JP2003148276A

JP2003148276A - 増圧式燃料噴射装置及び増圧式燃料噴射方法

Info

Publication number: JP2003148276A
Application number: JP2001350966A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Katsurayama; 裕史葛山
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-05-21
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP3948258B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン回転数及び／又は負荷に応じて閉弁
力を変更し、回転数及び負荷に応じた適正な燃焼率制御
を行える燃料噴射装置を提供する。【解決手段】増圧された燃料の圧力に応じて、燃料を
噴射させる噴射位置から燃焼を噴射させない非噴射位置
とに切り換わるように、前記燃料圧力に対抗する閉弁力
を付与する弾性体２４を有する噴射手段４に対して、弾
性体２４の閉弁力に対する閉弁力変更手段６を設ける。
閉弁力制御手段５が、回転数検出手段と負荷検出手段の
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閉弁力変更手段６を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【図５】他の実施形態に係る燃料噴射装置の断面図であ
る。

【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。

【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。

【図８】ピストンの他の収容例を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】

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

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 ＺＦ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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。