用于内燃机的燃料喷射控制装置及控制燃料喷射的方法

专利名称：用于内燃机的燃料喷射控制装置及控制燃料喷射的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射控制装置，以及一种控制内燃 机的燃料喷射的方法。
背景4支术
常规地，如图28所示，已知所谓的双针式燃料喷射控制装置(例如， 见日本专利申请^^艮No. 2006-152893 (JP-A-2006-152893 ))和日本专利 申请公报No. 2006-307832 (JP-A-2006-307832)，该控制装置配备有体部 110、外部针阀120、内部针阀130、喷嘴室140、控制室150、燃料供应通 道160、燃料流入通道170、燃料排出通道180和控制阀l卯。体部110在 其面对内燃机(尤其是柴油机)燃烧室的末端配备有第一喷射孔(第一喷 射孔组)111和第二喷射孔(第二喷射孔组)112,该笫二喷射孔112比笫 一喷射孔111更接近体部110的末端侧(在图28的下侧)。外部针阀120 被可滑动地容纳在体部110中以在外部针阀120的末端侧(在图28的下侧) 打开/关闭第一喷射孔111，并且呈管状。内部针阀130被可滑动地容納在 外部针阀120中以在内部针阀130的末端侧(在图28的下侧)打开/关闭 第二喷射孔112，并且呈棒状。喷嘴室140被设置于外部针岡120和内部 针阀130的末端侧，并且被设计成使得外部针阀120和内部针阀130中的 每一个在其末端侧接收由于作为喷嘴室"0内的燃料压力的轨压Per而在 阀打开方向上作用的力，并且在外部针阀120和内部针阀130分别处于它 们的开阀状态的情况下，喷嘴室140内的燃料被经由笫一喷射孔111和第 二喷射孔112朝燃烧室喷射。控制室150被设置于外部针阀120和内部针 阀130的背面侧(图28的上侧)，并JU皮设计成使得外部针阀120和内部针阀130中的每一个在其背面侧上接收由于作为控制室150内的燃料压力 的控制压力Pc而在阀关闭方向上作用的力。燃料供应通道160将用于生成 燃料的轨压Pcr的高压生成部(液压泵(未示出))和共轨(未示出)连 接到喷嘴室140。燃料流入通道170将燃料供应通道160连接到控制室150。 燃料排出通道180将控制室150连接到燃料箱(未示出)。控制阀190被 置于燃料排出通道180中以使燃料排出通道180连通/切断。
在图28中所示的双针式燃料喷射控制装置中，在打开处于其闭阀状态 的外部针阀120和处于其闭阀状态的内部针阀130 (将外部针阀120和内 部针阀130从其闭阀状态(提升量=0)改变到其开阀状态(提升量>0)) 时，控制阀19(H皮打开(从其闭阀状态改变到其开阀状态)。因而，燃料 被从控制室150通过燃料排出通道180排出，并且控制压力Pc从轨压Per 下降(同时，燃料从燃料供应通道160通过燃料流入通道170流入控制室 150)。
在图28中所示的双针式燃料喷射控制装置中，相比于内部针阀130， 外部针阀120具有较小的在背面侧的用于控制压力Pc的压力接收面积与在 末端侧的用于轨压Per的压力接收面积的比率。由于此比率的不同，"外 部针阀的阀打开压力，，(在外部针阀120从其闭阀状态转变到其开阀状态 的时刻的控制压力Pc)高于"内部针岡的阀打开压力"(在内部针阀130 (单独)从其闭阀状态转变到其开阀状态的时刻的控制压力Pc)。
因此，当从如上所迷的轨压Pcr下降的控制压力Pc达到"外部针阀的 阀打开压力"时，首先，只有外部针阀120打开(在图28中向上移动)。 结果，仅通过第一喷射孔(第一喷射孔组)111开始/执行燃料喷射。
此后，向上移动的外部针阀120的上端面(背面)靠接在内部针阀130 的凸缘部131的下表面上，并且外部针阀120和内部针阀130此后可仅成 一体地上升。外部针阀120和内部针阀130的此成一体的一体物下文也将 被称为"成一体的针阀"。
然后，当下降的控制压力Pc达到"成一体的针阀的阀打开压力"(在 作为该成一体的针阀的一部分的内部针阀130从其闭阀状态转变到其开阀状态的时刻的控制压力Pc)时，内部针阀130也打开(在图28中向上移 动)。结果，除了第一喷射孔lll之外，还通过第二喷射孔(笫二喷射孔 组)112开始/执行燃料喷射。
另一方面，在关闭如上所述处于其开阀状态的外部针阀120和内部针 阀130时，控制阀190被关闭(从其开阀状态改变为其闭阀状态)。因而， 在燃料被停止从控制室150通过燃料排出通道180排出的同时，燃料继续 通过燃料流入通道170流入控制室150。结果，控制压力Pc朝轨压Per升 高，成一体的针阀下降(在图28中向下移动)，并且内部针阀130首先关 闭。因而，第二喷射孔的燃料喷射被终止。随后，外部针阀120独立于内 部针阀130下降，并且也关闭。因而，第一喷射孔的燃料喷射也终止。这 样，通过控制控制阀l卯以控制该控制压力Pc,外部针阀120和内部针阀 130的提升量被调整，以执行燃料的喷射控制。
如同图28中所示的双针式燃料喷射控制装置的上述情况，在通过单个 开闭阀(控制阀190)控制单个控制室中的压力(控制压力Pc)以调整外 部针阀120和内部针阀130的提升量的情况下，外部针阀首先打开，然后 内部针阀打开。因此，如图29所示，在小喷射量的情况下，例如在当内燃 机的负荷小时的低负荷时，或者在主喷射之前执行的引燃喷射时，只有第 一喷射孔打开。在大喷射量的情况下，例如在当内燃机的负荷较大时的中 等/高负荷时，在第一喷射孔打开之后，第二喷射孔也打开。
考虑到以上所述，在图28中所示的双针式燃料喷射控制装置中，第一 喷射孔的直径和第二喷射孔的直径通常被分别设定为相对小和相对大。因 而，在小喷射量的情况下，燃料喷雾被从第一喷射孔以较大的喷雾角度喷 射，促进了燃料喷雾的雾化，并且排气中的烟尘量可被减少。在大喷射量 的情况下，燃料喷射能够被从第二喷射孔以高喷射率(每单位时间的喷射 量)执行，因此能够充分补偿不足的喷射率(从而能够实现总燃料喷射时 间的减少)o
在低负荷时，由于低燃烧温度，排气中的未燃烧的HC (包括甲烷并 且下文被称为"THC")的量趋向于大。因此，在低负荷时，对减少THC
12的排放量的需求大于对减少烟尘的排放量的需求。为了减少THC的排放 量，可想到抑制燃料喷雾在燃烧室中的扩散。这是因为抑制燃料喷雾的扩 散导致燃料喷雾所占据的区域的局部当量比增加，燃烧温度升高，从而使 得THC的排放量减少。
为了抑制燃料喷雾的扩散，可想到从具有大直径的喷射孔喷射燃料以 减少燃料喷雾的喷雾角度。还可想到从位于下侧(位于末端侧)的喷射孔 喷射燃料。这是因为，如图30所示，从位于下侧(位于末端侧)的喷射孔 喷射燃料使得燃料喷雾难以赶上通过活塞下降生成的挤流(squish stream)，并且由于挤流的影响而抑制燃料喷雾的扩散。
即，如图31中所示的试验结果所指示的，在低负荷时，随着喷射燃料 的喷射孔的位置降低，以及喷射孔的直径增加，THC的排放量减少。因而， 在低负荷时，需要首先打开内部针阀。
另一方面，在中等/高负荷时，由于燃烧温度高，排气中的烟尘量大。 因此，如上所述，对于减少烟尘的排放量存在高要求。为了减少烟尘的排 ;故量，可想到如上所述促进燃料喷雾在燃烧室中扩散(即，雾化)。
为了促进燃料喷雾的扩散，可想到从具有小直径的喷射孔喷射燃料以 增加燃料喷雾的喷雾角度。还可想到从位于上侧的喷射孔喷射燃料。这是 因为，如图30所示，从位于上侧的喷射孔喷射燃料4吏得燃料喷雾可容易地 赶上通过活塞下降而生成的挤流，并且由于挤流的影响而促进燃料喷雾的 扩散。即，如图31中所示的试验结果所指示的，在中等/高负荷时，随着 喷射燃料的喷射孔的位置升高，以及喷射孔的直径减小，烟尘的排放量减 少。因而，在中等/高负荷时，如在图28中所示的燃料喷射控制装置的情 况，需要首先打开外部针阀以主要通过位于上侧的喷射孔(第一喷射孔 111)执行燃料喷射。
此外，在喷射量非常大时的最大负荷的时刻附近，由于燃烧温度非常 高，排气中的烟尘排放量大，并且此外，因为在气缸内的温度因燃料喷射 时间段的总长度长而趋向于在燃料喷射时间段结束时变低的正时喷射燃 料，THC的排放量大。因此，需要减少总的燃料喷射时间段(即，用于确保高喷射率)以及需要减少烟尘排放量。因而，在最大负荷的时刻附近， 还需要外部针阀和内部针阀同时打开/关闭。
如上所述，所需的燃料喷射模式根据内燃机的工作范围而不同。因此， 为了充分满足这些需求，必需确保与工作范围相对应的燃料喷射模式具有
一定的自由度。但是，如上所述，在图28中所示的双针式燃料喷射控制装 置的情况下一一该装置被设计成使得外部针阀和内部针阀务必按此顺序打 开(即，该装置被设计成使得通过单个开闭阀控制单个控制室中的压力来 调整外部针阀和内部针阀的提升量)，所以存在不能确保燃料喷射模式的 自由度的问题。
为了解决此问题，可想到为外部针阀和内部针阀独立地提供控制室(位 于针阀背面侧的液压室)(即，外部控制室+内部控制室)，并且还独立 地提供用于控制外部控制室和内部控制室中的压力的开闭阀。
但是， 一般来说，这种开闭阀(控制阀)使用电磁体、压电元件等构 成，因而尺寸较大。因此，如果采取需要两个控制阀的上述构造，则会出 现新的问题，即整个装置的尺寸增加。

发明内容
本发明提供了 一种能够借助于单个控制阀确保燃料喷射模式对应于工 作范围具有一定的自由度的双针式燃料喷射控制装置，以及一种能够实现 相同目的的控制燃料喷射的方法。
根据本发明的 一个方面的燃料喷射控制装置配备有具有第 一喷射孔和 第二喷射孔的体部，外部针阀和内部针阀，喷嘴室，相互独立的外部控制 室和内部控制室，高压生成部，燃料供应通道，将该燃料流入通道连接到 该外部控制室的外部燃料流入通道，将该燃料供应通道连接到该内部控制 室的内部燃料流入通道，在上游端连接到该外部控制室的外部燃料流出通 道，在上游端连接到该内部控制室并且在下游端与该外部燃料流出通道的 下游端汇合的内部燃料流出通道，将外部燃料流出通道和内部燃料流出通 道的汇合部连接到燃料箱的燃料排出通道，设置于该燃料排出通道中以实现燃料排出通道的连通/切断的(单个)控制阀，以及设置于外部燃料流入 通道和内部燃料流入通道中的至少一个或者外部燃料流出通道和内部燃料 流出通道中的至少 一个中以根据轨压控制燃料的流动的自动阀。
在此构造中，外部燃料流入通道和内部燃料流入通道可分别设有孔口 ， 并且外部燃料流出通道和内部燃料流出通道可分别设有孔口 。第一喷射孔 的直径(第一喷射孔组的各孔的开口面积)可小于第二喷射孔的直径(第 二喷射孔组的各孔的开口面积)。"外部针阀的阀打开压力"可高于"内 部针阀的阀打开压力"。
根据此构造，用于使燃料排出通道连通/切断的(单个)控制阀被插置 于燃料排出通道内，该燃料排出通道将该外部燃料流出通道和内部燃料流 出通道的汇合部连接到燃料箱。因此，通过执行该单个控制阀的打开/关闭 控制来控制外部控制室和内部控制室中的压力(=外部控制压力和内部控 制压力)。
在此情况下，由于自动阀的作用，根据轨压控制通过用于使燃料流入 外部控制室和内部控制室的流道或用于使燃料从外部控制室和内部控制室 流出的流道的燃料的流动。因此，外部控制压力和内部控制压力可根据轨 压被相互独立地调节，并且外部针阀和内部针阀的提升量也可根据轨压被 相互独立地调节。
即，当轨压根据工作范围(例如，负荷、运转速度等)而改变时(例 如，当轨压随着负荷的增加和运转速度的增加而升高时)，可使用单个控 制阀确保对应于工作范围的燃料喷射模式的自由度。除了使用电磁体、压 电元件等以较大尺寸构造成的该单个控制阀，不再需要控制阀。因此，整 个装置可被制成为小尺寸，并且具有简单的构造。
在本发明的前述第一方面中，所述自动阀被插置于所迷外部燃料流出 通道中，并且被设计成当轨压等于或低于第一预定值时切断该外部燃料流 出通道，而当轨压高于该第 一预定值时使该外部燃料流出通道连通。
根据此构造，当轨压等于或低于第一预定值时(例如，在低负荷时)， 外部燃料流出通道被切断。因此，外部控制压力被保持在轨压，并且外部
15针阀没有打开。因而，只有内部针阀打开(即，只有具有大直径的第二喷 射孔打开)。即，也在低负荷时执行引燃喷射时，只有内部针阀打开。因 此，在低负荷时(包括在低负荷时执行引燃喷射时)，能够抑制燃烧室中
的燃料喷雾的扩散，并且可减少THC的排放量。
另一方面，当轨压高于第一预定值时(例如，在中等/高负荷时)，如 同图28中所示的前述装置的情况一样，外部针阀和内部针阀按此顺序打开 (即，具有小直径的第一喷射孔和具有大直径的第二喷射孔按此顺序打 开)。即，在中等/高负荷时在执行引燃喷射时，只有外部针阀打开。因此， 在中等/高负荷时(包括在中等/高负荷时执行引燃喷射时)，能够促进燃烧 室中的燃料喷雾的扩散(即，雾化)，并且可减少烟尘的排;^文量。
在本发明的第二方面，所述自动阀插置于所迷外部燃料流出通道中， 并且被设计成在所述轨压与所述内部控制压力之间的压差等于或低于预定 值时切断所述外部燃料流出通道，而在所述压差高于所述预定值时使所述 外部燃料流出通道连通。
根据此构造， 一旦内部控制压力由于控制阀的打开而从该轨压下降对 应该压差的值，则外部控制压力开始下降。因此，在小喷射量的情况下(即， 当控制阀的阀打开时间段短时)，在外部控制压力下降到上述"外部针阀 的阀打开压力"之前控制岡关闭。结果，外部针阀没有打开。即，在小喷 射量的情况下(例如，在引燃喷射、低负荷等时)，如同本发明的前述第 一情况一样，只有内部针阀可打开(即，只有具有大直径的第二喷射孔可 打开)。
另一方面，在大喷射量的情况下(即，当控制阀的阀打开时间段长时)， 外部控制压力可下降到上述"外部针阀的阀打开压力，，。但是，由于自动 阀的上述作用，外部控制压力开始下降时的定时,皮延迟，并且打开外部针 闹的定时因此也4皮延迟。结果，在大喷射量的情况下(一般来说，在中等/ 高负荷时)，与本发明的前述第一方面的情况相反，内部针阀和外部针阀 可按此顺序打开(即，具有大直径的第二喷射孔和具有小直径的第一喷射 孔可按此顺序打开)。即，在中等/高负荷时的喷射模式可被设定为与本发明的前述第一方面中的模式不同。
在本发明的笫三方面，提供了装配有允许从外部燃料流出通道或内部 燃料流出通道流出的燃料通过的第 一孔口的第 一燃料流出通道，和装配有 允许从外部燃料流出通道或内部燃料流出通道流出的燃料通过的第二孔口 的第二燃料流出通道，该第二燃料流出通道在其下端与第一燃料流出通道 的下游端汇合。第二孔口具有与所述第一孔口的节流部相比开口面积更大 的节流部。自动阀连接到外部燃料流出通道和内部燃料流出通道的下游端， 以及第 一燃料流出通道和第二燃料流出通道的上游端，并且"^殳计成当轨压 等于或低于第 一预定值时，将外部燃料流出通道连接到第 一燃料流出通道 以及将内部燃料流出通道连接到第二燃料流出通道，而当轨压高于第 一预 定值时，将外部燃料流出通道连接到第二燃料流出通道以及将内部燃料流 出通道连接到第一燃料流出通道。(单个)控制阀插置于将第一燃料流出 通道和第二燃料流出通道的汇合部连接到燃料箱的燃料排出通道中，并且 被设计成使该燃料排出通道连通/切断。
才艮据此构造，当轨压等于或低于第一预定值时(例如，在低负荷时)， 在控制阀处于其开阀状态的情况下，外部控制室中的燃料和内部控制室中 的燃料分别经由具有小节流直径的第 一孔口和具有大节流直径的第二孔口 排出到燃料箱。因此，内部控制压力比外部控制压力更快地下降。结果， 内部控制压力达到"内部针阀的阀打开压力，，要早于外部控制压力达到"外 部针阀的阀打开压力"。即，内部针阀和外部针阀按此顺序打开(即，具 有大直径的第二喷射孔和具有小直径的笫一喷射孔按此顺序打开)。即， 在低负荷时执行引燃喷射时只有内部针阀打开。因此，在低负荷时(包括 在低负荷时执行引燃喷射时)，能够抑制燃烧室中燃料喷雾的扩散，并且
能够减少THC的排放量。
另一方面，当轨压高于笫一预定值时(例如，在中等/高负荷时)，在 控制阀处于其开阀状态的情况下，外部控制室中的燃料和内部控制室中的 燃料分别经由具有大节流直径的第二孔口和具有小节流直径的第 一孔口排 出到燃料箱。即，与前述情况相反，外部控制压力比内部控制压力更快地下降。结果，外部针阀和内部针阀按此顺序打开(即，具有小直径的第一 喷射孔和具有大直径的笫二喷射孔按此顺序打开)。即，在中等/高负荷时
执行引燃喷射时，只有外部针阀打开。因此，在中等/高负荷时(包括在中 等/高负荷时执行引燃喷射时)，促进了燃烧室中燃料喷雾的扩散(即，雾 化)，并且能够减少烟尘的排放量。
在本发明的第四方面，所述内部燃料流入通道具有第 一 内部燃料流入 通道和第二内部燃料流入通道，以及所述自动阀插置于所述第二内部燃料
流入通道中，并且被设计成在所述轨压等于或低于第一预定值时切断所述 第二内部燃料流入通道，而在所述轨压高于所述第 一预定值时使所迷第二 内部燃料流入通道连通。
根据此构造，当轨压等于或低于第一预定值时(例如，在低负荷时)， 通过使控制阀处于其开阀状态，燃料仅经由第 一 内部燃料流入通道从燃料 供应通道流入内部控制室。当轨压高于第一预定值时(例如，在中等/高负 荷时)，燃料经由第一内部燃料流入通道和第二内部燃料流入通道从燃料 供应通道流入内部控制室。另一方面，燃料仅经由外部燃料流入通道从燃 料供应通道流入外部控制室而不依赖于轨压。
从前述描述中很明显，当轨压等于或低于第一预定值时，内部控制压 力可比外部控制压力更快地下降。结果，如同在前述本发明的第三方面的 情况下一样，内部针阀和外部针阀按此顺序打开(即，具有大直径的第二 喷射孔和具有小直径的第一喷射孔按此顺序打开)。因此，在低负荷时(包 括在低负荷时执行引燃喷射时)，能够抑制燃烧室中燃料喷雾的扩散，并
且能够减少THC的排放量。
另一方面，当轨压高于第一预定值时，外部控制压力可比内部控制压 力更快地下降。结果，如同在前述本发明的第三方面的情况下一样，外部 针阀和内部针阀按此顺序打开(即，具有小直径的第一喷射孔和具有大直 径的第二喷射孔按此顺序打开)，因此，在中等/高负荷时(包括在中等/ 高负荷时执行引燃喷射时)，促进了燃烧室中燃料喷雾的扩散(即，雾化)， 并且能够减少烟尘的排放量。在本发明的第四方面的修改示例中，所迷外部燃料流入通道具有第一 外部燃料流入通道和第二外部燃料流入通道，以及所述自动岡插置于所迷 第二外部燃料流入通道中，并且设计成在所迷轨压等于或低于笫一预定值 时使所述第二外部燃料流入通道连通，而在所述轨压高于所述第一预定值 时切断所述第二外部燃料流入通道。
根据此构造，当轨压等于或低于第一预定值时(例如，在低负荷时)， 通过使控制阀处于其开阀状态，燃料经由第 一外部燃料流入通道和第二外
部燃料流入通ii^燃料供应通道流入外部控制室。当轨压高于第 一预定值 时(例如，在中等/高负荷时)，燃料仅经由第一外部燃料流入通道从燃料 供应通道流入外部控制室。另一方面，燃料仅经由内部燃料流入通道从燃 料供应通道流入内部控制室而不依赖于轨压。
从前述描述中很明显，如同在本发明的前述第四方面的情况下一样， 当轨压等于或低于第一预定值时，内部控制压力可比外部控制压力更快地 下降，并且当轨压高于第一预定值时，外部控制压力可比内部控制压力更 快地下降。因此，能够实现与本发明的前述第四方面相同的作用和效果。
在本发明的第五方面，还提供了将燃料供应通道连接到外部控制室的 第二外部燃料流入通道，以及第二自动阀，所述第二自动阀插置于所述第
二外部燃料流入通道中，以在所述轨压等于或低于比所述第一预定值大的 第二预定值时切断所述第二外部燃料流入通道，而在所述轨压高于所述第 二预定值时使所述第二外部燃料流入通道连通。所述第二外部燃料流入通 道与所述外部燃料流入通道不同。
根据此构造，在轨压高于笫一预定值的情况下(例如，在中等/高负荷 时)，尤其仅在轨压高于第二预定值(>第一预定值)时(例如，在最大负 荷时刻附近)，可实现与本发明的前迷第一方面不同的作用和效果。
即，当轨压高于第二预定值时，在控制阀打开期间或者在控制阀关闭 之后，燃料从燃料供应通道经由第二外部燃料流入通道以及外部燃料流入 通道流入外部控制室。即，与本发明的前述第一方面相比，外部控制压力 可在控制阀打开期间更慢地下降，并且在控制阀关闭之后更快地增加。换
19句话说，与本发明的前述第一方面相比，打开外部针阀的定时可被延迟， 并且关闭外部针阀的定时可被提前。
因此，外部针阀和内部针阀可实质上同时打开/关闭。因此，与本发明 的前述第一方面相比，在最大负荷时刻附近，能够缩短燃料喷射的总时间 段(从而能够确保较高的喷射率)。
从前述描述中很清楚，使用电磁体、压电元件等构造成的并且借助于 电信号被控制的阀可被用作本发明的前述方面中的每一个中采用的自动 阀。但是，如上所述，这种阀的尺寸大。因此，本发明的前述方面中的每 一个中采用的自动岡可使用阀芯构造而成，该阀芯在接收到燃料的压力时 工作而无需借助于电信号。根据此构造，自动阀可构造成具有小的尺寸。 结果，能够进一步减小整个装置的尺寸。
在本发明的前述第 一方面，所述自动阀可配备有用于使所述外部燃料 流出通道连通/切断的阀芯，并且可设计成使得所述阀芯在其一个端侧接收 由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在另一个端侧接收由于弹性 件的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作而无需 借助于电信号。
在本发明的前述第二方面，所述自动阀可配备有用于使所迷外部燃料 流出通道连通/切断的阀芯，并且可设计成使得所述阀芯在其一个端侧接收 由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在另一个端侧接收由于所述 内部控制压力和弹性件的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且才艮据 所述压差工作而无需借助于电信号。
在本发明的前述第三方面，所述自动阀可配备有对关于所述外部燃料 流出通道和所述内部燃料流出通道如何连接到所述第 一燃料流出通道和所 述第二燃料流出通道的关系进行切换的阀芯，并且可被设计成使得所述阀 芯在其一端侧接收由所述轨压所引起的力，在其另 一端侧接收弹性件的推 动力，并且才艮据所述轨压工作而无需借助于电信号。
在本发明的前述第四方面，所述自动阀可配备有用于使所述第二内部
燃料流入通道连通/切断的阀芯，并且可i殳计成使得所述阀芯在其一个端侧接收由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在另一个端侧接收由于
弹性件的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且4艮据所迷轨压工作而 无需借助于电信号。
在本发明的前述第四方面的修改示例，所述自动阀可配备有用于使所 述第二外部燃料流入通道连通/切断的阀芯，并且可设计成使得所述阀芯在
其一个端侧接收由于所述轨压而在阀关闭方向上起作用的力，在另一个端 侧接收由于弹性件的推动力而在阀打开方向上起作用的力，并且根据所述 轨压工作而无需借助于电信号。
在本发明的前述第五方面，所述自动阀可配备有用于使所述外部燃料 流出通道连通/切断的阀芯，并且可设计成使得所述阀芯在其一个端侧接收 由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在另一个端侧接收由于弹性 件的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作而无需 借助于电信号；以及所述笫二自动阀可配备有用于使所述第二外部燃料流 入通道连通/切断的第二阀芯，并且可设计成使得所述第二阀芯在其一个端 侧接收由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在另一个端侧接收由 于弹性件的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作 而无需借助于电信号。
本发明的第六方面提供了 一种控制燃料喷射装置的方法。该燃料喷射 装置包括体部，所述体部在其面对内燃机的燃烧室的末端部配备有第一 喷射孔和第二喷射孔，所迷第二喷射孔比所述第一喷射孔更接近所述体部 的末端侧；管状的外部针阀，所述外部针阀可滑动地容纳于所述体部内， 以在所述外部针阀的末端侧打开/关闭所述第一喷射孔；棒状的内部针阀， 所述内部针阀可滑动地容纳于所述外部针阀内部，以在所述内部针阀的末 端侧打开/关闭所述第二喷射孔；喷嘴室，所述喷嘴室设置于所述外部针阀 和所述内部针阀的末端侧，并且被设计成使得所述外部针阀和所迷内部针 阀中的每一个均在所述针阀的末端侧接纳由于作为所述喷嘴室内部的燃料 的压力的轨压而在阀打开方向上起作用的力，并^f吏得在所迷外部针阀和所 述内部针阀分别处于所述针阀的开阀状态的情况下，所述喷嘴室内部的燃料^L经由所述第一喷射孔和所述第二喷射孔朝所述燃烧室喷射；外部控制 室，所述外部控制室设置于所述外部针阀的背面侧(backside),并且被 设计成使得所述外部针阀在其背面侧接纳由于作为所述外部控制室内部的 燃料的压力的外部控制压力而在阀关闭方向上起作用的力；独立于所述外
部控制室的内部控制室，所述内部控制室设置于所述内部针阀的背面侧，
内部的燃料的压力的内部控制压力而在阀关闭方向上起作用的力；高压生 成部，所述高压生成部用于将燃料的压力转变成所述轨压；燃料供应通道， 所述燃料供应通道将所述高压生成部连接到所述喷嘴室；外部燃料流入通
内部燃料流入通道，所述内部燃料流入通道将所述燃料供应通道连接到所 述内部控制室；外部燃料流出通道，所述外部燃料流出通道在其上游端连 接到所述外部控制室；内部燃料流出通道，所述内部燃料流出通道在其上 游端连接到所述内部控制室并且在其下游端与所述外部燃料流出通道的下 游端汇合；燃料排出通道，所述燃料排出通道将所述外部燃料流出通道与 所述内部燃料流出通道的汇合部连接到燃料箱；控制阀，所述控制阀插置 于所述燃料排出通道中，以使所述燃料排出通道连通/切断；以及自动阀， 所述自动阀插置于所述外部燃料流入通道和所述内部燃料流入通道中的至 少一个或所述外部燃料流出通道和所述内部燃料流出通道中的至少一个 中，以根据所述轨压控制燃料的流动。该方法包括控制所述控制阀以控制 所述外部控制压力和所述内部控制压力，使得在执行燃料的喷射控制时， 所述外部针阀和所述内部针阀的提升量,皮相互独立地调节。


本发明的前述和其它目标、特征和优点将从下文参照附图对示例性实 施例的描述中变得清楚，其中类似的标号被用于指示类似的元件，附图中
图1是根据本发明的第一实施例的整个燃料喷射控制装置的示意性构 造视图；图2是示出轨压与发动机转速和负荷如何相关的曲线图3由示出在低轨压时本发明的第一实施例的工作的示例的时序图组
成；
图4由示出在中等/高轨压时本发明的第一实施例的工作的示例的时序 图组成；
图5是才艮据本发明的第二实施例的整个燃料喷射控制装置的示意性构 造视图6由示出在小喷射量的情况下本发明的笫二实施例的工作的示例的 时序图组成；
图7由示出在大喷射量的情况下本发明的笫二实施例的工作的示例的 时序图组成；
图8是根据本发明的第二实施例的修改示例的整个燃料喷射控制装置 的示意性构造枧图9由示出在小喷射量的情况下本发明的第二实施例的修改示例的工 作的示例的时序图组成；
图10由示出在大喷射量的情况下本发明的第二实施例的修改示例的 工作的示例的时序图组成；
图11是根据本发明的第三实施例的整个燃料喷射控制装置的示意性 构造视图12由示出在低轨压时本发明的第三实施例的工作的示例的时序图 组成；
图13由示出在中等/高轨压时本皮明的第三实施例的工作的示例的时 序图组成；
图14是根据本发明的第四实施例的整个燃料喷射控制装置的示意性 构造视图15由示出在低轨压时本发明的第四实施例的工作的示例的时序图 组成；
图16由示出在中等/高轨压时本发明的第四实施例的工作的示例的时序图组成；
图17是根据本发明的第四实施例的修改示例的整个燃料喷射控制装 置的示意性构造-见图18是根据本发明的第五实施例的整个燃料喷射控制装置的示意性 构造视图19由示出在低轨压时本发明的第五实施例的工作的示例的时序图 组成；
图20由示出在中等轨压时本发明的第五实施例的工作的示例的时序 图组成；
图21由示出在高轨压时本发明的第五实施例的工作的示例的时序图 组成；
图22是示出燃料喷射模式与负荷和发动机转速如何相关的曲线图； 图23是才艮据本发明的第一实施例的自动阀在处于其切断状态时的主 剖视图24是根据本发明的第一实施例的自动阀在处于其连通状态时的主 剖视图25是根据本发明的第一实施例的修改示例的自动阀在处于其切断 状态时的主剖视图26是根据本发明的第二实施例的自动阀在处于其切断状态时的主 剖视图27是根据本发明的第二实施例的自动阀在处于其连通状态时的主 剖浮见图28是传统的燃料喷射控制装置整体的示意性构造视图； 图29是根据图28中所示的燃料喷射控制装置的燃料喷射模式的视图； 图30是用于解释喷射孔的位置与由挤流造成的燃料喷雾的扩散度如 何相关的视图31是示出表示THC的量和烟尘量与喷射孔的位置和喷射孔的直径 如何相关的试验结果的曲线图。
2具体实施例方式
下文将参照附图描述根据本发明的内燃机的燃料喷射控制装置的各个 实施例。
(第一实施例)图l示出根据本发明的第一实施例的内燃机(柴油发
动机)的整个燃料喷射控制装置10的示意性构造。此燃料喷射控制装置 IO配备有用于抽吸/排出燃料箱T中储存的燃料的燃料泵20;被供给从 燃料泵20排出的高压(下文被称为"轨压Pcr")下的燃料的共轨30;被 从共轨30通过燃料供应通道Cl供给处于轨压Per下的燃料的喷射器40, 该喷射器40用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室(未示出)中；和用于控制 燃料泵20以及喷射器40的ECU 50。燃料泵20和共轨30对应于"高压 生成部"。
在图1中，示出被从共轨30通过单个燃料供应通道C1供给处于轨压 Per的燃料的单个喷射器40。但是，实际上，分别为内燃机的多个燃烧室 提供啧射器40和燃料供应通道Cl，并且每个喷射器40通过对应的一个燃 料供应通道Cl单独连接到共轨30。在下文的描述中，为了便于解释，各 个附图的上部和下部可被分别简称为"上"和"下"。
燃料泵20被i殳计成使得能够通过来自ECU 50的指令调整被抽吸入该 燃料泵20中的燃料的流量。因而，能够调整轨压Pcr。更具体地说，如图 2所示，轨压Per净皮调整为这样的值，该值随着内燃机的负荷(转矩)增 加以及内燃机的转速增加而变大。
喷射器40主要配备有圆筒状的外部针阀42,该外部针阀42被容纳 在体部41内部的预定空间内，可沿其轴向方向(竖直方向)滑动；圆柱状 的内部针阀43,该内部针阀43被同轴地和液密性地容纳在外部针阀42内， 可相对于外部针岡42沿其轴向方向(竖直方向)滑动；设置在体部41内 作为开闭阀的自动阀44;和设置于体部41内作为开闭阀的控制阀45。
外部针阀42和内部针阀43液密性地将上迷预定空间分隔成喷嘴室 Rl、外部控制室R2和内部控制室R3。喷嘴室Rl ^没置于外部针阀42和内部针阀43的末端侧(下端侧)。相互独立的外部控制室R2和内部控制 室R3分别设置于外部针阀42和内部针阀43的背面侧(上端侧)。
喷嘴室Rl与燃料供应通道C1连通，并且喷嘴室Rl中的燃料的压力 等于上述轨压Pcr。喷嘴室Rl与多个第一喷射孔(第一喷射孔组)41a和 多个第二喷射孔(第二喷射孔组)41b连通，该第一喷射孔41a以面对燃 烧室的方式设置于体部41的末端部，该第二喷射孔41b比第一喷射孔41a 更接近体部41的末端侧(下侧)。第一喷射孔41a中的每一个的直径小于 第二喷射孔41b中的每一个的直径。
在外部针阀42和内部针阀43的末端部(下端部)分别形成圆锥形的 外锥形部和圆锥形的内锥形部，它们的直径分别朝外部针阀42和内部针阀 43的末端减小。在外部针阀42 (内部针阀43)已经在上述预定空间内下 降从而外锥形部(内锥形部)靠接在体部41的末端部的面对喷嘴室Rl的 内表面(阀座表面)上的状态(图l所示的状态)下，第一喷射孔41a(第 二喷射孔41b)被与喷嘴室Rl隔断。在此状态下，没有燃料经由第一喷射 孔41a (第二喷射孔41b )被喷射。
此状态在下文还将被称为外部针阀42 (内部针阀43)的闭阀状态。作 为外部针阀42 (内部针阀43 )的提升量的外部针阀提升量(内部针阀提升 量)指的是外部针阀42 (内部针阀43 )从此状态的向上移动量(上升量)。 即，在外部针阀42 (内部针阀43)如图1所示处于其闭阀状态时，外部针 阀提升量(内部针阀提升量)为"0"。
另一方面，当外部针阀42 (内部针阀43)从其闭阀状态向上移动(上 升)并且外锥形部(内锥形部)移离阀座表面时，第一喷射孔41a (第二 喷射孔41b )与喷嘴室Rl连通。在此状态(即，外部针阀提升量(内部针 阀提升量)>0)下，经由第一喷射孔41a (第二喷射孔41b)喷射燃料。 此状态在下文还将净皮称为外部针阀42 (内部针阀43)的开阀状态。在下文 的描述中，从开阀状态到闭阀状态的转变将被称为"阀关闭"，从闭阀状 态到开阀状态的转变将被称为"阀打开"。
外部针阀42和内部针阀43中的每一个在其下端侧接收喷嘴室Rl中的压力(=上述轨压Per)——该压力施加在外部针阀42和内部针阀43中 的每一个的对应的预定压力接收面积上，从而接收在阀打开方向上(向上) 起作用的力。另一方面，外部针阀42和内部针阀43中的每一个在其上端 侧接收外部控制室R2中的压力(=外部控制压力Pco)和内部控制室R3 中的压力(=内部控制压力Pci)——所迷压力施加在外部针阀42和内部 针阀43中的每一个的对应的预定压力接收面积上，从而接收在阀关闭方向 上(向下)起作用的力。
另外，在喷嘴室Rl和内部控制室R3内分别设置有用于恒定地沿阀关 闭方向推动外部针阀42和内部针阀43的螺旋弹簧46和47。螺旋弹簧46 和47被提供用于防止例如出现下述情况在例如在燃料泵20的工作停止 期间轨压Per低或类似情况下，燃料由于外部针阀42和内部针阀43的打 开而流出至燃烧室。
如稍后将描述的，外部控制压力Pco和内部控制压力Pci可通过阀45 的打开/关闭控制而改变。当外部控制压力Pco (内部控制压力Pci)减小 到低于轨压Pcr的一定压力(外部针阀的阀打开压力(内部针阀的阀打开 压力))时，外部针阀42 (内部针阀43)打开。
在本发明的第一实施例中，位于外部针阀42的上端侧的外部控制压力 Pco的上述压力接收面积与位于外部针阀42的下端侧的轨压Per的上述压 力接收面积的比小于位于内部针阀43的上端侧的内部控制压力Pci的上述 压力接收面积与位于内部针阀43的下端侧的上述压力接收面积的比。因 而，"外部针阀的闹打开压力，，(在外部针阀42进行从其闭岡状态到其开 阀状态的转变的时刻的外部控制压力Pco)高于"内部针阀的阀打开压力" (在内部针阀43进行从其闭阀状态到其开阀状态的转变的时刻的内部控 制压力Pci)。
外部控制室R2 (内部控制室R3)经由配备外部流入孔口 Z2 (内部流 入孔口 Z3 )的外部燃料流入通道C2 (内部燃料流入通道C3 )连接到燃料 供应通道Cl。因而，根据轨压Per与外部控制压力Pco (内部控制压力 Pci)之间的压力差，燃料从燃料供应通道Cl通过外部燃料流入通道C2(内部燃料流入通道C3 )流入外部控制室R2 (内部控制室R3 )。在本发 明的第一实施例中，外部流入孔口 Z2的节流直径小于内部流入孔口 Z3的 节流直径。
外部控制室R2 (内部控制室R3)连接到配备外部流出孔口 Z4 (内部 流出孔口 Z5)的外部燃料流出通道C4(内部燃料流出通道C5)的上游端。 外部燃料流出通道C4还具有能够打开/关闭外部燃料流出通道C4的自动 阀44。在本发明的第一实施例中，外部流出孔口 Z4的节流直径与内部流 出孔口 Z5的节流直径相同。
外部燃料流出通道C4和内部燃料流出通道C5的下游端在汇合部Y 相互汇合，并且汇合部Y经由燃料排出通道C6连接到燃料箱T。燃料排 出通道C6具有能够打开/关闭燃料排出通道C6的控制阀45。
因而，当自动阀44和控制阀45都处于它们的开阀状态时，外部控制 室R2与燃料箱T连通，并且根据外部控制压力Peo与燃料箱T中的燃料 的压力(=大气压力)之间的差，燃料通过外部燃料流出通道C4和燃料排 出通道C6从外部控制室R2排出到燃料箱T。另一方面，当自动阀44或 控制阀45处于其闭阀状态时，外部控制室R2与燃料箱T隔断。因而，上 述从外部控制室R2到燃料箱T的燃料排出孝皮禁止。
不管自动阀44的打开/关闭状态如何，当控制阀45处于其开阀状态时， 内部控制室R3与燃料箱T连通，并且根据内部控制压力Pci与燃料箱T 中的燃料的压力(=大气压力)之间的压力差，燃料通过内部燃料流出通道 C5和燃料排出通道C6从内部控制室R3排出到燃料箱T。另一方面，不 管自动阀44的打开/关闭状态如何，当控制阀45处于其闭阀状态时，内部 控制室R3与燃料箱T隔断。因而，上i^内部控制室R3到燃料箱T的 燃料排出被禁止。
自动阀44为两位置两端口式开闭阀，并且如图23所示配备有用于打 开/关闭外部燃料流出通道C4的阀芯44a。阀芯44a在其上表面接收被从 燃料供应通道Cl经由流道C7 (见图1)提供的轨压Per,并因而接收向 下(在阀打开方向上)作用的力。另一方面，阀芯44a在其下表面接收由
28于螺4t弹簧44b的推动力而向上(在阀关闭方向上)作用的力。
因而，阀芯44a根据轨压Pcr而工作。结果，当轨压Pcr等于或低于 第一预定值Pcrrefl (见图2)时(下文还,皮称为"在低轨压时")，自动 阀44切断外部燃料流出通道C4 (见图23)，并且当轨压Pcr高于第一预 定值Pcrrefl时(在下文还被称为"在中等/高轨压时")，自动阀44使得 外部燃料流出通道C4连通(见图24)。
控制阀45是才艮据一种已知构造的两位置两端口式电;P兹开闭阀，并且可 通过来自ECU 50的指令而打开/关闭燃料排出通道C6。如上所述，自动 阀44使用阀芯构成，该阀芯在接收到燃料的压力时工作而无需借助于电信 号。因此，与作为电磁开闭阀的控制阀45相比，自动阀44可以构造成小 得多的尺寸。
接下来，将参照图3和4描迷此燃料喷射控制装置10的工作的示例。 首先，将描述图3。
图3中所示的各条实线指示在低轨压时在时间点tA和tB之间控制阀 45被保持处于其开阀状态的示例性情况。假定在图3所示的示例中(以及 其它附图所示的示例中)轨压Pcr被保持恒定。
如上所述，在低轨压时，自动阀44被保持处于其关闭状态，因而外部 燃料流出通道C4保持切断。因此，在此情况下，外部控制压力Pco被保 持为轨压Pcr，并且外部针阀42没有打开(外部针阀提升量被保持为"0")。 因此，第一喷射孔41a的喷射率^皮保持为"0"。
当控制阀45在时间点tA通过来自ECU 50的指令而打开时，在时间 点tA之后，燃料通过内部燃料流出通道C5从内部控制室R3排出，并且 内部控制压力Pci从轨压Per下降。才艮据内部控制压力Pci的此下降，燃 料从燃料供应通道Cl通过内部燃料流入通道C3流入内部控制室R3。
结果，内部控制压力Pci从轨压Per以一定速度下降，该速度与流过 内部流出孔口 Z5的燃料的流出流量(内部流出孔口流量Qouti)和流过内 部流入孔口 Z3的燃料的流入流量(内部流入孔口流量Qini)之间的差 (=Qouti-Qini)相对应。当在时间点tA之后下降的内部控制压力Pci在时间点tC达到上述"内 部针阀的阀打开压力"时，内部针阀43打开(内部针阀提升量从"0"开 始增加)。结果，开始从第二喷射孔41b进行燃料喷射。
在时间点tC之后，内部针阀43以一定速度升高到与最大提升量相对 应的位置，该速度对应于内部控制室R3中的燃料的体积的减少速度 (=Qouti-Qini),并且此后被保持在与最大提升量相对应的位置。与此同 时，继续从第二喷射孔41b进行燃料喷射。
在时间点tC之后，由于位于内部针阀43的下端侧的轨压Per的压力 接收面积的增加，以及由内部针阀提升量的增加导致的内部控制室R3的 体积的减小，内部控制压力Pci暂时从"内部针阀的阀打开压力，，升高， 然后在保持低于轨压Per的同时改变。
当在时间点tB,控制阀45通过来自ECU 50的指令而关闭时，从内 部控制室R3通过内部燃料流出通道C5的燃料排出被暂停，并且在时间点 tB之后，通过内部燃料流入通道C3向内部控制室R3的燃料流入继续。 结果，在时间点tB之后，内部控制压力Pci朝轨压Pcr增加，并且在稍晚 于时间点tB的时间点tD之后，内部针阀43以与内部控制室R3的体积的 增加速度(=Qini)相对应的速度下降。然后，当内部针阀提升量变为"0" 时，内部针阀43关闭，并且从第二喷射孔41b的燃料喷射终止。
如上所述，在低轨压时(因此，在低负荷时，见图2)，只有内部针 阀43打开，并且仅从第二喷射孔41b喷射燃料。因此，如图3中的虛线所 示，在低轨压时，控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷射也从第二喷射孔 41b执行。
这里应指出，如上所述，第二喷射孔41b位于下侧并且具有大的直径。 因此，如上所述，在本发明的第一实施例中，在低轨压时、即在低负荷时 (包括在低负荷时执行引燃喷射时)，能够抑制燃烧室中的燃料喷雾的扩 散，并且能够减少THC的排放量。
接下来，将描述图4。图4中所示的各条实线指示在中等/高轨压时在 时间点tA和tB之间控制阀45被保持在其开阀状态的情况。如上所述，在中等/高轨压时，自动阀44被保持在其打开状态，因此 外部燃料流出通道C4保持连通。因而，在此情况下，在自动阀44处于其 开阀状态时外部控制压力Pco从轨压Per降低，并且外部针阀42与内部针 阀43同样打开。
下文将具体描述外部针阀42的工作。当在时间点tA，控制阀45通过 来自ECU 50的指令打开时，在时间点tA之后，燃料从外部控制室R2通 过外部燃料流出通道C4排出，并且外部控制压力Pco从轨压Per下降。 根据外部控制压力Pco的此下降，燃料从燃料供应通道Cl通过外部燃料 流入通道C2流入外部控制室R2。
结果，外部控制压力Pco以一定速度从轨压Pcr下降，该速度对应于 流过外部流出孔口 Z4的燃料的流出流量(外部流出孔口流量Qouto )与流 过外部流入孔口 Z2的燃料的流入流量(外部流入孔口流量Qino)之间的 差(=Qouto-Qino )。
当在时间点tA之后下降的外部控制压力Pco在时间点tE达到上述"外 部针阀的阀打开压力"时，外部针阀42打开(外部针阀提升量从"0"开 始增加)。结果，开始从第一喷射孔41a喷射燃料。
在时间点tE之后，外部针阀42以对应于外部控制室R2中的燃料的 体积的减少速度(=Qouto-Qino )的速度上升到对应于最大提升量的位置， 并且此后被保持在对应于最大提升量的位置。与此同时，继续从第一喷射 孔41a进行燃料喷射。
在时间点tE之后，由于位于外部针阀42的下端侧的轨压Pcr的压力 接收面积的增加，以及由外部针阀提升量的增加导致的外部控制室R2的 体积的减小，外部控制压力Pco暂时从"外部针阀的阀打开压力，，增加， 然后在保持低于轨压Per的同时改变。
当在时间点tB，控制阀45通过来自ECU 50的指令而关闭时，从外 部控制室R2通过外部燃料流出通道C4的燃料排出被暂停，并且在时间点 tB之后，通过外部燃料流入通道C2向外部控制室R2内的燃料流入继续。 结果，在时间点tB之后，外部控制压力Pco朝轨压Pcr增加，并且在稍晚于时间点tB的时间点tF之后，外部针阀42以与外部控制室R2中的燃料 的体积的增加速度(=Qino)相对应的速度下降。然后，当外部针阀提升 量变为"0"时，外部针阀42关闭，并且从第一喷射孔41a的燃料喷射终 止。
另一方面，关于内部针阀43,如同图3中所示的示例的情况一样，内 部针阀提升量在时间点tC从"0"开始增加，并且在时间点tD开始从最 大提升量减小。
这里应指出，外部针阀提升量从"0"开始增加的时刻tE早于内部针 阀提升量从"0"开始增加的时刻tC。这是基于以下事实，即"外部针阀 的阀打开压力"高于"内部针阀的阀打开压力，，。外部针阀提升量开始从 最大提升量减小的时刻tF晚于内部针阀提升量开始从最大提升量减小的 时刻tD。这;1^基于以下事实，即外部流入孔口 Z2的节流直径小于内部流 入孔口 Z3的节流直径。
如上所述，在中等/高轨压时(因此，在中等/高负荷时，见图2)，外 部针阀42和内部针阀43按此顺序打开，并且内部针阀43和外部针阀42 按此顺序关闭。即，主要从第一喷射孔41a执行燃料喷射。因此，如图4 中的虛线所示，在中等/高轨压时，控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷 射也从第一喷射孔41a执行。
这里应指出，如上所述，第一喷射孔41a位于上侧并且具有小的直径。 因而，如上所述，在本发明的第一实施例中，在中等/高轨压时、即在中等 /高负荷时(包括在中等/高负荷时执行引燃喷射时)，促进了燃料喷雾在燃 烧室中的扩散(即，雾化)，并且能够减少烟尘的排放量。
如上所述，才艮据本发明的燃料喷射控制装置的第一实施例，作为用于
料排出通道C6内，该通道C6将外部燃料流出通道C4和内部燃料流出通 道C5的汇合点Y连接到燃料箱T。另外，自动阀44被置于外部燃料流出 通道C4内，该自动阀44用于当轨压Per等于或低于第 一预定值Pcrrefl 时切断外部燃料流出通道C4,并且在轨压Per高于第一预定值Pcrrefl时使外部燃料流出通道C4连通。
由于此单个控制阀45的打开/关闭控制的执行以及自动阀44的工作， 外部控制室R2和内部控制室R3中的压力(=外部控制压力Pco和内部控 制压力Pci) ^皮相互独立地控制，并且从第一喷射孔41a和第二喷射孔41b 的燃料喷射模式可根据轨压Pcr而改变。从前述描迷中很清楚，通过控制 单个控制阀45能够确保对应于工作范围的燃料喷射模式的自由度。
在此构造中，除了使用电磁体以较大尺寸构造成的单个控制阀45之 外，不再需要控制阀。另外，自动阀44使用在接收到燃料的压力时打开而 无需借助于电信号的阀芯44a构造成，因此可构造成具有比控制阀45小得 多的尺寸。从前述描述中很清楚，根据本发明的第一实施例，整个装置可 制成具有较小的尺寸，且具有简单的构造。
(第二实施例)接下来，将描述才艮据本发明的第二实施例的内燃机的 燃料喷射控制装置10。图5示出根据本发明的第二实施例的整个装置的示 意性构造。在本发明的此第二实施例(以及本发明的其它实施例)中，与 本发明的第 一实施例中相同的构造细节/元件分别;故用与本发明的第 一实 施例中相同标号指示。
本发明的此第二实施例与其中自动阀44根据轨压Per自身而工作的前 述本发明的第一实施例的不同之处仅在于，自动阀44根据轨压Pcr与内部 控制压力Pci之间的压力差AP ( =Pcr-Pci)而工作。
更具体地说，如图26所示，本发明的第二实施例的自动阀44与本发 明的第一实施例的自动阀44的不同之处仅在于，阀芯44a的下表面接收从 内部燃料流出通道C5经由流道C9(见图5)提供的内部控制压力Pci，进 一步接收向下(在阀打开方向上)作用的力。
因而，阀芯44a才艮据压力差AP ( -Pcr-Pci)工作。结果，当压力差 AP等于或低于预定值APref时，自动阀44切断外部燃料流出通道C4 (见 图26);并且当压力差AP高于预定值APref时，自动阀44使外部燃料流 出通道C4连通(见图27)。
如上所述，此自动岡44也使用与前述本发明的第 一实施例的情况相同的在接收到燃料的压力时工作而无需借助于电信号的阀芯构造成。因此，
自动阀44可构造成具有比作为电磁开闭阀的控制阀45小得多的尺寸。
接下来，将参照图6和7描述本发明的第二实施例的工作的示例。首 先，将描述图6。
图6中所示的各条实线指示在喷射量小时、例如在引燃喷射时，在时 间点tA和tB之间控制阀45被保持在其开阀状态的示例性情况。在本发明 的此笫二实施例中，只有在时间点tG和tH之间，即在内部控制压力Pci 等于或低于压力(Pcr-APref)时，自动阀44处于其开岡状态。
即，即使当控制阀45在时间点tA打开时，外部控制压力Pco仍被保 持为轨压Pcr，直到内部控制压力Pci达到压力(Per 一 APref)时的时间点 tG，并且在时间点tG开始下降。即，外部控制压力Pco开始下降时的定 时被延迟。因此，在小喷射量的情况下(即，当控制阀45的阀打开时间段 tA至tB短时)，如图6所示，在外部控制压力Pco下降到"外部针阀的 阀打开压力"之前，控制阀45响应于时间点tB的到来而关闭。
结果，外部针阀42没有打开。因此，在小喷射量的情况下(例如，在 引燃喷射、低负荷等时)，如前述本发明的第一实施例的情况一样，只有 内部针阀43可打开(即，只有具有大的直径的第二喷射孔41b可打开)。
接下来将描述图7。图7中所示的各条实线指示在燃料喷射量大时， 在时间点tA和tB之间控制阀45被保持在其开阀状态的示例性情况。在此 情况下，不同于图6中所示的情况,控制阀45的阀打开时间段tA至tB长。 因此，外部控制压力Pco下降到"外部针阀的阀打开压力，，，并且外部针 阀42在时间点tB到来之前在时间点tE打开。
但是，如上所述，外部控制压力Pco开始下降的定时被延迟。因此， 作为打开外部针阀42的定时的时间点tE也^迟。结果，在大喷射量的 情况下(一般来说，在中等/高负荷时)，与前迷本发明的第一实施例的情 况相反，内部针阀和外部针阀按此顺序打开。即，在中等/高负荷时的喷射 模式可孝皮设定为与前述本发明的第一实施例中不同。
如上所述，根据本发明的燃料喷射控制装置的第二实施例，在小喷射量的情况下(例如，在引燃喷射、低负荷等时)，如同前述本发明的第一
实施例的情况一样，只有内部针阀43可打开。另夕卜，在大喷射量的情况下 (一般来说，在中等/高负荷时)，喷射模式可被设定为与前述本发明的第 一实施例中不同。
(第二实施例的修改示例)接下来，将描述根据本发明的第二实施例 的修改示例的内燃机的燃料喷射控制装置10。图8示出根据本发明的第二 实施例的此修改示例的整个装置的示意性构造。本发明的第二实施例的此 修改示例与其中外部燃料流出通道C4的下游端与内部燃料流出通道C5的 下游端在汇合点Y汇合的前述本发明的第二实施例的不同之处仅在于，外 部燃料流出通道C4在其下游端在位于控制阀45下游的位置连接到燃料排 出通道C6。
图9和10示出本发明的第二实施例的此^f资改示例的工作的示例。图9 和10分别对应于图6和7。图9示出在例如引燃喷射时喷射量小的示例。 图IO示出喷射量大的示例。
在本发明的第二实施例的此修改示例中，在自动阀44在时间点tG打 开之后在自动阀44上游和下游的区域之间的压力差比前述本发明的第二 实施例高出与控制阀45中的压力损失相对应的值。因此，在时间点tG之 后的外部流出孔口流量Qouto高于前述本发明的第二实施例中的值。因此， 在时间点tG之后外部控制压力Pco的下降比前迷本发明的第二实施例中 快。
另外，即使当控制阀45在时间点tB关闭时，外部控制室R2仍与燃 料箱T连通，直到此后自动阀44在时间点tH关闭。即，在前迷本发明的 第二实施例中外部控制压力Pco在时间点tB开始朝轨压Per升高，但是在 本发明的第二实施例的此修改示例中该外部控制压力Pco在晚于时间点tB 的时间点tH开始朝轨压Per升高。
图9示出这样的示例由于控制阀45的阀打开时间段tA至tB短，尽 管在当自动阀44打开时的时间点tG之后外部控制压力Pco快速下降，但 是在外部控制压力Pco下降到"外部针阀的阀打开压力"之前，自动阀44
35响应于时间点tH的到来而关闭。
结果，外部针阀42没有打开。因此，在小喷射量的情况下(例如，在 引燃喷射、低负荷等时)，如同前述本发明的第二实施例的情况一样，只 有内部针阀43可被打开(即，只有具有大的直径的第二喷射孔41b可被打 开)。
图IO示出这样的示例由于控制阀45的阀打开时间段tA至tB长， 外部控制压力Pco下降到"外部针阀的阀打开压力，，，并且外部针阀42 在时间点tH到来之前在时间点tE打开。
这里应指出，如上所迷，在时间点tG之后，外部控制压力Pco的下 降比前述本发明的第二实施例快。因此，外部控制压力Pco达到"外部4十 阀的阀打开压力"时的时间点tE(即，在外部针阀提升量开始增加时的定 时)与前述本发明的第二实施例相比被提前(见图10中的小点所指示的左 侧区域)。
另外，如上所述，外部控制压力Pco开始朝轨压Pcr升高的定时被延 迟。因此，作为外部针阀提升量开始减小的定时的时间点tH与前述本发 明的第二实施例相比^皮延迟(见图10中的小点所指示的右侧区域)。
从前述描迷中很清楚，在大喷射量的情况下(一般来说，在中等/高负 荷时)，外部针阀42的岡打开时间段长于前述本发明的第二实施例中。因 此，与前述本发明的第二实施例相比，从第一喷射孔41a进行喷射的比率 增加，并且能够进一步减少烟尘的排放量。
另外，尤其在总燃料喷射时间段的后半部分中可使从第一喷射孔41a 的喷射量大。因此， 一旦产生烟尘，则可促进烟尘的再氧化。结果，还由 于此效果，能够减少烟尘排放量。
如上所述，根据本发明的燃料喷射控制装置的第二实施例的修改示例， 在大喷射量的情况下(一般来说，在中等/高负荷时)，从第一喷射孔41a 进行喷射的比率比前述本发明的第二实施例中更大，并且在总燃料喷射时 间段的后半部分中从第一喷射孔41a的喷射量比前述本发明的第二实施例 中更大。因此，可进一步减少烟尘的排放量。(第三实施例)接下来，将描述根据本发明的第三实施例的内燃机的
燃料喷射控制装置10。图11示出根据本发明的此第三实施例的整个装置 的示意性构造。本发明的此第三实施例与其中自动阀44被设计成单个两位 置两端口式开闭阀的前迷本发明的第一实施例的不同之处在于，自动阀44 由两个两^f立置三端口式阀44A和44B组成。
构成本发明的此第三实施例的自动阀44的该两个两位置三端口式阀 44A和44B根据轨压Per成一体地工作。此自动阀44连接到外部燃料流 出通道C4和内部燃料流出通道C5的下游端，以及第 一燃料流出通道Cl 1 和第二燃料流出通道C12的上游端。
第一燃料流出通道Cll和第二燃料流出通道C12分别具有第一孔口 Zll和第二孔口 Z12。第一孔口 Zll的节流直径小于第二孔口的节流直径。 单个控制阀45设置于燃料排出通道C6内，该燃料排出通道C6将第一燃 料流出通道Cll和第二燃料流出通道C12的下游端侧的汇合部X连接到 燃料箱T。
当轨压Per等于或低于第一预定值Pcrrefl时(在低轨压时)，自动 阀44将外部燃料流出通道C4连接到第一燃料流出通道C11，并且将内部 燃料流出通道C5连接到第二燃料流出通道C12(图11中所示的第一位置); 而当轨压Pcr高于第一预定值Pcrrefl时(在中等/高轨压时)，自动阀44 将外部燃料流出通道C4连接到第二燃料流出通道C12,并且将内部燃料 流出通道C5连接到第一燃料流出通道C11 (第二位置)。
图12中的各条实线示出在当在低轨压时在时间点tA和tB之间控制阀 45被保持在其开阀状态的情况下，本发明的第三实施例的工作的示例。在 低轨压下，在控制阀45位于其开阀状态(在时间点tA和tB之间)时自动 阀44位于第一位置。因此，外部控制室R2中的燃料被经由具有小节流直 径的第一孔口 Zll排出到燃料箱T，并且内部控制室R3中的燃料被经由 具有大节流直径的笫二孔口 Z12排出到燃料箱T。
因此，内部控制压力Pci的下降比外部控制压力Pco快。结果，当内 部控制压力Pci达到"内部针阀的阀打开压力"时的时间点tC早于当外部控制压力Pco达到"外部针阀的阀打开压力"时的时间点促。即，内部针
岡43和外部针阀42按此顺序打开。因此，如图12中的虛线所示，在低轨 压时，从笫二喷射孔41b执行控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷射。因 而，在低轨压时，即在低负荷时(包括在低负荷时执行引燃喷射时)，能 够抑制燃烧室中的燃料喷雾的扩散，并且能够减少THC的排放量。
图13中的各条实线指示在当在中等/高轨压下时在时间点tA和tB之 间控制阀45被保持在其开阀状态的情况下，本发明的第三实施例的工作的 示例。在中等/高轨压下，在控制阀45位于其开阀状态(在时间点tA和tB 之间)时自动阀44位于第二位置。因而，外部控制室R2中的燃料经由具 有大节流直径的第二孔口 Z12排出到燃料箱T,并且内部控制室R3中的 燃料被经由具有大节流直径的笫二孔口 Z12和具有小节流直径的第一孔口 Z11排出到燃料箱T。
因此，外部控制压力Pco的下降比内部控制压力Pci快。结果，当外 部控制压力Pco达到"外部针阀的阀打开压力"时的时间点tE早于当内部 控制压力Pci达到"内部针阀的阀打开压力，，时的时间点tC。即，外部针 阀42和内部针阀43按此顺序打开。因此，如图13中的虚线所示，在中等 /高轨压时，从第一喷射孔41a执行控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷 射。因而，在中等/高轨压时，即在中等/高负荷时(包括在中等/高负荷时 执行引燃喷射时)，促进了燃烧室中的燃料喷雾的扩散(即，雾化)，并 且能够减少烟尘的排放量。
如上所述，才艮据本发明的燃料喷射控制装置的第三实施例，外部控制 压力Pco和内部控制压力Pci各自的下降速度的幅度之间的关系可根据轨 压是低还是中等/高而改变。结果，在低负荷时(包括在低负荷时执行引燃 喷射时)，主要从第二喷射孔41b执行喷射。因而，能够抑制燃烧室中的 燃料喷雾的扩散，并且能够减少THC的排放量。另一方面，在中等/高负 荷时(包括在中等/高负荷时执行引燃喷射时)，主要从第一喷射孔41a执 行喷射。因此，促进了燃烧室中的燃料喷雾的扩散(例如，雾化)，并且 能够减少烟尘的排放量。(第四实施例)接下来，将描述根据本发明的第四实施例的内燃机的
燃料喷射控制装置10。图14示出根据本发明的此第四实施例的整个装置 的构造。本发明的此第四实施例与其中自动阀44被置于外部燃料流出通道 C4中的前述本发明的第 一 实施例的不同之处在于，提供与内部燃料流入通 道C3不同的配备有孔口 Z13的第二内部燃料流入通道C13，并且自动阀 46被置于此第二内部燃料流入通道C13中。
此自动阀46与前述本发明的第一实施例中的自动阀44的构造相同。 即，自动阀46在轨压Per等于或低于第一预定值Pcrrefl时(在低轨压时) 切断第二内部燃料流入通道C13，并且在轨压Per高于该第一预定值 Pcrrefl时(在中等/高轨压时)使得第二内部燃料流入通道C13连通。
图15中的各条实线指示在当在低轨压时在时间点tA和tB之间控制阀 45被保持在其开阀状态的情况下，本发明的第四实施例的工作的示例。图 16中的各条实线指示在当在中等/高轨压时在时间点tA和tB之间控制阀 45被保持在其开阀状态的情况下，本发明的第四实施例的工作的示例。
在低轨压时，在控制阀45位于其开阀状态(在时间点tA和tB之间) 时自动阀46被保持在关闭状态。因此，燃料仅经由内部燃料流入通道C3 从燃料供应通道C1流入内部控制室R3。在中等/高轨压时，燃料经由内部 燃料流入通道C3和第二内部燃料流入通道C13从燃料供应通道Cl流入 内部控制室R3。另一方面，燃料仅经由外部燃料流入通道C2从燃料供应 通道Cl流入外部控制室R2而不依赖于轨压Pcr。
因此，如图15所示，在低轨压时，内部控制压力Pci可比外部控制压 力Pco更快地下降。结果，如同前述本发明的第三实施例的情况一样，内 部针阀43和外部^t"阀42按此顺序打开。因此，如图15中的虚线所示，在 低轨压时，可从第二喷射孔41 b执行控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷 射。因而，在低轨压时、即在低负荷时(包括在低负荷时执行引燃喷射时)， 能够抑制燃烧室中的燃料喷雾的扩散，并且能够减少THC的排放量。
另一方面，如图16所示，在中等/高轨压时，在控制阀45位于其开阀 状态(在时间点tA和tB之间)时自动阀46被保持在打开状态。因此，外部控制压力Pco可比内部控制压力Pci更快地下降。结果，如同前述本发 明的第三实施例的情况一样，外部针阀42和内部针阀43按此顺序打开。 因此，如图16中的虛线所示，在中等/高轨压时，可从第一喷射孔41a执 行控制阀45的阀打开时间段短的引燃喷射。因而，在中等/高轨压时、即 在中等/高负荷时(包括在中等/高负荷时执行引燃喷射时)，促进了燃烧室 中的燃料喷雾的扩散(即，雾化)，并且能够减少烟尘的排放量。
如上所述，^L据本发明的燃料喷射控制装置的第四实施例，如同前述 本发明的第三实施例的情况一样，外部控制压力Pco和内部控制压力Pci 各自的下降速度的幅度之间的关系可根据轨压是低还是中等/高而改变。因 而，实现了与前述本发明的第三实施例中相同的作用和效果。
(第四实施例的修改示例)接下来，将描述根据本发明的第四实施例 的修改示例的内燃机的燃料喷射控制装置10。图17示出根据本发明的第 四实施例的此修改示例的整个装置的示意性构造。本发明的第四实施例的 此修改示例与其中自动阀44置于外部燃料流出通道C4中的前述本发明的 第一实施例的不同之处在于，提供不同于外部燃料流入通道C2的配备孔 口 Z14的第二外部燃料流入通道C14，并且自动阀47被置于此第二外部 燃料流入通道C14中。
除了自动阀47沿相反方向打开/关闭之外，自动阀47的构造也与前述 本发明的第一实施例中的自动阀44相同。即，自动阀47在轨压Pcr等于 或低于第一预定值Pcrrefl时(在低轨压时)使外部燃料流入通道C14连 通，并且在轨压Per高于该笫一预定值Pcrrefl时(在中等/高轨压时)切 断第二外部燃料流入通道C14。
在本发明的第四实施例的此修改示例中，在低轨压时，在控制阀45 位于其开阀状态时自动阀47被保持在其打开状态。因此，燃料经由外部燃 料流入通道C2和第二外部燃料流入通道C14从燃料供应通道流入外部控 制室R2。在中等/高轨压时，自动阀47被保持在其关闭状态。因此，燃料 仅经由外部燃料流入通道C2从燃料供应通道流入外部控制室R2。另一方 面，燃料仅经由内部燃料流入通道C3从燃料供应通道Cl流入内部控制室
40R3而不依赖于轨压Pcr。
因此，如同前述本发明的第四实施例的情况一样，在低轨压时，内部 控制压力Pci可比外部控制压力Pco更快地下降，并且在中等/高轨压下， 外部控制压力Pco可比内部控制压力Pci更快地下降。因此，能够实现与 前述本发明的第四实施例中相同的作用和效果。
(第五实施例)接下来，将描述根据本发明的第五实施例的内燃机的 燃料喷射控制装置10。图18示出根据本发明的第五实施例的整个装置的 示意性构造。本发明的此第五实施例与前述本发明的第一实施例的不同之 处在于，提供了不同于外部燃料流入通道C2的配备有孔口 Z15的第二外 部燃料流入通道C15，并且第二自动阀48以及自动阀44被置于此第二外 部燃料流入通道C15内。
除了第二自动阀48在不同压力下打开之外，此第二自动阀48的构造 与前述本发明的第一实施例的自动阀44相同。即，此第二自动阀48在轨 压Per等于或低于第二预定值Pcrref2时(在低/中等轨压时)切断第二外 部燃料流入通道C15，并且在轨压Per高于该第二预定值Pcrref2时(在 高轨压时)使得第二外部燃料流入通道C15连通，该笫二预定值Pcrref2 大于第一预定值PcrreH。
在本发明的此第五实施例中，只有当轨压Per高于第二预定值Pcrref2 时(即，在高轨压时，因此在高负荷时)，才实现与前述本发明的第一实 施例不同的作用和效果。
图19至21分别示出在低轨压、中等轨压(Pcrrefl<Pcr<Pcrref2 )和 高轨压时在时间点tA和tB之间控制阀45净皮保持在其开阀状态的情况下， 本发明的第五实施例的工作的示例。除了添加指示第二自动阀48被保持在 其关闭状态的时序图之外，图19和20与对应于前迷本发明的第一实施例 的图3和4相同。因此，将省略对图19和20的描述。
在高轨压时，在控制阀45的阀打开时间段tA至tB中，或者在控制阀 45关闭之后，燃料从燃料供应通道经由第二外部燃料流入通道C15以及外 部燃料流入通道C2流入外部控制室R2。即，可使得外部控制压力Pco在控制阀45的打开期间比前述本发明的第一实施例中下降更慢，并且在控制 阀45关闭后比前述本发明的第一实施例中增加更快。
即，如图21所示，在高轨压时，与前述本发明的第一实施例相比，打 开外部针阀42的定时(当外部针阀提升量开始增加时的定时)可被延迟， 并且关闭外部针阀42的定时(当外部针阀提升量开始减小时的定时)可被 提前(见图21中的小点所指示的区域)。
因此，根据本发明的燃料喷射控制装置的第五实施例，在高轨压时(因 此，在高负荷时)，外部针阀42和内部针阀43能够基本上被同时打开/ 关闭(见时间点tC和tE以及时间点tD和tF)。因此，在最大负荷的时 刻附近，能够确保比前述本发明的第一实施例高的总喷射率。结果，燃料 喷射的总时间段能够被缩短。图22是示出在本发明的此第五实施例中燃料 喷射模式如何与负荷和发动机转速相关的曲线图。在图22中，小点指示的 区域对应于从第二喷射孔41b的燃料喷射。
本发明并不局限于前述实施例，并且在本发明的范围内可采用各种修 改示例。例如，在本发明的前述笫一实施例、本发明的前述第四实施例和 本发明的前述第五实施例中分别采用具有图23和24中所示的构造的自动 阀44和46。但是，代替这些自动阀，可采用具有图25中所示的构造的自 动阀。
具有图25中所示的构造的自动阀与本发明的第一实施例的自动阀44 的不同之处仅在于，在比位于阀芯44a的上表面的轨压Per的压力接收面 积小的压力接收面积上，阀芯44a的下表面接收经由流道C8 (见图1和 18)供应的轨压Per,进一步接收向下(在阀打开方向上)作用的力。因 而，在轨压Pcr等于自动阀的阀打开压力时，可使得螺旋弹簧44b的推动 力小。从而，可使得螺旋弹簧44b的尺寸小。因此，能够进一步减小自动 阀的尺寸。
在本发明的前述第二实施例中，自动阀44被设计成经由连接到内部燃 料流出通道C5的流道C9(见图5和8)接收内部控制压力Pci。但是，自 动阀44可被设计成经由直接连接到内部控制室R3的流道C10 (见图5和8)接收内部控制压力Pci。
在本发明的前述第一实施例中，自动阀44被置于外部燃料流出通道 C4内。但是，相同的自动阀44可被置于内部燃料流出通道C5内，而不 是被置于外部燃料流出通道C4内。
在本发明的前述实施例的每一个中，自动阀可置于外部燃料流入通道 C2和内部燃料流入通道C3的至少一个中，或者外部燃料流出通道C4和 内部燃料流出通道C5的至少一个中。
在本发明的前述实施例的每一个中，自动阀可使用在接收到燃料的压 力时工作而没有借助于电信号的阀芯构造成。但是，自动阀可被构造成借
助于电信号进行控制的采用电磁体、压电元件等的阀。
权利要求
1.一种燃料喷射控制装置，其特征在于包括体部(41)，所述体部(41)在其面对内燃机的燃烧室的末端部配备有第一喷射孔(41a)和第二喷射孔(41b)，所述第二喷射孔(41b)比所述第一喷射孔(41a)更接近所述体部(41)的末端侧；管状的外部针阀(42)，所述外部针阀可滑动地容纳于所述体部(41)内，以在所述外部针阀(42)的末端侧打开/关闭所述第一喷射孔(41a)；棒状的内部针阀(43)，所述内部针阀可滑动地容纳于所述外部针阀(42)内部，以在所述内部针阀(43)的末端侧打开/关闭所述第二喷射孔(41b)；喷嘴室(R1)，所述喷嘴室设置于所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)的末端侧，并且被设计成使得所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)中的每一个均在所述针阀的末端侧接纳由于作为所述喷嘴室(R1)内部的燃料的压力的轨压而在阀打开方向上起作用的力，并使得在所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)分别处于所述针阀的开阀状态的情况下，所述喷嘴室(R1)内部的燃料被经由所述第一喷射孔(41a)和所述第二喷射孔(41b)朝所述燃烧室喷射；外部控制室(R2)，所述外部控制室设置于所述外部针阀(42)的背面侧，并且被设计成使得所述外部针阀(42)在其背面侧接纳由于作为所述外部控制室(R2)内部的燃料的压力的外部控制压力而在阀关闭方向上起作用的力；内部控制室(R3)，所述内部控制室设置于所述内部针阀(43)的背面侧，并且被设计成使得所述内部针阀(43)在其背面侧接纳由于作为所述内部控制室(R3)内部的燃料的压力的内部控制压力而在阀关闭方向上起作用的力，所述内部控制室(R3)独立于所述外部控制室(R2)；高压生成部(20，30)，所述高压生成部用于将燃料的压力转变成所述轨压；燃料供应通道(C1)，所述燃料供应通道将所述高压生成部(20，30)连接到所述喷嘴室(R1)；外部燃料流入通道(C2)，所述外部燃料流入通道将所述燃料供应通道(C1)连接到所述外部控制室(R2)；内部燃料流入通道(C3)，所述内部燃料流入通道将所述燃料供应通道(C1)连接到所述内部控制室(R3)；外部燃料流出通道(C4)，所述外部燃料流出通道在其上游端连接到所述外部控制室(R2)；内部燃料流出通道(C5)，所述内部燃料流出通道在其上游端连接到所述内部控制室(R3)并且在其下游端与所述外部燃料流出通道(C4)的下游端汇合；燃料排出通道(C6)，所述燃料排出通道将所述外部燃料流出通道(C4)与所述内部燃料流出通道(C5)的汇合部连接到燃料箱(T)；控制阀(45)，所述控制阀(45)插置于所述燃料排出通道(C6)中，以使所述燃料排出通道(C6)连通/切断；以及自动阀(44)，所述自动阀(44)插置于所述外部燃料流入通道(C2)和所述内部燃料流入通道(C3)中的至少一个或所述外部燃料流出通道(C4)和所述内部燃料流出通道(C5)中的至少一个中，以根据所述轨压控制燃料的流动，其中所述控制阀(45)被控制以控制所述外部控制压力和所述内部控制压力，使得在执行燃料的喷射控制时，所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)的提升量被相互独立地调节。
2. 根据权利要求l所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44) 插置于所述外部燃料流出通道(C4)中，以在所述轨压等于或低于第一预 定值时切断所述外部燃料流出通道(C4),而在所迷轨压高于所述第一预 定值时使所述外部燃料流出通道(C4)连通。
3. 根据权利要求l所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44) 插置于所述外部燃料流出通道(C4)中，以在所述轨压与所述内部控制压力之间的压差等于或低于预定值时切断所述外部燃料流出通道(C4),而 在所述压差高于所述预定值时使所述外部燃料流出通道(C4)连通。
4. 一种燃料喷射控制装置，其特征在于包括 体部(41),所迷体部(41)在其面对内燃机的燃烧室的末端部配备 有第一喷射孔(41a)和第二喷射孔(41b)，所述第二喷射孔(41b)比 所述第一喷射孔(41a)更接近所述体部(41)的末端侧；管状的外部针阀(42 )，所述外部针阀可滑动地容纳于所述体部(41) 内，以在所述外部针阀(42)的末端侧打开/关闭所述第一喷射孔(41a);棒状的内部针阀(43)，所述内部针阀可滑动地容纳于所述外部针阀 (42)内部，以在所述内部针阀(43)的末端侧打开/关闭所述第二喷射孔 (41b);喷嘴室(Rl)，所述喷嘴室设置于所述外部针阀(42)和所述内部 针阀(43)的末端侧，并且被设计成使得所述外部针阀(42)和所迷内部 针阀(43)中的每一个均在所述针阀的末端侧接纳由于作为所述喷嘴室 (Rl)内部的燃料的压力的轨压而在阀打开方向上起作用的力，并使得在 所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)分别处于所述针阀的开阀状态 的情况下，所述喷嘴室(Rl)内部的燃料被经由所述第一喷射孔(41a) 和所述第二喷射孔(41b)朝所述燃烧室喷射；外部控制室(R2)，所述外部控制室设置于所述外部针阀(42)的 背面侧，并且被设计成使得所述外部针阀(42)在其背面侧接纳由于作为 所述外部控制室(R2)内部的燃料的压力的外部控制压力而在阀关闭方向 上起作用的力；内部控制室(R3)，所述内部控制室设置于所述内部针阀(43)的 背面侧，并且被设计成使得所述内部针阀(43)在其背面侧接纳由于作为 所述内部控制室(R3)内部的燃料的压力的内部控制压力而在阀关闭方向 上起作用的力，所述内部控制室(R3)独立于所述外部控制室(R2);高压生成部(20， 30)，所述高压生成部用于将燃料的压力转变成所 述轨压；燃料供应通道(CI)，所述燃料供应通道将所述高压生成部(20， 30)连接到所述喷嘴室(Rl);外部燃料流入通道(C2)，所述外部燃料流入通道将所述燃料供应 通道(Cl)连接到所述外部控制室(R2);内部燃料流入通道(C3)，所述内部燃料流入通道将所述燃料供应 通道(Cl)连接到所述内部控制室(R3);外部燃料流出通道(C4)，所述外部燃料流出通道在其上游端连接 到所述外部控制室(R2);内部燃料流出通道(C5)，所述内部燃料流出通道在其上游端连接 到所述内部控制室(R3);装配有第一孔口 (Z11)的第一燃料流出通道(C11)，所述第一孔 口 (Z11)允许从所述外部燃料流出通道(C4)或所述内部燃料流出通道 (C5)流出的燃料通过；装配有第二孔口 (Z12)的第二燃料流出通道(C12),所述第二孔 口 (Z22)允许从所述外部燃料流出通道(C4)或所述内部燃料流出通道 (C5)流出的燃料通过，并且具有与所迷第一孔口 (Z11)的节流部相比 开口面积更大的节流部，所述第二燃料流出通道(C12)在其下游端与所 述第一燃料流出通道(C11)的下游端汇合；自动阀(44),所述自动阀(44)连接到所述外部燃料流出通道(C4) 和所述内部燃料流出通道(C5)的下游端以及所述第一燃料流出通道(C11) 和所述笫二燃料流出通道(C12)的上游端，以在所述轨压等于或小于第 一预定值时将所述外部燃料流出通道(C4)连接到所述第一燃料流出通道 (C11)，且将所述内部燃料流出通道(C5)连接到所述第二燃料流出通 道(C12)，而在所述轨压大于所述第一预定值时将所迷外部燃料流出通 道(C4)连接到所述笫二燃料流出通道(C12)，且将所述内部燃料流出 通道(C5)连接到所述第一燃料流出通道(C11);燃料排出通道(C6)，所迷燃料排出通道将所述第一燃料流出通道 (C11)与所述第二燃料流出通道(C12)的汇合部连接到燃料箱(T);以及控制阀(45)，所述控制阀(45)插置于所述燃料排出通道(C6) 中，以使所述燃料排出通道(C6)连通/切断，其中力，使得在执行燃料的喷射控制时，所述外部针阀(42)和所述内部针阀 (43)的提升量被相互独立地调节。
5. 根据权利要求l所述的燃料喷射控制装置，其中所迷内部燃料流入 通道(C3)具有第一内部燃料流入通道(C3)和第二内部燃料流入通道(C13)，以及所述自动阀(46)插置于所述第二内部燃料流入通道(C13)中，以 在所述轨压等于或低于第一预定值时切断所述第二内部燃料流入通道 (C13),而在所述轨压高于所述第一预定值时使所述第二内部燃料流入 通道(C13)连通。
6. 根据权利要求l所述的燃料喷射控制装置，其中所述外部燃料流入 通道(C2)具有第一外部燃料流入通道(C2)和第二外部燃料流入通道(C14)，并且所述自动阀(47)插置于所述第二外部燃料流入通道(C14)中，以 在所述轨压等于或低于第一预定值时使所述第二外部燃料流入通道(C14 ) 连通，而在所述轨压高于所述第一预定值时切断所述第二外部燃料流入通 道(C14)。
7. 根据权利要求2所述的燃料喷射控制装置，还包括 将所述燃料供应通道(Cl)连接到所述外部控制室(R2)的第二外部燃料流入通道(C15)，所述第二外部燃料流入通道(C15)与所迷外部 燃料流入通道(C2)不同；以及第二自动阀(48),所述第二自动阀插置于所述第二外部燃料流入通 道(C15)中，以在所述轨压等于或低于比所述第一预定值大的第二预定 值时切断所述笫二外部燃料流入通道(C15)，而在所述轨压高于所述笫 二预定值时使所述第二外部燃料流入通道(C15)连通。
8. 根据权利要求2所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44) 配备有用于使所述外部燃料流出通道(C4)连通/切断的阀芯(44a)，并 且被设计成使得所述阀芯(44a )在其一端侧接收由于所述轨压而在阀打开 方向上起作用的力，在其另一端侧接收由于弹性件(44b)的推动力而在阀 关闭方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作而无需借助于电信号。
9. 根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44) 配备有用于使所述外部燃料流出通道(C4)连通/切断的阀芯U4a)，并 且被设计成使得所述阀芯(44a )在其一端侧接收由于所述轨压而在阀打开 方向上起作用的力，在其另一端侧接收由于所述内部控制压力和弹性件(44b )的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且根据所述压差工作而 无需借助于电信号。
10. 根据权利要求4所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44) 配备有用于切换关于所述外部燃料流出通道(C4)和所述内部燃料流出通 道(C5)如何连接到所述笫一燃料流出通道(C11)和所述第二燃料流出 通道(C12)的关系的阀芯(44a)，并且祐j殳计成4吏得所述阀芯(44a) 在其一端侧接收由所述轨压所引起的力，在其另一端侧接收弹性件(44b) 的推动力，并且4艮据所迷轨压工作而无需借助于电信号。
11. 根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(46) 配备有用于使所述笫二内部燃料流入通道(C13 )连通/切断的阀芯(44a )， 并且被设计成使得所述阀芯(44a )在其一端侧接收由于所述轨压而在阀打 开方向上起作用的力，在其另一端侧接收由于弹性件(44b)的推动力而在 阀关闭方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作而无需借助于电信号。
12. 根据权利要求6所述的燃料喷射控制装置，其中所迷自动阀(47) 配备有用于使所述第二外部燃料流入通道(C14)连通/切断的阀芯(44a)， 并且^皮设计成使得所述阀芯(44a )在其一端侧接收由于所述轨压而在阀关 闭方向上起作用的力，在其另一端侧接收由于弹性件(44b)的推动力而在 阀打开方向上起作用的力，并且根据所述轨压工作而无需借助于电信号。
13. 根据权利要求7所述的燃料喷射控制装置，其中所述自动阀(44)配备有用于使所述外部燃料流出通道(C4)连通/切断的阀芯(44a),并 且被设计成使得所述阀芯(44a)在其一端侧接收由于所述轨压而在阀打开 方向上起作用的力，在其另一端侧接收在阀关闭方向上起作用的力，并且 根据所述轨压工作而无需借助于电信号，以及所述第二自动阀(48 )配备有用于使所述第二外部燃料流入通道(C15 ) 连通/切断的第二阀芯(44a)，并且被设计成使得所述第二阀芯(44a)在 其一端側接收由于所述轨压而在阀打开方向上起作用的力，在其另一端侧 接收由于弹性件(44b)的推动力而在阀关闭方向上起作用的力，并且根据 所述轨压工作而无需借助于电信号。
14. 一种控制燃料喷射装置的方法，其中所述燃料喷射装置包括体 部(41)，所述体部(41)在其面对内燃机的燃烧室的末端部配备有第一 喷射孔(41a)和第二喷射孔(41b)，所述第二喷射孔(41b)比所述第 一喷射孔(41a)更接近所述体部(41)的末端侧；管状的外部针阀(42)， 所述外部针阔可滑动地容纳于所述体部(41)内，以在所述外部针阀(42) 的末端侧打开/关闭所述第一喷射孔(41a);棒状的内部针阀(43)，所 述内部针阀可滑动地容纳于所述外部针阀(42)内部，以在所述内部针阀(43)的末端侧打开/关闭所述第二喷射孔(41b);喷嘴室(Rl)，所述 喷嘴室设置于所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)的末端侧，并且 被设计成使得所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43)中的每一个均在 所述针阀的末端侧接纳由于作为所述喷嘴室(Rl)内部的燃料的压力的轨 压而在阀打开方向上起作用的力，并使得在所述外部针阀(42)和所述内 部针阀(43)分别处于所迷针阀的开阀状态的情况下，所迷喷嘴室(Rl) 内部的燃料^皮经由所述第一喷射孔Ula)和所迷第二喷射孔(41b)朝所 述燃烧室喷射；外部控制室(R2)，所述外部控制室设置于所述外部针阀(42)的背面侧，并且被设计成使得所述外部针阀(42)在其背面侧接纳 由于作为所述外部控制室(R2)内部的燃料的压力的外部控制压力而在阀 关闭方向上起作用的力；独立于所述外部控制室(R2 )的内部控制室(R3 )， 所述内部控制室设置于所述内部针阀(43)的背面侧，并且被设计成使得所述内部针阀(43)在其背面侧接纳由于作为所述内部控制室(R3)内部 的燃料的压力的内部控制压力而在阀关闭方向上起作用的力；高压生成部(20， 30)，所述高压生成部用于将燃料的压力转变成所述轨压；燃料供 应通道(Cl)，所述燃料供应通道将所述高压生成部(20, 30)连接到所 述喷嘴室(Rl);外部燃料流入通道(C2),所述外部燃料流入通道将所 述燃料供应通道(Cl)连接到所述外部控制室(R2);内部燃料流入通道(C3 )，所述内部燃料流入通道将所述燃料供应通道(Cl)连接到所述内 部控制室(R3);外部燃料流出通道(C4)，所述外部燃料流出通道在其 上游端连接到所述外部控制室(R2);内部燃料流出通道(C5),所述内 部燃料流出通道在其上游端连接到所述内部控制室(R3)并且在其下游端 与所述外部燃料流出通道(C4)的下游端汇合；燃料排出通道(C6),所 述燃料排出通道将所述外部燃料流出通道(C4)与所述内部燃料流出通道(C5)的汇合部连接到燃料箱(T);控制阀(45)，所述控制阀(45) 插置于所述燃料排出通道(C6)中，以使所述燃料排出通道(C6)连通/ 切断；以及自动阀(44)，所述自动阀(44)插置于所述外部燃料流入通 道(C2 )和所述内部燃料流入通道(C3 )中的至少一个或所述外部燃料流 出通道(C4)和所述内部燃料流出通道(C5)中的至少一个中，以才艮据所 述轨压控制燃料的流动，所述方法包括使得在执行燃料的喷射控制时，所述外部针阀(42)和所述内部针阀(43) 的提升量被相互独立地调节。
全文摘要
外部针阀(42)和内部针阀(43)在其背面侧上分别面对相互独立的外部控制室(R2)和内部控制室(R3)。分别用于使燃料从外部控制室(R2)和内部控制室(R3)流出的外部燃料流出通道(C4)和内部燃料流出通道(C5)在汇合部(Y)处汇合。用于使燃料排出通道(C6)连通/切断的控制阀(45)设置于燃料排出通道(C6)内，该燃料排出通道(C6)用于将汇合部(Y)连接到燃料箱(T)。自动阀(44)设置于外部燃料流出通道(C4)内，该自动阀(44)作为用于在轨压(Pcr)等于或低于预定值时切断外部燃料流出通道(C4)并且在轨压(Pcr)高于该预定值时使该外部燃料流出通道(C4)连通的开闭阀。
文档编号F02M45/08GK101617116SQ200880005449
公开日2009年12月30日 申请日期2008年4月9日 优先权日2007年4月10日
发明者太长根嘉纪, 奥村文浩, 野村重夫 申请人:丰田自动车株式会社