(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が噴射される噴孔（１７）を先端部に有し、燃料が流入出可能な第１圧力室（２１）および前記第１圧力室に連通可能な第２圧力室（２２）を有する有底筒状のハウジング（１０）と、
前記ハウジングに設けられており、前記第１圧力室と前記第２圧力室とに連通する第１プレート燃料流路（３１）および前記第１プレート燃料流路の軸（Ｏｆ１）とは異なる軸（Ｏｆ２）を含み、前記第１圧力室と前記第２圧力室とに連通する第２プレート燃料流路（３２）を有するプレート部（３０）と、
前記第２圧力室に収容されており、前記第１プレート燃料流路を開閉して前記第１圧力室の圧力および前記第２圧力室の圧力を制御可能な第１電磁弁（４１）と、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を閉じる方向に前記第１電磁弁を付勢する第１付勢部材（５１）と、
前記第１電磁弁の外側に設けられており、前記第２プレート燃料流路を開閉して前記第１圧力室の圧力および前記第２圧力室の圧力を制御可能な第２電磁弁（４２）と、
前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を閉じる方向に前記第２電磁弁を付勢する第２付勢部材（５２）と、
前記ハウジング内で往復移動可能であり、前記第１電磁弁または前記第２電磁弁が前記第１圧力室の圧力および前記第２圧力室の圧力を制御するとき、前記噴孔を開閉するニードル（６０）と、
前記ハウジング、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁に磁界を生成可能なソレノイド（７０）と、
前記ソレノイドに流れる電流であるソレノイド電流（Ｉｃ）を制御可能であり、前記ソレノイド電流に応じて、前記第１電磁弁に作用する力である第１電磁弁力（Ｆｅ１）または前記第２電磁弁に作用する力である第２電磁弁力（Ｆｅ２）を制御可能な電磁弁制御部（８０）と、
を備え、
前記第１電磁弁および前記第２電磁弁の動作方向において、前記第１電磁弁により前記第１プレート燃料流路が閉じられる位置と、前記第２電磁弁により前記第２プレート燃料流路が閉じられる位置とは同じである燃料噴射装置。
【請求項２】
予め設定される前記ソレノイド電流の閾値を電流閾値とすると、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値未満であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を閉じ、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値以上であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を開き、前記第２電磁弁力が前記第１電磁弁力以上となる請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
２つの前記電流閾値が設定されており、
一方の前記電流閾値を第１電流閾値（Ｉｃ＿ｔｈ１）とし、前記第１電流閾値よりも大きく設定される他方の前記電流閾値を第２電流閾値（Ｉｃ＿ｔｈ２）とすると、
前記ソレノイド電流が前記第１電流閾値以上、前記第２電流閾値未満であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を閉じ、
前記ソレノイド電流が前記第２電流閾値以上であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を開く請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記ソレノイド電流が前記第１電流閾値以上であるとき、前記第１電磁弁力はゼロ以上となり、
前記ソレノイド電流が前記第２電流閾値以上であるとき、前記第２電磁弁力はゼロ以上となるように、設定されている請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
予め設定される前記ソレノイド電流の閾値を電流閾値とすると、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値以上から前記電流閾値未満に変化したとき、前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を閉じる請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
予め設定される前記ソレノイド電流の閾値を電流閾値とすると、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値以上から前記電流閾値未満に変化したとき、前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を閉じ、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を開く請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
予め設定される前記ソレノイド電流の閾値を電流閾値とすると、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値未満であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を閉じ、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を開き、
前記ソレノイド電流が前記電流閾値以上であるとき、
前記第１電磁弁が前記第１プレート燃料流路を開き、かつ、前記第２電磁弁が前記第２プレート燃料流路を開き、前記第１電磁弁力が前記第２電磁弁力以上となる請求項１に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、同軸かつ直列に連通する２つの燃料流路を２つの電磁弁が開閉して、圧力室の圧力を制御する。燃料噴射装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、直列に連通する２つの燃料流路を開閉するために、２つのうちの一方の電磁弁の移動量を大きくする必要がある。電磁弁の移動量が大きくなるに伴い、電磁弁を駆動する力が増大する。電磁弁を駆動する力が増大するに伴い、燃料噴射装置の消費電力が増大する。さらに、２つの電磁弁を２つのソレノイドで駆動しており、消費電力が増大する。
また、電磁弁の移動量が大きくなると、電磁弁の移動量を確保するために、燃料噴射装置の体格を大きくする必要がある。
【０００５】
本開示の目的は、消費する電力を削減し、小型化可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の燃料噴射装置は、ハウジング（１０）、プレート部（３０）、第１電磁弁（４１）、第１付勢部材（５１）、第２電磁弁（４２）、第２付勢部材（５２）、ニードル（６０）、ソレノイド（７０）および電磁弁制御部（８０）を備える。
ハウジングは、有底筒状であり、燃料が噴射される噴孔（１７）を先端部に有し、第１圧力室（２１）および第２圧力室（２２）を有する。
第１圧力室は、燃料が流入出可能である。
第２圧力室は、第１圧力室に連通可能である。
【０００７】
プレート部は、ハウジングに設けられており、第１プレート燃料流路（３１）および第２プレート燃料流路（３２）を有する。
第１プレート燃料流路は、第１圧力室と第２圧力室とに連通する。
第２プレート燃料流路は、第１プレート燃料流路の軸（Ｏｆ１）とは異なる軸（Ｏｆ２）を含み、第１圧力室と第２圧力室とに連通する。
【０００８】
第１電磁弁は、第２圧力室に収容されており、第１プレート燃料流路を開閉して第１圧力室の圧力および第２圧力室の圧力を制御可能である。
第１付勢部材は、第１電磁弁が第１プレート燃料流路を閉じる方向に第１電磁弁を付勢する。
第２電磁弁は、第１電磁弁の外側に設けられており、第２プレート燃料流路を開閉して第１圧力室の圧力および第２圧力室の圧力を制御可能である。
第２付勢部材は、第２電磁弁が第２プレート燃料流路を閉じる方向に第２電磁弁を付勢する。
【０００９】
ニードルは、ハウジング内で往復移動可能であり、第１電磁弁または第２電磁弁が第１圧力室の圧力および第２圧力室の圧力を制御するとき、噴孔を開閉する。
ソレノイドは、ハウジング、第１電磁弁および第２電磁弁に磁界を生成可能である。
電磁弁制御部は、ソレノイドに流れる電流であるソレノイド電流（Ｉｃ）を制御可能であり、ソレノイド電流に応じて、第１電磁弁に作用する力である第１電磁弁力（Ｆｅ１）または第２電磁弁に作用する力である第２電磁弁力（Ｆｅ２）を制御可能である。
第１電磁弁および第２電磁弁の動作方向において、第１電磁弁により第１プレート燃料流路が閉じられる位置と、第２電磁弁により第２プレート燃料流路が閉じられる位置とは同じである。
【００１０】
第１プレート燃料流路の軸と第２プレート燃料流路の軸とが異なるため、第１電磁弁および第２電磁弁の移動量が小さくなる。これにより、燃料噴射装置の体格を小さくできる。また、第１電磁弁および第２電磁弁の移動量が小さくなるため、第１電磁弁力および第２電磁弁力を小さくできる。これにより、電磁弁制御部によるソレノイド電流が小さくなり、燃料噴射装置による消費電力が削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態による燃料噴射装置を示す断面図。
【図２】第１実施形態による燃料噴射装置のソレノイドが磁界を生成したときの燃料噴射装置の断面図。
【図３】第１実施形態による燃料噴射装置の第１電磁弁が第１プレート燃料流路を開いたときの燃料噴射装置の断面図。
【図４】第１実施形態による燃料噴射装置の第２電磁弁が第２プレート燃料流路を開いたときの燃料噴射装置の断面図。
【図５】第１実施形態による燃料噴射装置の圧力制御プレートがハウジング流路を開いているときの燃料噴射装置の断面図。
【図６】第１実施形態による燃料噴射装置のソレノイド電流に対する第１磁束密度、第２磁束密度、第１電磁弁力、第２電磁弁力、第１電磁弁の開閉および第２電磁弁の開閉を示す関係図。
【図７】第１実施形態による燃料噴射装置の電磁弁制御部の処理を説明するためのタイムチャート。
【図８】第１実施形態による燃料噴射装置の時間に対する燃料噴射率を示す関係図。
【図９】第２実施形態による燃料噴射装置の第１電磁弁が第１プレート燃料流路を開き、第２電磁弁が第２プレート燃料流路を開いたときの燃料噴射装置の断面図。
【図１０】第２実施形態による燃料噴射装置の第２電磁弁が第２プレート燃料流路を閉じたときの燃料噴射装置の断面図。
【図１１】第２実施形態による燃料噴射装置の電磁弁制御部の処理を説明するためのタイムチャート。
【図１２】第３実施形態による燃料噴射装置のソレノイド電流に対する第１磁束密度、第２磁束密度、第１電磁弁力、第２電磁弁力、第１電磁弁の開閉および第２電磁弁の開閉を示す関係図。
【図１３】第３実施形態による燃料噴射装置の第２電磁弁が第２プレート燃料流路を開いたときの燃料噴射装置の断面図。
【図１４】第３実施形態による燃料噴射装置の第１電磁弁が第１プレート燃料流路を開いたときの燃料噴射装置の断面図。
【図１５】第３実施形態による燃料噴射装置の電磁弁制御部の処理を説明するためのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、燃料噴射装置の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の燃料噴射装置は、ディーゼルエンジンのような内燃機関に用いられる。本実施形態の燃料噴射装置は、内燃機関の各気筒に取り付けられている。本実施形態の燃料噴射装置は、コモンレール９０の高圧状態で蓄えられた燃料を各気筒に噴射する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、燃料噴射装置１は、ハウジング１０、プレート部としてのオリフィスプレート３０、圧力制御プレート３５、第１電磁弁としての第１バルブ４１、第２電磁弁としての第２バルブ４２、第１スプリング５１および第２スプリング５２を備える。
また、燃料噴射装置１は、ニードル６０、ソレノイド７０および電磁弁制御部８０を備える。
【００１４】
ハウジング１０は、有底筒状に形成されており、磁性体で形成されている。図中において、ハウジング１０は便宜的に４つの部分に分けて記載されているが、必ずしも実際の製品の構成を反映するものではない。説明上、ハウジング１０は、先端側から順に、ノズルハウジング２３、制御室プレート２４、オリフィスプレート３０、ボディハウジング２５を含むものとする。
ハウジング１０は、ノズルハウジング２３において、ノズル室１６、噴孔１７および弁座１８を先端側に有する。
また、ハウジング１０は、制御室プレート２４およびボディハウジング２５において、ハウジング流路１１−１５、圧力制御室としての第１圧力室２１および第２圧力室２２を有する。
【００１５】
ノズル室１６は、ハウジング１０の内壁１０１とニードル６０の外壁６０１とによって区画形成されている。
噴孔１７は、ハウジング１０の周方向に所定の間隔で設けられており、ハウジング１０の先端部１０２に複数形成されている。単位時間あたりに噴孔１７から燃料が噴射される量を燃料噴射率Ｑとする。
弁座１８は、噴孔１７の周囲に形成され、ハウジング１０の先端部１０２の内側における底面に形成されている。弁座１８は、円錐形状に形成されている。
【００１６】
ハウジング流路１１は、コモンレール９０に接続されており、ハウジング流路１２とハウジング流路１３とに連通している。
ハウジング流路１２は、ノズル室１６に連通している。
ハウジング流路１３は、第１圧力室２１に連通可能である。ハウジング流路１３は、後述の圧力制御プレート３５により、第１圧力室２１と連通する。また、ハウジング流路１３は、圧力制御プレート３５側で径が絞られるインオリフィス１９が形成されている。
ハウジング流路１４は、第１圧力室２１およびノズル室１６に連通している。
ハウジング流路１５は、低圧室流路であり、第２圧力室２２および外部に連通している。
【００１７】
ハウジング流路１１−１５は、円形形状の断面を含み、径がそれぞれ一様に形成されている。ハウジング流路１１−１５の流路面積は、比較的大きく設定されており、ハウジング１０内の燃料の流入出量は、ハウジング流路１１−１５の流路面積に影響を受けないように、設定されている。流路面積は、燃料の流れに交差する方向における断面積である。
【００１８】
コモンレール９０からの燃料は、ハウジング流路１１、１２を経由してノズル室１６に供給される。また、圧力制御プレート３５によりハウジング１０と第１圧力室２１とが連通したとき、コモンレール９０からの燃料は、ハウジング流路１１、１３を経由して、第１圧力室２１に供給される。
【００１９】
第１圧力室２１は、第２圧力室２２よりもハウジング１０の先端側に設けられている。
また、第１圧力室２１は、オリフィスプレート３０とニードル６０との間に設けられており、ハウジング１０の内壁１０４によって区画形成されている。さらに、第１圧力室２１は、ハウジング流路１４を経由してノズル室１６に連通している。
第１圧力室２１は、コモンレール９０の燃料およびノズル室１６の燃料が流入出可能である。第１圧力室２１の圧力を第１圧力Ｐ１とする。
【００２０】
第２圧力室２２は、第１圧力室２１よりもハウジング１０の後端側に設けられている。
また、第２圧力室２２は、オリフィスプレート３０よりも後端側におけるハウジング１０の内壁１０５によって区画形成されている。第２圧力室２２の圧力を第２圧力Ｐ２とする。
第２圧力室２２は、第１圧力室２１と連通可能である。第１圧力室２１と第２圧力室２２とが連通したとき、第１圧力室２１の燃料が第２圧力室２２およびハウジング流路１５を経由して外部に流出する。
【００２１】
オリフィスプレート３０は、第１圧力室２１と第２圧力室２２との間であって、ハウジング１０に設けられている。
また、オリフィスプレート３０は、第１プレート燃料流路としてのサブアウトオリフィス３１および第２プレート燃料流路としての第２アウトオリフィス３２を有する。サブアウトオリフィス３１および第２アウトオリフィス３２は、円形形状の断面を含む。
【００２２】
サブアウトオリフィス３１は、中間室であり、後述の圧力制御プレート３５の第１アウトオリフィス３６に連通している。サブアウトオリフィス３１は、第１アウトオリフィス３６を介して第１圧力室２１と連通している。また、サブアウトオリフィス３１は、第２圧力室２２に連通している。サブアウトオリフィス３１と第１アウトオリフィス３６とが接続される箇所では、サブアウトオリフィス３１の流路面積および第１アウトオリフィス３６の流路面積は、比較的大きくなっている。サブアウトオリフィス３１の最小流路面積を第１プレート流路面積Ａｐ１とする。なお、第２圧力室２２側のサブアウトオリフィス３１は、一様に形成されているが、サブアウトオリフィス３１の径が絞られてもよい。
【００２３】
第２アウトオリフィス３２は、第１圧力室２１と第２圧力室２２とに連通している。第２アウトオリフィス３２は、中間部で径が絞られている。第２アウトオリフィス３２と第２圧力室２２とが接続される箇所では、第２アウトオリフィス３２の流路面積は、比較的大きくなっている。第２アウトオリフィス３２の最小流路面積を第２プレート流路面積Ａｐ２とする。なお、図中において、第２アウトオリフィス３２は、図１の断面とは、直交方向に形成されているため、破線で記載される。
【００２４】
圧力制御プレート３５は、第１圧力室２１に収容されている。また、圧力制御プレート３５は、板状に形成されており、第１圧力Ｐ１を制御可能である。
さらに、圧力制御プレート３５は、第１アウトオリフィス３６および制御プレートスプリング３７を有する。
【００２５】
第１アウトオリフィス３６は、圧力制御プレート３５の中央に形成されており、第１圧力室２１とサブアウトオリフィス３１とに連通している。第１アウトオリフィス３６は、円形形状の断面を含み、油流路の中央付近で径が絞られている。第１アウトオリフィス３６の最小流路面積を制御流路面積Ａｃとする。制御流路面積Ａｃは、第１プレート流路面積Ａｐ１よりも小さくなるように、すなわち、Ａｃ＜Ａｐ１になるように、設定されている。
【００２６】
制御プレートスプリング３７は、先端側の圧力制御プレート３５とハウジング１０の内部との間に設けられている。また、制御プレートスプリング３７は、圧力制御プレート３５がハウジング流路１３を閉じる方向に圧力制御プレート３５を付勢する。
初期状態では、制御プレートスプリング３７の付勢力および第１圧力Ｐ１がコモンレール９０からの燃料の圧力よりも大きく設定されている。このため、初期状態では、圧力制御プレート３５は、ハウジング流路１３を閉じている。
【００２７】
第１バルブ４１は、磁性体で形成されており、第２圧力室２２に収容されている。
ハウジング１０の先端側の第１バルブ４１は、第１バルブ４１の軸方向に延びる棒状に形成されている。
ハウジング１０の後端側の第１バルブ４１は、第１バルブ４１の径方向に延びる棒状に形成されている。第１バルブ４１は、Ｔ字形状の断面を有する。
【００２８】
第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開閉して、第１圧力Ｐ１および第２圧力Ｐ２を制御可能である。また、第２圧力Ｐ２により、第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開く方向に向かって、第１バルブ４１に作用する力を第１燃料補助力Ｆｆ１とする。
【００２９】
第２バルブ４２は、第１バルブ４１と同様に、磁性体で形成されている。第２バルブ４２は、第２圧力室２２に収容されており、第１バルブ４１の外側に設けられている。
また、第２バルブ４２は、第１バルブ４１が収容可能なように、筒状に形成されている。第２バルブ４２は、第１バルブ４１と同軸になるように、形成されている。
【００３０】
第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開閉して、第１圧力Ｐ１および第２圧力Ｐ２を制御可能である。また、第２圧力Ｐ２により、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開く方向に向かって、第２バルブ４２に作用する力を第２燃料補助力Ｆｆ２とする。
【００３１】
第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開く方向または第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開く方向を開方向とする。第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を閉じる方向または第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を閉じる方向を閉方向とする。第１バルブ４１または第２バルブ４２が開方向に向かって移動する方向を正方向とする。第１バルブ４１または第２バルブ４２が閉方向に向かって移動する方向を負方向とする。
【００３２】
第１バルブ４１が初期状態から開方向に移動した量を第１電磁弁移動量Ｌｅ１とする。
第２バルブ４２が初期状態から開方向に移動した量を第２電磁弁移動量Ｌｅ２とする。
初期状態では、第１電磁弁移動量Ｌｅ１および第２電磁弁移動量Ｌｅ２はともにゼロである。本明細書中では、「ゼロ」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。
【００３３】
第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開閉するとき、第１バルブ４１とオリフィスプレート３０との間に隙間が形成される。また、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開閉するとき、第２バルブ４２とオリフィスプレート３０との間に隙間が形成される。これらの隙間における流路面積は、比較的大きく設定されている。このため、ハウジング１０内の燃料の流入出量は、第１バルブ４１または第２バルブ４２とオリフィスプレート３０との間に形成される隙間の流路面積に影響を受けないように、設定されている。
【００３４】
第１付勢部材としての第１スプリング５１は、第１バルブ４１よりも後端側に設けられており、第２圧力室２２に収容されている。
第１スプリング５１は、第１バルブ４１の閉方向に向かって、第１バルブ４１を付勢する。第１スプリング５１が第１バルブ４１を付勢する力を第１付勢力Ｆｓ１とする。
【００３５】
第２付勢部材としての第２スプリング５２は、第１バルブ４１と第２バルブ４２との間に設けられており、第２バルブ４２に収容されている。
第２スプリング５２は、第２バルブ４２の閉方向に向かって、第２バルブ４２を付勢する。第２スプリング５２が第２バルブ４２を付勢する力を第２付勢力Ｆｓ２とする。また、第２スプリング５２は、第２付勢力Ｆｓ２の反発力により、第１バルブ４１の開方向に向かって、第１バルブ４１を付勢する。
【００３６】
第１付勢力Ｆｓ１および第２付勢力Ｆｓ２は、例えば、以下関係式（１−１）、（１−２）のように、表される。Ｆ１は、初期状態での第１スプリング５１の付勢力である。Ｆ２は、初期状態での第２スプリング５２の付勢力である。ｋ１は、第１スプリング５１のばね定数である。ｋ２は、第２スプリング５２のばね定数である。
Ｆｓ１＝Ｆ１＋ｋ１×Ｌｅ１−ｋ２×（Ｌｅ１−Ｌｅ２）
・・・（１−１）
Ｆｓ２＝Ｆ２＋ｋ２×(Ｌｅ２−Ｌｅ１)  ・・・（１−２）
【００３７】
ニードル６０は、ノズル室１６に収容されており、ハウジング１０内で往復移動可能である。なお、ハウジング１０内にガイドが設けられてもよい。ニードル６０は、ガイドの内壁に沿って摺動可能であってもよい。
ニードル６０の軸は、第１バルブ４１の軸および第２バルブ４２の軸と異なる。
また、ニードル６０は、受圧面６１を先端側に有する。さらに、ニードル６０は、背圧面６２およびニードルスプリング６３を後端側に有する。
【００３８】
受圧面６１は、テーパ形状に形成されており、ノズル室１６に流入する燃料により、ニードル６０が噴孔１７を開く方向に作用する圧力を受ける。受圧面６１が受ける全圧力をＦｐ＿ｂとする。
背圧面６２は、ノズル室１６に流入する燃料により、ニードル６０が噴孔１７を閉じる方向に作用する圧力を受ける。背圧面６２が受ける全圧力をＦｐ＿ｎとする。
【００３９】
ニードルスプリング６３は、ノズル室１６に収容されている。ニードルスプリング６３は、ニードル６０が噴孔１７を閉じる方向にニードル６０を付勢する。ニードルスプリング６３がニードル６０を付勢する力をニードル付勢力Ｆｓ＿ｎとする。初期状態では、全圧力Ｆｐ＿ｂ、Ｆｐ＿ｎおよびニードル付勢力Ｆｓ＿ｎは、以下関係式（２）になるように、設定されている。
Ｆｐ＿ｎ＋Ｆｓ＿ｎ＞Ｆｐ＿ｂ          ・・・（２）
【００４０】
ニードル６０は、第１バルブ４１または第２バルブ４２が第１圧力Ｐ１および第２圧力Ｐ２を制御するとき、ハウジング１０の軸方向に移動する。このとき、ニードル６０は、噴孔１７を開閉する。ニードル６０が噴孔１７を開く方向は、第１バルブ４１または第２バルブ４２の開方向と一致する。ニードル６０が噴孔１７を閉じる方向は、第１バルブ４１または第２バルブ４２の閉方向と一致する。
【００４１】
ニードル６０は、開方向に移動したとき、ニードル６０の先端部６４が弁座１８から離れる。ニードル６０の先端部６４が弁座１８から離れたとき、ニードル６０は、噴孔１７開く。噴孔１７が開かれたとき、ノズル室１６の燃料が噴孔１７から噴射される。
また、ニードル６０は、閉方向に移動したとき、ニードル６０の先端部６４が弁座１８に接触する。ニードル６０の先端部６４が弁座１８に接触したとき、ニードル６０は、噴孔１７を閉じる。噴孔１７が閉じられたとき、噴孔１７からの燃料の噴射が停止する。
【００４２】
ソレノイド７０は、ハウジング１０の後端部１０６に、１つ設けられている。
また、ソレノイド７０は、ボビンの外周に巻線が巻回されている。
さらに、ソレノイド７０は、通電されたとき、ハウジング１０、第１バルブ４１および第２バルブ４２に磁界を生成可能である。ソレノイド７０に流れる電流をソレノイド電流Ｉｃとする。
【００４３】
図２に示すように、初期状態からソレノイド７０に通電されるとき、ソレノイド７０が磁界を生成する。
ハウジング１０の後端部１０６において、後端側のハウジング１０がＳ極となり、先端側のハウジング１０がＮ極になる。
【００４４】
後端側の第１バルブ４１がＳ極となり、先端側の第１バルブ４１がＮ極になる。ソレノイド７０により、ハウジング１０および第１バルブ４１を経由する磁気回路である第１磁気回路が生成される。
後端側の第２バルブ４２がＳ極となり、先端側の第２バルブ４２がＮ極になる。ソレノイド７０により、ハウジング１０および第２バルブ４２を経由する磁気回路である第２磁気回路が生成される。
このような磁気回路が生成されるように、ソレノイド７０の巻線方向は設定されている。なお、各部位の後端側がＮ極、各部位の先端側がＳ極になるように、磁気回路が生成されてもよい。
【００４５】
ソレノイド７０が磁界を生成したとき、第１バルブ４１および第２バルブ４２は、ハウジング１０の後端部１０６と吸引する。ハウジング１０の後端部１０６と第１バルブ４１とが吸引する力を第１吸引力Ｆｍ１とする。ハウジング１０の後端部１０６と第２バルブ４２とが吸引する力を第２吸引力Ｆｍ２とする。第１吸引力Ｆｍ１により、第１バルブ４１は、開方向に移動しようとする。第２吸引力Ｆｍ２により、第２バルブ４２は、開方向に移動しようとする。
【００４６】
第１吸引力Ｆｍ１および第２吸引力Ｆｍ２は、例えば、以下関係式（３−１）−（３−４）のように表される。
Ｆｍ１∝Φ１                      ・・・（３−１）
Φ１＝Ｂ１×Ｓ１            
＝μ１×Ｈ１×Ｓ１          ・・・（３−２）
Ｆｍ２∝Φ２                      ・・・（３−３）
Φ２＝Ｂ２×Ｓ２            
＝μ２×Ｈ２×Ｓ２          ・・・（３−４）
【００４７】
Φ１は、第１バルブ４１を通過する磁束である。第１吸引力Ｆｍ１は、Φ１に比例する。Ｂ１は、第１バルブ４１を通過する磁束密度である。第１バルブ４１を通過する磁束密度を第１磁束密度Ｂ１とする。Ｓ１は、第１バルブ４１を通過する磁束に対して垂直な面の断面積である。μ１は、第１バルブ４１の透磁率である。Ｈ１は、第１バルブ４１を通過する磁界の強さである。Ｂ１は、Ｈ１に比例する。Ｈ１は、ソレノイド電流Ｉｃに比例する。このため、第１吸引力Ｆｍ１は、ソレノイド電流Ｉｃに比例する。
【００４８】
同様に、Φ２は、第２バルブ４２を通過する磁束である。第２吸引力Ｆｍ２は、Φ２に比例する。Ｂ２は、第２バルブ４２を通過する磁束密度である。第２バルブ４２を通過する磁束密度を第２磁束密度Ｂ２とする。Ｓ２は、第２バルブ４２を通過する磁束に対して垂直な面の断面積である。μ２は、第２バルブ４２の透磁率である。Ｈ２は、第２バルブ４２を通過する磁界の強さである。Ｂ２は、Ｈ２に比例する。Ｈ２は、ソレノイド電流Ｉｃに比例する。このため、第２吸引力Ｆｍ２は、ソレノイド電流Ｉｃに比例する。なお、透磁率μ１、μ２は、第１バルブ４１および第２バルブ４２の材料等により、任意に設定される。通過する磁束に対して垂直な面の断面積Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング１０、第１バルブ４１および第２バルブ４２の構造等により、任意に設定される。
【００４９】
電磁弁制御部８０は、マイコンを主体として構成されている。電磁弁制御部８０は、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。電磁弁制御部８０の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。図中において、電磁弁制御部８０をＥＣＵと記載する。
電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０と電気的に接続されており、ソレノイド７０に通電可能である。また、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流Ｉｃを制御可能である。
【００５０】
従来、特許文献１に記載されているように、同軸かつ直列に連通する２つの燃料流路を２つの電磁弁で開閉して、圧力室の圧力を制御する燃料噴射装置が知られている。
特許文献１の構成では、直列に連通する２つの燃料流路を開閉するために、２つのうちの一方の電磁弁の移動量を大きくする必要がある。電磁弁の移動量が大きくなるに伴い、電磁弁を駆動する力が増大する。電磁弁を駆動する力が増大するに伴い、燃料噴射装置の消費電力が増大する。さらに、２つの電磁弁を２つのソレノイドで駆動しており、消費電力が増大する。
また、電磁弁の移動量が大きくなると、電磁弁の移動量を確保するために、燃料噴射装置の体格を大きくする必要がある。
そこで、本実施形態の燃料噴射装置は、消費する電力を低減し、小型化可能にする。
【００５１】
第２アウトオリフィス３２は、サブアウトオリフィス３１とは異なる位置に設けられている。第２アウトオリフィス３２の軸Ｏｆ２の位置または傾きがサブアウトオリフィス３１の軸Ｏｆ１の位置または傾きと異なるように、サブアウトオリフィス３１または第２アウトオリフィス３２が形成されている。サブアウトオリフィス３１の軸Ｏｆ１は、第１バルブ４１および第２バルブ４２と同軸である。
サブアウトオリフィス３１および第２アウトオリフィス３２は、オリフィスプレート３０内において、並列に設けられている。
【００５２】
第１バルブ４１の開閉方向に向かって、第１バルブ４１に作用する力の総和を第１電磁弁力Ｆｅ１とする。第１バルブ４１の開閉方向に向かって、第２バルブ４２に作用する力の総和を第２電磁弁力Ｆｅ２とする。第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、例えば、以下関係式（４−１）、（４−２）のように表される。
Ｆｅ１＝Ｆｍ１＋Ｆｆ１−Ｆｓ１＋Ｆｓ２・・・（４−１）
Ｆｅ２＝Ｆｍ２＋Ｆｆ２−Ｆｓ２        ・・・（４−２）
【００５３】
第１バルブ４１または第２バルブ４２の開方向を第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２の正方向とする。なお、第１吸引力Ｆｍ１、第２吸引力Ｆｍ２、第１燃料補助力Ｆｆ１および第２燃料補助力Ｆｆ２は、正方向に作用する。第１付勢力Ｆｓ１および第２付勢力Ｆｓ２は、負方向に作用する。
【００５４】
初期状態では、第１電磁弁力Ｆｅ１がゼロ未満になるように、第１吸引力Ｆｍ１、第１燃料補助力Ｆｆ１および第１付勢力Ｆｓ１が調整されている。
同様に、初期状態では、第２電磁弁力Ｆｅ２がゼロ未満になるように、第２吸引力Ｆｍ２、第２燃料補助力Ｆｆ２および第２付勢力Ｆｓ２が調整されている。
また、初期状態では、第１電磁弁力Ｆｅ１の大きさ、すなわち、絶対値は、第２電磁弁力Ｆｅ２の大きさよりも大きく設定されている。なお、第１電磁弁力Ｆｅ１の大きさは、第２電磁弁力Ｆｅ２の大きさよりも小さく設定されてもよい。
【００５５】
電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流Ｉｃに応じて、第１電磁弁力Ｆｅ１または第２電磁弁力Ｆｅ２を制御可能である。ソレノイド電流Ｉｃにおいて、予め設定される閾値である電流閾値が設定されており、２つの電流閾値が設定されている。一方の電流閾値を第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１とする。他方の電流閾値を第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２とする。
第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２は、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１よりも大きく設定されている。第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１および第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２は、実験、シミュレーション、透磁率μ１、μ２、通過する磁束に対して垂直な面の断面積Ｓ１、Ｓ２等により、任意に設定される。
【００５６】
ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満であるとき、すなわち、以下関係式（５−１）であるとき、第１吸引力Ｆｍ１および第２吸引力Ｆｍ２は、以下関係式（５−２）になるように設定されている。なお、第１吸引力Ｆｍ１は、第２吸引力Ｆｍ２より小さく設定されてもよい。
また、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、以下関係式（５−３）、（５−４）になるように、設定されている。
第１電磁弁力Ｆｅ１がゼロ未満であるため、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じる。第２電磁弁力Ｆｅ２がゼロ未満であるため、第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。
Ｉｃ＜Ｉｃ＿ｔｈ１                    ・・・（５−１）
Ｆｍ１＞Ｆｍ２                        ・・・（５−２）
Ｆｅ１＜０                            ・・・（５−３）
Ｆｅ２＜０                            ・・・（５−４）
【００５７】
電磁弁制御部８０によりソレノイド電流Ｉｃが大きくなり、第１吸引力Ｆｍ１および第２吸引力Ｆｍ２は、大きくなる。ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満となったとき、すなわち、以下関係式（６−１）であるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、以下関係式（６−２）、（６−３）になるように、設定されている。
Ｉｃ＿ｔｈ１≦Ｉｃ＜Ｉｃ＿ｔｈ２      ・・・（６−１）
Ｆｅ１＞０                            ・・・（６−２）
Ｆｅ２＜０                            ・・・（６−３）
【００５８】
図３に示すように、第１バルブ４１は、第１電磁弁力Ｆｅ１により、開方向に移動する。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じている。第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開くとともに、第１電磁弁移動量Ｌｅ１が増加する。なお、第１吸引力Ｆｍ１の増加分は、第１付勢力Ｆｓ１の増加分よりも大きく設定されている。
【００５９】
第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開いたとき、第１圧力室２１から第１アウトオリフィス３６およびサブアウトオリフィス３１を経由して、第１圧力室２１の燃料が流出する。第１圧力Ｐ１が低下する。第１圧力室２１から流出した燃料は、第２圧力室２２およびハウジング流路１５を経由して、外部に流出する。このとき、圧力制御プレート３５は、ハウジング流路１３を閉じている。このため、ハウジング流路１３から第１圧力室２１に燃料は流れない。
【００６０】
第１圧力Ｐ１が低下したとき、背圧面６２に作用する全圧力Ｆｐ＿ｎが低下し、以下関係式（７）が満たされる。関係式（７）が満たされ、ニードル６０が弁座１８から離れ、噴孔１７が開く。噴孔１７を経由して、燃料が外部に噴射される。
Ｆｐ＿ｎ＋Ｆｓ＿ｎ＜Ｆｐ＿ｂ          ・・・（７）
【００６１】
電磁弁制御部８０によりソレノイド電流Ｉｃがさらに大きくなり、第１吸引力Ｆｍ１および第２吸引力Ｆｍ２は、さらに大きくなる。ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上になるとき、すなわち、関係式（８−１）であるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２が以下関係式（８−２）、（８−３）になる。このとき、電磁弁制御部８０は、以下関係式（８−４）になるように、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２を制御する。
Ｉｃ＿ｔｈ２≦Ｉｃ                    ・・・（８−１）
Ｆｅ１＞０                            ・・・（８−２）
Ｆｅ２＞０                            ・・・（８−３）
Ｆｅ２≧Ｆｅ１                        ・・・（８−４）
【００６２】
図４に示すように、第１バルブ４１は、第１電磁弁力Ｆｅ１により、開方向にさらに移動する。第２バルブ４２は、第２電磁弁力Ｆｅ２により、開方向に移動する。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開くとともに、第２電磁弁移動量Ｌｅ２が増加する。なお、第２吸引力Ｆｍ２の増加分は、第２付勢力Ｆｓ２の増加分よりも大きく設定されている。
【００６３】
第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開いたとき、第１圧力室２１から第２アウトオリフィス３２を経由して、第１圧力室２１の燃料がさらに流出する。このとき、第１圧力Ｐ１がさらに低下し、ニードル６０が開方向にさらに移動する。ニードル６０が開方向に移動し、燃料噴射率Ｑが増加する。
【００６４】
第１圧力Ｐ１が低下するに伴い、第１圧力Ｐ１および制御プレートスプリング３７の付勢力よりもハウジング流路１３の圧力による力が大きくなる。このとき、圧力制御プレート３５は、ハウジング流路１３を開く。
【００６５】
第１圧力Ｐ１が低下した状態から電磁弁制御部８０がソレノイド７０への通電を停止したとき、第１電磁弁力Ｆｅ１がゼロ未満になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じる。第２バルブ４２は、第２電磁弁力Ｆｅ２がゼロ未満になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。圧力制御プレート３５は、ハウジング流路１４を閉じる。
【００６６】
図５に示すように、サブアウトオリフィス３１が閉じられたとき、サブアウトオリフィス３１における比較的高い圧力の燃料が第１圧力室２１に流入する。また、ハウジング流路１３から比較的高い圧力の燃料が第１圧力室２１に流入する。第１圧力Ｐ１およびノズル室１６の圧力が上昇し、関係式（２）となり、ニードル６０が閉方向に移動する。ニードル６０が噴孔１７を閉じ、噴孔１７からの燃料の噴射が停止される。
【００６７】
第１圧力Ｐ１が上昇するに伴い、ハウジング流路１３の燃料の圧力による力よりも第１圧力Ｐ１および制御プレートスプリング３７の付勢力が大きくなる。このとき、圧力制御プレート３５は、ハウジング流路１３を閉じる。圧力制御プレート３５は、初期状態に戻る。
【００６８】
燃料噴射装置１では、燃料の噴射開始時に、圧力制御プレート３５により、ハウジング流路１３が閉じられている。このため、ハウジング流路１３から第１圧力室２１に燃料が流入されない。また、燃料の噴射完了時に、ハウジング流路１３だけでなく、サブアウトオリフィス３１における比較的高い圧力の燃料が第１圧力室２１に流入する。このため、第１圧力Ｐ１の上昇の応答性が向上する。圧力制御プレート３５により、第１圧力Ｐ１の応答性が向上し、ニードル６０の移動量の応答性が向上する。さらに、燃料噴射率Ｑの応答性が向上する。
【００６９】
図６を参照して、電磁弁制御部８０の制御について説明する。図において、共通な軸として、ソレノイド電流Ｉｃを横軸とする。ソレノイド電流Ｉｃに対する第１磁束密度Ｂ１、第１電磁弁力Ｆｅ１および第１バルブ４１の開閉が実線で記載されている。第２磁束密度Ｂ２、第２電磁弁力Ｆｅ２および第２バルブ４２の開閉が一点鎖線で記載されている。第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開く、または、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開くときを「開」と記載している。第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を閉じる、または、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を閉じるときを「閉」と記載している。
【００７０】
ソレノイド電流Ｉｃがゼロであるとき、第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２はゼロである。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、負方向、すなわち、閉方向に、作用している。第１電磁弁力Ｆｅ１の絶対値は、第２電磁弁力Ｆｅ２の絶対値よりも大きく設定されている。なお、第１電磁弁力Ｆｅ１の絶対値は、第２電磁弁力Ｆｅ２の絶対値よりも小さく設定されてもよい。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じている。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じている。
【００７１】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを高くするに伴い、第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２が増加する。
ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ａになったとき、第１電磁弁力Ｆｅ１と第２電磁弁力Ｆｅ２とは等しくなる、すなわち、Ｆｅ１＝Ｆｅ２になる。「等しく」または「＝」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。電磁弁制御部８０によりソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ａよりも高くなるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１は、第２電磁弁力Ｆｅ２よりも大きくなる。
【００７２】
ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上となったとき、第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ以上になる。このとき、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じている。
【００７３】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１より高くして、ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｂになったとき、第１磁束密度Ｂ１の変化率がゼロになる。第１磁束密度Ｂ１は、磁気飽和になる。このとき、第１磁束密度Ｂ１は、第１磁束密度Ｂ１の最大値である最大第１磁束密度Ｂ１＿ＭＡＸになる。第１磁束密度Ｂ１の変化率がゼロになるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１の変化率がゼロになる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、第１電磁弁力Ｆｅ１の最大値である最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸになる。
【００７４】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流ＩｃをＩｃ＿Ｂより高くして、ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上となったとき、第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ以上になる。このとき、第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第１バルブ４１は、開方向にさらに移動する。
【００７５】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より高くして、ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｃになったとき、第２磁束密度Ｂ２の変化率がゼロになる。第２磁束密度Ｂ２は、磁気飽和になる。このとき、第２磁束密度Ｂ２は、第２磁束密度Ｂ２の最大値である最大第２磁束密度Ｂ２＿ＭＡＸになる。第２磁束密度Ｂ２の変化率がゼロになるとき、第２電磁弁力Ｆｅ２の変化率がゼロになる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、第２電磁弁力Ｆｅ２の最大値である最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸになる。最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸは、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸよりも大きく設定されている。
【００７６】
図７のタイムチャートを参照して、電磁弁制御部８０の制御について説明する。タイムチャートにおいて、共通な軸として、時刻ｔを横軸とする。時刻ｔに対するソレノイド電流Ｉｃ、第１電磁弁力Ｆｅ１および第１バルブ４１の開閉が実線で記載されている。時間ｔに対する第２電磁弁力Ｆｅ２および第２バルブ４２の開閉が記載されている。
【００７７】
時刻ｔ００のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロである。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、負方向に作用している。第１電磁弁力Ｆｅ１の絶対値は、第２電磁弁力Ｆｅ２の絶対値よりも大きい。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じている。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じている。
【００７８】
時刻ｔ０１のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０に通電し始める。ソレノイド電流Ｉｃがゼロ以上になる。
時刻ｔ０２のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上になる。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ以上になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。
【００７９】
時刻ｔ０３のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂになる。第１磁束密度Ｂ１が磁気飽和になる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸになる。
時刻ｔ０３から時刻ｔ０４まで、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂで一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂで一定に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１より大きく、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より小さくなるように、設定されていればよい。
時刻ｔ０４のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流ＩｃをＩｃ＿Ｂよりも高くする。
時刻ｔ０５のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上になる。このとき、第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ以上になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開いている。
【００８０】
時刻ｔ０６のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃになる。第２磁束密度Ｂ２が磁気飽和になる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸになる。
時刻ｔ０６から時刻ｔ０７まで、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より大きくなるように、設定されていればよい。
時刻ｔ０７のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０への通電を停止する。ソレノイド電流Ｉｃがゼロとなるように、ソレノイド電流Ｉｃが低下する。ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｃ未満になる。このとき、第２電磁弁力Ｆｅ２が小さくなる。
【００８１】
時刻ｔ０８のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満になる。このとき、第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ未満になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開いている。
時刻ｔ０９のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂ未満になる。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１が小さくなる。
【００８２】
時刻ｔ１０のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満になる。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ未満になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じる。
時刻ｔ１１のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロになる。第１バルブ４１および第２バルブ４２は、初期状態に戻る。
【００８３】
［１］サブアウトオリフィス３１の軸Ｏｆ１と第２アウトオリフィス３２の軸Ｏｆ２とが異なり、サブアウトオリフィス３１および第２アウトオリフィス３２は、オリフィスプレート３０内において、並列に設けられている。このため、第１バルブ４１および第２バルブ４２の移動量が小さくなる。これにより、燃料噴射装置１の体格を小さくできる。
【００８４】
また、第１バルブ４１および第２バルブ４２の移動量が小さくなるため、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２を小さくできる。これにより、電磁弁制御部８０によるソレノイド電流Ｉｃが小さくなり、燃料噴射装置１による消費電力が削減される。また、１つのソレノイド７０により、第１バルブ４１および第２バルブ４２の開閉が行えるため、消費電力がさらに削減される。
【００８５】
［２］電磁弁制御部８０によりソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満であるとき、サブアウトオリフィス３１および第２アウトオリフィス３２は、閉じられている。電磁弁制御部８０によりソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満であるとき、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２閉じている。
このため、比較的低いソレノイド電流Ｉｃにより、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を安定して開くことができる。また、コモンレール９０の燃料の圧力が比較的高くても、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を安定して開くことができる。
【００８６】
図８に示すように、燃料噴射装置１は、第１バルブ４１の移動量を調整して、初期噴射時の燃料噴射率Ｑを小さくできる。
また、電磁弁制御部８０によりソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上であるとき、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。このとき、第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開くとき、燃料噴射率Ｑが大きくなる。燃料噴射装置１は、比較的小さい燃料噴射率Ｑから比較的大きい燃料噴射率Ｑに変更可能であり、ブーツ型噴射が可能になる。
【００８７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、電磁弁制御部の制御が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。
第２実施形態の燃料噴射装置２では、電磁弁制御部８０がソレノイド７０に通電したとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上になるように、ソレノイド電流Ｉｃを制御する。
図９に示すように、ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上であるとき、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。
【００８８】
サブアウトオリフィス３１および第２アウトオリフィス３２が開かれた状態から、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流Ｉｃが低下するように、ソレノイド電流Ｉｃを制御する。
図１０に示すように、ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満になったとき、第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。
【００８９】
図１１のタイムチャートを参照して、電磁弁制御部８０の制御について説明する。
時刻ｔ２０のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロである。
時刻ｔ２１のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０に通電し始める。ソレノイド電流Ｉｃがゼロ以上になる。
時刻ｔ２２のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。
【００９０】
時刻ｔ２３のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開いている。
時刻ｔ２４のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃになる。第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２が磁気飽和になる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸになる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸになる。
時刻ｔ２４から時刻ｔ２５まで、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より大きくなるように、設定されていればよい。
【００９１】
時刻ｔ２５のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流ＩｃをＩｃ＿Ｃよりも低くする。
時刻ｔ２６のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満になる。第２電磁弁力Ｆｅ２がゼロ未満になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開いている。
【００９２】
時刻ｔ２７のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂになる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸである。
時刻ｔ２７から時刻ｔ２８まで、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂで一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｂで一定に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１より大きく、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より小さくなるように、設定されていればよい。
時刻ｔ２８のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０への通電を停止する。ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｂ未満になる。
【００９３】
時刻ｔ２９のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満になる。第１電磁弁力Ｆｅ１がゼロ未満になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じる。
時刻ｔ３０のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロになる。第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、初期状態に戻る。
第２実施形態においても、第１実施形態の［１］に記載されている効果と同様の効果を奏する。
【００９４】
［３］第２実施形態では、初期噴射時に燃料噴射率Ｑが大きくなる。比較的大きい燃料噴射率Ｑから燃料噴射率Ｑを小さくなる。燃料噴射装置２は、比較的大きい燃料噴射率Ｑから比較的小さい燃料噴射率Ｑに変更可能であり、逆ブーツ型噴射が可能になる。
【００９５】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１電磁弁および第２電磁弁の設定ならびに電磁弁制御部の制御が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。
第３実施形態の燃料噴射装置３では、ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満であるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、以下関係式（９−１）、（９−２）になるように、設定されている。
Ｆｅ１＜０                            ・・・（９−１）
Ｆｅ２＜０                            ・・・（９−２）
【００９６】
ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満であるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、以下関係式（１０−１）、（１０−２）になるように、設定されている。
Ｆｅ１＜０                            ・・・（１０−１）
Ｆｅ２＞０                            ・・・（１０−２）
【００９７】
ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上であるとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、以下関係式（１１−１）、（１１−２）、（１１−３）になるように、設定されている。第３実施形態では、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開いた後、第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開く。
Ｆｅ１＞０                            ・・・（１１−１）
Ｆｅ２＞０                            ・・・（１１−２）
Ｆｅ２≧Ｆｅ１                        ・・・（１１−３）
【００９８】
図１２を参照して、電磁弁制御部８０の制御について説明する。
ソレノイド電流Ｉｃがゼロであるとき、第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２はゼロである。このとき、第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、負方向に作用している。第２電磁弁力Ｆｅ２の絶対値は、第１電磁弁力Ｆｅ１の絶対値よりも小さい。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じている。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じている。
【００９９】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを高くするに伴い、第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２が増加する。
ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上となったとき、第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ以上になる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ未満である。
図１３に示すように、第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じている。
【０１００】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１より高くして、ソレノイド電流Ｉｃが第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上となったとき、第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ以上になる。
図１４に示すように、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開いている。
【０１０１】
図１２に戻って、電磁弁制御部８０がソレノイド電流Ｉｃを第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より高くして、ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｂになったとき、第１磁束密度Ｂ１は、磁気飽和になる。このとき、第１磁束密度Ｂ１は、最大第１磁束密度Ｂ１＿ＭＡＸになる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸになる。
【０１０２】
電磁弁制御部８０がソレノイド電流ＩｃをＩｃ＿Ｂより高くして、ソレノイド電流ＩｃがＩｃ＿Ｃになったとき、第２磁束密度Ｂ２は、磁気飽和になる。第２磁束密度Ｂ２は、最大第２磁束密度Ｂ２＿ＭＡＸになる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸになる。なお、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２は、Ｉｃ＿Ｂよりも小さい。
【０１０３】
図１５のタイムチャートを参照して、電磁弁制御部８０の制御について説明する。
時刻ｔ４０のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロである。
時刻ｔ４１のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０に通電し始める。ソレノイド電流Ｉｃがゼロ以上になる。
時刻ｔ４２のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上になる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ以上になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を開く。
時刻ｔ４３のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２以上になる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ以上になる。第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開きつつ、第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を開く。
【０１０４】
時刻ｔ４４のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃになる。第１磁束密度Ｂ１および第２磁束密度Ｂ２が磁気飽和になる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、最大第２電磁弁力Ｆｅ２＿ＭＡＸになる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、最大第１電磁弁力Ｆｅ１＿ＭＡＸになる。
時刻ｔ４４から時刻ｔ４５まで、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、Ｉｃ＿Ｃで一定に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より大きくなるように、設定されていればよい。
時刻ｔ４５のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流ＩｃをＩｃ＿Ｃよりも低くする。
時刻ｔ４６のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満になる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、ゼロ未満になる。第１バルブ４１は、サブアウトオリフィス３１を閉じる。
また、時刻ｔ４６のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド電流Ｉｃを第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２よりも低くする。
【０１０５】
時刻ｔ４７のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１を超え、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満の値になる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、小さくなる。第１電磁弁力Ｆｅ１は、負方向に大きくなる。
時刻ｔ４７から時刻ｔ４８まで、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１を超え、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満の値で一定である。なお、このとき、ソレノイド電流Ｉｃは、一定値に限定されない。ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１より大きく、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２より小さくなるように、設定されていればよい。
時刻ｔ４８のとき、電磁弁制御部８０は、ソレノイド７０への通電を停止する。ソレノイド電流Ｉｃが低下する。
【０１０６】
時刻ｔ４９のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１未満になる。第２電磁弁力Ｆｅ２は、ゼロ未満になる。第２バルブ４２は、第２アウトオリフィス３２を閉じる。
時刻ｔ５０のとき、ソレノイド電流Ｉｃは、ゼロになる。第１電磁弁力Ｆｅ１および第２電磁弁力Ｆｅ２は、初期状態に戻る。
第３実施形態においても、第１実施形態の［１］に記載されている効果および第２実施形態の［３］に記載されている効果と同様の効果を奏する。
【０１０７】
（他の実施形態）
（ｉ）ソレノイド電流Ｉｃの閾値は、少なくとも１つ設定されていればよい。
ソレノイド電流Ｉｃの閾値が１つの場合、ソレノイド電流Ｉｃが電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ未満であるとき、電磁弁制御部は、第１電磁弁が第１プレート燃料流路を開き、かつ、第２電磁弁が第２プレート燃料流路を閉じるように、ソレノイド、第１電磁弁および第２電磁弁を制御する。このとき、第１吸引力Ｆｍ１は、第２吸引力Ｆｍ２よりも大きく設定されている。また、第１電磁弁力Ｆｅ１は、第２電磁弁力Ｆｅ２よりも大きく設定されている。
【０１０８】
ソレノイド電流Ｉｃが電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ以上であるとき、電磁弁制御部は、第１電磁弁が第１プレート燃料流路を開き、かつ、第２電磁弁が第２プレート燃料流路を開くように、ソレノイド、第１電磁弁および第２電磁弁を制御する。このとき、第２電磁弁力Ｆｅ２が第１電磁弁力Ｆｅ１以上に設定されている。
【０１０９】
（ｉｉ）第１実施形態では、ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満であるとき、第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を開き、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を閉じる。
ソレノイド電流Ｉｃが第１電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ１以上、第２電流閾値Ｉｃ＿ｔｈ２未満であるとき、第１バルブ４１がサブアウトオリフィス３１を閉じ、第２バルブ４２が第２アウトオリフィス３２を開いてもよい。
【０１１０】
（ｉｉｉ）第１スプリングは、第１電磁弁よりも先端側に設けられてもよい。第１スプリングは、第１電磁弁が第１プレート燃料流路を閉じる方向に第１電磁弁を付勢する位置に設けられていればよい。また、第２スプリングは、第２電磁弁の外側に設けられてもよい。第１スプリングと同様に、第２スプリングは、第２電磁弁が第２プレート燃料流路を閉じる方向に第２電磁弁を付勢する位置に設けられていればよい。
【０１１１】
（ｉｖ）本実施形態の燃料噴射装置が用いられる内燃機関は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジンであってもよい。また、本実施形態の燃料噴射装置は、サバテサイクル、オットーサイクル、エリクソンサイクルまたはガスタービンサイクル等の熱サイクルを有する内燃機関に適用可能である。
以上、本開示は、このような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１、２、３  ・・・燃料噴射装置、  １０  ・・・ハウジング、  １７  ・・・噴孔、
２１  ・・・第１圧力室、  ２２  ・・・第２圧力室、
３０  ・・・プレート部（オリフィスプレート）、
３１  ・・・第１プレート燃料流路（サブアウトオリフィス）、
３２  ・・・第２プレート燃料流路（第２アウトオリフィス）、
４１  ・・・第１電磁弁（第１バルブ）、
４２  ・・・第２電磁弁（第２バルブ）、
５１  ・・・第１付勢部材（第１スプリング）、
５２  ・・・第２付勢部材（第２スプリング）、
６０  ・・・ニードル、  ７０  ・・・ソレノイド、  ８０  ・・・電磁弁制御部。
【図１】
0006988350.tif 000002
【図２】
0006988350.tif 000003
【図３】
0006988350.tif 000004
【図４】
0006988350.tif 000005
【図５】
0006988350.tif 000006
【図６】
0006988350.tif 000007
【図７】
0006988350.tif 000008
【図８】
0006988350.tif 000009
【図９】
0006988350.tif 000010
【図１０】
0006988350.tif 000011
【図１１】
0006988350.tif 000012
【図１２】
0006988350.tif 000013
【図１３】
0006988350.tif 000014
【図１４】
0006988350.tif 000015
【図１５】
0006988350.tif 000016