JPH051608A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、燃料噴射期間を一定のクランク角の
範囲内に収めるに当り、燃料噴射弁に供給される燃料圧
力を、エンジンの運転状況に応じて精度良く、かつ確実
に制御できるディーゼルエンジンの燃料噴射装置の提供
を目的とする。 【構成】燃料噴射ポンプと燃料噴射弁を接続する燃料通
路に、燃料戻し通路が接続され、この燃料戻し通路に、
ここを開閉することにより燃料の一部を逃して、燃料噴
射弁に供給される燃料圧力を変化させる開閉弁が設けら
れている。この開閉弁の駆動部を制御する演算処理装置
は、エンジンの運転状況を示すデータにもとづき、その
時の運転状況に最適な燃料圧力を基準値として記憶して
おり、エンジン運転中、燃料噴射弁に導かれる燃料圧力
を検出して、この検出値が基準値に近づくように、開閉
弁を開閉作動させることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディ−ゼルエンジン用
の燃料噴射装置に係り、特にその燃料噴射弁に供給され
る燃料圧力を、エンジンの運転状況に応じて変化させる
ための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディ−ゼルエンジンに用いられる燃料噴
射装置は、適量の燃料を加圧する燃料噴射ポンプと、こ
の加圧された燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する燃料
噴射弁を備えている。

【０００３】そして、ディ−ゼルエンジンでは、燃焼室
への燃料噴射量を加減することで出力を制御しており、
この燃料の要求噴射量は、エンジン負荷やエンジン回転
数が増大する程、多くなるように設定されている。この
場合、燃料噴射期間（クランク角）を変化させることで
燃料噴射量を加減すると、排ガス中の有害成分、特に窒
素酸化物（ＮＯ_X ）の濃度が増大する傾向にあり、排ガ
ス対策面で不利となるといった問題が生じてくる。

【０００４】このことから、例えば車両用ディ−ゼルエ
ンジンのように、常用回転数領域が広範囲に亘るディ−
ゼルエンジンにおいては、エンジン回転数が変化して
も、燃料噴射期間（クランク角）を変えることなく、燃
料噴射量を変化させることが望ましいものとなる。

【０００５】そこで、この要望を満足するため、本出願
人は、上記燃料噴射ポンプで加圧された燃料の一部を逃
すことによって、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を変
化させ、燃料の実質的な噴射量をエンジンの運転状況に
応じて制御することを試みている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジン回
転数は、エンジン運転中に刻々と変動するため、燃料噴
射弁に供給される燃料圧力を、このエンジン回転数に応
じて精度良く制御するための新たな工夫が別途必要とな
り、この点において今一歩改善の余地が残されていた。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづいてなさ
れたもので、燃料噴射期間を一定のクランク角の範囲内
に収めるに当って、燃料噴射弁に供給される燃料圧力
を、エンジンの運転状況に応じて精度良く、しかも確実
に制御できるディ−ゼルエンジンの燃料噴射装置の提供
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、燃料噴射ポンプと燃料噴射弁を接続する燃料通路
と、この燃料通路の途中に接続された燃料戻し通路と、
この燃料戻し通路に設けられ、燃料戻し通路を開閉する
ことにより、上記燃料通路内の燃料の一部を逃して、上
記燃料噴射弁に供給される燃料圧力を変化させるための
開閉弁と、この開閉弁の駆動部を制御するための制御手
段であって、この制御手段は、エンジンの運転状況を示
すデ−タにもとづいて、その時の運転状況に最適な燃料
圧力を基準デ−タとして予め記憶しており、エンジン運
転中、上記燃料噴射弁に導かれる燃料圧力を検出して、
この検出デ−タが上記基準デ−タに近づくように、上記
開閉弁を開閉作動させることを特徴としている。

【０００９】

【作用】この構成によれば、エンジン運転中、燃料噴射
弁に供給される実際の燃料圧力が、基準デ−タから外れ
ると、開閉弁は、燃料通路の燃料圧力が基準デ−タに近
づくように開閉作動を繰り返す。このため、排ガス対策
上、燃料噴射期間を一定のクランク角の範囲内に収める
場合においても、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を、
基準デ−タを目標として精度良く、かつ確実に制御する
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の第１実施例を、図１ないし図１
５にもとづいて説明する。

【００１１】図１ないし図３は、燃料噴射装置１を示し
ており、この燃料噴射装置１は、ケ−シング２を備えて
いる。ケ−シング２内には、駆動軸３が支持されてお
り、この駆動軸３は、ディ−ゼルエンジン４のクランク
軸５によって回転駆動される。駆動軸３は、ケ−シング
２内のロ−タリ−式フィ−ドポンプ６を回転駆動してい
る。このフィ−ドポンプ６は、燃料タンク７内の燃料を
吸い上げた後、この燃料をケ−シング２内の低圧燃料室
８に供給するようになっている。

【００１２】駆動軸３の一端には、カップリング９を介
してカムプレ−ト１０が連結されている。カムプレ−ト
１０の一端面には、エンジン４の気筒数に対応した複数
のフェイスカム１１が形成され、これらフェイスカム１
１は、複数のロ−ラ１２に接している。ロ−ラ１２は、
リング状のロ−ラホルダ１３を介してケ−シング２に支
持されている。したがって、駆動軸３が回転すると、カ
ムプレ−ト１０のフェイスカム１１がロ−ラ１２に順次
接触していくので、このカムプレ−ト１０は、一回転す
る間にエンジン４の気筒数に対応した数だけ駆動軸３の
軸方向に往復動される。

【００１３】ケ−シング２には、プランジャハウジング
１４が連結されている。プランジャハウジング１４は、
カムプレ−ト１０に対向しており、このプランジャハウ
ジング１４内には、プランジャ形の燃料噴射ポンプ１５
が組み込まれている。燃料噴射ポンプ１５は、低圧燃料
室８に開口するシリンダ１６を備えている。シリンダ１
６内には、プランジャ１７が軸方向に摺動可能に装着さ
れている。プランジャ１７の一端は、カムプレ−ト１０
に同軸状に連結されており、このプランジャ１７は、カ
ムプレ−ト１０と一体に回転しつつ軸方向に往復動され
る。

【００１４】プランジャ１７とシリンダ１６の終端との
間には、ポンプ室１８が形成されている。ポンプ室１８
の周面には、低圧燃料室８に連なる吸入通路１９が開口
されている。吸入通路１９のポンプ室１８への開口端
は、プランジャ１７がシリンダ１６から引き出された際
に、ポンプ室１８に連通する構成となっており、この連
通により低圧燃料室８内の燃料がポンプ室１８に吸入さ
れる。

【００１５】プランジャハウジング１４の側面には、凹
部２０が形成されている。凹部２０は、プランジャハウ
ジング１４にボルト締めしたチャンバケ−ス２１によっ
て覆われており、このチャンバケ−ス２１は、凹部２０
との間に大容量の蓄圧室２２を形成している。蓄圧室２
２は、上記ポンプ室１８の終端の吐出口２３に連なって
いる。このため、プランジャ１７がシリンダ１６内に押
し込まれると、ポンプ室１８に吸入された燃料が加圧さ
れて、吐出口２３から蓄圧室２２に吐出されるようにな
っている。

【００１６】吐出口２３と蓄圧室２２との連通部分に
は、ポンプ室１８から蓄圧室２２に向かう燃料の流れの
みを許容する送出弁２４が設けられている。送出弁２４
は、弁体２５を保持する筒状のバルブボデ−２６を備え
ている。バルブボデ−２６は、上記凹部２０内に突出さ
れており、このバルブボデ−２６の突出先端には、加圧
された燃料を蓄圧室２２に導く開口部２７が形成されて
いる。

【００１７】プランジャハウジング１４とチャンバケ−
ス２１との間には、燃料フィルタ３０が挾み込まれてい
る。燃料フィルタ３０は、蓄圧室２２をポンプ室１８か
らの燃料が流れ込む上流室２２ａと、チャンバケ−ス２
１側の下流室２２ｂとに区画している。そして、チャン
バケ−ス２１には、燃料分配管３１を介して燃料噴射弁
３２が接続されている。したがって、本実施例の場合
は、ポンプ室１８から燃料分配管３１に至るまでの系路
によって、加圧された燃料を燃料噴射弁３２に導く燃料
通路２９が構成されている。次に、この燃料噴射弁３２
の詳細について、図９および図１０を参照して説明す
る。

【００１８】燃料噴射弁３２は、エンジン４のシリンダ
ヘッドにねじ込まれる円筒状のバルブボデ−３３を備え
ている。バルブボデ−３３の先端には、ノズル本体３４
がねじ込まれており、このノズル本体３４には、燃料を
噴射するためのノズル口３５が開口されている。バルブ
ボデ−３３の基端開口部には、電磁弁収容箱３６が嵌合
され、かつキャップ３７によって抜け止め固定されてい
る。電磁弁収容箱３６の先端と、バルブボデ−３３の内
面との間には、バルブボデ−３３の内部を上下に仕切る
円盤状の仕切り部材３８が挾み込まれている。仕切り部
材３８の中央部には、ノズル本体３４側に向けて開口す
るシリンダ部３９が形成されている。そして、このシリ
ンダ部３９と上記ノズル本体３４との間に亘って、ノズ
ル口３５を開閉するニ−ドル４０が支持されている。

【００１９】ニ−ドル４０は、シリンダ部３９およびノ
ズル本体３４に摺動可能に嵌合保持される一対のガイド
部４２ａ，４２ｂを備えており、これらガイド部４２
ａ，４２ｂの間には、フランジ状の係止部４３が形成さ
れている。

【００２０】図１１の（ａ）に示すように、ニ−ドル４
０の先端部は、先細り状に傾斜されたシ−ル部４４をな
している。このシ−ル部４４の先端には、ノズル口３５
内に入り込む凸部４５が形成されている。凸部４５の外
径Ｒ₁ は、ノズル口３５の内径Ｒ₂ よりも僅かに小さく
定められており、これら凸部４５とノズル口３５との間
には、数μの隙間Ｓ₁ が形成されるようになっている。
なお、凸部４５の先端には、燃料の噴射方向を案内する
ための小径部４６が同軸状に突設されている。

【００２１】また、ノズル口３５のノズル本体３４への
開口部分には、上記シ−ル部４４が着脱可能に接触する
テ−パ状の弁座面４７が形成されている。この弁座面４
７にニ−ドル４０のシ−ル部４４が接触すると、上記ノ
ズル口３５が閉じられる。

【００２２】バルブボデ−３３の内部には、容量の大き
な燃料蓄圧室５０が形成されている。燃料蓄圧室５０
は、ノズル本体３４と仕切り部材３８との間に位置し、
この燃料蓄圧室５０内をニ−ドル４０が貫通している。
この燃料蓄圧室５０は、ノズル本体３４とニ−ドル４０
との間の隙間を介してノズル口３５に連なっている。

【００２３】バルブボデ−３３の内部には、仕切り部材
３８と燃料蓄圧室５０との間に位置して、第１の電磁石
５１が配置されている。第１の電磁石５１は、円筒状を
なすコア５２と、このコア５２の外周に巻回されたコイ
ル５３と、このコイル５３を覆うとともに、上記コア５
２の外周にねじ込まれたヨ−ク５４とで構成される。ヨ
−ク５４は一端にフランジ部５５を備えており、このフ
ランジ部５５を仕切り部材３８とバルブボデ−３３の内
面との間で挾み込むことにより、第１の電磁石５１の位
置決めがなされている。そして、コア５２には、ニ−ド
ル４０が貫通する貫通孔５６が形成されており、この貫
通孔５６の内側にニードル４０の係止部４３が位置され
ている。貫通孔５６の内面と、この貫通孔５６から突出
されたニ−ドル４０の外周には、夫々ばね受け５７ａ，
５７ｂが取り付けられている。これらばね受け５７ａ，
５７ｂの間には、圧縮コイルばね５８が圧縮状態で介装
されており、この圧縮コイルばね５８は、常時ノズル口
３５を閉じる方向にニ−ドル４０を押圧している。

【００２４】第１の電磁石５１のコア５２と、仕切り部
材３８との間には、リング状のア−マチュア６０が配置
されている。ア−マチュア６０の中央部には、ニ−ドル
４０が貫通する円筒状のストッパ６１が取り付けられて
いる。ストッパ６１は、コア５２の貫通孔５６に対し軸
方向に摺動可能に嵌合保持されており、その先端がニ−
ドル４０の係止部４３に近接している。

【００２５】また、電磁弁収容箱３６および仕切り部材
３８には、燃料供給通路６５が形成されている。燃料供
給通路６５の上流端は、燃料分配管３１に連なっている
とともに、下流端は、仕切り部材３８と第１の電磁石５
１との間の空間６６に連なっている。この空間６６は、
ストッパ６１とニ−ドル４０との間の隙間およびコア５
２の貫通孔５６を通じて燃料蓄圧室５０に連なってい
る。

【００２６】図１０に拡大して示すように、ニ−ドル４
０の上側のガイド部４２ａとシリンダ部３９の終端との
間には、小容量の圧力室６８が形成されている。圧力室
６８のニ−ドル４０の径方向に沿う断面積は、蓄圧室５
０の断面積よりも格段に小さく形成されている。このガ
イド部４２ａの内部には、空間６６に開口する燃料導入
路６９が形成されている。燃料導入路６９は、ガイド部
４２ａの先端面に開口するオリフィス孔７０を介して圧
力室６８に連なっている。

【００２７】したがって、燃料噴射装置１で加圧された
燃料は、燃料蓄圧室５０ばかりでなく圧力室６８にも供
給される。この際、圧力室６８に臨むニ−ドル４０のガ
イド部４２ａは、このニ−ドル４０の燃料蓄圧室５０を
貫通する部分よりも大径であるので、このニ−ドル４０
には、これをノズル口３５側に向けて押圧する力が作用
する。この結果、ニ−ドル４０は、圧縮コイルばね５８
による付勢力と合わせてノズル口３５を閉じる方向に押
圧され、常時そのシ−ル部４４が弁座面４７に押し付け
られている。

【００２８】仕切り部材３８の中央部は、電磁弁収容箱
３６内に入り込んでいる。この仕切り部材３８の中央部
上面には、図１０に示すように、圧力室６８と電磁弁収
容箱３６の内側の空間７１とを連通させる圧抜き孔７２
が形成されている。また、この空間７１には、圧抜き孔
７２を開閉するための第２の電磁石７５が収容されてい
る。第２の電磁石７５は、上記第１の電磁石５１と同様
に、コア７６、コイル７７およびヨ−ク７８とで構成さ
れ、ヨ−ク７８の下端部が仕切り部材３８にねじ込まれ
ている。ヨ−ク７８は、仕切り部材３８とコア７６との
間に介在される支持壁７９を備えている。支持壁７９に
は、シリンダ部３９と同軸状をなすガイド孔８０が形成
され、このガイド孔８０内には、プランジャ形のア−マ
チュア８１が軸方向に摺動可能に嵌合されている。ア−
マチュア８１の上面は、コア７６の下面に近接してお
り、このア−マチュア８１の径方向に沿う断面積は、第
１の電磁石５１で作動される平板状のア−マチュア６０
の断面積に比べて小さく形成されている。そして、この
ア−マチュア８１の下面には、仕切り部材３８の上面に
接離可能に接触して、圧抜き孔７２を開閉する突部８２
が設けられている。

【００２９】コア７６の中央部には、ア−マチュア８１
の上面に連なる通孔８３が形成され、この通孔８３の上
端部に設けたばね受け８４とア−マチュア８１の上面と
の間には、ア−マチュア８１を常時圧抜き孔７２を閉じ
る方向に付勢する圧縮コイルばね８５が介装されてい
る。そして、圧抜き孔７２は、ア−マチュア８１および
支持壁７９に設けた連通孔８６やばね受け８４に設けた
排出孔８７を介して空間７１の上部に連通されている。
この空間７１の上部は、電磁弁収容箱３６の上面の燃料
戻し口８８に連なっており、この燃料戻し口８８は、燃
料戻し管８９を介して燃料タンク７に接続されている。
ところで、この燃料噴射弁３２は、バルブボデ−３３内
に組み込まれた二つの電磁石５１，７５を励磁させるこ
とで、ノズル口３５の開閉制御がなされる。

【００３０】すなわち、第１の電磁石５１が励磁される
と、ア−マチュア６０がコア５２に吸引されるので、ス
トッパ６１がノズル口３５の方向へ移動し、このストッ
パ６１の先端がニ−ドル４０の係止部４３に近づく。こ
の状態で第２の電磁石７５が励磁されると、ア−マチュ
ア８１がコア７６に吸引され、その突部８２が仕切り部
材３８の上面から離脱して、圧抜き孔７２を開放する。
すると、圧力室６８内の高圧燃料が電磁弁収容箱３６内
の空間７１に排出されるので、ニ−ドル４０を閉じ方向
に押圧する力の一部が失われる。このため、ニ−ドル４
０は、そのシ−ル部４４がノズル口３５の弁座面４７か
ら離脱する方向にリフトする。

【００３１】この際、第１の電磁石５１の励磁によっ
て、ア−マチュア６０のストッパ６１がニ−ドル４０の
係止部４３に近づいているので、ニ−ドル４０のリフト
は、係止部４３がストッパ６１に当接することで制限さ
れ、図１１の（ｂ）に示すようにニ−ドル４０のリフト
量ＬＨが小さくなる。この結果、ノズル口３５の弁座面
４７とニ−ドル４０の小径部４６との隙間Ｓ₁ が狭く保
たれ、このノズル口３５から噴射される燃料が絞られ
る。

【００３２】一方、第１の電磁石５１の励磁を解除する
と、ストッパ６１は自由に動き得る状態となり、このス
トッパ６１によるニ−ドル４０のリフト制限が解除され
る。この状態で第２の電磁石７５を励磁すると、ニ−ド
ル４０のシ−ル部４４は、弁座面４７から大きく離脱
し、図１１の（ｃ）に示すようにニ−ドル４０のリフト
量ＬＨが大きくなる。したがって、ノズル口３５の弁座
面４７とニ−ドル４０の小径部４６との隙間Ｓ₁ が数十
μに拡大し、このノズル口３５からの燃料噴射量が増大
する。このような燃料噴射量の制御は、第１の電磁石５
１の通電時間を燃料噴射期間内において変化させること
で行われる。

【００３３】図１２の（ａ）〜（ｃ）は、第１の電磁石
５１の駆動パルスＡと、第２の電磁石７５の駆動パルス
Ｂとの関係を示すもので、図中Ｔは、燃料噴射期間を示
している。なお、この燃料噴射期間Ｔは、クランク角で
２０゜〜２４゜の範囲内に設定されるが、例えば１５゜
〜３０゜の範囲内に設定することもできる。

【００３４】図１２の（ａ）は、低負荷・低回転運転時
での電磁石５１，７５の駆動パルスを示している。低負
荷・低回転運転時では、燃料噴射期間Ｔが２０゜に固定
され、この燃料噴射期間中、両方の電磁石５１，７５が
励磁される。このため、図１３の（ａ）に示すように、
燃料噴射期間中のニ−ドル４０のリフト量ＬＨは、小さ
くなる。

【００３５】図１２の（ｂ）は、高負荷・高回転運転時
での電磁石５１，７５の駆動パルスを示している。高負
荷・高回転運転時では、燃料噴射期間Ｔが２０゜〜２４
゜の範囲内で変化し、この燃料噴射期間中、第２の電磁
石７５のみが励磁される。このため、図１３の（ｂ）に
示すように、燃料噴射期間中のニ−ドル４０のリフト量
ＬＨは、逆に大きくなる。

【００３６】また、図１２の（ｃ）は、中負荷・中回転
運転時での電磁石５１，７５の駆動パルスを示してい
る。中負荷・中回転運転時では、燃料噴射期間Ｔが２０
゜に固定され、この燃料噴射期間中、エンジン運転状況
に応じて第１の電磁石５１の励磁期間が制御される。こ
のため、図１３の（ｃ）に示すように、ニ−ドル４０の
リフト量ＬＨは、第１の電磁石５１の励磁が解除されて
いる期間Ｅにおいて長くなり、燃料噴射期間中、ノズル
口３５の開口面積が変化する。

【００３７】そして、このような二つの電磁石５１，７
５は、エンジン運転中、制御部としての中央演算処理装
置９０から出力される信号によって励磁期間の制御がな
される。

【００３８】すなわち、中央演算処理装置９０には、エ
ンジン４の運転状況を示すデ−タとして、エンジン回転
数およびアクセル開度に対応したエンジン負荷が入力さ
れ、中央演算処理装置９０は、これらデ−タにもとづい
てニ−ドル４０のリフト量ＬＨ、ひいてはノズル口３５
の開口面積を決定する。

【００３９】このリフト量ＬＨの決定に際して、中央演
算処理装置９０には、エンジン回転数およびエンジン負
荷を基準として、その時の運転状況に最適なニ−ドル４
０のリフト量ＬＨ、つまり第１の電磁石５１の励磁期間
（クランク角）を導くマップが予め記憶されている。図
１４は、この第１の電磁石５１の励磁期間（クランク
角）を導くためのマップの一例を示しており、中央演算
処理装置９０は、このマップ上から検出された実際のデ
−タにもとづいて、第１の電磁石５１の励磁期間を検索
する。

【００４０】例えば、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ
で、エンジン負荷が全負荷であるような運転状況では、
中央演算処理装置９０は、上記マップ検索にもとづいて
第１の電磁石５１の励磁期間が０゜（クランク角）であ
ると判断し、この励磁期間を示す制御信号を第１の電磁
石５１に出力する。同様に、エンジン回転数が１５００
ｒｐｍで、エンジン負荷が中負荷であるような運転状況
では、中央演算処理装置９０は、上記マップ検索にもと
づいて第１の電磁石５１の励磁期間が８゜から１１゜に
変化される過渡領域にあると判断し、この励磁期間を示
す制御信号を第１の電磁石５５に出力する。

【００４１】このことから、エンジン回転数がアイドリ
ングから５０００ｒｐｍまでの全回転域で、エンジン負
荷がアイドリングを含む低負荷であるような運転状況で
は、図１２の（ａ）に示すように、第１の電磁石５１の
励磁期間が燃料噴射期間Ｔの全体に亘る２２゜に決定さ
れ、ノズル口３５の弁座面４７とニ−ドル４０の小径部
４６との隙間Ｓ₁ が狭く保たれて、ノズル口３５を通過
する燃料が絞られる。この絞りにより、燃料噴射量が少
ない低負荷・低回転運転域では、ノズル口３５から噴出
される燃料の流れが乱れの少ない層流となり、流量のば
らつきが少なくなる。

【００４２】したがって、例えば外気温の影響により燃
料の粘性が変化し、燃料噴射装置１から燃料噴射弁３２
に供給される燃料圧力が変動したとしても、図１５のＸ
₁ に示すように、燃料圧力に対する燃料噴射量の変動割
合が少なく抑えられ、アイドリングを含めた低回転運転
域において、エンジン回転が頗る安定する。

【００４３】一方、燃料の要求噴射量が多くなる高負荷
・高回転運転域に移行するにつれて、第１の電磁石５１
の励磁期間が０゜となるので、ノズル口３５の弁座面４
７とニ−ドル４０の小径部４６との隙間Ｓ₁ が広がり、
このノズル口３５からは、より多くの燃料が噴出する。
この結果、ノズル口３５から噴出される燃料の流れは乱
流となるものの、図１５のＸ₂ で示すように、高負荷・
高回転運転域での要求噴射量を満足し得るような噴射量
を確保することができる。

【００４４】また、本実施例のエンジン４は、最高許容
回転数が５０００ｒｐｍに規定されており、中央演算処
理装置９０は、エンジン回転数が５０００ｒｐｍを上回
った時点で、燃料噴射弁３２の電磁石５１，７５への通
電を停止する。すると、ア−マチュア８１の突部８２が
圧抜き孔７２を閉塞するので、圧力室６８の圧力が高く
なり、ニ−ドル４０がノズル口３５側に押圧される。こ
の結果、ノズル口３５の弁座面４７に、ニ−ドル４０の
シ−ル部４４が押し付けられ、ノズル口３５が閉じられ
るので、燃料の噴射が停止される。

【００４５】加えて、上記構成の燃料噴射弁３２の場
合、第２の電磁石７５の励磁によって小径な圧抜き孔７
２が開かれると、圧力室６８内の高圧燃料が圧抜き孔７
２を通じて空間７１に噴出するので、この噴出した燃料
中に気泡が発生することがある。この気泡が、燃料と共
に連通孔８６を通じてア−マチュア８１とコア７６との
間に入り込んでしまうと、これらア−マチュア８１とコ
ア７６との間に空気層が形成され、ア−マチュア８１の
円滑な作動が妨げられたり、応答性が悪くなる虞があり
得る。

【００４６】しかるに、本実施例では、ア−マチュア８
１をプランジャ形の小径なものとして、コア７６との実
質的な対向面積を少なくしてあるので、このコア７６と
ア−マチュア８１との間に気泡が入り込む確率が少なく
なるとともに、たとえ入り込んだとしても、ここに形成
される空気層は極僅かなものとなる。このため、ア−マ
チュア８１の作動が気泡の影響を受け難くなり、このア
−マチュア８１が平板状である場合に比べて作動が安定
する。

【００４７】一方、図２や図４に示すように、燃料噴射
装置１のプランジャハウジング１４の上面には、凹陥部
９３が形成されている。凹陥部９３には、蓄圧室２２内
の燃料圧力を調整するための圧力可変装置９４が取り付
けられている。圧力可変装置９４は、凹陥部９３に嵌合
されたハウジング９４ａを有している。ハウジング９４
ａの中央部には、第１のシリンダ９５が形成されてお
り、このシリンダ９５は、ハウジング９４ａの上面に開
口されている。そして、ハウジング９４ａは、凹陥部９
３にねじ込んだ円筒状のナット９６によって、プランジ
ャハウジング１４に抜け止め固定されている。

【００４８】第１のシリンダ９５は、ハウジング９４ａ
の底面およびプランジャハウジング１４に形成した導入
路９７を介して蓄圧室２２の上流室２２ａに連なってお
り、この第１のシリンダ９５内には、プランジャ１７で
加圧された燃料の一部が導入される。

【００４９】プランジャハウジング１５の上面には、ピ
ストンケ−ス９８が取り付けられている。ピストンケ−
ス９８は、ハウジング９４ａやナット９６を覆い隠して
おり、このピストンケ−ス９８の内部には、ピストンケ
−ス９８の下面に開口する第２のシリンダ９９が形成さ
れている。第２のシリンダ９９は、第１のシリンダ９５
と同軸状に配置されており、この第１のシリンダ９５よ
りも格段に大径に形成されている。この第２のシリンダ
９９には、ピストン１００が軸方向に摺動可能に嵌合さ
れており、このピストン１００の外周面には、第２のシ
リンダ９９の内面に摺接するＯリング１００ａが設けら
れている。ピストン１００の下面中央部には、小径部１
０１が同軸状に突設されている。この小径部１０１は、
第１のシリンダ９５に軸方向に摺動可能に嵌合されてお
り、この小径部１０１の外周面には、第１のシリンダ９
５の内面に摺接するＯリング１０１ａが設けられてい
る。

【００５０】ピストン１００の上面には、略全面に亘る
大きさの凹部１０２が形成されている。この凹部１０２
と第２のシリンダ９９の上端面との間には、容量の大き
な上部加圧室１０３が形成されている。凹部１０２の底
面には、小径部１０１内に延びる縦通路１０４が開口さ
れている。この縦通路１０４は、小径部１０１の先端面
に開口する連通口１０５を介して第１のシリンダ９５に
連通されている。そして、第１のシリンダ９５の底面と
小径部１０１の先端との間には、下部加圧室１０６が形
成され、この下部加圧室１０６には、蓄圧室２２からの
燃料の流れのみを許容するボ−ル弁１０７が設けられて
いる。

【００５１】したがって、蓄圧室２２内の燃料の一部
は、下部加圧室１０６と上部加圧室１０３の双方に導入
されるが、この際、上部加圧室１０３に臨むピストン１
００は、下部加圧室１０６に臨む小径部１０１よりも大
径で、燃料の受圧面積が大きいため、ピストン１００を
下向きに押圧する力の方が大きくなる。このことから、
ピストン１００は、小径部１０１を介してボ−ル弁１０
７を導入路９７の開口部に押し付けており、蓄圧室２２
と下部加圧室１０６との連通を遮断している。

【００５２】図３に示すように、ピストンケ−ス９８の
側面には、圧力センサ１１０が取り付けられている。こ
の圧力センサ１１０は、ピストンケ−ス９８に設けた圧
力導入路１１１を介して上部加圧室１０３に臨んでお
り、この上部加圧室１０３の燃料圧力を検出するように
なっている。

【００５３】この場合、上記のように上部加圧室１０３
を構成するピストン１００は、下部加圧室１０６を構成
する小径部１０１よりも大径であるので、このピストン
１００と小径部１０１との面積比分だけ上部加圧室１０
３に作用する燃料圧力が減圧される。よって、圧力セン
サ１１０には、高圧な燃料圧力が直接加わらずに済むこ
とになり、高耐圧の高価な圧力センサが不要となる。

【００５４】また、ピストンケ−ス９８の上面には、装
着凹部１１２が形成されている。装着凹部１１２の底面
には、上部加圧室１０３に連なる燃料逃し孔１１３が形
成されている。装着凹部１１２内には、ホルダ１１４が
嵌合され、ナット１１５によって抜け止め固定されてい
る。ホルダ１１４は上面が閉塞された円筒状をなしてお
り、このホルダ１１４内には、図４に示すように、燃料
逃し孔１１３を開閉する電磁式の開閉弁１２０が収容さ
れている。開閉弁１２０は、燃料噴射弁３２に供給され
る燃料圧力を、エンジン運転状況に応じて変化させるた
めのもので、装着凹部１１２内に位置するベ−ス１２１
を備えている。ベ−ス１２１には、燃料逃し孔１１３に
連なる弁孔１２２が形成されており、この弁孔１２２の
ホルダ１１４内への開口端には、弁孔１２２を開閉する
ボ−ル形の弁体１２３が設けられている。

【００５５】ホルダ１１４内には、開閉弁１２０の駆動
部となる電磁石１２４が収容されている。電磁石１２４
は、コア１２５と、このコア１２５の外周に巻回された
コイル１２６と、このコイル１２６やコア１２５の周囲
を覆うヨ−ク１２７とで構成され、そのコア１２５がベ
−ス１２１の上方に位置されている。ヨ−ク１２７の下
端部は、ベ−ス１２１の外周にねじ込まれており、この
ヨ−ク１２７とホルダ１１４との間には、燃料流通用の
間隙１２８が設けられている。

【００５６】コア１２５とベ−ス１２１との間の空間１
２９には、弁体１２３を開閉するためのア−マチュア１
３０が配置されている。ア−マチュア１３０は、コア１
２５の中心部を貫通するガイド軸１３１を備えており、
このガイド軸１３１の先端部が線状のばね部材１３２に
よって下向きに押圧されている。この押圧により、ア−
マチュア１３０は、弁体１２３を弁孔１２２の開口縁部
に押し付けており、この弁孔１２２が閉じられている。

【００５７】さらに、ヨ−ク１２７には、空間１２９と
間隙１２８とを連通させる連通口１３３が形成されてい
る。この連通口１３３は、間隙１２８を介してホルダ１
１４の上部の燃料戻し口１３４に連なっている。この燃
料戻し口１３４は、燃料戻し管８９を介して燃料タンク
７に接続されている。したがって、本実施例の場合は、
蓄圧室２２に連なる導入路９７からホルダ１１４の燃料
戻し口１３４までの各種の孔や通路および隙間等によっ
て、プランジャ１７で加圧された燃料の一部を燃料タン
ク７に戻す燃料戻し通路１３５が構成されている。

【００５８】また、プランジャハウジング１４には、ポ
ンプ室１８の周面に開口する燃料逃し通路１４０が形成
されている。燃料逃し通路１４０は、燃料戻し管８９に
接続されている。燃料逃し通路１４０の途中には、ここ
を開閉する電磁弁１４１が設けられている。電磁弁１４
１は、エンジン４の始動時と、このエンジン４が最大ト
ルクを発生させる回転数に至った際に閉じられるように
なっている。ところで、このような構成の燃料噴射装置
１は、開閉弁１２０の電磁石１２４を励磁させること
で、燃料噴射弁３２に供給する燃料圧力を変化させる。

【００５９】すなわち、電磁石１２４が励磁されると、
ア−マチュア１３０がコア１２５に吸引されるので、弁
体１２３の押圧が解除され、この弁体１２３が、弁孔１
２２内の燃料の圧力を受けて弁孔１２２から離脱する。
すると、弁孔１２２が開放され、上部加圧室１０３内の
燃料が燃料戻し管８９に流出する。このため、ピストン
１００を下向きに押圧する力が減少し、ボール弁１０７
が導入路９７を通じて加わる燃料圧力を受けて押し上げ
られる。このボール弁１０７の上昇により、小径部１０
１を介してピストン１００が押し上げられるとともに、
導入路９７と下部加圧室１０６とが連通され、蓄圧室２
２内の燃料の一部が下部加圧室１０６から縦通路１０４
を経て上部加圧室１０３に流出する。

【００６０】したがって、この燃料が流出した分だけ、
蓄圧室２２内の燃料圧力が低くなるので、燃料噴射弁３
２に供給される燃料圧力も低くなる。そして、この場
合、電磁石１２４に印加される電圧の大きさによって、
ア−マチュア１３０を吸引する力が変化するので、この
電圧が高ければ、ア−マチュア１３０を吸引する力が大
きくなって、弁孔１２２から弁体１２３が大きく離間
し、燃料の流出量が多くなる。これに対し、電磁石１２
４に印加される電圧が低いと、ア−マチュア１３０を吸
引する力が弱くなるので、逆に弁孔１２２の開度が小さ
くなり、燃料の流出量が減少する。このことから、電磁
石１２４に印加される電圧の大きさによって、燃料の流
出量、ひいては燃料噴射弁３２に供給される燃料圧力が
変化することになる。

【００６１】一方、電磁石１２４の励磁を解除すると、
ア−マチュア１３０がばね部材１３２によって下方に押
圧され、弁体１２３が弁孔１２２を閉じるので、上部加
圧室１０３の圧力が上昇し、ピストン１００が再び下向
きに押圧される。この押圧により、下部加圧室１０６と
蓄圧室２２との連通が遮断されるので、蓄圧室２２の燃
料の流出が停止され、燃料噴射弁３２に供給される燃料
圧力が高くなる。そして、このように電磁石１２４に印
加される電圧は、中央演算処理装置９０から出力される
信号によって制御される。

【００６２】すなわち、中央演算処理装置９０には、エ
ンジン回転数およびエンジン負荷を示す信号の他に、圧
力センサ１１０を介して上部加圧室１０３内の燃料圧力
を示す信号が入力される。そして、中央演算処理装置９
０は、これら信号にもとづいて電磁石１２４に印加すべ
き電圧を決定する。

【００６３】この電圧を決定するに際して、中央演算処
理装置９０には、エンジン回転数およびエンジン負荷を
基準として、その時のエンジン運転状況に最適な電磁石
１２４の印加電圧を導くためのマップが予め記憶されて
いる。

【００６４】図５は、電磁石１２４の印加電圧を導くた
めのマップの一例を示しており、図６は、エンジン回転
数およびエンジン負荷を基準として、その時のエンジン
運転状況に最適な燃料圧力を導くマップの一例を示して
いる。これらマップから分かるように、電磁石１２４へ
の印加電圧は、０．４７（Ｖ）〜４．８（Ｖ）の範囲内
で変化し、この印加電圧の変化に応じて燃料噴射弁３２
に供給される燃料圧力が、８３．５（ｋｇ／ｃｍ² ）〜
３００（ｋｇ／ｃｍ² ）の範囲内で変化するように規定
されている。ここで、中央演算処理装置９０が行う処理
内容について、図７を加えて説明する。

【００６５】まず、中央演算処理装置９０は、圧力セン
サ１１０から送られてくる燃料圧力の信号を電圧Ｖ₁ に
変換する。それとともに、この中央演算処理装置９０
は、検出された実際のエンジン回転数およびエンジン負
荷にもとづいて、上記図５に示したマップ上から電磁石
１２４に印加すべき電圧、つまり、基準電圧Ｖ₂ を検索
し、この基準電圧Ｖ₂ と実際の燃料圧力を示す電圧Ｖ₁
とを比較する。

【００６６】この比較により、電圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂
を上回っていた場合には、中央演算処理装置９０は、電
磁石１２４にこれを励磁させる駆動パルスを送出する。
すなわち、図８は、プランジャ１７の動きと上部加圧室
１０３（蓄圧室２２）の燃料圧力との関係を示すもの
で、圧力センサ１１０から送られてくる圧力信号は、電
圧Ｖ₁ と比例関係にある。ここで、図８の（ａ）は、燃
料圧力を制御しない場合のプランジャ１７の動きと電圧
Ｖ₁ との関係を示し、図８の（ｂ）は、燃料圧力を制御
する場合のプランジャ１７の動きと電圧Ｖ₁ との関係を
示している。

【００６７】この図８の（ｂ）に示すように、上部加圧
室１０３の燃料圧力を示す電圧Ｖ₁が、その時の運転状
況に最適な基準電圧Ｖ₂ を上回ると、中央演算処理装置
９０から駆動パルスが送出され、電磁石１２４が励磁さ
れる。この電磁石１２４の励磁により、開閉弁１２０が
開操作され、蓄圧室２２や上部加圧室１０３の燃料が燃
料戻し管８９に逃される。このことから、蓄圧室２２や
上部加圧室１０３の燃料圧力の上昇が抑えられるととも
に、時間の経過とともに燃料圧力が低下し始める。この
結果、電圧Ｖ₁ が低下し、燃料噴射弁３２に供給される
燃料圧力も低くなる。

【００６８】この燃料の流出により、電圧Ｖ₁ が基準電
圧Ｖ₂ を下回ると、電磁石１２４への通電が停止され、
電磁石１２４の励磁が解除される。すると、開閉弁１２
０が閉操作され、蓄圧室２２や上部加圧室１０３からの
燃料の流出が停止されるので、これら蓄圧室２２や上部
加圧室１０３の燃料圧力が再び上昇する。このため、電
圧Ｖ₁ が上昇するとともに、燃料噴射弁３２に供給され
る燃料圧力が高くなる。電圧Ｖ₁ の上昇により、この電
圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ を上回ると、再び電磁石１２４に
駆動パルスが出力され、以降、開閉弁１２０は、電圧Ｖ
₁ が基準電圧Ｖ₂ に一致するように開閉動作を繰り返す
ことになる。

【００６９】また、本実施例の場合、上記のようにエン
ジン回転数が５０００ｒｐｍを上回った時点で、燃料噴
射弁３２は、燃料噴射を停止するので、この燃料の噴射
停止と同期して、基準電圧Ｖ₂ が大幅に下げられ、燃料
噴射弁３２に供給される燃料圧力が、アイドリングを含
む低負荷・低回転域よりもさらに下げられるようになっ
ている。

【００７０】この理由について説明すると、燃料の噴射
停止は、上述のように燃料噴射弁３２の二つの電磁石５
１，７５への通電を停止することで行われるので、この
燃料噴射弁３２に導かれる燃料圧力は、噴射停止といっ
た点から見れば、高くても低くても良いことになる。し
かしながら、燃料圧力が高いままであると、プランジャ
１７のロス馬力が大きくなるとともに、逆に燃料圧力が
低すぎると、燃料中に気泡が発生し易い状態となる。こ
のため、本実施例では、燃料噴射弁３２が燃料の噴射を
停止している期間中においても、この燃料噴射弁３２に
導かれる燃料を、低負荷・低回転域よりもさらに低い値
に加圧し、プランジャ１７のロス馬力を大きくすること
なく、気泡の発生を防止している。

【００７１】このような本発明の一実施例によれば、燃
料戻し通路１３５の開閉弁１２０は、蓄圧室２２の燃料
圧力が、その時のエンジン運転状況に応じた最適な燃料
圧力に近づくように開閉作動を繰り返すので、排ガス対
策上、燃料噴射期間を一定のクランク角の範囲内に収め
る場合においても、燃料噴射弁３２に供給される燃料圧
力を、目標通りに精度良く、かつ確実に制御することが
できる。

【００７２】なお、上記第１実施例では、開閉弁１２０
の電磁石１２４に印加すべき最適な基準電圧Ｖ₂ と、燃
料噴射弁３２に送られる燃料圧力を示す電圧Ｖ₁ とを比
較し、この比較結果に応じて開閉弁１２０を開閉操作す
るようにしたが、本発明はこれに制約されるものではな
く、図１６に本発明の第２実施例を示す。この第２実施
例は、主に、開閉弁１２０の開閉時期を判断するための
手段が上記第１実施例と相違する。

【００７３】図１６に示すように、中央演算処理装置９
０には、基準電圧Ｖ₂ をもとに、開閉弁１２０を開作動
させる際の判断基準となる開作動電圧Ｖ₃ と、開閉弁１
２０を閉作動させる際の判断基準となる閉作動電圧Ｖ₄
が個別に記憶されている。開作動電圧Ｖ₃ は、基準電圧
Ｖ₂ よりも大きく設定され、閉作動電圧Ｖ₄ は、基準電
圧Ｖ₂ よりも小さく設定されている。

【００７４】そして、中央演算処理装置９０は、エンジ
ン運転中、燃料噴射弁３２に送られる燃料圧力を示す電
圧Ｖ₁ と上記開作動信号Ｖ₃ および閉作動信号Ｖ₄ とを
比較する。この比較により、電圧Ｖ₁ が開作動電圧Ｖ₃
を上回った場合には、中央演算処理装置９０は、電磁石
１２４にこれを励磁させるための駆動パルスを送出す
る。電磁石１２４の励磁によって開閉弁１２０が開作動
されると、蓄圧室２２や上部加圧室１０３の燃料が燃料
戻し管８９に逃がされ、これら両室２２，１０３の燃料
圧力の上昇が抑えられるとともに、時間の経過とともに
燃料圧力が徐々に低下し始める。

【００７５】この燃料圧力の低下は、電圧Ｖ₁ の低下を
意味するので、上記燃料の流出により電圧Ｖ₁ が閉作動
電圧Ｖ₄ を下回ると、中央演算処理装置９０は、電磁石
１２４への駆動パルスの送出を停止する。このため、電
磁石１２４の励磁が解除され、開閉弁１２０が閉操作さ
れる。この閉操作により、蓄圧室２２や上部加圧室１０
３からの燃料の流出が停止されるので、これら両室２
２，１０３の燃料圧力が再び上昇し、電圧Ｖ₁ が高くな
る。したがって、中央演算処理装置９０は、電圧Ｖ₁ が
開作動電圧Ｖ₃ と閉作動電圧Ｖ₄ との間に収束するよう
に、開閉弁１２０に駆動パルスを送出することになる。

【００７６】このような第２実施例によると、電圧Ｖ₁
は、基準電圧Ｖ₂ に対し上下に幅を持たせて設定された
開作動電圧Ｖ₃ と閉作動電圧Ｖ₄ との間に収束するよう
に制御されるので、電圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ に対して変
動を繰り返しても、この電圧Ｖ₁ の値が開作動電圧Ｖ₃
と閉作動電圧Ｖ₄ との間に収まっていれば、中央演算処
理装置９０は電磁弁１２４に駆動パルスを送出せず、開
閉弁１２０は閉じたままの状態に保たれる。

【００７７】したがって、見掛け上、基準電圧Ｖ₂ の値
が上下にある幅を有しているのと同じこととなり、上記
第１実施例に比べて、開閉弁１２０の開閉頻度が少なく
なる。このことから、開閉弁１２０のうち、実際に動作
する部品である弁体１２３や弁孔１２２の磨耗等を少な
く抑えることができ、保守管理が容易となるといった利
点がある。

【００７８】また、図１７には、本発明の第３実施例が
示されている。この第３実施例も、主に、開閉弁１２０
の開閉時期を判断するための手段が上記第１実施例と相
違している。

【００７９】すなわち、上記第１実施例では、電圧Ｖ₁
が基準電圧Ｖ₂ を上回った時、電磁石１２４に駆動パル
スを送出し、電圧Ｖ₁が基準電圧Ｖ₂ を下回った時、電
磁石１２４への駆動パルスの送出を停止するように制御
している。これに対し、第３実施例では、電圧Ｖ₁ が基
準電圧Ｖ₂ を上回った時に、この電圧Ｖ₁ と基準電圧Ｖ
₂ との差Ｄの大小に応じて駆動パルスのＯＮ期間ｔを決
定し、電圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ に収束するように制御し
ている。

【００８０】具体的には、中央演算処理装置９０は、燃
料噴射装置１の駆動軸３の回転に同期した一定の周期
Ｃ、つまり、駆動軸３が１回転する毎、あるいは一定の
回転角度毎に電圧Ｖ₁ の値を読み取るようになってい
る。そして、この中央演算処理装置９０では、読み取っ
た電圧Ｖ₁ の値が基準電圧Ｖ₂ を上回っている時にの
み、電圧Ｖ₁ の値と基準電圧Ｖ₂ の値の差Ｄを演算する
処理が行われる。本実施例の場合、中央演算処理装置９
０には、上記電圧値の差Ｄとエンジン回転数を基準とし
て、その時の運転状況に最適な電磁石１２４の励磁期
間、つまり駆動パルスのＯＮ期間ｔを導くためにマップ
が予め記憶されている。

【００８１】このため、中央演算処理装置９０は、電圧
値の演算結果にもとづいて上記マップ上から駆動パルス
のＯＮ期間ｔを求め、この駆動パルスを電磁石１２４に
送出するようになっている。この駆動パルスのＯＮ期間
ｔは、電圧Ｖ₁ と基準電圧Ｖ₂ の差が大きい程、長く設
定されている。

【００８２】このような第３実施例では、開閉弁１２０
が開作動されている期間が、電圧Ｖ₁ と基準電圧Ｖ₂ と
の差Ｄの大小に応じた最適値に適宜決定され、しかも、
この開閉弁１２０を開作動させるための駆動パルスは、
駆動軸３の回転に同期した一定の周期Ｃで出力されるの
で、電圧Ｖ₁ の値を基準電圧Ｖ₂ に短期間のうちに精度
良く近づけることができる。このため、燃料噴射弁３２
に供給される燃料圧力を目標通りに制御することがで
き、目標値からのずれが少なくなる。

【００８３】なお、電圧Ｖ₁ を読み取る周期Ｃは、燃料
噴射装置１の駆動軸３に同期させること以外にも、例え
ば中央演算処理装置９０に一定周波数発振手段を設け、
この一定周波数発振手段によって上記駆動軸３の回転と
は無関係に周期Ｃを設定するようにしても良い。この場
合、周期Ｃを駆動軸３に同期させると、この周期Ｃはエ
ンジンの回転変動の影響を受けるのに対し、一定周波数
発振手段により周期Ｃを設定する場合は、発信手段の設
定を変えない限り、周期Ｃは常に一定に保たれる。

【００８４】さらに、駆動パルスのＯＮ期間ｔもマップ
から検索することに限らず、例えば中央演算処理装置９
０で電圧Ｖ₁ と規準電圧Ｖ₂ の値の差Ｄを演算する際
に、この差Ｄとエンジン回転数を元に上記駆動パルスの
ＯＮ期間ｔを演算により求めても良い。

【００８５】また、図１８には、本発明の第４実施例が
開示されている。この第４実施例も、主に、開閉弁１２
０の開閉時期を判断するための手段が上記第１実施例と
相違している。

【００８６】この第４実施例では、駆動パルスがＯＮす
るデュ−ティｔを、電圧Ｖ₁ の値によって無段階的に決
定し、電圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ に収束するように制御し
ている。

【００８７】すなわち、中央演算処理装置９０は、上記
第３実施例の場合と同様に、駆動軸３の回転に同期した
一定の周期Ｃ、あるいは一定周波数発振手段によって設
定された周期Ｃで電圧Ｖ₁ を読み取り、この電圧Ｖ₁ の
値に応じて駆動パルスがＯＮするデューティを決定して
いる。このデューティを決定するための方法を具体的に
述べると、いま基準電圧Ｖ₂ より小さな任意の電圧値Ａ
におけるデューティを０％、基準電圧Ｖ₂ より大きい任
意の電圧値Ｂにおけるデューティを１００％に設定した
と仮定すると、中央演算処理装置９０は、読み取った電
圧Ｖ₁ の値と電圧値Ａ，Ｂとを比較する。そして、電圧
Ｖ₁ ＜電圧値Ａの関係が成立した時は、デューティが０
％であると判断し、電圧Ｖ₁ ＞電圧値Ｂの関係が成立す
る時は、デューティが１００％であると判断する。ま
た、電圧値Ａ≦電圧Ｖ₁ ≦電圧値Ｂの関係が成立する時
は、 （電圧値Ｖ₁ −電圧値Ａ）／（電圧値Ｂ−電圧値Ａ）×１００ なる式にもとづいて演算を行い、デューティを無段階的
に決定する。

【００８８】この第４実施例では、駆動パルスがＯＮす
るデューティが、所定の周期Ｃ毎に無段階的に設定され
るので、図１８に示されるように、電圧Ｖ₁が基準電圧
Ｖ₂に達しない段階でも電磁弁１２４に駆動パルスが送
出され、開閉弁１２０が開操作される。このため、電圧
Ｖ₁ ひいては燃料噴射弁３２に供給される燃料圧力の立
ち上がりが抑えられるので、電圧Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ を
上回る以前から予測による電圧Ｖ₁ の制御を行え、電圧
Ｖ₁ が基準電圧Ｖ₂ に収束し易くなる。したがって、燃
料噴射弁３２に供給される燃料圧力を、短時間のうちに
目標値に近づくように制御することができる。

【００８９】なお、この第４実施例では、駆動パルスが
ＯＮするデューティを無段階的に設定したが、例えばこ
のデューティを予め０％から１００％の間で段階的に設
定しておき、電圧Ｖ₁ の値と基準電圧Ｖ₂ の値の差とデ
ューティとを比較して、この差が一致もしくは最も近接
するデューティで駆動パルスをＯＮさせるようにしても
良い。

【００９０】また、上記第１実施例の開閉弁１２０は、
ボール形の弁体１２３を用いて弁孔１２２を開閉する構
成となっている。しかしながら、開閉弁１２０の構成
は、これに特定されるものではなく、例えば弁体として
ニードル弁を用い、このニードル弁を弁孔内に挿入する
とともに、このニードル弁の挿入量を、電磁弁１２４で
調整するようにしても良い。

【００９１】この構成によれば、ニードル弁の挿入量を
調整することにより、弁孔の開口面積を無段階的に変え
ることができるので、例えば電圧Ｖ₁ の値と基準電圧Ｖ
₂ の値の差に応じて上部加圧室１０３の燃料の逃がし量
を変化させる場合に、この燃料の逃がし量を無段階的に
変化させることができる。

【００９２】一方、図１９には、本発明の第５実施例が
開示されている。この第５実施例は、主に、燃料圧力を
検出する圧力センサ１１０の取り付け位置が上記第１実
施例と相違しており、この第５実施例において、上記第
１実施例と同一構成部分には、同一の参照符号を付して
その説明を省略する。

【００９３】図１９に示すように、プランジャハウジン
グ１４の側面には、センサ取り付け部２００が設けられ
ている。センサ取り付け部２００は、圧力導入路２０１
を介して凹部２０（蓄圧室２２の上流室２２ａ）に連な
っており、このセンサ取り付け部２００に圧力センサ１
１０が取り付けられている。

【００９４】したがって、センサ取り付け部２００に
は、圧力導入路２０１を通じて蓄圧室２２内の燃料が導
入され、圧力センサ１１０は、燃料噴射弁３２に連なる
蓄圧室２２の燃料圧力を直接検出するようになってい
る。

【００９５】このような構成の第５実施例によると、制
御の対象となる蓄圧室２２内の燃料圧力を直接検出する
ことができ、燃料圧力の検出精度をより高めることがで
きる。

【００９６】また、図２０には、本発明の第６実施例が
開示されている。この第６実施例は、主に、燃料圧力を
検出する圧力センサ１１０の取り付け位置と、開閉弁１
２０の取り付け位置が上記第１実施例と相違しており、
この第６実施例において、上記第１実施例と同一構成部
分には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【００９７】図２０に示すように、ピストンケース９８
の上面には、センサ取り付け部３００が設けられてい
る。センサ取り付け部３００は、圧力導入路３０１を介
して低圧側である上部加圧室１０３に連なっており、こ
のセンサ取り付け部３００に圧力センサ１１０が取り付
けられている。そして、上部加圧室１０３は、図示しな
いオリフィスや弁等の減圧手段を有する逃がし通路を経
て燃料戻し管８９に連なっている。

【００９８】また、プランジャハウジング１４の側面に
は、装着凹部３０２が設けられている。装着凹部３０２
は、圧力導入路３０３を介して凹部２０（蓄圧室２２の
上流室２２ａ）に連なっており、この装着凹部３０２に
上記第１実施例と同様の構成をなす開閉弁１２０が取り
付けられている。このため、開閉弁１２０の弁孔１２２
は、圧力導入路３０３を介して蓄圧室２２に連なってお
り、この開閉弁１２０の弁体１２３に燃料噴射弁３２に
連なる蓄圧室２２の燃料圧力が直接作用するようになっ
ている。

【００９９】このような構成の第６実施例によると、制
御の対象となる蓄圧室２２から燃料戻し管８９までの通
路長が格段に短くなるので、蓄圧室２２内の燃料を精度
良く逃がすことができ、燃料噴射弁３２に供給される燃
料圧力の制御を、より一層正確に行うことができる。

【０１００】また、上部加圧室１０３内の燃料を燃料戻
し管８９に戻す通路に、減圧手段を設ける場合、この減
圧手段としてオリフィスを用いれば、上部加圧室１０３
内の燃料は、オリフィスによって絞られて徐々に抜ける
ことになる。このため、弁を用いた場合のように、弁の
開閉に伴って上部加圧室１０３に燃料の脈動が生じるこ
とはなく、圧力センサ１１０による燃料圧力の検出精度
が安定するといった利点がある。

【０１０１】さらに、上記第１実施例では、圧力可変装
置９４を構成するピストン１００が、第２のシリンダ９
９に嵌合されており、このピストン１００の外周面に第
２のシリンダ９９の内面に摺接するＯリング１００ａが
取り付けられている。

【０１０２】この構成によると、シリンダ９９とピスト
ン１００およびＯリング１００ａとの間に摺動抵抗が発
生するので、例えばピストン１００をピストンケース９
８に対しダイヤフラムを介して浮動状態に取り付け、こ
のピストン１００の作動時に、第２のシリンダ９９との
間に生じる摺動抵抗をなくすような構成としても良い。

【０１０３】加えて、上記実施例では、開閉弁やこの開
閉弁によって作動される圧力可変装置を、燃料噴射装置
のプランジャハウジングに一体的に組み込んだが、本発
明はこれに限らず、開閉弁や圧力可変装置をプランジャ
ハウジングと別体としても良い。

【０１０４】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、燃料戻し
通路の開閉弁は、燃料通路の燃料圧力が、その時のエン
ジン運転状況に応じた最適な燃料圧力に近づくように開
閉作動を繰り返すので、排ガス対策上、燃料噴射期間を
一定のクランク角の範囲内に収める場合においても、燃
料噴射弁に供給される燃料圧力を、予め決められた基準
デ−タを目標として精度良く、かつ確実に制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における燃料噴射装置の概
略を示す構成図。

【図２】燃料噴射装置全体の断面図。

【図３】図２のＡーＡ線に沿う断面図。

【図４】圧力可変装置回りを拡大して示すた断面図。

【図５】エンジン回転数およびエンジン負荷を基準とし
て、その時のエンジン運転状況に最適な電磁石の印加電
圧を説明するための図。

【図６】エンジン回転数およびエンジン負荷を基準とし
て、その時のエンジン運転状況に最適な燃料圧力を説明
するための図。

【図７】中央演算処理装置の処理内容を示すフロ−チャ
−ト。

【図８】電磁石に印加される基準電圧、燃料圧力を示す
電圧および中央演算処理装置から出力される駆動パルス
との関係を示す図。

【図９】燃料噴射弁の断面図。

【図１０】燃料噴射弁の第２の電磁石によって駆動され
るプランジャと圧抜き孔との位置関係を示す断面図。

【図１１】（ａ）は、燃料噴射弁のノズル口が閉じられ
た状態の断面図。 （ｂ）は、低負荷・低回転運転時のノズル口の断面図。 （ｃ）は、高負荷・高回転運転時のノズル口の断面図。

【図１２】（ａ）は、低負荷・低回転運転時における中
央演算処理装置から出力される駆動パルスを示す図。 （ｂ）は、高負荷・高回転運転時における中央演算処理
装置から出力される駆動パルスを示す図。 （ｃ）は、中負荷・中回転運転時における中央演算処理
装置から出力される駆動パルスを示す図。

【図１３】（ａ）は、低負荷・低回転運転時における燃
料噴射弁のニ−ドルのリフト量を示す図。 （ｂ）は、高負荷・高回転運転時における燃料噴射弁の
ニ−ドルのリフト量を示す図。 （ｃ）は、中負荷・中回転運転時における燃料噴射弁の
ニ−ドルのリフト量を示す図。

【図１４】エンジン回転数およびエンジン負荷を基準と
して、その時のエンジン運転状況に最適な電磁石への通
電期間を説明するための図。

【図１５】燃料圧力と燃料噴射量との関係を示す特性
図。

【図１６】本発明の第２実施例における駆動パルスと電
圧との関係を示す図。

【図１７】本発明の第３実施例における駆動パルスと電
圧との関係を示す図。

【図１８】本発明の第４実施例における駆動パルスと電
圧との関係を示す図。

【図１９】本発明の第５実施例における圧力可変装置を
示す断面図。

【図２０】本発明の第６実施例における圧力可変装置を
示す断面図。

【符号の説明】

１５…燃料噴射ポンプ、２９…燃料通路、３２…燃料噴
射弁、９０…制御手段（中央演算処理装置）、１２０…
開閉弁、１２４…駆動部（電磁石）、１３５…燃料戻し
通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須原 秀敬 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 (72)発明者 中村 義一 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料噴射ポンプと燃料噴射弁を接続する
   燃料通路と、この燃料通路の途中に接続された燃料戻し
   通路と、この燃料戻し通路に設けられ、燃料戻し通路を
   開閉することにより、上記燃料通路内の燃料の一部を逃
   して、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を変化させるた
   めの開閉弁と、この開閉弁の駆動部を制御するための制
   御手段であって、この制御手段は、エンジンの運転状況
   を示すデ−タにもとづいて、その時の運転状況に最適な
   燃料圧力を基準デ−タとして予め記憶しており、エンジ
   ン運転中、上記燃料噴射弁に導かれる燃料圧力を検出し
   て、この検出デ−タが上記基準デ−タに近づくように、
   上記開閉弁を開閉作動させることを特徴とするディ−ゼ
   ルエンジンの燃料噴射装置。