(57)【要約】【課題】構造を複雑にすることなく、燃料の噴射時期全体で燃料噴射量を可変に設定することができる燃料噴射弁、及びそれを備えた内燃機関の燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料の噴射口である噴孔と、噴孔を開閉する弁部材と、噴孔を開く方向に弁部材を駆動する磁気回路と、噴孔を閉じる方向に弁部材を付勢するスプリングと、弁部材に設けられて内部空間を上流差圧室と下流差圧室とに区画するプレートと、上流差圧室及び下流差圧室を連通するオリフィスと、を含む差圧閉弁力発生機構と、を備える燃料噴射弁において、弁部材に発生する力の向きを吊り合わせて、弁部材を任意の位置にリフトさせる。【選択図】図１
2014218971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の噴射口である噴孔と、
前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記噴孔を開く方向に前記弁部材を駆動する磁気回路と、
前記噴孔を閉じる方向に前記弁部材を付勢するスプリングと、
前記弁部材に設けられて内部空間を上流差圧室と下流差圧室とに区画するプレートと、前記上流差圧室及び前記下流差圧室を連通するオリフィスと、を含む差圧閉弁力発生機構と、
を備えることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記オリフィスは、前記プレートに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記オリフィスは、前記弁部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記オリフィスは、前記弁部材の外側の部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料噴射弁と、
前記磁気回路に入力する電流を制御して、前記差圧閉弁力発生機構及び前記スプリングによって生じる前記弁部材を付勢する力と、前記磁気回路によって生じる前記弁部材を駆動する力とが吊り合う前記弁部材のリフト位置を変更する制御装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御装置は、少なくとも２水準の大きさの電流を選択して、前記弁部材のリフト位置を少なくとも２段階に設定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料噴射弁及び内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、燃料噴射量を２段階に設定することができる燃料噴射装置が開示されている。この燃料噴射装置の内部には、燃料が噴射される噴孔を付勢して燃料噴射を止める目的で、ノズルニードルが設けられている。ノズルニードルの上部には、第１のピストンが、さらに第１のピストンの下部には第２のピストンが設けられている。燃料の無噴射時には、第１及び第２のピストンが下方向にノズルニードルを付勢して、噴孔が塞がれる。燃料噴射時には、まず、第２のピストンが上昇して、その上昇分の燃料が噴射される。次に、第２のピストンに押し上げられる形で第１のピストンも上昇して、燃料噴射が行われる。第１のピストン上昇時の燃料噴射量は、最初に行われた第２のピストン上昇時の燃料噴射量よりも多い。このように、上記の燃料噴射装置では、２段階の燃料噴射が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０７３９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の燃料噴射装置は、その構造上、第２のピストン上昇時の燃料噴射量が噴射初期に限定される。このため、燃料の噴射時期全体において、２段階の燃料噴射量を選択できる装置ではない。また、内部にピストンを２つ設ける必要があるため、部品点数が増加し、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、構造を複雑にすることなく、燃料の噴射時期全体で燃料噴射量を可変に設定することができる燃料噴射弁、及びそれを備えた内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料噴射弁であって、
燃料の噴射口である噴孔と、
前記噴孔を開閉する弁部材と、
前記噴孔を開く方向に前記弁部材を駆動する磁気回路と、
前記噴孔を閉じる方向に前記弁部材を付勢するスプリングと、
前記弁部材に設けられて内部空間を上流差圧室と下流差圧室とに区画するプレートと、前記上流差圧室及び前記下流差圧室を連通するオリフィスと、を含む差圧閉弁力発生機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記オリフィスは、前記プレートに設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記オリフィスは、前記弁部材に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記オリフィスは、前記弁部材の外側の部材に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、内燃機関の燃料噴射装置であって、
第１乃至第４の発明のいずれかの燃料噴射弁と、
前記磁気回路に入力する電流を制御して、前記差圧閉弁力発生機構及び前記スプリングによって生じる前記弁部材を付勢する力と、前記磁気回路によって生じる前記弁部材を駆動する力とが吊り合う前記弁部材のリフト位置を変更する制御装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第５の発明において、前記制御装置は、少なくとも２水準の大きさの電流を選択して、前記弁部材のリフト位置を少なくとも２段階に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１乃至第４の発明の何れかによれば、燃料噴射弁自体の構造を複雑にすることなく、燃料噴射時期全体において、燃料噴射量を可変に設定することができる。この結果、部品点数を抑えてコストを抑制しつつ、任意の燃料噴射量を得ることができる。
【００１３】
第５または第６の発明によれば、電流を制御することで、弁部材のリフト位置を任意に変更することができる。この結果、燃料噴射量の制御範囲であるダイナミックレンジを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料噴射弁を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態における弁部材の位置の説明図である。
【図３】燃料噴射弁の内部に差圧閉弁力発生機構を備えているか否かによって、ダイナミックレンジに表れる差異について示した図である。
【図４】ＥＣＵで行われる磁気回路への入力電流選択ルーチンのフローチャートである。
【図５】本実施形態におけるリフト位置の計算例である。
【図６】電流の大きさを細かく設定した場合の開弁力と閉弁力との関係を表している。
【図７】本実施形態における燃料噴射弁の変形例を表す図である。
【図８】本実施形態における燃料噴射弁の変形例を表す図である。
【図９】本実施形態における燃料噴射弁の変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
［燃料噴射弁の構造］
図１は、本発明の実施の形態１における燃料噴射弁１０を示す縦断面図である。実施の形態１による燃料噴射弁１０は、例えば、コモンレールシステムを用いて燃料を噴射するディーゼル機関、ガソリン機関、アルコールを燃料として用いる機関などに適用することができる。
【００１６】
図１に示す燃料噴射弁１０は、図１の下から順に示すように、第１の部材Ｂ１、第２の部材Ｂ２、第３の部材Ｂ３、そして第４の部材Ｂ４からなるボディを備えている。各部材は、それぞれ隣り合う部材と連結されている。以下、図１を用いて、各部材についての説明を、第１の部材Ｂ１から順に行う。なお、以下の各部材の説明において、方向を示す語句は、図１における方向に準ずるものとする。
【００１７】
第１の部材Ｂ１の下部の先端には、燃料の噴射口である噴孔１２が形成されている。第１の部材Ｂ１の内部には、噴孔１２を端部とする内部燃料通路１３が形成されている。内部燃料通路１３には、燃料溜り１４が形成されている。第１の部材Ｂ１には、燃料溜り１４から第２の部材Ｂ２と接する部分まで燃料通路１５Ａが設けられている。燃料通路１５Ａは、燃料を燃料溜り１４に導通させるために設けられている。
【００１８】
第２の部材Ｂ２の内部には、空間が形成されている。第２の部材Ｂ２には、第１の部材Ｂ１と接する部分に燃料通路１５Ｂが設けられている。燃料通路１５Ｂは、燃料通路１５Ａと連通している。
【００１９】
第３の部材Ｂ３の内部には、第２の部材と同様に、空間が設けられている。第３の部材Ｂ３と第２の部材Ｂ２とのそれぞれの空間は、連通しており、燃料噴射弁１０の内部空間を形成している。第３の部材Ｂ３には、燃料入口１９が設けられている。燃料入口１９から第３の部材Ｂ３の内部の空間に向かって、燃料通路１５Ｅが設けられている。燃料通路１５Ｅから分岐するように、燃料通路１５Ｆと燃料通路１５Ｄとが設けられている。燃料通路１５Ｄは、燃料通路１５Ｃと連通している。
【００２０】
第４の部材Ｂ４の内部には、空間が設けられている。第４の部材Ｂ４と第３の部材Ｂ３とが結合することで、上記の空間は、第３の部材Ｂ３の内部の空間に連通する。また、第３の部材Ｂ３の燃料通路１５Ｆは、第４の部材Ｂ４の内部の空間５７と連通している。
【００２１】
第４の部材Ｂ４の内部の空間５７には、アーマチャ５１、内部ステータ５２、外周ステータ５３、ボビン５４、そしてコイル５５から構成される磁気回路５０が収納されている。磁気回路５０は、固定リング５６によって固定されている。アーマチャ５１の上部は、内部ステータ５２と接続されている。第４の部材Ｂ４の内部の空間５７には、アーマチャ５１が移動できるスペースが設けられている。
【００２２】
ボディには、燃料噴射弁１０における燃料噴射量を調節する弁部材３２が収納されている。弁部材３２は、ノズルニードル２０、コマンドピストン３０、そしてフランジ３１によって構成されている。以下、ノズルニードル２０、コマンドピストン３０、そしてフランジ３１の順に説明する。
【００２３】
ノズルニードル２０は、第１の部材Ｂ１における内部燃料通路１３と嵌合するように設けられている。ノズルニードル２０は、噴孔１２近傍のシート部１１と接することで、内部燃料通路１３と噴孔１２との間を塞いでいる。
【００２４】
コマンドピストン３０は、第３の部材Ｂ３の内部の空間に嵌合するように設けられている。コマンドピストン３０は、第３の部材Ｂ３に設けられたストッパ４１の付近に、顎部４２を設けている。コマンドピストン３０の上端部は、磁気回路５０のアーマチャ５１と接続されている。
【００２５】
コマンドピストン３０とノズルニードル２０とは、フランジ３１により接続されている。このため、コマンドピストン３０及びノズルニードル２０は、一体として上下動する。また、コマンドピストン３０が上昇（リフト）する際に、顎部４２がストッパ４１に当たることにより、リフト量が規制されている。なお、本実施形態では弁部材３２にフランジ３１が含まれているが、ノズルニードル２０とコマンドピストン３０とが一体となっている場合、フランジ３１を省略することができる。
【００２６】
燃料噴射弁１０の内部には、第１の部材Ｂ１、第２の部材Ｂ２、第３の部材Ｂ３、そして弁部材３２によって空間が形成されている。この空間は、フランジ３１によって区画されている。図１に示すように、フランジ３１の上側の空間には、スプリング３５が収納されている。この空間をスプリング室３４とする。スプリング３５は、フランジ３１を付勢することで、弁部材３２を下方に付勢している。
【００２７】
フランジ３１の下側の空間は、燃料が蓄えられる燃料室となる。この燃料室は、ノズルニードル２０の一部が拡径したプレート２４によって上部の空間と下部の空間とに区画されている。この上部の空間は、燃料通路１５Ｃと連通している。この下部の空間は、燃料通路１５Ｂと連通している。プレート２４の中央には、オリフィス２２が設けられている。プレート２４によって区画されたそれぞれの空間は、オリフィス２２によって連通する。プレート２４とオリフィス２２とが、燃料噴射弁１０の内部空間に差圧を発生させて弁部材３２を下方に付勢する力を発生させる、差圧閉弁力発生機構３６を構成している。以下に、差圧閉弁力発生機構３６による、弁部材３２を下方に付勢する力の発生について詳述する。
【００２８】
まず、燃料が供給されて上部の空間に燃料が蓄積する。次に下部の空間に燃料が導通する。このとき、下部の空間に移動する燃料の流量は、オリフィス２２によって制限される。これにより、上部と下部の空間の間に、燃料の蓄積量の差異による圧力損失が発生する。このため、上部の空間からプレート２４を下方に付勢する力が発生する。このときに発生する力が、差圧閉弁力発生機構３６によって生じる燃料の差圧による、弁部材３２を下方に付勢する力となる。以下、この下部の空間を下流差圧室２１として、この上部の空間を上流差圧室２３とする。
【００２９】
以下に、磁気回路５０に電流が加えられることによる弁部材３２のリフトについて説明する。磁気回路５０のコイル５５は、図示しない制御装置であるＥＣＵ（Engine Control Unit）と電気的に接続されている。ＥＣＵからコイル５５に電流が加えられることにより、アーマチャ５１が内部ステータ５２に吸引される。そして、アーマチャ５１に締結されたコマンドピストン３０にリフト方向の力が加わる。この結果、弁部材３２に対してリフトする力が加わる。弁部材３２がリフトすることにより、ノズルニードル２０とシート部１１との間に隙間が生まれる。
【００３０】
燃料噴射弁１０に燃料が供給される流れについて説明する。まず、燃料入口１９に燃料が供給される。供給された燃料は、燃料通路１５Ｅ、燃料通路１５Ｄ、そして燃料通路１５Ｃの順に導通される。次に、燃料は、上流差圧室２３に供給される。次に、燃料は、上流差圧室２３から、オリフィス２２を介して、下流差圧室２１に供給される。次に、燃料は、燃料通路１５Ｂ、燃料通路１５Ａの順に通過した後、燃料溜り１４に満たされる。そして、燃料は、燃料溜り１４から、ノズルニードル２０と第１の部材Ｂ１との間に形成されている内部燃料通路１３に満たされる。このように、燃料無噴射時には、燃料噴射弁１０の内部において、燃料が通過する空間それぞれに、燃料が満たされている。このとき、燃料入口１９から絶えず燃料が供給されている。このため、燃料噴射弁１０の内部に満たされている燃料には、絶えず圧力がかかっている。
【００３１】
燃料が噴射される仕組みについて説明する。燃料噴射時には、磁気回路５０に電流が加えられ、弁部材３２がリフトする。これにより、ノズルニードル２０とシート部１１との間に隙間が生まれる。この隙間が生じることで、燃料が噴孔１２から霧状になって噴射される。
【００３２】
［燃料噴射弁の特徴的動作］
本実施形態における燃料噴射弁１０は、磁気回路５０による弁部材３２をリフトさせる力（以下、開弁力という。）と、スプリング３５及び差圧閉弁力発生機構３６によるノズルニードル２０をシート部１１に着座させる方向に付勢する力（以下、閉弁力という。）とを吊り合わせて、任意のリフト位置に弁部材３２を保持させることができる。この結果、燃料噴射時期全体において、燃料噴射量を可変に設定することができる。下記に、開弁力と閉弁力との吊り合わせについて、図２を用いて説明する。
【００３３】
図２は、本実施形態における弁部材３２の位置の説明図である。図２の（Ｘ）は、開弁力と閉弁力との関係を示している。図２の（Ｘ）において、横軸は弁部材３２のリフト位置を、縦軸は開弁力及び閉弁力の大きさを表している。
【００３４】
図２の（Ｘ）における点ａは、燃料無噴射時における弁部材３２のリフト位置を示している。点ａが示すリフト位置では、弁部材３２はまだリフトしていない。
【００３５】
図２の（ａ）は、燃料無噴射時における弁部材３２の位置を示している。図２の（ａ）は、図２の（Ｘ）における点ａと対応している。なお、図２の（ａ）に示される各種符号は、図１に示す符号と同一のものである。ここで、Ａ１は上流差圧室２３の横断面の面積、Ａ２はシート（噴孔１２）面積、Ｐ０は上流差圧室２３の圧力、Ｐ１は下流差圧室２１の圧力、Ｐ２は噴射圧力、Ｓ１はオリフィス２２の面積、Ｓ２は弁部材３２とシート部１１との間の隙間の面積をそれぞれ示している。
【００３６】
図２の（ａ）が示す位置において、弁部材３２は、スプリング３５及びシート面積Ａ２に作用するＰ２−Ｐ０の差圧による閉弁力を受けている。ここで、磁気回路５０に電流が流れると、開弁力の方が閉弁力より大きくなる。このため、弁部材３２がリフトしていく。
【００３７】
図２の（Ｘ）における点ｂは、弁部材３２が保持される任意のリフト位置を示している。点ｂは、閉弁力と開弁力とが吊り合っている状態を示している。
【００３８】
図２の（ｂ）は、任意のリフト位置に保持されている弁部材３２の位置を示している。図２の（ｂ）は、図２の（Ｘ）における点ｂと対応している。磁気回路５０に電流が加えられることで、弁部材３２が、図２の（ａ）の示す位置から、図２の（ｂ）の示す位置までリフトする。
【００３９】
図２の（ｂ）の示す位置において、弁部材３２には、磁気回路５０による開弁力、スプリング３５による閉弁力、プレート２４に作用しているＰ０−Ｐ１の差圧による閉弁力、シート面積Ａ２に作用するＰ０−Ｐ２の差圧による閉弁力が作用している。この際の下流差圧室２１の圧力Ｐ１は、下記式（１）によって表される。
【００４０】
2014218971.tif 000003
【００４１】
また、プレート２４に作用する閉弁力ｆは、下記式（２）によって表される。
【００４２】
2014218971.tif 000004
【００４３】
上記式（１）及び（２）によると、弁部材３２のリフト量の増加に応じてＰ１が低下することで閉弁力が急激に増大する。その後、増大した閉弁力が開弁力と吊り合う任意のリフト位置に収束する。このため、図２の（ｂ）に示すようなリフト位置に弁部材３２が保持される。この結果、弁部材３２とシート部１１との間の隙間の面積Ｓ２に応じた燃料噴射量を得ることができる。
【００４４】
図２の（Ｘ）における点ｃは、弁部材３２がフルリフトしているときの位置を示している。図２の（ｃ）は、弁部材３２がフルリフトしたときの位置を示している。弁部材３２のフルリフト時には、閉弁力の方が開弁力より大きくなる。これは、顎部４２がストッパ４１に当たることで、弁部材３２のリフトを止める力が付加されるためである。これにより、弁部材３２のリフト量が規制される。
【００４５】
［電流の制御による燃料噴射量の制御範囲の拡大］
図２の（ｂ）が示すように、本実施形態における燃料噴射弁１０の弁部材３２は、上流差圧室２３と下流差圧室２１における燃料の差圧によって、任意のリフト位置で収束するという特性を持っている。この特性を利用して、磁気回路５０に加える電流の大きさを制御して、弁部材３２のリフト位置を様々な位置に変更することができる。この結果、燃料噴射量の制御範囲であるダイナミックレンジを拡大することができる。以下に、図３乃至図６を用いて、磁気回路５０に加える電流の制御によるダイナミックレンジの拡大について説明する。
【００４６】
図３は、燃料噴射弁の内部に差圧閉弁力発生機構３６を備えているか否かによって、ダイナミックレンジに表れる差異について示した図である。図３の（ａ）は、差圧閉弁力発生機構３６を備えていない燃料噴射弁における開弁力と閉弁力との関係を表した図である。図３の（ａ）には、この燃料噴射弁において、開弁力が閉弁力よりも常に大きい値をとる様子が示されている。これは、スプリング３５が弁部材３２を付勢する力よりも、磁気回路５０が弁部材３２を駆動する力の方が常に大きいことを示している。
【００４７】
図３の（ｂ）は、差圧閉弁力発生機構３６を備えていない燃料噴射弁におけるダイナミックレンジについて示している。図３の（ｂ）におけるＱは燃料噴射量を、Ｔは時間を示している。また、実線は、磁気回路５０が駆動してからの燃料噴射量の変化を示している。図３の（ｂ）のＸ１において、燃料噴射量が変動している様子が示されている。この変動は、弁部材３２がリフトした際に、顎部４２がストッパ４１に衝突した際におきるものである。この衝突後、燃料噴射量が一定の傾きで増加する範囲がダイナミックレンジに相当する。
【００４８】
図３の（ｃ）は、差圧閉弁力発生機構３６を備えている燃料噴射弁１０における開弁力と閉弁力とを表した図である。図３の（ｃ）には、弁部材３２に発生する２種類の開弁力が点線で示されている。これは、磁気回路５０に加える電流の大きさを大及び小に設定した場合のそれぞれの開弁力を示している。このように、本実施形態における燃料噴射弁１０では、電流の大きさの水準の数を設定して、その数に応じた開弁力を発生させることができる。
【００４９】
図３の（ｄ）は、差圧閉弁力発生機構３６を備えている燃料噴射弁１０におけるダイナミックレンジについて示している。図３の（ｄ）には、２種類の実線が示されている。これらの実線は、図３の（ｃ）で２種類の電流の大きさを設定した場合、それぞれの設定における燃料噴射量の変化について示している。
【００５０】
図３の（ｄ）におけるＸ２には、燃料噴射量が変動している様子が示されている。この変動は、差圧閉弁力発生機構３６及びスプリング３５によって生じる弁部材３２を付勢する力と、磁気回路５０によって生じる弁部材３２をリフトさせる力とが吊り合う際に起きる変動である。この変動は、燃料の差圧によってリフトが止まるときに生じるものである。
【００５１】
図３の（ｄ）におけるＸ２が示す変動は、図３の（ｂ）に示すＸ１が示す変動よりも小さい。これは、燃料の差圧を利用してリフトを止めたときの変動の方が、顎部４２がストッパ４１に当たってリフトを止めたときの変動よりも小さいためである。このように、差圧閉弁力発生機構３６を備えている燃料噴射弁１０では、吊り合い時に発生する燃料噴射量の変動が比較的小さい。このため、変動の後のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００５２】
また、図３の（ｄ）が示すように、本実施形態における燃料噴射弁１０は、磁気回路５０に加える電流を制御することで弁部材３２のリフト位置を変更して、燃料噴射量の増加率に違いをもたせることができる。この結果、低い増加率と高い増加率とを使い分けることで、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００５３】
図４の（ａ）は、ＥＣＵで行われる磁気回路５０への入力電流選択ルーチンのフローチャートである。ＥＣＵは、本ルーチンを記憶するためのメモリーを有している。ＥＣＵは、記憶した本ルーチンを実行するためのプロセッサを有している。
【００５４】
本ルーチンでは、まず、現在の運転状態における要求燃料噴射量ＲＱを算出する（Ｓ１００）。
【００５５】
次に、要求燃料噴射量ＲＱが指標燃料噴射量Ｑ１より大きいか否かが判定される（Ｓ１０２）。指標燃料噴射量Ｑ１とは、あらかじめＥＣＵに設定される任意の値であり、磁気回路５０に加える電流の指標となる値である。例えば、図４の（ｂ）に示されるように、指標燃料噴射量Ｑ１はダイナミックレンジの中間に設定される。そして、要求燃料噴射量ＲＱを満たすためにどの大きさの電流を選択するべきかの指標となる。
【００５６】
Ｓ１０２において、要求燃料噴射量ＲＱが指標燃料噴射量Ｑ１より大きいと判定された場合、ＥＣＵは、電流Ｉ１を選択する（Ｓ１０４）。電流Ｉ１は、図４の（ｂ）に示されるように、電流Ｉ２よりも高い値をとる。このため、比較的多い燃料噴射量が要求された場合に電流Ｉ１が選択される。
【００５７】
一方、要求燃料噴射量ＲＱが指標燃料噴射量Ｑ１以下であると判定された場合、ＥＣＵは、電流Ｉ２を選択する（Ｓ１０６）。電流Ｉ２は、図４の（ｂ）に示されるように、電流Ｉ１よりも低い値をとる。このため、比較的少ない燃料噴射量が要求された場合に電流Ｉ２が選択される。
【００５８】
Ｓ１０４及びＳ１０６が実行されると、次に、時間Ｔの幅が決定される（Ｓ１０８）。時間Ｔの幅とは、１回の噴射において、弁部材３２が開弁して燃料が噴射される時期のことである。時間Ｔの幅が決まることで、１回の噴射あたりの燃料噴射量が決定される。
【００５９】
図５は、本実施形態におけるリフト位置の計算例である。図５のグラフには、磁気回路５０に加える電流として、６Ａ（アンペア）と１２Ａ（アンペア）の２水準の大きさが設定されている様子が示されている。図５のグラフには、条件１乃至４における閉弁力が示されている。条件１乃至４とは、図５の表に示されるように、燃料噴射弁１０における各面積の比である。条件１乃至４は、フルリフト時において、電流の大きさが１２Ａのときの開弁力と吊り合う閉弁力を発生させるために求められる、燃料噴射弁１０における各面積比の例である。ここでいう、Ａ１は上流差圧室２３の横断面の面積、Ａ２はシート（噴孔１２）面積、Ｓ１はオリフィス２２の面積、Ｓ２は弁部材３２とシート部１１との間の隙間の面積である。Ａ１／Ａ２は受圧面積比であり、Ｓ１／Ｓ２は絞り流路面積比である。
【００６０】
図５のグラフには、条件１乃至４の閉弁力を示す実線と、電流の大きさが６Ａの場合の開弁力を示す実線とのそれぞれの交点が、中間リフトの位置として示されている。ここで、例えば、条件１における中間リフトの位置は、条件４における中間リフトの位置よりも低く、フルリフトの中間から離れている。このように、本実施形態における燃料噴射弁１０は、受圧面積比Ａ１／Ａ２が大きくなるほど絞り流路面積比Ｓ１／Ｓ２を大きくとることで、求める中間リフトの位置を得ることができる。
【００６１】
以下、図６乃至図９を用いて、本実施形態の変形例について説明する。
【００６２】
図６は、電流の大きさを細かく設定した場合の開弁力と閉弁力との関係を表している。図６に示すように、電流の大きさの水準を細かく設定することも可能である。このような形態をとることにより、要求燃料噴射量ＲＱに対して電流の大きさを制御して、中間リフトの位置を選択することで、時間Ｔの幅を固定して要求燃料噴射量ＲＱを満たすことができる。
【００６３】
図７は、本実施形態における燃料噴射弁１０の変形例を表す図である。図７に示す燃料噴射弁１０のプレート２４には、プレート２４と第２の部材Ｂ２とが嵌合する部分に、切欠きが設けられている。この切欠きは、上流差圧室２３と下流差圧室２１とを連通させるためのオリフィス２２として設けられている。
【００６４】
図８は、本実施形態における燃料噴射弁１０の変形例を表す図である。図８に示す燃料噴射弁１０のノズルニードル２０には、上流差圧室２３と下流差圧室２１とを連通する小径の通路が設けられている。この通路は、上流差圧室２３と下流差圧室２１とを連通させるためのオリフィス２２として設けられている。
【００６５】
図９は、本実施形態における燃料噴射弁１０の変形例を表す図である。図９に示す燃料噴射弁１０の第２の部材Ｂ２には、上流差圧室２３と下流差圧室２１とを連通する小径の通路が設けられている。この通路は、上流差圧室２３と下流差圧室２１とを連通させるためのオリフィス２２として設けられている。
【００６６】
なお、本実施形態の燃料噴射弁１０において、第４の部材Ｂ４は、磁気回路５０からの磁束漏れを低減するために、非磁性体からなることが望ましい。
【符号の説明】
【００６７】
１０  燃料噴射弁
１１  シート部
１２  噴孔
２０  ノズルニードル
２１  下流差圧室
２２  オリフィス
２３  上流差圧室
２４  プレート
３０  コマンドピストン
３１  フランジ
３２  弁部材
３５  スプリング
３６  差圧閉弁力発生機構
５０  磁気回路
５１  アーマチャ
５５  コイル
【図１】
2014218971.tif 000005
【図２】
2014218971.tif 000006
【図３】
2014218971.tif 000007
【図４】
2014218971.tif 000008
【図５】
2014218971.tif 000009
【図６】
2014218971.tif 000010
【図７】
2014218971.tif 000011
【図８】
2014218971.tif 000012
【図９】
2014218971.tif 000013