injection rate by a valve closing force control means of still another embodiment.

【図8】ピストンの他の収容例を示す部分断面図であ
る。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing another example of accommodation of the piston.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射装置 2 電磁弁 3 増圧機構(増圧手段) 4 噴射機構(噴射手段) 5 制御部(閉弁力制御手段) 6 閉弁力変更手段 10 頭部 11 加圧室 12 増圧ピストン 16 燃料増圧室 23 噴射弁体 24 押し付けばね(弾性体) 41 ピストン 42 作用室 44 制御弁(閉弁力制御手段) 45 絞り 52 制御弁(閉弁力制御手段) 54 排出路 1 Fuel injection device 2 Solenoid valve 3 Pressure increasing mechanism (pressure increasing means) 4 Injection mechanism (injection means) 5 Control unit (valve closing force control means) 6 Valve closing force changing means 10 head 11 Pressurization chamber 12 Booster piston 16 Fuel booster chamber 23 Injection valve body 24 Pressing spring (elastic body) 41 piston 42 Working chamber 44 Control valve (valve closing force control means) 45 aperture 52 Control valve (valve closing force control means) 54 discharge path

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 51/06 F02M 51/06 Z Fターム(参考) 3G066 AA07 AC09 AD07 BA19 BA51 CC01 CC05T CC08T CC08U CC14 CC53 CC63 CC68U CE13 CE22 CE34 CE35 DA01 DA08 DC01 DC09 3G301 HA02 JA03 JA14 JA24 LB11 LC01 LC08 MA11 NE01 NE17 PA17Z PE01Z Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02M 51/06 F02M 51/06 Z F term (reference) 3G066 AA07 AC09 AD07 BA19 BA51 CC01 CC05T CC08T CC08U CC14 CC53 CC63 CC68U CE13 CE22 CE34 CE35 DA01 DA08 DC01 DC09 3G301 HA02 JA03 JA14 JA24 LB11 LC01 LC08 MA11 NE01 NE17 PA17Z PE01Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増
圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて
前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を
加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から
前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体
を有する噴射手段と、エンジンの回転数を検出する回転
数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段
と、前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段
と、前記回転数検出手段と前記負荷検出手段のうち少な
くとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高
くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁力制御
手段と、を備えてなる増圧式燃料噴射装置。
1. A pressure boosting piston having a pressurizing chamber and a fuel boosting chamber at both ends, wherein a working fluid is caused to flow into the pressurizing chamber to bias the boosting piston, and the fuel boosting chamber is provided. Pressure increasing means for pressurizing the fuel, injection means having an injection valve body that moves from an injection position for injecting the fuel to a non-injection position for not injecting the fuel, and a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the engine. A load detection means for detecting the load of the engine, a valve closing force changing means for changing the valve closing force of the injection valve body, a detection value of at least one of the rotation speed detecting means and the load detecting means is predetermined. And a valve closing force control means for controlling the valve closing force changing means so that the valve closing force becomes higher when the pressure increasing type fuel injection device is exceeded.
【請求項2】 前記閉弁力制御手段は、前記回転数検出
手段及び前記負荷検出手段の検出値が所定の値を超える
と、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御
する請求項1に記載の増圧式燃料噴射装置。
2. The valve closing force control means controls the valve closing force changing means so that the valve closing force increases when the detected values of the rotation speed detecting means and the load detecting means exceed a predetermined value. The booster type fuel injection device according to claim 1.
【請求項3】 前記作動流体を蓄えておく蓄圧器を有
し、前記閉弁力変更手段は前記蓄圧器に蓄えられた作動
流体により前記噴射弁体の閉弁力を変更するものであ
り、前記閉弁力制御手段は前記閉弁力変更手段に使用さ
れる作動流体の供給を調整するものである請求項1又は
請求項2に記載の増圧式燃料噴射装置。
3. A valve accumulator for storing the working fluid, wherein the valve closing force changing means changes the valve closing force of the injection valve element by the working fluid stored in the pressure accumulator. 3. The booster type fuel injection device according to claim 1, wherein the valve closing force control unit adjusts the supply of the working fluid used in the valve closing force changing unit.
【請求項4】 前記噴射手段は、前記噴射弁体を閉弁す
る方向に付勢する弾性体を有してなり、前記閉弁力変更
手段は、前記弾性体の受け部として移動可能に設けられ
たピストンを有してなり、前記ピストンを前記作動流体
によって移動させることで前記噴射弁体の閉弁力を変更
する請求項1〜請求項3のいずれかに記載の増圧式燃料
噴射装置。
4. The injection means includes an elastic body that biases the injection valve body in a direction of closing the injection valve body, and the valve closing force changing means is movably provided as a receiving portion of the elastic body. The booster type fuel injection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a piston provided with the piston, the valve closing force of the injection valve body being changed by moving the piston with the working fluid.
【請求項5】 前記ピストンは、エンジン回転数及び負
荷が所定の値を超えると、閉弁力の低い第1の位置から
閉弁力の高い第2の位置へと移動する請求項4に記載の
増圧式燃料噴射装置。
5. The piston moves from a first position with a low valve closing force to a second position with a high valve closing force when the engine speed and the load exceed a predetermined value. Booster type fuel injection device.
【請求項6】 前記閉弁力変更手段に使用される作動流
体を排出する排出部と、前記蓄圧器と前記排出部とを連
通する通路上に絞りを有し、前記排出部は前記閉弁力制
御手段により開閉される請求項3〜請求項5のいずれか
に記載の増圧式燃料噴射装置。
6. A discharge part for discharging the working fluid used in the valve closing force changing means, and a throttle on a passage communicating with the pressure accumulator and the discharge part, wherein the discharge part includes the valve closing valve. The booster type fuel injection device according to any one of claims 3 to 5, which is opened and closed by force control means.
【請求項7】 前記閉弁力制御手段は、2方向切換弁よ
り成る請求項6に記載の増圧式燃料噴射装置。
7. The booster type fuel injection device according to claim 6, wherein the valve closing force control means is a two-way switching valve.
【請求項8】 両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増
圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて
前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を
加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から
前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体
を有する噴射手段と、を備える増圧式燃料噴射装置を用
いた増室式燃料噴射方法であって、 前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段を設
け、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段による
検出値と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段によ
る検出値との少なくとも一方の検出値が所定の値を超え
ると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制
御する増圧式燃料噴射方法。
8. A pressure boosting piston having a pressure chamber and a fuel pressure boosting chamber at both ends, wherein a working fluid is caused to flow into the pressure chamber to bias the pressure boosting piston, and the fuel pressure boosting chamber is provided. Pressure boosting means for pressurizing the fuel, and injection means having an injection valve body that moves from an injection position for injecting the fuel to a non-injection position for not injecting the fuel. A chamber type fuel injection method, wherein valve closing force changing means for changing the valve closing force of the injection valve body is provided, and a detection value by an engine speed detecting means for detecting an engine speed and an engine load are detected. A pressure intensifying fuel injection method for controlling the valve closing force changing means such that the valve closing force becomes high when at least one of the detected values by the load detecting means exceeds a predetermined value.
【請求項9】 前記回転数検出手段及び前記負荷検出手
段による検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くな
るように前記閉弁力変更手段を制御する請求項8に記載
の増圧燃料噴射方法。
9. The increase according to claim 8, wherein the valve closing force changing means is controlled so that the valve closing force becomes high when the detected values by the rotation speed detecting means and the load detecting means exceed a predetermined value. Pressure fuel injection method.
JP2001350966A 2001-11-16 2001-11-16 Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method Expired - Fee Related JP3948258B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001350966A JP3948258B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001350966A JP3948258B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003148276A true JP2003148276A (en) 2003-05-21
JP3948258B2 JP3948258B2 (en) 2007-07-25

Family

ID=19163357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001350966A Expired - Fee Related JP3948258B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3948258B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025100994A1 (en) * 2023-02-06 2025-05-15 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel pressing unit, and liquid fuel supply system and engine comprising same
WO2026005519A1 (en) * 2024-06-27 2026-01-02 에이치디현대중공업 주식회사 Fuel pressurizing device, engine, and ship
WO2026005520A1 (en) * 2024-06-27 2026-01-02 에이치디현대중공업 주식회사 Engine system, ship comprising same, and method for controlling engine system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025100994A1 (en) * 2023-02-06 2025-05-15 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel pressing unit, and liquid fuel supply system and engine comprising same
WO2025100991A1 (en) * 2023-02-06 2025-05-15 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel supply system and ship provided with same
KR102953179B1 (en) * 2023-02-06 2026-04-17 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel pressurization unit, engine and ship equipped with the same
KR102953178B1 (en) * 2023-02-06 2026-04-17 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel supply system and a ship equipped with the same
KR102953180B1 (en) * 2023-02-06 2026-04-17 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel pressurization unit, engine and ship equipped with the same
KR102953181B1 (en) 2023-02-06 2026-04-17 에이치디현대중공업 주식회사 Liquid fuel pressurization unit, engine and ship equipped with the same
WO2026005519A1 (en) * 2024-06-27 2026-01-02 에이치디현대중공업 주식회사 Fuel pressurizing device, engine, and ship
WO2026005520A1 (en) * 2024-06-27 2026-01-02 에이치디현대중공업 주식회사 Engine system, ship comprising same, and method for controlling engine system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3948258B2 (en) 2007-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7568632B2 (en) Fuel injector with boosted needle closure
JP2005524795A (en) Fuel injection system
WO2007106510A2 (en) Direct needle control fuel injectors and methods
US6892703B2 (en) Boosted fuel injector with rapid pressure reduction at end of injection
WO1999057430A1 (en) A hydraulically driven springless fuel injector
JPH1047194A (en) Hydraulic operation type fuel injector
JPS6040776A (en) Fuel injector
JP4142634B2 (en) Fuel injector
WO2006025165A1 (en) Fuel injection device
JP2005531726A (en) Fuel injection system
JP3991470B2 (en) Injection valve
JP4134979B2 (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP4241601B2 (en) Fuel injection device and fuel injection method
JP3555588B2 (en) Common rail fuel injector
JP3948258B2 (en) Booster type fuel injection device and booster type fuel injection method
US7004150B2 (en) Control valve for fuel injector and method of use
JP2002542426A (en) Fuel pressurized delay cylinder
US6345605B1 (en) Configuration and method for amplifying the pressure of fuel for a fuel injector
JP2003239821A (en) Fuel injection control device
JP2003097378A (en) Fuel injection valve
JP4045922B2 (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP2684687B2 (en) Fuel injection device
JP2001304072A (en) Common rail type fuel injector
JP4329704B2 (en) Fuel injection device
JP3465909B2 (en) Diesel engine fuel injection system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040903

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070409

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees