| 【発明の名称】 |
燃料噴射装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】葛山 裕史
|
| 【要約】 |
【課題】単一の電磁ソレノイドを用いて所望の噴射量プロフィールを的確に得られる燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】噴射用バルブ２０を付勢する噴射用ばね２１のばね力は、増圧用バルブ２５を付勢する増圧用ばね２６のばね力よりも大きくしてある。電磁ソレノイド１６の消磁状態では、増圧手段３２の加圧室２８１は作動流体供給部３７に連通しており、圧力制御手段４４の制御圧室３０１と放圧部３９との連通が遮断されている。電磁ソレノイド１６の弱励磁状態では、加圧室２８１は作動流体供給部３７に連通しており、制御圧室３０１は放圧部３９に連通している。電磁ソレノイド１６の強励磁状態では、加圧室２８１は放圧部３９に連通しており、制御圧室３０１は放圧部３９に連通している。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】燃料を噴射させる噴射位置と燃料を噴射させない非噴射位置とに切り換え配置される噴射弁と、前記噴射弁に作動流体の圧力を作用させるための制御圧室を有し、前記噴射弁に対する前記制御圧室内の作動流体の圧力を制御して前記噴射弁を切り換え制御する噴射用圧力制御手段と、燃料を加圧するための加圧室及び燃料増圧用の増圧室を有し、前記作動流体の圧力を前記加圧室に導入して前記増圧室内の燃料の圧力を増圧する増圧手段と、単一の電磁ソレノイドと、前記単一の電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えによって、前記噴射用圧力制御手段の制御圧室を放圧部に連通した燃料噴射可能な放圧状態と、放圧部に連通しない燃料噴射不能な非放圧状態とに切り換えられる噴射用切り換え手段と、前記噴射用切り換え手段とは独立に、前記単一の電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室を作動流体供給部に連通して前記増圧手段を増圧状態とする加圧状態と、前記増圧手段の加圧室を放圧部に連通して前記増圧手段を非増圧状態とする非加圧状態とに切り換えられる増圧用切り換え手段とを備え、前記噴射用切り換え手段を放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射可能な制御状態とし、前記噴射用切り換え手段を非放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射不能な制御状態とし、前記増圧用切り換え手段を加圧状態にして前記増圧手段を増圧状態とし、前記増圧用切り換え手段を非加圧状態にして前記増圧手段を非増圧状態とする燃料噴射装置。
【請求項２】前記電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えは、消磁状態と弱励磁状態との切り換えであり、前記電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えは、弱励磁状態と強励磁状態との切り換えであり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態では非放圧状態にあり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの弱励磁状態及び強励磁状態では放圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態及び弱励磁状態では加圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの強励磁状態では非加圧状態にある請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記圧力制御手段の制御圧室に通じる作動流体の制御通路を放圧部に連通する放圧位置と放圧部に連通しない非放圧位置とに切り換えられる噴射用バルブと、前記非放圧位置へ前記噴射用バルブを付勢する噴射用ばねとを備え、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路を作動流体供給部に連通する加圧位置と放圧部に連通する非加圧位置とに切り換えられる増圧用バルブと、前記加圧位置へ前記増圧用バルブを付勢する増圧用ばねとを備え、前記噴射用ばねのばね力は前記増圧用ばねのばね力よりも小さくしてある請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】前記電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えは、弱励磁状態と強励磁状態との切り換えであり、前記電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えは、消磁状態と弱励磁状態との切り換えであり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態及び弱励磁状態では非放圧状態にあり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの強励磁状態では放圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態では非加圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの弱励磁状態及び強励磁状態では加圧状態にある請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記圧力制御手段の制御圧室に通じる作動流体の制御通路を放圧部に連通する放圧位置と放圧部に連通しない非放圧位置とに切り換えられる噴射用バルブと、前記非放圧位置へ前記噴射用バルブを付勢する噴射用ばねとを備え、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路を作動流体供給部に連通する加圧位置と放圧部に連通する非加圧位置とに切り換えられる増圧用バルブと、前記非加圧位置へ前記増圧用バルブを付勢する増圧用ばねとを備え、前記噴射用ばねのばね力は前記増圧用ばねのばね力よりも大きくしてある請求項４に記載の燃料噴射装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料の高圧噴射を容易に行なうために装置内で増圧を行わせる燃料噴射装置は、例えば特開平１０−１０３１８５号公報、特開平１０−１１０６５８号公報に開示されている。
【０００３】特開平１０−１０３１８５号公報の従来装置では、増圧用の電磁ソレノイドの励磁状態では作動流体が増圧用ピストンを押し、増圧室内の燃料が増圧用ピストンの押圧作用によって増圧される。燃料噴射用の電磁ソレノイドの消磁状態では、ニードル弁を押さえ付けるピストンが圧力室に流入した燃料の圧力を受けており、ニードル弁は燃料を噴射しない位置に押さえ付け配置されている。燃料噴射用の電磁ソレノイドの励磁状態では、前記圧力室から燃料が流出し、ニードル弁は燃料を噴射する位置に配置される。
【０００４】このような一対の電磁ソレノイドを使用する燃料噴射装置は、コスト高となる上に装置が大きくなるという欠点を持つ。特開平１０−１１０６５８号公報の従来装置では、作動流体入口が作動流体キャビティに対して開く第１位置と、作動流体入口が作動流体キャビティに対して閉じる第２位置との間を動く第１バルブ部材が、単一の電磁ソレノイドの作用のもとに前記２位置の間で切り換え配置されるようになっている。又、ニードル制御チャンバーが高圧流体源に対して開かれるオフ位置と、ニードル制御チャンバーが低圧流体流路に対して開かれるオン位置との間を動く第２バルブ部材が、前記電磁ソレノイドの作用のもとに前記２位置の間で切り換え配置されるようになっている。この従来装置では、前記単一の電磁ソレノイドへの電流を高い引き込み電流と中程度の保持電流とに切り換え制御して噴射量プロフィールを変えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】単一の電磁ソレノイドを用いる特開平１０−１１０６５８号公報の従来装置では、特開平１０−１０３１８５号公報の従来装置における問題は生じない。しかし、第２バルブ部材は電磁ソレノイドの直接の作用のもとに動くが、第１バルブ部材は第２バルブ部材の動きに伴う圧力バランスの変動に応じて動く。第２バルブ部材の動作に応じて第１バルブ部材を動作させる構成は複雑であって作動の確実性に欠け、所望の噴射量プロフィールを得ることは難しい。
【０００６】本発明は、単一の電磁ソレノイドを用いて所望の噴射量プロフィールを的確に得られる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発明では、燃料を噴射させる噴射位置と燃料を噴射させない非噴射位置とに切り換え配置される噴射弁と、前記噴射弁に作動流体の圧力を作用させるための制御圧室を有し、前記噴射弁に対する前記制御圧室内の作動流体の圧力を制御して前記噴射弁を切り換え制御する噴射用圧力制御手段と、燃料を加圧するための加圧室及び燃料増圧用の増圧室を有し、前記作動流体の圧力を前記加圧室に導入して前記増圧室内の燃料の圧力を増圧する増圧手段と、単一の電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドの励消磁作用によって、前記噴射用圧力制御手段の制御圧室を放圧部に連通した燃料噴射可能な放圧状態と、放圧部に連通しない燃料噴射不能な非放圧状態とに切り換えられる噴射用切り換え手段と、前記噴射用切り換え手段とは独立に、前記電磁ソレノイドの励消磁作用によって前記増圧手段の加圧室を作動流体供給部に連通する加圧状態と放圧部に連通する非加圧状態とに切り換えられる増圧用切り換え手段とを備えた燃料噴射装置を構成し、前記噴射用切り換え手段を放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射可能な制御状態とし、前記噴射用切り換え手段を非放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射不能な制御状態とし、前記増圧用切り換え手段を加圧状態にして前記増圧手段を増圧状態とし、前記増圧用切り換え手段を非加圧状態にして前記増圧手段を非増圧状態とするようにした。
【０００８】増圧用切り換え手段を加圧状態にすると増圧手段が増圧状態となり、増圧室内の燃料が増圧される。噴射用切り換え手段を放圧状態にすると噴射用圧力制御手段が燃料噴射可能な制御状態となり、噴射弁が噴射位置に配置される。従って、増圧された燃料が噴射される。噴射用切り換え手段は電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えによって放圧状態と非放圧状態とに切り換えられ、増圧用切り換え手段は電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えによって加圧状態と非加圧状態とに切り換えられる。これらの切り換えは、電磁ソレノイドの励消磁状態の切り換えによって互いに独立して行われる。
【０００９】請求項２の発明では、請求項１において、前記電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えは、消磁状態と弱励磁状態との切り換えであり、前記電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えは、弱励磁状態と強励磁状態との切り換えであり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態では非放圧状態にあり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの弱励磁状態及び強励磁状態では放圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態及び弱励磁状態では加圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの強励磁状態では非加圧状態にあるようにした。
【００１０】電磁ソレノイドが消磁状態及び弱励磁状態にある場合には、増圧用切り換え手段は加圧状態にあり、増圧手段が増圧状態となっている。電磁ソレノイドを消磁状態と弱励磁状態との間で切り換えを行えば、噴射用切り換え手段が放圧状態と非放圧状態とに切り換えられる。従って、増圧された燃料の噴射及び噴射停止が電磁ソレノイドの消磁状態と弱励磁状態との切り換えによって切り換え制御される。
【００１１】請求項３の発明では、請求項２において、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記圧力制御手段の制御圧室に通じる作動流体の制御通路を放圧部に連通する放圧位置と放圧部に連通しない非放圧位置とに切り換えられる噴射用バルブと、前記非放圧位置へ前記噴射用バルブを付勢する噴射用ばねとを備えた前記噴射用切り換え手段を構成し、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路を作動流体供給部に連通する加圧位置と放圧部に連通する非加圧位置とに切り換えられる増圧用バルブと、前記加圧位置へ前記増圧用バルブを付勢する増圧用ばねとを備えた前記増圧用切り換え手段を構成し、前記噴射用ばねのばね力は前記増圧用ばねのばね力よりも小さくした。
【００１２】電磁ソレノイドが消磁状態及び弱励磁状態にある場合には、増圧用バルブは加圧位置にあり、増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路が作動流体供給部に連通する。従って、電磁ソレノイドが消磁状態及び弱励磁状態にある場合には増圧手段が増圧状態となっている。電磁ソレノイドを消磁状態と弱励磁状態との間で切り換えを行えば、噴射用バルブが放圧位置と非放圧位置とに切り換えられ、噴射用切り換え手段が放圧状態と非放圧状態とに切り換えられる。従って、増圧された燃料の噴射及び噴射停止が電磁ソレノイドの消磁状態と弱励磁状態との切り換えによって切り換え制御される。
【００１３】請求項４の発明では、請求項１において、前記電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えは、弱励磁状態と強励磁状態との切り換えであり、前記電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えは、消磁状態と弱励磁状態との切り換えであり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態及び弱励磁状態では非放圧状態にあり、前記噴射用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの強励磁状態では放圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの消磁状態では非加圧状態にあり、前記増圧用切り換え手段は、前記電磁ソレノイドの弱励磁状態及び強励磁状態では加圧状態にあるようにした。
【００１４】電磁ソレノイドが弱励磁状態及び強励磁状態にある場合には、増圧用切り換え手段は加圧状態にあり、増圧手段が増圧状態となっている。電磁ソレノイドを弱励磁状態と強励磁状態との間で切り換えを行えば、噴射用切り換え手段が放圧状態と非放圧状態とに切り換えられる。従って、増圧された燃料の噴射及び噴射停止が電磁ソレノイドの弱励磁状態と強励磁状態との切り換えによって切り換え制御される。
【００１５】請求項５の発明では、請求項４において、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記圧力制御手段の制御圧室に通じる作動流体の制御通路を放圧部に連通する放圧位置と放圧部に連通しない非放圧位置とに切り換えられる噴射用バルブと、前記非放圧位置へ前記噴射用バルブを付勢する噴射用ばねとを備えた前記噴射用切り換え手段を構成し、前記電磁ソレノイドの励消磁の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路を作動流体供給部に連通する加圧位置と放圧部に連通する非加圧位置とに切り換えられる増圧用バルブと、前記非加圧位置へ前記増圧用バルブを付勢する増圧用ばねとを備えた前記増圧用切り換え手段を構成し、前記噴射用ばねのばね力は前記増圧用ばねのばね力よりも大きくした。
【００１６】電磁ソレノイドが弱励磁状態及び強励磁状態にある場合には、増圧用バルブは加圧位置にあり、増圧手段の加圧室に通じる作動流体の加圧通路が作動流体供給部に連通する。従って、電磁ソレノイドが弱励磁状態及び強励磁状態にある場合には増圧手段が増圧状態となっている。電磁ソレノイドを弱励磁状態と強励磁状態との間で切り換えを行えば、噴射用バルブが放圧位置と非放圧位置とに切り換えられ、噴射用切り換え手段が放圧状態と非放圧状態とに切り換えられる。従って、増圧された燃料の噴射及び噴射停止が電磁ソレノイドの弱励磁状態と強励磁状態との切り換えによって切り換え制御される【００１７】
【発明の実施の形態】以下、ディーゼルエンジンに用いる燃料噴射装置に本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１８】図１に示すように、上部ハウジング１１には弁案内体１２、弁孔形成体１３及び放圧通路形成体１４が嵌入収容されている。放圧通路形成体１４の筒部内には弁収容体１５及び電磁ソレノイド１６が収容されている。弁収容体１５の筒部内には噴射用切り換え手段１７が収容されている。噴射用切り換え手段１７は、電磁ソレノイド１６の励磁によって吸引力を受ける噴射用被吸引体１８と、噴射用被吸引体１８に貫通して固定された被ガイドロッド１９と、被ガイドロッド１９の先端部に支持されたボール形状の噴射用バルブ２０と、噴射用被吸引体１８を電磁ソレノイド１６から離間する方向へ付勢する噴射用ばね２１とからなる。被ガイドロッド１９は、弁収容体１５の筒部内に嵌入固定された案内体２２によってスライド可能に支持されている。噴射用ばね２１は、電磁ソレノイド１６の固定鉄芯１６１と噴射用被吸引体１８との間に介在されており、噴射用バルブ２０は、弁収容体１５に形成された弁孔１５１を開閉する。噴射用ばね２１のばね力は、噴射用被吸引体１８及び被ガイドロッド１９を介して弁孔１５１を閉じる方向へ噴射用バルブ２０に対して作用する。
【００１９】弁案内体１２及び弁孔形成体１３には増圧用切り換え手段２３が収容されている。増圧用切り換え手段２３は、電磁ソレノイド１６の励磁によって吸引力を受ける増圧用被吸引体２４と、増圧用被吸引体２４に止着された増圧用バルブ２５と、増圧用バルブ２５を電磁ソレノイド１６から離間する方向へ付勢する増圧用ばね２６とからなる。増圧用バルブ２５の上部は弁案内体１２に形成されたガイド孔１２１にスライド可能に嵌入されている。増圧用ばね２６は、電磁ソレノイド１６の固定鉄芯１６１と増圧用被吸引体２４との間に介在されており、増圧用バルブ２５は、弁孔形成体１３に形成された一対の弁孔１３１，１３２を開閉する。弁孔１３１は作動流体供給通路３６を経由して作動流体供給部３７に接続している。弁孔１３２は放圧通路３８を経由して放圧部３９に接続している。増圧用ばね２６のばね力は、増圧用被吸引体２４を介して弁孔１３２を閉じる方向へ増圧用バルブ２５に対して作用する。増圧用ばね２６のばね力は、噴射用ばね２１のばね力よりも大きくしてある。
【００２０】図１に示すように、下部ハウジング２７には増圧手段収容体２８、通路形成体２９、圧力制御手段収容体３０及び弁収容体３１が嵌入収容されている。増圧手段収容体２８内に収容された増圧手段３２は、増圧ピストン３３と、増圧プランジャ３４と、増圧プランジャ３４を増圧ピストン３３に押接する復帰ばね３５と、増圧手段収容体２８に形成された加圧室２８１と、増圧手段収容体２８に形成された増圧室２８２とからなる。増圧プランジャ３４は増圧室２８２内にスライド可能に嵌入しており、増圧室２８２の容積が増圧プランジャ３４の位置によって変更される。加圧室２８１は、加圧通路４０を経由して弁孔１３１，１３２に連通している。増圧室２８２は燃料供給通路４１を経由して燃料供給部４２に連通している。燃料供給部４２から供給される燃料の供給圧は数気圧程度である。燃料供給通路４１上には逆止弁４３が介在されている。
【００２１】圧力制御手段収容体３０に収容されている圧力制御手段４４は、押し付けピストン４５と、押し付けピストン４５に止着された押し付けロッド４６と、押し付けピストン４５及び押し付けロッド４６を弁収容体３１側に付勢する押し付けばね４７と、圧力制御手段収容体３０に形成された制御圧室３０１とからなる。押し付けピストン４５は制御圧室３０１内にスライド可能に嵌入されており、押し付けピストン４５は制御圧室３０１内の圧力を受ける。制御圧室３０１は制御通路４８を経由して弁孔１５１に連通しており、弁孔１５１は放圧通路４９を経由して放圧部３９に接続している。又、制御圧室３０１は分岐通路５０及び燃料供給通路５２を経由して増圧室２８２に連通しており、この分岐通路５０の絞りにより、増圧された燃料が制御圧室３０１内に流入しにくく制御圧室３０１内の圧力を下げている。
【００２２】弁収容体３１には噴射弁５１が収容されている。噴射弁５１は、弁収容体３１に形成された噴射口３１２を開閉する。噴射弁５１は、大径部５１１と小径部５１２と段差部５１３とからなる。大径部５１１の端面には押し付けロッド４６が押し付けばね４７のばね力によって押接されている。段差部５１３は燃料充填室３１１に露出しており、段差部５１３には燃料充填室３１１内の圧力が常時作用している。段差部５１３に作用する圧力は、押し付けばね４７のばね力に対抗する方向へ噴射弁５１を付勢する。燃料充填室３１１は燃料供給通路５２、増圧室２８２及び燃料供給通路４１を経由して燃料供給部４２に接続している。
【００２３】電磁ソレノイド１６はコントローラ５３の励消磁制御を受ける。コントローラ５３は、図示しない検出手段によって得られるエンジン作動状態、負荷等の情報に基づいて電磁ソレノイド１６の励消磁を制御する。図４の曲線Ｄ１は、電磁ソレノイド１６に対する電流供給タイミング、即ち励消磁タイミングの一例である。曲線Ｅ１は、曲線Ｄ１で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した噴射用バルブ２０の変位位置を表し、曲線Ｆ１は、曲線Ｄ１で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した増圧用バルブ２５の変位位置を表す。
【００２４】電磁ソレノイド１６が消磁状態にある場合、噴射用バルブ２０は、図１に示すように噴射用ばね２１のばね力によって弁孔１５１を閉じる非噴射位置に保持される。又、増圧用バルブ２５は、図１に示すように増圧用ばね２６のばね力によって弁孔１３１を開くと共に、弁孔１３２を閉じる増圧位置に保持される。増圧用バルブ２５が増圧位置に配置された状態は、加圧室２８１と作動流体供給部３７とを連通すると共に、加圧室２８１と放圧部３９との連通を遮断した状態であり、作動流体供給部３７からの作動流体の供給圧が加圧室２８１内で増圧ピストン３３に作用している。作動流体は燃料を用いており、作動流体の供給圧は数百気圧程度である。噴射用バルブ２０が非噴射位置に配置された状態は、制御圧室３０１と放圧部３９との連通を遮断した状態であり、この遮断状態では増圧ピストン３３に対する作動流体の供給圧の作用は、増圧ピストン３３及び増圧プランジャ３４を介して増圧室２８２内及び燃料供給通路４１，５２内の燃料を増圧する。増圧された燃料の圧力は、逆止弁４３を閉位置に保持すると共に、制御圧室３０１内で押し付けピストン４５を噴射弁５１側へ付勢する。又、増圧された燃料の圧力は、噴射弁５１の段差部５１３に作用し、段差部５１３に対する作用圧は噴射弁５１を介して制御圧室３０１内の圧力に対抗する。しかし、制御圧室３０１内の圧力と押し付けばね４７のばね力とによる付勢力が段差部５１３に対する作用圧の付勢力を上回り、増圧された燃料の圧力によって噴射弁５１側へ付勢される押し付けピストン４５は、噴射口３１２を閉じる非噴射位置に噴射弁５１を保持する。従って、電磁ソレノイド１６の消磁状態では燃料の噴射は行われない。
【００２５】電磁ソレノイド１６が噴射用電流値Ａ１の電流供給によって励磁状態（以下、弱励磁状態という）にある場合、噴射用バルブ２０は、図２に示すように噴射用ばね２１のばね力に抗して弁孔１５１を開く噴射位置に保持される。又、増圧用バルブ２５は、図２に示すように増圧用ばね２６のばね力によって弁孔１３１を開くと共に、弁孔１３２を閉じる増圧位置に保持される。噴射用バルブ２０が噴射位置に配置された状態は、制御圧室３０１と放圧部３９とを連通した状態であり、この連通状態では制御圧室３０１内の圧力が電磁ソレノイド１６の消磁状態の場合に比べて低圧となる。即ち、制御圧室３０１内の圧力と押し付けばね４７のばね力とによる付勢力が段差部５１３に対する作用圧の付勢力を下回り、噴射弁５１は、噴射口３１２を開く噴射位置に移動する。従って、電磁ソレノイド１６の弱励磁状態では燃料の噴射が行われる。
【００２６】電磁ソレノイド１６が噴射用電流値Ａ２（＞Ａ１）の電流供給によって励磁状態（以下、強励磁状態という）にある場合、噴射用バルブ２０は、図３に示すように噴射用ばね２１のばね力に抗して弁孔１５１を開く噴射位置に保持される。又、増圧用バルブ２５は、図３に示すように増圧用ばね２６のばね力に抗して弁孔１３１を閉じると共に、弁孔１３２を開く非増圧位置に保持される。増圧用バルブ２５が非増圧位置に配置された状態は、加圧室２８１と作動流体供給部３７との連通を遮断すると共に、加圧室２８１と放圧部３９とを連通した状態である。即ち、作動流体供給部３７からの作動流体の供給圧が加圧室２８１内で増圧ピストン３３に作用することはなく、加圧室２８１内の圧力は、電磁ソレノイド１６の消磁状態及び弱励磁状態の場合よりも低圧になる。従って、増圧ピストン３３及び増圧プランジャ３４は、復帰ばね３５のばね力によって加圧室２８１の容積を減少する方向へ移動し、燃料が増圧室２８２内へ補給される。燃料の増圧が行われないため、制御圧室３０１内の圧力と押し付けばね４７のばね力とによる付勢力が段差部５１３に対する作用圧の付勢力を上回り、噴射弁５１は、噴射口３１２を閉じる非噴射位置に移動する。従って、電磁ソレノイド１６の強励磁状態では燃料の噴射は行われず、燃料が増圧室２８２に補給される。
【００２７】図４の例では、エンジン始動性の向上、白煙の発生防止に有効な分割噴射が行われている。勿論、燃焼音を抑制する上で有効なパイロット噴射を行わせることもできる。
【００２８】第１の実施の形態では以下の効果が得られる。
（１-1）噴射用切り換え手段１７を構成する噴射用バルブ２０は、電磁ソレノイド１６の第１の励消磁状態の切り換えとなる消磁状態と弱励磁状態との切り換えによって非噴射位置と噴射位置とに切り換えられる。即ち、噴射用切り換え手段１７は、電磁ソレノイド１６の第１の励消磁状態の切り換えによって、制御圧室３０１を放圧部３９に連通しない非放圧状態と、制御圧室３０１を放圧部３９に連通する放圧状態とに切り換えられる。一方、増圧用切り換え手段２３を構成する増圧用バルブ２５は、電磁ソレノイド１６の第２の励消磁状態の切り換えとなる弱励磁状態と強励磁状態との切り換えによって増圧位置と非増圧位置とに切り換えられる。即ち、増圧用切り換え手段２３は、電磁ソレノイド１６の第２の励消磁状態の切り換えによって、加圧室２８１を作動流体供給部３７に連通すると共に、放圧部３９に連通しない加圧状態と、加圧室２８１を作動流体供給部３７に連通させないと共に、放圧部３９に連通する非加圧状態とに切り換えられる。噴射用切り換え手段１７及び増圧用切り換え手段２３のこれらの切り換えは、電磁ソレノイド１６の励消磁状態の切り換えによって互いに独立して行われる。即ち、噴射用切り換え手段１７の動作及び増圧用切り換え手段２３の動作の一方が他方に影響を与えることはない。従って、噴射用切り換え手段１７の動作及び増圧用切り換え手段２３の動作は、安定して確実に遂行され、単一の電磁ソレノイド１６の励消磁に応じた燃料噴射量プロフィールが的確に得られる。
【００２９】（１-2）噴射用切り換え手段１７を構成する噴射用ばね２１のばね力は、増圧用切り換え手段２３を構成する増圧用ばね２６のばね力よりも小さくしてある。そのため、電磁ソレノイド１６の弱励磁状態では、噴射用切り換え手段１７のみが非放圧状態から放圧状態へ切り換わり、増圧用切り換え手段２３が加圧状態から非加圧状態へ切り換わることはない。従って、電磁ソレノイド１６の消磁状態と弱励磁状態との切り換えによって所望の燃料噴射量プロフィールを得ることができる。増圧用切り換え手段２３は、電磁ソレノイド１６を強励磁状態にしたときに加圧状態から非加圧状態へ切り換わり、燃料が増圧室２８２に補給される。噴射用ばね２１のばね力と増圧用ばね２６のばね力とに差を持たせた構成は、単一の電磁ソレノイド１６を用いて所望の燃料噴射量プロフィールを得ると共に、次回の燃料噴射のための増圧室２８２への燃料補給を行なう上で簡便な構成である。
【００３０】（１-3）電磁ソレノイド１６の消磁状態及び弱励磁状態では増圧用切り換え手段２３が加圧状態にある。そのため、燃料噴射初期から高圧噴射が行われる。燃料噴射初期から高圧噴射を行なう状態は、燃料の微粒化をもたらし、燃料が燃焼し易い。燃料が燃焼し易い状態は煤の発生を抑制する。
【００３１】（１-4）電磁ソレノイド１６を挟むように噴射用切り換え手段１７及び増圧用切り換え手段２３を配置した構成は、噴射用被吸引体１８及び増圧用被吸引体２４に対する電磁吸引力を効率良く作用させる上で好適である。電磁吸引力を効率良く作用させる構成は、電磁ソレノイド１６の小型化を可能にする。小型の電磁ソレノイドの採用は、省電力、装置コストの低減に寄与する。
【００３２】次に、図５〜図８の第２の実施の形態を説明する。この実施の形態では、下部ハウジング２７内の構造は第１の実施の形態と同じである。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
【００３３】弁孔１３１は放圧通路３８Ａを介して放圧部３９に接続しており、弁孔１３２は作動流体供給通路３６Ａを介して作動流体供給部３７に接続している。噴射用切り換え手段１７Ａを構成する噴射用ばね２１Ａのばね力は、増圧用切り換え手段２３Ａを構成する増圧用ばね２６Ａのばね力よりも大きくしてある。電磁ソレノイド１６が消磁状態にあるときには、増圧用バルブ２５は、図５に示すように弁孔１３１を開くと共に、弁孔１３２を閉じた非増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を閉じた非放圧位置にある。電磁ソレノイド１６が弱励磁状態にあるときには、増圧用バルブ２５は図６に示すように弁孔１３１を閉じると共に、弁孔１３２を開いた増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を閉じた非放圧位置にある。電磁ソレノイド１６が強励磁状態にあるときには、増圧用バルブ２５は図７に示すように弁孔１３１を閉じると共に、弁孔１３２を開いた増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を開いた放圧位置にある。
【００３４】図８の曲線Ｄ２は、電磁ソレノイド１６に対する電流供給タイミング、即ち励消磁タイミングの一例である。曲線Ｅ２は、曲線Ｄ２で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した噴射用バルブ２０の変位位置を表し、曲線Ｆ２は、曲線Ｄ２で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した増圧用バルブ２５の変位位置を表す。電磁ソレノイド１６の消磁状態では燃料が増圧されることはなく、燃料が噴射することはない。電磁ソレノイド１６の弱励磁状態では燃料が増圧されるが、燃料が噴射されることはない。電磁ソレノイド１６の強励磁状態では増圧された燃料が噴射される。電磁ソレノイド１６を強励磁状態から消磁すると、燃料が増圧室２８２に補給される。
【００３５】噴射用切り換え手段１７Ａを構成する噴射用バルブ２０は、電磁ソレノイド１６の第１の励消磁状態の切り換えとなる弱励磁状態と強励磁状態との切り換えによって非噴射位置と噴射位置とに切り換えられる。即ち、噴射用切り換え手段１７Ａは、電磁ソレノイド１６の第１の励消磁状態の切り換えによって、制御圧室３０１を放圧部３９に連通しない非放圧状態と、制御圧室３０１を放圧部３９に連通する放圧状態とに切り換えられる。一方、増圧用切り換え手段２３Ａを構成する増圧用バルブ２５は、電磁ソレノイド１６の第２の励消磁状態の切り換えとなる消磁状態と弱励磁状態との切り換えによって非増圧位置と増圧位置とに切り換えられる。即ち、増圧用切り換え手段２３Ａは、電磁ソレノイド１６の第２の励消磁状態の切り換えによって、加圧室２８１を作動流体供給部３７に連通させないと共に、放圧部３９に連通する非加圧状態と、加圧室２８１を作動流体供給部３７に連通する共に、放圧部３９に連通させない加圧状態とに切り換えられる。噴射用切り換え手段１７Ａ及び増圧用切り換え手段２３Ａのこれらの切り換えは、電磁ソレノイド１６の励消磁状態の切り換えによって互いに独立して行われる。即ち、噴射用切り換え手段１７Ａの動作及び増圧用切り換え手段２３Ａの動作の一方が他方に影響を与えることはない。従って、噴射用切り換え手段１７Ａの動作及び増圧用切り換え手段２３Ａの動作は、安定して確実に遂行され、単一の電磁ソレノイド１６の励消磁に応じた燃料噴射量プロフィールが的確に得られる。
【００３６】又、第２の実施の形態では、第１の実施の形態における（１-2）項と同様の効果が得られる。次に、図９〜図１２の第３の実施の形態を説明する。この実施の形態では、下部ハウジング２７内の構造は第１の実施の形態と同じである。第２の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
【００３７】増圧用切り換え手段２３Ｂは、切り換え先導手段５８と切り換え従動手段５９とからなる。切り換え先導手段５８は、電磁ソレノイド１６の励磁によって吸引力を受ける増圧用被吸引体５４と、増圧用被吸引体５４に貫通して固定された被ガイドロッド５５と、被ガイドロッド５５の先端部に支持されたボール形状のパイロットバルブ５６と、噴射用被吸引体５４を電磁ソレノイド１６から離間する方向へ付勢する増圧用ばね５７とからなる。切り換え従動手段５９は、スプール形状の増圧用バルブ６０と、増圧用バルブ６０をパイロットバルブ５６側へ付勢する切り換えばね６１とからなる。噴射用切り換え手段１７Ａを構成する噴射用ばね２１Ａのばね力は、増圧用切り換え手段２３Ｂを構成する増圧用ばね５７のばね力よりも大きくしてある。
【００３８】パイロットバルブ５６は弁孔６２を開閉し、弁孔６２は増圧用バルブ６０によって区画された受圧室６３に連通している。弁孔６２は、被ガイドロッド５５を案内するガイド体６４に形成された通路６４１及び放圧通路６５を介して放圧部３９に接続している。受圧室６３は、受圧通路６６を介して燃料供給部４２に連通している。
【００３９】電磁ソレノイド１６が消磁状態にあるときには、パイロットバルブ５６は、図９に示すように弁孔６２を閉じた非増圧位置にある。増圧用バルブ６０は、受圧室６３内の燃料供給圧によって、加圧通路４０と作動流体供給部３７との連通を遮断すると共に、加圧通路４０を放圧部３９に連通する非増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を閉じた非放圧位置にある。電磁ソレノイド１６が弱励磁状態にあるときには、パイロットバルブ５６は、図１０に示すように弁孔６２を開いた増圧位置にあり、受圧室６３は放圧部３９に連通する。従って、受圧室６３内の圧力は電磁ソレノイド１６の消磁状態の場合よりも低圧になる。増圧用バルブ６０は、切り換えばね６１のばね力によって、加圧通路４０と作動流体供給部３７とを連通すると共に、加圧通路４０と放圧部３９との連通を遮断する増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を閉じた非放圧位置にある。電磁ソレノイド１６が強励磁状態にあるときには、パイロットバルブ５６は、図１１に示すように弁孔６２を開いた増圧位置にあり、増圧用バルブ６０は、切り換えばね６１のばね力によって、加圧通路４０と作動流体供給部３７とを連通すると共に、加圧通路４０と放圧部３９との連通を遮断する増圧位置にある。又、噴射用バルブ２０は弁孔１５１を開いた放圧位置にある。
【００４０】図１２の曲線Ｄ３は、電磁ソレノイド１６に対する電流供給タイミング、即ち励消磁タイミングの一例である。曲線Ｅ３は、曲線Ｄ３で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した噴射用バルブ２０の変位位置を表し、曲線Ｆ３は、曲線Ｄ３で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応したパイロットバルブ５６の変位位置を表す。曲線Ｆ４は、曲線Ｄ３で示す電磁ソレノイド１６の励消磁タイミングに対応した増圧用バルブ６０の変位位置を示す。電磁ソレノイド１６の消磁状態では燃料が増圧されることはなく、燃料が噴射することはない。電磁ソレノイド１６の弱励磁状態では燃料が増圧されるが、燃料が噴射されることはない。電磁ソレノイド１６の強励磁状態では増圧された燃料が噴射される。電磁ソレノイド１６を強励磁状態から消磁すると、燃料が増圧室２８２に補給される。
【００４１】第３の実施の形態では第２の実施の形態と同様の効果が得られる。又、パイロットバルブ５６は弱い電磁吸引力で動かせるため、小型の電磁ソレノイドの採用が可能である。小型の電磁ソレノイドの採用は、省電力、装置コストの低減に寄与する。
【００４２】次に、図１３の第４の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。この実施の形態では、加圧通路４０から分岐する分岐通路６７が制御圧室３０１に連通している。作動流体供給部３７から供給される作動流体は潤滑油であり、作動流体供給部３７から供給される作動流体の供給圧が制御圧室３０１内で押し付けピストン４５を付勢する圧力として利用される。
【００４３】次に、図１４の第５の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。この実施の形態では、加圧通路４０から分岐する分岐通路６８が増圧プランジャ３４を収容する室２８３に連通しており、制御通路４８から分岐する分岐通路６９が室２８３に連通している。増圧用バルブ２５が増圧位置にあり、噴射用バルブ２０が非噴射位置にあるときには室２８３内は加圧室２８１内と同じ圧力状態にあり、増圧ピストン３３は最上動位置に保持される。この状態から噴射用バルブ２０が噴射位置に切り換え配置されると、室２８３内が降圧し、増圧ピストン３３が下動可能となる。
【００４４】前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明について以下にその効果と共に記載する。
（１）請求項１乃至請求項５において、前記電磁ソレノイドを挟むように前記噴射用切り換え手段及び増圧用切り換え手段を配置した燃料噴射装置。
【００４５】電磁ソレノイドの小型化が可能となり、小型の電磁ソレノイドの採用は、省電力、装置コストの低減に寄与する。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明では、単一の電磁ソレノイドの第１の励消磁状態の切り換えによって、噴射用圧力制御手段の制御圧室を放圧部に連通した燃料噴射可能な放圧状態と、放圧部に連通しない燃料噴射不能な非放圧状態とに切り換えられる噴射用切り換え手段と、前記噴射用切り換え手段とは独立に、前記単一の電磁ソレノイドの第２の励消磁状態の切り換えによって、前記増圧手段の加圧室を作動流体供給部に連通して前記増圧手段を増圧状態とする加圧状態と、前記増圧手段の加圧室を放圧部に連通して前記増圧手段を非増圧状態とする非加圧状態とに切り換えられる増圧用切り換え手段とを備えた燃料噴射装置を構成し、前記噴射用切り換え手段を放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射可能な制御状態とし、前記噴射用切り換え手段を非放圧状態にして前記噴射用圧力制御手段を燃料噴射不能な制御状態とし、前記増圧用切り換え手段を加圧状態にして前記増圧手段を増圧状態とし、前記増圧用切り換え手段を非加圧状態にして前記増圧手段を非増圧状態とするようにしたので、単一の電磁ソレノイドを用いて所望の噴射量プロフィールを的確に得られるという優れた効果を奏する。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２１８
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機製作所
|
| 【出願日】 |
平成１１年８月２７日（１９９９．８．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８７５５
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−６５４２４（Ｐ２００１−６５４２４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４１８１７ |
|