(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁、
前記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料源、及び、
前記燃料噴射弁の作動を制御する制御部、
を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
前記燃料噴射弁は、
燃料を噴射するための燃料噴射孔、
前記燃料噴射孔を閉鎖する閉弁位置と前記燃料噴射孔を開放する開弁位置との何れか一方に位置決め可能なニードル部、
前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容する制御室であって、燃料流量絞り部を備えた第１燃料供給通路を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第１燃料排出通路を介して燃料排出部に接続された制御室、
前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容するノズル室であって、第２燃料供給通路を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第２燃料排出通路を介して前記燃料排出部に接続され且つ前記燃料噴射孔と連通するノズル室、
前記制御室を前記第１燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させる第１低圧位置と、前記第１燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断する第１高圧位置と、の何れか一方に位置決め可能な二方弁、及び、
前記ノズル室を前記第２燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第２燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断する第２低圧位置と、前記ノズル室を前記第２燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第２燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断する第２高圧位置と、の何れか一方に位置決め可能な三方弁、
を備え、
前記制御室内の燃料圧力は、前記三方弁が前記第２低圧位置に位置決めされているか前記第２高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記二方弁が前記第１高圧位置に位置決めされた場合、前記二方弁が前記第１低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となり、
前記ノズル室内の燃料圧力は、前記二方弁が前記第１低圧位置に位置決めされているか前記第１高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記三方弁が前記第２高圧位置に位置決めされた場合、前記三方弁が前記第２低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となり、
前記ニードル部は、前記制御室内の燃料圧力に対する前記ノズル室内の燃料圧力の差分が所定値以上である場合、前記開弁位置に位置決めされるように構成されており、
前記制御部は、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第１高圧位置及び前記第２低圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記二方弁を前記第１低圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第２高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第１開弁制御、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第１低圧位置及び前記第２低圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記二方弁を前記第１低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第２高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第２開弁制御、及び、
前記二方弁及び前記三方弁を前記第１高圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めした状態において、前記三方弁を前記第２高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第１低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第３開弁制御、
の何れか１つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔から燃料を噴射させるように構成されている、
燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記二方弁は、前記第１低圧位置に位置決めされた場合、前記第１燃料排出通路を開放することにより、前記制御室を前記第１燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるように構成され、
前記二方弁は、前記第１高圧位置に位置決めされた場合、前記第１燃料排出通路を遮断することにより、前記第１燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され、
前記三方弁は、前記第２低圧位置に位置決めされた場合、前記第２燃料供給通路を遮断するとともに前記第２燃料排出通路を開放することにより、前記ノズル室を前記第２燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第２燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断するように構成され、
前記三方弁は、前記第２高圧位置に位置決めされた場合、前記第２燃料供給通路を開放するとともに前記第２燃料排出通路を遮断することにより、前記ノズル室を前記第２燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第２燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成されている、
燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射装置において、
前記制御部は、
前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記二方弁を前記第１低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第２低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第１閉弁制御、
前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記二方弁を前記第１高圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第２低圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第２閉弁制御、及び、
前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているときに、前記三方弁を前記第２高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第１高圧位置に移動させることによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第３閉弁制御、
の何れか１つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させるように構成されている、
燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置が特許文献１に記載されている。この燃料噴射装置（以下、「従来装置」と称呼する。）の燃料噴射弁は、ノズル（燃料噴射孔）を開閉するニードル弁、及び、このニードル弁の後端に当接するように配設されたピストンを備えている。
【０００３】
更に、従来装置の燃料噴射弁の内部には、「ノズルを閉じる方向にニードル弁を移動させる圧力をピストンに与えるための燃料」を収容する室（制御室）、及び、「ノズルを開く方向にニードル弁を移動させる圧力をニードル弁に与えるための燃料」を収容する室（ノズル室）が形成されている。
【０００４】
制御室は、「燃料通路及び分岐通路」を介してコモンレールに接続されるとともに、「燃料通路及び戻し通路」を介してタンク（燃料タンク）に接続されている。一方、ノズル室は、「燃料通路及び分岐通路」を介してコモンレールに接続されている。
【０００５】
更に、従来装置の燃料噴射弁は、三方弁を備えている。この三方弁は、「コモンレールからの燃料を制御室に流入させる位置（高圧位置）」と、「制御室から燃料を流出させる位置（低圧位置）」と、の何れか一方に位置決め可能である。
【０００６】
三方弁が高圧位置に位置決めされているときには制御室内にコモンレールから高圧燃料が流入した状態にあるため、ニードル弁はノズル（燃料噴射孔）を閉鎖した状態にある。一方、三方弁が低圧位置に位置決めされると制御室から高圧燃料が流出するため、ニードル弁はノズルを開放した状態にある。このとき、燃料噴射弁から燃料が噴射される。
【０００７】
更に、従来装置は、ノズル室に供給されるコモンレールからの燃料の圧力を低下させるための減圧機構を備えている。従来装置においては、燃料噴射弁から燃料を噴射させるために三方弁を低圧位置に位置決めするときに、減圧機構によりノズル室に供給されるコモンレールからの燃料の圧力を低下させる。これにより、ニードル弁の移動速度を低下させ、燃料噴射の初期段階における燃料噴射率を減少させ、燃焼室内において生成されるＮＯｘ（窒素酸化物）の量を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６９１１６８号明細書（段落０００７乃至段落００１９及び  図１を参照。）
【発明の概要】
【０００９】
従来装置の減圧機構は、減圧室、この減圧室の容積を増減させるためのプランジャ、及び、このプランジャを移動させるためのソレノイドから構成されている。従って、ソレノイドによるプランジャの移動量を変更することによって、減圧室の容積を変更することができる。これによれば、燃料噴射初期におけるニードル弁の移動速度を連続的に可変に制御することができ、その結果、燃料噴射初期における燃料噴射率を連続的に可変に制御することができる。
【００１０】
しかしながら、ソレノイドによってプランジャの移動量を精度良く目標とする移動量に制御することは容易ではない。更に、燃料噴射初期における燃料噴射率を連続的に可変に制御可能ではあるが故にその制御精度が低い燃料噴射装置よりも、燃料噴射初期における燃料噴射率を多段に制御可能であっとしてもその制御精度が高い燃料噴射装置のほうが好ましい場合もある。
【００１１】
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、燃料噴射初期における燃料噴射率を精度良く多段に制御可能な内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の燃料噴射装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、
（１）内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁（１００）、
（２）前記燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料源（４１）、及び、
（３）前記燃料噴射弁の作動を制御する制御部（７０）、
を備えている。
【００１３】
前記燃料噴射弁（１００）は、
（１）燃料を噴射するための燃料噴射孔（１０３）、
（２）前記燃料噴射孔を閉鎖する閉弁位置と前記燃料噴射孔を開放する開弁位置との何れか一方に位置決め可能なニードル部（１０４）、
（３）前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容する制御室であって、燃料流量絞り部（１０７）を備えた第１燃料供給通路（１１１）を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第１燃料排出通路（１０５、１０８、１３０、１２１、１０６）を介して燃料排出部（４６）に接続された制御室（１００ｃ）、
（４）前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めするための燃料圧力を同ニードル部に与えるための燃料を収容するノズル室であって、第２燃料供給通路（１０５、１１２、１４０、１１３）を介して前記高圧燃料源に接続され且つ第２燃料排出通路（１１３、１４０、１２２、１４１、１２３、１０６）を介して前記燃料排出部（４６）に接続され且つ前記燃料噴射孔と連通するノズル室（１００ｎ）、
（５）前記制御室を前記第１燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させる第１低圧位置（図３の（Ａ）を参照。）と、前記第１燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断する第１高圧位置（図３の（Ｂ）を参照。）と、の何れか一方に位置決め可能な二方弁（１３１）、及び、
（６）前記ノズル室を前記第２燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第２燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断する第２低圧位置（図３の（Ａ）を参照。）と、前記ノズル室を前記第２燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第２燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断する第２高圧位置（図３の（Ｂ）を参照。）と、の何れか一方に位置決め可能な三方弁（１４４）、
を備えている。
【００１４】
前記制御室（１００ｃ）内の燃料圧力は、前記三方弁（１４４）が前記第２低圧位置に位置決めされているか前記第２高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記二方弁（１３１）が前記第１高圧位置に位置決めされた場合、前記二方弁が前記第１低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となる。
一方、前記ノズル室（１００ｎ）内の燃料圧力は、前記二方弁（１３１）が前記第１低圧位置に位置決めされているか前記第１高圧位置に位置決めされているかにかかわらず、前記三方弁（１４４）が前記第２高圧位置に位置決めされた場合、前記三方弁が前記第２低圧位置に位置決めされた場合に比べて高い圧力となる。
前記ニードル部（１０４）は、前記制御室内の燃料圧力に対する前記ノズル室内の燃料圧力の差分が所定値以上である場合、前記開弁位置に位置決めされるように構成されている。
【００１５】
前記制御部（７０）は、
（１）前記二方弁及び前記三方弁を前記第１高圧位置及び前記第２低圧位置にそれぞれ位置決めした状態（図５の（Ａ）を参照。）において、前記二方弁を前記第１低圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第２高圧位置に移動させる（図５の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第１開弁制御（中速開弁制御）、
（２）前記二方弁及び前記三方弁を前記第１低圧位置及び前記第２低圧位置にそれぞれ位置決めした状態（図７の（Ａ）を参照。）において、前記二方弁を前記第１低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第２高圧位置に移動させる（図７の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第２開弁制御（高速開弁制御）、及び、
（３）前記二方弁及び前記三方弁を前記第１高圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めした状態（図９の（Ａ）を参照。）において、前記三方弁を前記第２高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第１低圧位置に移動させる（図９の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記開弁位置に位置決めする第３開弁制御（低速開弁制御）、
の何れか１つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔から燃料を噴射させるように構成されている。
【００１６】
本発明装置の燃料噴射弁においては、「制御室内の燃料圧力に対するノズル室内の燃料圧力の差分（差圧）」が所定値以上になると、ニードル部が閉弁位置から開弁位置に向かって移動（開弁、リフト）し始める。このとき、「単位時間あたりに燃料噴射孔から噴射される燃料の量を表す燃料噴射率」が増大し始めてから最大噴射率に達するまでの期間（以下、「燃料噴射初期」と称呼する。）における前記差圧の増大速度は、前記第１開弁制御（中速開弁制御）、前記第２開弁制御（高速開弁制御）及び前記第３開弁制御（低速開弁制御）においてそれぞれ異なる。
【００１７】
このため、燃料噴射初期における燃料噴射率の平均値も、前記第１開弁制御（中速開弁制御）、前記第２開弁制御（高速開弁制御）及び前記第３開弁制御（低速開弁制御）においてそれぞれ異なる。
【００１８】
先に述べたように、燃料噴射初期における燃料噴射率は、「燃焼室内において生成させるＮＯｘの量」に影響を及ぼすだけでなく、「燃焼室内での燃料の燃焼に起因して発生する音のレベル」及び「燃焼室内で発生する未燃炭化水素（煤、スモーク）の量」にも影響を及ぼす。
【００１９】
本発明装置によれば、燃料噴射弁から燃料を噴射させるときの「二方弁及び三方弁」の作動パターンを適宜選択することにより、燃料噴射初期における燃料噴射率の平均値として少なくとも３つの値の何れかを選択することができる。そして、二方弁を第１閉弁位置又は第１開弁位置に位置決めし且つ三方弁を第２閉弁位置又は第２開弁位置に位置決めすることは、従来装置のようにプランジャの移動量を目標とする移動量に制御することに比べて、極めて容易である。
【００２０】
このため、本発明装置によれば、燃料噴射初期における燃料噴射率を精度良く多段に制御することができる。
本発明装置においては、前記二方弁（１３１）は、前記第１低圧位置に位置決めされた場合（図３の（Ａ）を参照。）、前記第１燃料排出通路を開放することにより、前記制御室を前記第１燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるように構成され得る。
この場合、前記二方弁（１３１）は、前記第１高圧位置に位置決めされた場合（図３の（Ｂ）を参照。）、前記第１燃料排出通路を遮断することにより、前記第１燃料排出通路を介した前記制御室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され得る。
更に、この場合、前記三方弁（１４４）は、前記第２低圧位置に位置決めされた場合（図３の（Ａ）を参照。）、前記第２燃料供給通路を遮断するとともに前記第２燃料排出通路を開放することにより、前記ノズル室を前記第２燃料排出通路を介して前記燃料排出部と連通させるとともに前記第２燃料供給通路を介した前記ノズル室と前記高圧燃料源との連通を遮断するように構成され得る。
更に、この場合、前記三方弁（１４４）は、前記第２高圧位置に位置決めされた場合（図３の（Ｂ）を参照。）、前記第２燃料供給通路を開放するとともに前記第２燃料排出通路を遮断することにより、前記ノズル室を前記第２燃料供給通路を介して前記高圧燃料源と連通させるとともに前記第２燃料排出通路を介した前記ノズル室と前記燃料排出部との連通を遮断するように構成され得る。
更に、本発明装置においては、前記制御部（７０）は、
（４）前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき（図１１の（Ａ）を参照。）に、前記二方弁を前記第１低圧位置に維持しつつ前記三方弁を前記第２低圧位置に移動させる（図１１の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第１閉弁制御（中速閉弁制御）、
（５）前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき（図１３の（Ａ）を参照。）に、前記二方弁を前記第１高圧位置に移動させるとともに前記三方弁を前記第２低圧位置に移動させる（図１３の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第２閉弁制御（高速閉弁制御）、及び、
（６）前記二方弁及び前記三方弁が前記第１低圧位置及び前記第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているとき（図１５の（Ａ）を参照。）に、前記三方弁を前記第２高圧位置に維持しつつ前記二方弁を前記第１高圧位置に移動させる（図１５の（Ｂ）を参照。）ことによって前記ニードル部を前記閉弁位置に位置決めする第３閉弁制御（低速閉弁制御）、
の何れか１つを選択的に実行することによって前記燃料噴射孔からの燃料の噴射を停止させるように構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る燃料噴射装置（本噴射装置）が適用される内燃機関の全体図である。
【図２】図２は、図１に示した燃料噴射弁の縦断面図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は二方弁及び三方弁が第１低圧位置及び第２低圧位置にそれぞれ位置決めされているときの燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は二方弁及び三方弁が第１高圧位置及び第２高圧位置にそれぞれ位置決めされているときの燃料噴射弁を示している。
【図４】図４は、本噴射装置が中速開弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は閉弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は中速開弁制御によって開弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【図６】図６は、本噴射装置が高速閉弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は閉弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は高速開弁制御によって開弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【図８】図８は、本噴射装置が低速開弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は閉弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は低速開弁制御によって開弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【図１０】図１０は、本噴射装置が中速閉弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は開弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は中速閉弁制御によって閉弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【図１２】図１２は、本噴射装置が高速閉弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は開弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は高速閉弁制御によって閉弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【図１４】図１４は、本噴射装置が低速閉弁制御を行った場合における制御室内圧力等の変化を示したタイムチャートである。
【図１５】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であって、（Ａ）は開弁した状態にある燃料噴射弁を示し、（Ｂ）は低速閉弁制御によって閉弁された状態にある燃料噴射弁を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る「内燃機関の燃料噴射装置（以下、「本噴射装置」と称呼する。）」について説明する。
【００２３】
本噴射装置は、図１に示した内燃機関（以下、「機関」と称呼する。）１０に適用される。機関１０は、ピストン往復動型・筒内噴射（直噴）・圧縮自着火式・多気筒（本例においては、４気筒）・ディーゼル機関である。機関１０は、シリンダブロック２０及びシリンダヘッド３０を備えている。
【００２４】
シリンダブロック２０は、シリンダ２１及びピストン２２を備えている。ピストン２２は、シリンダ２１内を往復動する。シリンダ２１、ピストン２２及びシリンダヘッド３０は、燃焼室２３を形成している。機関１０は、４つの燃焼室を有している。以下、そのうちの１つの燃焼室２３に関連して機関１０の構成を説明するが、残りの３つの燃焼室の構成も以下で説明する燃焼室２３の構成と同じである。
【００２５】
シリンダヘッド３０は、燃焼室２３に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、燃焼室２３に連通した排気ポート３３、及び、排気ポート３３を開閉する排気弁３４を備えている。
【００２６】
燃料噴射弁１００は、その中心軸線Ｃ１００が燃焼室２３の中心軸線Ｃ２３と一致するようにシリンダヘッド３０に配設されている。更に、燃料噴射弁１００は、その燃料噴射孔が燃焼室２３内に露出するようにシリンダヘッド３０に配設されている。従って、燃料噴射弁１００は、燃料を燃焼室２３内に直接噴射する。
【００２７】
ＥＣＵ（電子制御ユニット）７０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、及び、インターフェース等を含む。ＥＣＵ７０は、図２に示したように、燃圧センサ４５と接続されていて、燃圧センサ４５からの信号を受信（入力）するようになっている。更に、ＥＣＵ７０は、燃料噴射弁１００の「ソレノイド１３４及び図示しないアクチュエータ」並びに「燃料ポンプ４４」に接続されており、これら「ソレノイド１３４及びアクチュエータ」並びに「燃料ポンプ４４」に指示（駆動）信号を送出するようになっている。
【００２８】
燃料噴射弁１００は、本体部１０１及びノズル部１０２を備えている。ノズル部１０２の先端には、複数（本例において、４つ）の燃料噴射孔１０３が形成されている。
【００２９】
ノズル部１０２の内部には、燃料噴射弁１００の中心軸線Ｃ１００に沿って延びる空間が形成されており、この空間には、ニードル弁１０４ｎが収容されている。ニードル弁１０４ｎは、この空間内において中心軸線Ｃ１００に沿って移動可能である。燃料噴射弁１００は、ニードル弁１０４ｎを移動させることによって、燃料噴射孔１０３を閉鎖する位置（以下、「閉弁位置」と称呼する。）と、燃料噴射孔１０３を開放する位置（以下、「開弁位置」と称呼する。）と、の何れか一方にニードル弁１０４ｎを位置決め可能に構成されている。
【００３０】
以下、ニードル弁１０４ｎが中心軸線Ｃ１００に沿って閉弁位置に向かって移動する方向を「閉弁方向」と称呼し、ニードル弁１０４ｎが中心軸線Ｃ１００に沿って開弁位置に向かって移動する方向を「開弁方向」と称呼する。更に、以下で説明する各種の部材において「閉弁方向」の側の端部を「後端」と称呼し、「開弁方向」の側の端部を「先端」と称呼する。
【００３１】
本体部１０１の内部にも、中心軸線Ｃ１００に沿って延びる空間が形成されており、この空間には、ピストン部１０４ｐが収容されている。ピストン部１０４ｐは、この空間内において中心軸線Ｃ１００に沿って移動可能である。更に、ピストン部１０４ｐは、その先端においてニードル弁１０４ｎの後端に当接するように配設されている。
【００３２】
以下、ニードル弁１０４ｎとピストン部１０４ｐとをまとめて「ニードル部１０４」と称呼する。
【００３３】
本体部１０１には、燃料入口通路１０５が形成されている。この通路１０５は、燃料供給管４０を介してコモンレール（高圧燃料源）４１に接続されている。コモンレール４１は、燃料供給管４２を介して燃料タンク４３に接続されている。燃料供給管４２には、燃料ポンプ４４が配設されている。燃料ポンプ４４は、ＥＣＵ７０に接続されており、ＥＣＵ７０からの指示信号に応答して吐出する燃料の流量を制御するようになっている。
【００３４】
燃料ポンプ４４は、燃料タンク４３内の燃料をコモンレール４１に圧送する。従って、コモンレール４１内には、高圧の燃料が貯留される。この高圧の燃料は、「燃料供給管４０及び燃料入口通路１０５」を介して燃料噴射弁１００に供給される。
【００３５】
コモンレール４１には、そこに貯留されている燃料の圧力を検出する燃圧センサ４５が配設されている。上述したように、燃圧センサ４５は、ＥＣＵ７０に接続されており、コモンレール４１内に貯留されている燃料の圧力を検出し、その圧力（以下、「コモンレール圧」と称呼する。）Ｐcmnを表す信号をＥＣＵ７０に入力するようになっている。
【００３６】
ＥＣＵ７０は、このコモンレール圧Ｐcmnを表す信号に基づいてコモンレール圧Ｐcmnを取得する。更に、ＥＣＵ７０は、このコモンレール圧Ｐcmnが所定の圧力に維持されるように燃料ポンプ４４に指示信号を送出する。
【００３７】
更に、本体部１０１には、燃料出口通路１０６が形成されている。この通路１０６は、燃料リターン管４６を介して燃料タンク４３に接続されている。この通路１０６を介して燃料噴射弁１００から流出する燃料は、燃料リターン管４６を介して燃料タンク４３に戻される。
【００３８】
燃料入口通路１０５は、本体部１０１に形成された第１燃料供給通路１１１に接続されている。この通路１１１には、オリフィス（燃料流量絞り部）１０７が形成されている。更に、第１燃料供給通路１１１は、本体部１０１に形成された制御室１００ｃに接続されている。制御室１００ｃは、ピストン部１０４ｐの後端面及び本体部１０１の内部壁面によって形成されている。
【００３９】
制御室１００ｃには、「燃料供給管４０、燃料入口通路１０５及び第１燃料供給通路１１１」を介してコモンレール４１内の燃料が供給されるようになっている。
【００４０】
更に、制御室１００ｃは、本体部１０１に形成された二方弁室１３０にオリフィス（流量流量絞り部）１０８を介して接続されている。このオリフィス１０８の燃料流量絞り効果は、第１燃料供給通路１１１に形成されたオリフィス１０７の燃料流量絞り効果よりも小さい。
【００４１】
二方弁室１３０には、二方弁１３１が配設されている。二方弁１３１は、図３の（Ａ）に示したようにオリフィス１０８の出口を開放する位置と、図３の（Ｂ）に示したようにオリフィス１０８の出口を閉鎖する位置と、の間で中心軸線Ｃ１００に沿って移動可能に配設されている。
【００４２】
更に、図２に示したように、二方弁１３１の後端には、アーマチャ部材１３２が取り付けられている。アーマチャ部材１３２の後端面には、圧縮コイルバネ１３３が配設されている。圧縮コイルバネ１３３は、アーマチャ部材１３２を介して二方弁１３１を閉弁方向に付勢する。
【００４３】
アーマチャ部材１３２に近接してソレノイド１３４が配設されている。上述したように、ソレノイド１３４は、ＥＣＵ７０に接続されており、ＥＣＵ７０は、ソレノイド１３４に電力を供給するための指示信号を送出するようになっている。
【００４４】
ＥＣＵ７０からの指示信号に応答してソレノイド１３４に電力が供給されると、ソレノイド１３４は、圧縮コイルバネ１３３の付勢力に抗してアーマチャ部材１３２を開弁方向に引き寄せる。その結果、二方弁１３１が開弁方向に移動し、図３の（Ａ）に示したようにオリフィス１０８の出口を開放する位置（以下、「第１低圧位置」と称呼する。）に位置決めされる。
【００４５】
一方、ソレノイド１３４への電力供給が停止されると、圧縮コイルバネ１３３の付勢力によってアーマチャ部材１３２が閉弁方向に移動せしめられる。その結果、二方弁１３１が閉弁方向に移動し、図３の（Ｂ）に示したようにオリフィス１０８の出口を閉鎖する位置（以下、「第１高圧位置」と称呼する。）に位置決めされる。
【００４６】
二方弁１３１が「第１高圧位置」に位置決めされた場合、制御室１００ｃから二方弁室１３０への燃料の流出は生じない。従って、二方弁１３１が「第１高圧位置」に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、制御室１００ｃ内の燃料の圧力（以下、「制御室内圧力」と称呼する。）Ｐctlは、コモンレール圧Ｐcmnに等しい高い圧力（以下、「高圧」と称呼する。）Ｐhighになっている。
【００４７】
一方、二方弁１３１が「第１低圧位置」に位置決めされた場合、制御室１００ｃから二方弁室１３０に燃料が流出する。先に述べたように、オリフィス１０８の燃料流量絞り効果は、第１燃料供給通路１１１に形成されたオリフィス１０７の燃料流量絞り効果よりも小さい。従って、オリフィス１０８を介して制御室１００ｃから流出する燃料の流量は、オリフィス１０７を介して制御室１００ｃに流入する燃料の流量よりも大きい。このため、二方弁１３１が「第１低圧位置」に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、制御室内圧力Ｐctlは、コモンレール圧Ｐcmnよりも低い圧力（以下、「低圧」と称呼する。）Ｐlowになっている。
【００４８】
図２に示したように、二方弁室１３０は、本体部１０１に形成された第１燃料排出通路１２１を介して燃料出口通路１０６に連通している。
【００４９】
更に、燃料入口通路１０５は、本体部１０１に形成された第２燃料供給通路１１２に接続されている。この通路１１２は、本体部１０１に形成された三方弁室１４０に接続されている。
【００５０】
三方弁室１４０は、本体部１０１に形成されたバネ室１４１に第２燃料排出通路１２２を介して接続されている。バネ室１４１には、圧縮コイルバネ１４２が配設されている。このバネ１４２は、リング部材１４３を介してニードル弁１０４ｎを閉弁方向に付勢する。
【００５１】
バネ室１４１は、本体部１０１に形成された第３燃料排出通路１２３を介して燃料出口通路１０６に連通している。
【００５２】
更に、三方弁室１４０は、ノズル部１０２に形成されたノズル室１００ｎに第３燃料供給通路１１３を介して連通している。ノズル室１００ｎは、ニードル弁１０４ｎの外周壁面及びノズル部１０２の内部壁面によって形成されている。
【００５３】
本例において、「燃料入口通路１０５、第１燃料供給通路１１１、第２燃料供給通路１１２、第３燃料供給通路１１３、燃料出口通路１０６、第１燃料排出通路１２１、及び、第２燃料排出通路１２２」の流路面積は、それぞれ、互いに等しい。
【００５４】
ノズル室１００ｎは、第４燃料供給通路１１４を介して燃料噴射孔１０３に接続されている。第４燃料供給通路１１４は、ニードル弁１０４ｎの外周壁面及びノズル部１０２の内部壁面によって形成されている。
【００５５】
ニードル弁１０４ｎが閉弁位置に位置決めされている場合、第４燃料供給通路１１４を介したノズル室１００ｎと燃料噴射孔１０３との連通は遮断されている。一方、ニードル弁１０４ｎが開弁位置に位置決めされている場合、第４燃料供給通路１１４を介してノズル室１００ｎと燃料噴射孔１０３とが連通する。この場合、ノズル室１００ｎ内の燃料が燃料噴射孔１０３から噴射される。
【００５６】
三方弁室１４０には、三方弁１４４が配設されている。三方弁１４４は、図３の（Ａ）に示したように第２燃料供給通路１１２を閉鎖し且つ第２燃料排出通路１２２を開放する位置と、図３の（Ｂ）に示したように第２燃料供給通路１１２を開放し且つ第２燃料排出通路１２２を閉鎖する位置と、の間で移動可能に配設されている。
【００５７】
ＥＣＵ７０からの指示信号に応答して図示しないアクチュエータによって、三方弁１４４が「第２燃料供給通路１１２を閉鎖し且つ第２燃料排出通路１２２を開放する位置（以下、「第２低圧位置」と称呼する。）」に位置決めされた場合、第２燃料排出通路１２２を介して三方弁室１４０からバネ室１４１に燃料が流出する。
【００５８】
従って、三方弁１４４が第２低圧位置に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、三方弁室１４０内の燃料の圧力は、コモンレール圧Ｐcmnよりも低い圧力（低圧）Ｐlowとなっている。その結果、ノズル室１００ｎ内の燃料の圧力（以下、「ノズル室内圧力」と称呼する。）Ｐnzlも低圧Ｐlowとなっている。
【００５９】
一方、ＥＣＵ７０からの指示信号に応答して図示しないアクチュエータによって、三方弁１４４が「第２燃料供給通路１１２を開放し且つ第２燃料排出通路１２２を閉鎖する位置（以下、「第２高圧位置」と称呼する。）」に位置決めされた場合、「燃料供給管４０、燃料入口通路１０５、第２燃料供給通路１１２、三方弁室１４０及び第３燃料供給通路１１３」を介してコモンレール４１内の燃料がノズル室１００ｎに流入する。
【００６０】
従って、三方弁１４４が第２高圧位置に一定時間以上の間、位置決めされていた場合、ノズル室内圧力Ｐnzlは、コモンレール圧Ｐcmnに等しい高圧Ｐhighとなっている。
【００６１】
（本噴射装置の具体的な開弁制御）
次に、本噴射装置の具体的な開弁制御について説明する。本噴射装置は、燃料噴射弁１００から燃料を噴射させるためにニードル部１０４を開弁（リフト）させるための開弁制御として、「高速開弁制御」、「中速開弁制御」及び「低速開弁制御」を選択的に行う。
【００６２】
本例において、高速開弁制御によってニードル部１０４を開弁させたときのニードル部１０４の開弁速度は最も大きい速度（以下、「最大開弁速度」と称呼する。）である。一方、低速開弁制御によってニードル部１０４を開弁させたときのニードル部１０４の開弁速度は最も小さい速度（以下、「最小開弁速度」と称呼する。）である。更に、中速開弁制御によってニードル部１０４を開弁させたときのニードル部１０４の開弁速度は、最大開弁速度と最小開弁速度との間の速度である。
【００６３】
（中速開弁制御）
まず、中速開弁制御について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４に示した例においては、本噴射装置は、時刻ｔ０において、燃料噴射弁１００の開弁制御を開始する。従って、時刻ｔ０以前においては、燃料噴射弁１００は閉弁されている。
【００６４】
燃料噴射弁１００を中速開弁制御によって開弁させる場合、図５の（Ａ）に示したように、本噴射装置は、時刻ｔ０以前（中速開弁制御の開始以前）においては、二方弁１３１を、オリフィス１０８の出口を閉鎖した位置（第１高圧位置）に位置決めしている。一方、このとき、本噴射装置は、三方弁１４４を、第２燃料供給通路１１２を閉鎖し且つ第２燃料排出通路１２２を開放する位置（第２低圧位置）に位置決めしている。従って、時刻ｔ０以前においては、図４に示したように、制御室内圧力Ｐctlはコモンレール圧Ｐcmnに等しい圧力（高圧）Ｐhighになっており、ノズル室内圧力Ｐnzlは低圧Ｐlowになっている。
【００６５】
このとき、制御室内圧力Ｐctlとノズル室内圧力Ｐnzlとの差圧ΔＰ（＝Ｐnzl−Ｐctl）は「０」よりも小さい（ノズル室内圧力Ｐnzlよりも制御室内圧力Ｐctlのほうが高い）。従って、ニードル部１０４は、閉弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が閉弁されている）。
【００６６】
時刻ｔ０になると、本噴射装置は、図５の（Ｂ）に示したように、二方弁１３１を第１低圧位置に移動させるとともに、三方弁１４４を第２高圧位置に移動させる。これにより、図４に示したように、制御室内圧力Ｐctlは高圧Ｐhighから低圧Ｐlowに向かって低下し、ノズル室内圧力Ｐnzlは低圧Ｐlowから高圧Ｐhighに向かって上昇する。このとき、制御室内圧力Ｐctlが低圧Ｐlowに向かって低下する速度は、ノズル室内圧力Ｐnzlが高圧Ｐhighに向かって上昇する速度よりも小さい。
【００６７】
差圧ΔＰは、時刻ｔ０後、徐々に増大し、時刻ｔ１において圧縮コイルバネ１４２の付勢力に打ち勝つ圧力（以下、「開弁開始差圧」と称呼する。）ΔＰop_thに達する。
【００６８】
差圧ΔＰが開弁開始差圧ΔＰop_thに達すると、ニードル部１０４が開弁方向に移動（開弁、リフト）し始める。従って、ニードル部１０４が閉弁位置から移動した距離（以下、「ニードルリフト量」と称呼する。）Ｌndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に増大し、時刻ｔ２において、所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【００６９】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが増大し始める。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が開始される。
【００７０】
その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に増大し、燃料噴射率ＦＩＲは、時刻ｔ３において、最大噴射率ＦＩＲmaxに達する。その後、ニードルリフト量Ｌndlが最大リフト量Ｌndl_maxに達する。その後、時刻ｔ４において、制御室内圧力Ｐctlが低圧Ｐlowに達し、その結果、差圧ΔＰが最大差圧ΔＰmaxに達する。
【００７１】
以上が中速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【００７２】
（高速開弁制御）
次に、高速開弁制御について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６において、実線は、高速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。
【００７３】
図６に示した例においても、本噴射装置は、時刻ｔ０において、燃料噴射弁１００の開弁制御を開始する。従って、時刻ｔ０以前においては、燃料噴射弁１００は閉弁されている。
【００７４】
高速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合、図７の（Ａ）に示したように、本噴射装置は、時刻ｔ０以前（高速開弁制御の開始以前）においては、二方弁１３１及び三方弁１４４を第１低圧位置及び第２低圧位置にそれぞれ位置決めしている。従って、図６に示したように、制御室内圧力Ｐctl及びノズル室内圧力Ｐnzlは、共に、低圧Ｐlowになっている。このとき、差圧ΔＰは「０」である。従って、ニードル部１０４は、圧縮コイルバネ１４２の付勢力によって閉弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が閉弁されている）。
【００７５】
時刻ｔ０になると、本噴射装置は、図７の（Ｂ）に示したように、二方弁１３１を第１低圧位置に維持した状態で、三方弁１４４を第２高圧位置に移動させる。これにより、図６に示したように、制御室内圧力Ｐctlが低圧Ｐlowに維持された状態で、ノズル室内圧力Ｐnzlが低圧Ｐlowから高圧Ｐhighに向かって上昇する。
【００７６】
差圧ΔＰは、時刻ｔ０後、徐々に増大し、「中速開弁制御において差圧ΔＰが開弁開始差圧ΔＰop_thに達する時刻ｔ１」よりも早い時刻において、開弁開始差圧ΔＰop_thに達する。
【００７７】
差圧ΔＰが開弁開始差圧ΔＰop_thに達すると、ニードル部１０４が開弁方向に移動（開弁、リフト）し始める。従って、ニードルリフト量Ｌndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に増大し、「中速開弁制御においてニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達する時刻ｔ２」よりも早い時刻において、所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【００７８】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが増大し始める。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が開始される。
【００７９】
その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に増大し、燃料噴射率ＦＩＲは、「中速開弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが最大噴射率ＦＩＲmaxに達する時刻ｔ３」よりも早い時刻において、最大噴射率ＦＩＲmaxに達する。その後、ニードルリフト量Ｌndlが最大リフト量Ｌndl_maxに達する。
【００８０】
以上が高速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【００８１】
先に述べたように、中速開弁制御においては、二方弁１３１を第１低圧位置に移動させるとともに三方弁１４４を第２高圧位置に移動させることによって、制御室１００ｃ内の燃料を二方弁室１３０に排出するとともにノズル室１００ｎ内にコモンレール４１からの燃料を供給する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを低下させるとともにノズル室内圧力Ｐnzlを上昇させることによって、差圧ΔＰを増大させ、ニードル部１０４を開弁（リフト）させている。
【００８２】
一方、高速開弁制御においては、開弁制御の開始前に、既に、二方弁１３１が第１低圧位置に位置決めされている。そして、開弁制御が開始されると、二方弁１３１を第１低圧位置に維持したまま、三方弁１４４を第２高圧位置に移動させることによってコモンレール４１から燃料噴射弁１００に供給される燃料を「燃料入口通路１０５、第２燃料供給通路１１２、三方弁室１４０及び第３燃料供給通路１１３」を介してノズル室１００ｎに供給する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを低圧Ｐlowに維持したまま、ノズル室内圧力Ｐnzlを上昇させることによって、差圧ΔＰを増大させ、ニードル部１０４を開弁（リフト）させている。
【００８３】
このように二方弁１３１及び三方弁１４４を制御することにより、燃料噴射率ＦＩＲが増大し始まってから最大噴射率ＦＩＲmaxに達するまでの期間Ｔop_high（図６を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値を、中速開弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが増大し始まってから最大値Ｌndl_maxに達するまでの期間Ｔop_mid（図４を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値よりも大きくすることができる。
【００８４】
（低速開弁制御）
次に、低速開弁制御について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８において、実線は、低速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。
【００８５】
図８に示した例においても、本噴射装置は、時刻ｔ０において、燃料噴射弁１００の開弁制御を開始する。従って、時刻ｔ０以前においては、燃料噴射弁１００は閉弁されている。
【００８６】
低速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合、図９の（Ａ）に示したように、本噴射装置は、時刻ｔ０以前（低速開弁制御の開始以前）においては、二方弁１３１及び三方弁１４４を第１高圧位置及び第２高圧位置にそれぞれ位置決めしている。従って、図８に示したように、制御室内圧力Ｐctl及びノズル室内圧力Ｐnzlは、共に、高圧Ｐhighになっている。このとき、差圧ΔＰは「０」である。従って、ニードル部１０４は、圧縮コイルバネ１４２の付勢力によって閉弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が閉弁されている）。
【００８７】
時刻ｔ０になると、本噴射装置は、図９の（Ｂ）に示したように、三方弁１４４を第２高圧位置に維持した状態で、二方弁１３１を第１低圧位置に移動させる。これにより、図８に示したように、ノズル室内圧力Ｐnzlが高圧Ｐhighに維持された状態で、制御室内圧力Ｐctlが高圧Ｐhighから低圧Ｐlowに向かって低下する。
【００８８】
差圧ΔＰは、時刻ｔ０後、徐々に増大し、「中速開弁制御において差圧ΔＰが開弁開始差圧ΔＰop_thに達する時刻ｔ１」よりも早い時点において、開弁開始差圧ΔＰop_thに達する。
【００８９】
差圧ΔＰが開弁開始差圧ΔＰop_thに達すると、ニードル部１０４が開弁方向に移動（開弁、リフト）し始める。従って、ニードルリフト量Ｌndlが増大し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に増大し、「中速開弁制御においてニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達する時刻ｔ２」よりも早い時刻において、所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【００９０】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが増大し始める。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が開始される。
【００９１】
その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に増大し、燃料噴射率ＦＩＲは、「中速開弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが最大噴射率ＦＩＲmaxに達する時刻ｔ３」よりも早い時刻において、最大噴射率ＦＩＲmaxに達する。その後、ニードルリフト量Ｌndlが最大リフト量Ｌndl_maxに達する。
【００９２】
以上が低速開弁制御によって燃料噴射弁１００を開弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【００９３】
先に述べたように、中速開弁制御においては、二方弁１３１を第１低圧位置に移動させるとともに三方弁１４４を第２高圧位置に移動させることによって、制御室１００ｃ内の燃料を二方弁室１３０に排出するとともにノズル室１００ｎ内にコモンレール４１からの燃料を供給する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを低下させるとともにノズル室内圧力Ｐnzlを上昇させることによって、差圧ΔＰを増大させ、ニードル部１０４を開弁（リフト）させている。
【００９４】
一方、低速開弁制御においては、開弁制御の開始前に、既に、三方弁１４４が第２高圧位置に位置決めされている。そして、開弁制御が開始されると、三方弁１４４を第２高圧位置に維持したまま、二方弁１３１を第１低圧位置に移動させることによって制御室１００ｃ内の燃料をオリフィス１０８を介して二方弁室１３０に排出する。これにより、ノズル室内圧力Ｐnzlを高圧Ｐhighに維持したまま、制御室内圧力Ｐctlを低下させることによって差圧ΔＰを増大させ、ニードル部１０４を開弁（リフト）させている。
【００９５】
このように二方弁１３１及び三方弁１４４を制御することにより、燃料噴射率ＦＩＲが増大し始まってから最大噴射率ＦＩＲmaxに達するまでの期間Ｔop_low（図８を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値を、中速開弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが増大し始まってから最大噴射率ＦＩＲmaxに達するまでの期間Ｔop_mid（図４を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値よりも小さくすることができる。
【００９６】
このように、本噴射装置は、燃料噴射初期（上記期間Ｔop_mid、Ｔop_high及びＴop_low）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値をそれぞれ異なる３種類の燃料噴射率ＦＩＲの何れか１つに選択的に高い精度で制御することができるようになっている。
【００９７】
（本噴射装置の具体的な閉弁制御）
次に、本噴射装置の具体的な閉弁制御について説明する。本噴射装置は、燃料噴射弁１００からの燃料噴射を終了させるためにニードル部１０４を閉弁させるための閉弁制御として、「高速閉弁制御」、「中速閉弁制御」及び「低速閉弁制御」を選択的に行う。
【００９８】
本例において、高速閉弁制御によってニードル部１０４を閉弁させたときのニードル部１０４の閉弁速度は最も大きい速度（以下、「最大閉弁速度」と称呼する。）である。一方、低速閉弁制御によってニードル部１０４を閉弁させたときのニードル部１０４の閉弁速度は最も小さい速度（以下、「最小閉弁速度」と称呼する。）である。更に、中速閉弁制御によってニードル部１０４を閉弁させたときのニードル部１０４の閉弁速度は、最大閉弁速度と最小閉弁速度との間の速度である。
【００９９】
（中速閉弁制御）
まず、中速閉弁制御について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０に示した例においては、本噴射装置は、時刻ｔ５において、燃料噴射弁１００の閉弁制御を開始する。従って、時刻ｔ５以前においては、燃料噴射弁１００は開弁されている。
【０１００】
燃料噴射弁１００が開弁されている場合、図１１の（Ａ）に示したように、時刻ｔ５以前（中速閉弁制御の開始以前）においては、二方弁１３１は第１低圧位置に位置決めされ、三方弁１４４は第２高圧位置に位置決めされている。従って、時刻ｔ５以前においては、図１０に示したように、制御室内圧力Ｐctlは低圧Ｐlowになっており、ノズル室内圧力Ｐnzlは高圧Ｐhighになっている。このとき、差圧ΔＰは最大差圧ΔＰmaxである。従って、ニードル部１０４は、開弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が開弁されている）。
【０１０１】
時刻ｔ５になると、本噴射装置は、図１１の（Ｂ）に示したように、二方弁１３１を第１低圧位置に維持した状態で、三方弁１４４を第２低圧位置に移動させる。これにより、図１０に示したように、制御室内圧力Ｐctlが低圧Ｐlowに維持された状態で、ノズル室内圧力Ｐnzlが高圧Ｐhighから低圧Ｐlowに向かって低下する。
【０１０２】
差圧ΔＰは、時刻ｔ５後、徐々に減少し、時刻ｔ６においてニードル部１０４が閉弁方向に移動し始める圧力（（以下、「閉弁開始差圧」と称呼する。）ΔＰcl_thに達する。
【０１０３】
差圧ΔＰが閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達すると、ニードル部１０４が閉弁方向に移動（閉弁）し始める。従って、ニードルリフト量Ｌndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に減少し、時刻ｔ７において所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【０１０４】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に減少し、時刻ｔ８において、それぞれ、「０」になる。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が終了する。
【０１０５】
以上が中速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【０１０６】
（高速閉弁制御）
次に、高速閉弁制御について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２において、実線は、高速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示しており、鎖線は、先に述べた中速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁する場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。
【０１０７】
図１２に示した例においても、本噴射装置は、時刻ｔ５において、燃料噴射弁１００の閉弁制御を開始する。従って、時刻ｔ５以前においては、燃料噴射弁１００は開弁されている。
【０１０８】
燃料噴射弁１００が開弁されている場合、図１３の（Ａ）に示したように、二方弁１３１は第１低圧位置に位置決めされ、三方弁１４４は第２高圧位置に位置決めされている。従って、図１２に示したように、制御室内圧力Ｐctlは低圧Ｐlowになっており、ノズル室内圧力Ｐnzlは高圧Ｐhighになっている。このとき、差圧ΔＰは最大差圧ΔＰmaxである。従って、ニードル部１０４は、開弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が開弁されている）。
【０１０９】
時刻ｔ５になると、本噴射装置は、図１３の（Ｂ）に示したように、二方弁１３１を第１高圧位置に移動させるとともに、三方弁１４４を第２低圧位置に移動させる。これにより、図１２に示したように、制御室内圧力Ｐctlは低圧Ｐlowから高圧Ｐhighに向かって上昇し、ノズル室内圧力Ｐnzlは高圧Ｐhighから低圧Ｐlowに向かって低下する。このとき、制御室内圧力Ｐctlが高圧Ｐhighに向かって上昇する速度は、ノズル室内圧力Ｐnzlが低圧Ｐlowに向かって低下する速度よりも小さい。
【０１１０】
差圧ΔＰは、時刻ｔ５後、徐々に減少し、「中速閉弁制御において差圧ΔＰが閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達する時刻ｔ６」よりも早い時刻において、閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達する。
【０１１１】
差圧ΔＰが閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達すると、ニードル部１０４が閉弁方向に移動（閉弁）し始める。従って、ニードルリフト量Ｌndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達する時刻ｔ７」よりも早い時刻において、所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【０１１２】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲがそれぞれ「０」になる時刻ｔ８」よりも早い時刻において、それぞれ、「０」になる。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が終了する。
【０１１３】
以上が高速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【０１１４】
先に述べたように、中速閉弁制御においては、二方弁１３１を第１低圧位置に維持したまま、三方弁１４４を第２低圧位置に移動させることによって、ノズル室１００ｎ内の燃料を第２燃料排出通路１２２を介してバネ室１４１に排出する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを低圧Ｐlowに維持したまま、ノズル室内圧力Ｐnzlを低下させることによって、差圧ΔＰを減少させ、ニードル部１０４を閉弁させている。
【０１１５】
一方、高速閉弁制御においては、二方弁１３１を第１高圧位置に移動させるとともに三方弁１４４を第２低圧位置に移動させることによって、制御室１００ｃから二方弁室１３０への燃料の排出を停止するとともにノズル室１００ｎ内の燃料を第２燃料排出通路１２２を介してバネ室１４１に排出する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを上昇させるとともにノズル室内圧力Ｐnzlを低下させることによって差圧ΔＰを減少させ、ニードル部１０４を閉弁させている。
【０１１６】
このように二方弁１３１及び三方弁１４４を制御することにより、燃料噴射率ＦＩＲが減少し始まってから「０」に達するまでの期間Ｔcl_high（図１２を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値を、中速閉弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが減少し始まってから一定期間Ｔcl_mid（図１０を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値よりも大きくすることができる。
【０１１７】
（低速閉弁制御）
次に、低速閉弁制御について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４において、実線は、低速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。一方、鎖線は、先に述べた中速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」並びに「制御室内圧力Ｐctl等の変化」を示している。
【０１１８】
図１４に示した例においても、本噴射装置は、時刻ｔ５において、燃料噴射弁１００の閉弁制御を開始する。従って、時刻ｔ５以前においては、燃料噴射弁１００は開弁されている。
【０１１９】
燃料噴射弁１００が開弁されている場合、図１５の（Ａ）に示したように、二方弁１３１は第１低圧位置に位置決めされ、三方弁１４４は第２高圧位置に位置決めされている。従って、図１４に示したように、制御室内圧力Ｐctlは低圧Ｐlowになっており、ノズル室内圧力Ｐnzlは高圧Ｐhighになっている。このとき、差圧ΔＰは最大差圧ΔＰmaxである。従って、ニードル部１０４は、開弁位置に位置決めされている（燃料噴射弁１００が開弁されている）。
【０１２０】
時刻ｔ５になると、本噴射装置は、図１５の（Ｂ）に示したように、三方弁１４４を第２高圧位置に維持した状態で、二方弁１３１を第１高圧位置に移動させる。これにより、図１４に示したように、ノズル室内圧力Ｐnzlが高圧Ｐhighに維持された状態で、制御室内圧力Ｐctlが低圧Ｐlowから高圧Ｐhighに向かって上昇する。
【０１２１】
差圧ΔＰは、時刻ｔ５後、徐々に減少し、「中速閉弁制御において差圧ΔＰが閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達する時刻ｔ６」よりも遅い時刻において、閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達する。
【０１２２】
差圧ΔＰが閉弁開始差圧ΔＰcl_thに達すると、ニードル部１０４が閉弁方向に移動（閉弁）し始める。従って、ニードルリフト量Ｌndlが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndlは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達する時刻ｔ７」よりも遅い時刻において、所定リフト量Ｌndl_thに達する。
【０１２３】
ニードルリフト量Ｌndlが所定リフト量Ｌndl_thに達すると、燃料噴射率ＦＩＲが減少し始める。その後、ニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲは、徐々に減少し、「中速閉弁制御においてニードルリフト量Ｌndl及び燃料噴射率ＦＩＲがそれぞれ「０」になる時刻ｔ８」よりも遅い時刻において、それぞれ、「０」になる。これにより、燃料噴射弁１００からの燃料噴射が終了する。
【０１２４】
以上が低速閉弁制御によって燃料噴射弁１００を閉弁させる場合における「二方弁１３１及び三方弁１４４の位置の変化」及び「制御室内圧力Ｐctl等の変化」である。
【０１２５】
先に述べたように、中速閉弁制御においては、二方弁１３１を第１低圧位置に維持したまま、三方弁１４４を第２低圧位置に移動させることによって、ノズル室１００ｎ内の燃料を第２燃料排出通路１２２を介してバネ室１４１に排出する。これにより、制御室内圧力Ｐctlを低圧Ｐlowに維持したまま、ノズル室内圧力Ｐnzlを低下させることによって、差圧ΔＰを減少させ、ニードル部１０４を閉弁させている。
【０１２６】
一方、低速閉弁制御においては、三方弁１４４を第２高圧位置に維持したまま、二方弁１３１を第１高圧位置に移動させることによって、制御室１００ｃから二方弁室１３０への燃料の排出を停止する。これにより、ノズル室内圧力Ｐnzlを高圧Ｐhighに維持したまま、制御室内圧力Ｐctlを上昇させることによって、差圧ΔＰを減少させ、ニードル部１０４を閉弁させている。
【０１２７】
このように二方弁１３１及び三方弁１４４を制御することにより、燃料噴射率ＦＩＲが減少し始まってから「０」に達するまでの期間Ｔcl_low（図１４を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値を、中速閉弁制御において燃料噴射率ＦＩＲが減少し始まってから一定期間Ｔcl_mid（図１０を参照。）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値よりも小さくすることができる。
【０１２８】
このように、燃料噴射弁１００は、燃料噴射の終了直前の期間（上記期間Ｔcl_mid、Ｔcl_high及びＴcl_low）における燃料噴射率ＦＩＲの平均値をそれぞれ異なる３種類の燃料噴射率ＦＩＲの何れか１つに選択的に高い精度で制御することができるようになっている。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…内燃機関、４１…コモンレール（高圧燃料源）、１００…燃料噴射弁、１００ｃ…制御室、１００ｎ…ノズル室、１０３…燃料噴射孔、１０４…ニードル部、１０５…燃料入口通路、１０６…燃料出口通路、１０７…オリフィス（燃料流量絞り部）、１０８…オリフィス（燃料流量絞り部）、１１１…第１燃料供給通路、１１２…第２燃料供給通路、１１３…第３燃料供給通路、１２１…第１燃料排出通路、１２２…第２燃料排出通路、１２３…第３燃料排出通路、１３１…二方弁、１４４…三方弁、ＦＩＲ…燃料噴射率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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