(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体を有する噴射手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段と、前記回転数検出手段と前記負荷検出手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁力制御手段と、を備え、
前記作動流体を蓄えておく蓄圧器を有し、前記閉弁力変更手段は前記蓄圧器に蓄えられた作動流体により前記噴射弁体の閉弁力を変更するものであり、前記閉弁力制御手段は前記閉弁力変更手段に使用される作動流体の供給を調整するものである増圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
前記閉弁力制御手段は、前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する請求項１に記載の増圧式燃料噴射装置。
【請求項３】
前記噴射手段は、前記噴射弁体を閉弁する方向に付勢する弾性体を有してなり、前記閉弁力変更手段は、前記弾性体の受け部として移動可能に設けられたピストンを有してなり、前記ピストンを前記作動流体によって移動させることで前記噴射弁体の閉弁力を変更する請求項１又は請求項２に記載の増圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
前記ピストンは、エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えると、閉弁力の低い第１の位置から閉弁力の高い第２の位置へと移動する請求項３に記載の増圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
前記閉弁力変更手段に使用される作動流体を排出する排出部と、前記蓄圧器と前記排出部とを連通する通路上に絞りを有し、前記排出部は前記閉弁力制御手段により開閉される請求項１〜請求項４のいずれかに記載の増圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
前記閉弁力制御手段は、２方向切換弁より成る請求項５に記載の増圧式燃料噴射装置。
【請求項７】
両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体を有する噴射手段と、前記作動流体を蓄えておく蓄圧器と、を備える増圧式燃料噴射装置を用いた増室式燃料噴射方法であって、
前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段を設け、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段による検出値と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段による検出値との少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、前記蓄圧器に蓄えられた作動流体により前記噴射弁体の閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する増圧式燃料噴射方法。
【請求項８】
前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段による検出値が所定の値を超えると、前記蓄圧器に蓄えられた作動流体により前記噴射弁体の閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する請求項７に記載の増圧式燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増圧式の燃料噴射装置及び増圧式燃料噴射方法に関し、特に噴射終わりの噴射率を改善した燃料噴射装置及び増圧式燃料噴射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この増圧式の燃料噴射装置は、特開平５−２５６２２４号公報などに開示されるように、燃料が供給される燃料増圧室と、この燃料増圧室の燃料を増圧する増圧ピストンと、前記燃料増圧室で増圧された燃料が噴射される噴出口の開閉を行う噴射弁体と、前記増圧ピストンを駆動する作動流体が流入する加圧室と、前記加圧室への作動流体の給排を制御する電磁弁とを備えてなる。
【０００３】
この増圧式の燃料噴射装置は、噴射時に増圧ピストンを介して燃料を加圧するため、予め所定圧力まで増圧しておいた燃料を噴射する蓄圧式の燃料噴射装置に比べて、燃料噴射時の燃料の噴射率の立ち上がりが緩やかになる傾向がある。エンジンの特性上、燃料の噴射時においては燃料の噴射率が緩やかに上昇すると、ＮＯｘや燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、噴射終了時においては増圧燃料の圧力が利用できず、噴射弁体に設けた押し付けばねのばね力により噴射弁体の閉弁を行うので、噴射率の低下が緩やかになる傾向がある。このように、増圧式燃料噴射装置によると、噴射率の増加と低下が比較的緩やかになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンの高回転領域では、短時間で噴射する必要があるが、噴射率の増加と低下が追いつかず、低い山形の噴射率波形となる。特に、エンジンの高回転及び高負荷領域では、短時間に出来るだけ多くの燃料を噴射する必要があるが、前述した増圧式の燃料噴射装置では、有効な噴射期間内に噴射を終わらせることができず、スモークが発生するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、エンジン回転数又は／及び負荷に応じて閉弁力を変更し、エンジン回転数又は／及び負荷に応じた適正な噴射率制御を行える燃料噴射装置及び燃料噴射方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決する燃料噴射装置は、（１）両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体を有する噴射手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段と、前記回転数検出手段と前記負荷検出手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁力制御手段と、を備えてなることを要旨とする。
上記（１）の構成によれば、回転数検出手段と前記負荷検出手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力制御手段が、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御するため、噴射率の上昇と下降が急になり、回転数と負荷の少なくとも一方に応じた適正な燃焼制御が行われる。
【０００７】
上記（１）において、（２）前記閉弁力制御手段は、前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御するものが好ましい。
上記（２）の構成によれば、回転数及び負荷に応じた適正な燃焼制御が行われる。
【０００８】
上記（１）または（２）において、（３）前記作動流体を蓄えておく蓄圧器を有し、前記閉弁力変更手段は前記蓄圧器に蓄えられた作動流体により前記噴射弁体の閉弁力を変更するものであり、前記閉弁力制御手段は前記閉弁力変更手段に使用される作動流体の供給を調整するものが好ましい。
上記（３）の構成によれば、蓄圧器に蓄えられた作動流体を使って閉弁力の変更を行い、この作動流体の供給調整により閉弁力の制御を行う。
【０００９】
上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、（４）前記噴射手段は、前記噴射弁体を閉弁する方向に付勢する弾性体を有してなり、前記閉弁力変更手段は、前記弾性体の受け部として移動可能に設けられたピストンを有してなり、前記ピストンを前記作動流体によって移動させることで前記噴射弁体の閉弁力を変更することが好ましい。
上記（４）の構成によると、噴射弁体を閉弁する方向に付勢する弾性体の受け部をピストンで移動させると、弾性体の押し付け力が増大し、閉弁力を高めることができる。
【００１０】
上記（４）において、（５）前記ピストンは、エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えると、閉弁力の低い第１の位置から閉弁力の高い第２の位置へと移動するものが好ましい。
上記（５）の構成によれば、エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えると、ピストンが第１位置から第２位置に移動し、弾性体の押し付け力を増大させ、閉弁力を高める。
【００１１】
上記（３）〜（５）のいずれかにおいて、（６）前記閉弁力変更手段に使用される作動流体を排出する排出部と、前記蓄圧器と前記排出部とを連通する通路上に絞りを有し、前記排出部は前記閉弁力制御手段により開閉されるものが好ましい。
上記（６）の構成によれば、蓄圧器からの作動流体が絞りを介して作用室に至り、更に作用室からの排出部の開閉により、作用室に対する作動流体の供給量を調整することができる。また、前記絞りによって蓄圧器内の圧力の変化が抑えられる。
【００１２】
上記（６）において、（７）前記閉弁力制御手段は、２方向切換弁より成るものが好ましい。
上記（７）の構成によれば、排出路を開閉する２方向切換弁により、作用室に対する作動流体の供給量を調整することができる。
【００１３】
上述した課題を解決する燃料噴射方法は、（８）両端に加圧室と燃料増圧室とを有する増圧ピストンを有し、前記加圧室に作動流体を流入させて前記増圧ピストンを付勢し、前記燃料増圧室内の燃料を加圧する増圧手段と、前記燃料を噴射する噴射位置から前記燃料を噴射しない非噴射位置へと移動する噴射弁体を有する噴射手段と、を備える増圧式燃料噴射装置を用いた増室式燃料噴射方法であって、前記噴射弁体の閉弁力を変更する閉弁力変更手段を設け、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段による検出値と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段による検出値との少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御することを要旨とする。
上記（８）の構成によれば、回転数検出手段と前記負荷検出手段のうち少なくとも一方の検出値が所定の値を超えると、閉弁力制御手段が、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御するため、噴射率の上昇と下降が急になり、回転数と負荷の少なくとも一方に応じた適正な燃焼制御が行われる。
【００１４】
上記（８）において、（９）前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段による検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御するものが好ましい。
上記（９）の構成によれば、回転数及び負荷に応じた適正な燃焼制御が行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態を説明するための燃料噴射装置であって、閉弁力変更手段が作動していない状態の断面図である。図２は、本実施の形態における燃料噴射システムの概略図を示す。
【００１６】
燃料噴射装置１は図示のように噴射口２８を下にした下向き姿勢でディーゼルエンジンなどのエンジンに組付けられる。この下向き姿勢は、垂直下方向きに限らず、斜め下向きも含まれる。
【００１７】
図１において、燃料噴射装置１は、頭部１０ａ付きの筒体状であるハウジング１０内に、上から下へと、電磁弁２と、増圧機構３と、噴射機構４とを順に収容して構成される。
【００１８】
電磁弁２が収容される頭部１０ａには、作動流体の供給ポート３１と、作動流体の排出ポート３２とが開口している。供給ポート３１には、コモンレール（蓄圧器）１１２からの作動流体として高圧の燃料が圧送される。排出ポート３２からは、作動流体としての燃料が流出し、回収装置１１３（図２参照）に回収される。また、電磁弁２を挟んで排出ポート３２の反対側には、作用ポート３３が開口している。この作用ポート３３は、後述する加圧室１１に連通している。
【００１９】
電磁弁２は、頭部１０ａ内に横向きに設けられた弁孔３５内を移動可能な切換弁３６と、切換弁３６のヨーク３６ａに対して設けられたソレノイド部３７と、切換弁３６のヨーク３６ａに対して設けられた復帰ばね３９とを備える、３方向２位置切り換え弁に構成されている。
【００２０】
弁孔３５と切換弁３６の間には、ソレノイド部３７を励磁することで円板状のヨーク３６ａが吸引されて開くポペット式の第１弁Ａと、ソレノイド部３７が消磁することで円板状のヨーク３６ｂが復帰ばね３９で押し戻されて開くポペット式の第２弁Ｂとが設けられている。この第１弁Ａと第２弁Ｂとは、一方が閉じると、他方が開く関係にある。第１弁Ａが開くとともに、第２弁Ｂが閉じ、供給ポート３１からの作動流体が作用ポート３３に流入する。第２弁Ｂが開くと、第１弁Ａが閉じ、作用ポート３３から作動流体が排出ポート３２に吐出する。
【００２１】
増圧機構（増圧手段）３は、ハウジング１０内の上方に収容されている。作用ポート３３に連通する加圧室１１を形成する大径シリンダ１０ｂと、燃料増圧室１６を形成する小径シリンダ１０ｃとに、増圧ピストン１２が上下方向にスライド自在に収容されている。この増圧ピストン１２は、被ガイドロッド部１２ａ及び増圧プランジャ部１２ｂとから構成されている。
【００２２】
増圧プランジャ部１２ｂは、被ガイドロッド部１２ａの下部中央より下方に同軸で延在しており、燃料増圧室１６内に上下スライド自在に収容されている。増圧ピストン１２の被ガイドロッド部１２ａの下方には、中空部１３が形成されている。この中空部１３にはピストンスプリング１５が介在されていて、増圧ピストン１２を上方に向けて付勢する。また、中空部１３の下端部と前記排出ポート３２を連通するように、バイパス路１４が形成されている。
【００２３】
前記増圧プランジャ部１２ｂの径は被ガイドロッド部１２ａの径より小さい。そのため、燃料増圧室１６内の燃料は、加圧室１１に導入される作動流体の圧力以上に増圧される。その増圧比率は、「被ガイドロッド部１２ａの受圧面積／増圧プランジャ部１２ｂの受圧面積」である。
【００２４】
増圧ピストン１２の下方に形成された燃料増圧室１６は燃料供給通路２０を経由して燃料供給部２１に連通している。燃料供給用のポンプ１２１から燃料供給部２１に送られて来る燃料が燃料増圧室１６内に流入する。燃料増圧室１６と燃料供給通路２０の間には逆止弁２２が介在されている。この逆止弁２２は、燃料増圧室１６内の圧力が一定以上になると、上方に移動し、燃料増圧室１６と燃料供給通路２０の連通を遮断する。
【００２５】
噴射機構（噴射手段）４は、ハウジング１０の下方に、噴射弁体２３と押し付けばね（弾性体）２４を収容して構成される。噴射弁体２３は、ハウジング１０内に上下スライド可能に収容されていて、押し付けピストン部２３ａと、大径部２３ｂと、段差部２３ｃと、小径部２３ｄとからなる。押し付けピストン部２３ａの上方には押し付けばね２４が介在されていて、噴射弁体２３を下方に付勢する。
【００２６】
噴射弁体２３の段差部２３ｃの周囲には、燃料充填室２５が形成されている。燃料充填室２５は燃料通路２６を経由して燃料増圧室１６と連通している。また、燃料充填室２５から下方に向かって燃料通路２７が伸びていて、燃料通路２７の先端部付近に噴射口２８が形成されている。燃料充填室２５の燃料が所定圧力に達すると、噴射弁体２３に上向きに作用する力が押し付けばね２４の付勢力に打ち勝ち、噴射弁体２３が上方に移動して噴射口２８から燃料が噴射される。燃料充填室２５に燃料が供給され続ける。燃料充填室２５内が所定圧力以上であり続ける間は、所定圧の燃料が噴射口２８から噴射される。燃料増圧室１６内の圧力が低下し、燃料充填室２５の圧力が下がると、噴射弁体２３に作用する押し付けばね２４により、噴射弁体２３が着座し、噴射口２８からの燃料の噴出が停止される。
【００２７】
この噴射機構４には、エンジン回転数及び負荷に応じて前記閉弁力を変更する閉弁力変更手段６が設けられている。この閉弁力変更手段６は、噴射弁体２３を閉弁する方向に付勢する弾性体である押し付けばね２４と、この押し付けばね２４の収容室２９に対してスライド可能に設けられ、押し付けバネ２４を押し込むピストン４１と、このピストン４１に対する作用室４２と、作用室４２に至る作動流体通路４３と、通路４３に至る作動流体の制御弁４４とを備えて構成される。制御弁４４は、絞り４５を介して、コモンレール（蓄圧器）１１２に接続されている。
【００２８】
コモンレール１１２からの作動流体は、電磁弁２を経て加圧室１１に流入するとともに、絞り４５、制御弁４４、作動流体通路４３を経て、噴射機構４の上部にあるピストン４１の作用室４２に流入する。噴射機構４の上部に位置する作用室４２に作動流体が流入すると、ピストン４１は、押し付けばね２４を長くする第１位置（図１の状態）から、押し付けばね２４を短くする第２位置（図３の状態）に移動する。第２位置では、第１位置より押し付けばね２４による閉弁力が高くなる。
【００２９】
制御弁４４は、コモンレール１１２と作用室４２を連通させ、コモンレール１１２及び作用室４２と回収装置１１３とを遮断する第１切換位置と、作用室４２と回収装置１１３を連通し、作用室４２及び回収装置１１３とコモンレール１１２とを遮断する第２切換位置とを有する三方向切換タイプの電磁弁である。制御弁４４の切換のタイミングは制御部５により制御される。
【００３０】
制御部５は、図示されない負荷検出器（負荷検出手段）からの負荷信号ｆ１及び図示されないエンジン回転数検出器（回転数検出手段）からの回転数信号ｆ２の入力を受け、エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えたことを判断する判断手段を有する。エンジン回転数及び負荷が所定の値を超えた場合、この判断手段が高回転及び高負荷領域と判断し、制御弁４４を作用室４２に作動流体を供給する第１位置に切り換える。判断手段が高回転及び高負荷領域から外れたと判断すると、制御弁４４を作用室４２の作動流体を回収装置１１３に排出させる第２位置に切り換える。また、制御部５は、電磁弁２を介して、噴射のタイミングを制御する。この制御部５及び制御弁４４は、前記回転数検出手段及び前記負荷検出手段の検出値が所定の値を超えると、閉弁力が高くなるように前記閉弁力変更手段を制御する閉弁力制御手段を構成する。
【００３１】
図２は、前述した燃料噴射装置１が適用される燃料噴射システム１００を示す。図２において、図示しないエンジンの各シリンダヘッド内に装着される１又はそれ以上の増圧式の燃料噴射装置１を備え、この燃料噴射装置１に作動流体として燃料を供給し更に回収する作動流体循環系統１０１と、前記燃料噴射装置１に燃料を供給する燃料供給系統１０２と、燃料噴射装置１の電磁弁２の開閉動作を電子的に制御するコンピュータ等を備えた制御部５等より構成される。
【００３２】
作動流体循環系統１０１は、燃料供給ポンプ１１０、高圧ポンプ１１１、コモンレール１１２、回収装置１１３などにより構成されている。燃料供給ポンプ１１０は、燃料タンク１１４内の燃料を高圧ポンプ１１１に圧送する。高圧ポンプ１１１は燃料を例えば２００気圧程度まで加圧し、加圧された燃料はコモンレール１１２に圧送される。コモンレール１１２内に蓄えられた作動流体としての燃料は、電磁弁２の作動により、供給ポート３１（図１参照）に供給される。回収装置１１３は、電磁弁２の作動により、燃料噴射装置１の排出ポート３２（図１参照）から流出される作動流体としての燃料を回収すると共に、回収した燃料を高圧ポンプ１１１に再循環させる。コモンレール１１２の作動流体は、制御弁４４を経て燃料噴射装置１内の作用室４２（図１参照）に至る。制御弁４４から排出される作動流体は、回収装置１１３に回収される。
【００３３】
燃料供給系統１０２は、ポンプ１２１及びバルブ１２２により構成されている。ポンプ１２１は、燃料タンク１１４内の燃料を各燃料噴射装置１の燃料供給部２１（図１参照）に圧送する。バルブ１２２は、燃料噴射装置１に供給される燃料の供給量を調整する。
【００３４】
制御部５は、各燃料噴射装置１の電磁弁２の開閉を制御するため制御信号を生成するとともに、負荷の大小に応じて、高圧ポンプ１１１による作動流体としての燃料の圧力を調整する。エンジンの負荷が高いときは、高圧ポンプ１１１による作動流体としての燃料の圧力を高くし、エンジンの負荷が低い時は、高圧ポンプ１１１による作動流体としての燃料の圧力を低くする。また、制御部５は、電磁弁２の切換制御と、制御弁４４の切換制御とを行う。
【００３５】
つぎに、上述した構成の燃料噴射装置１の作動を図１及び図３により説明する。まず、図１により、エンジン回転数及び負荷が所定の値に達しない場合の作動を説明する。制御部５に入力される負荷信号ｆ１及び回転数信号ｆ２により、制御部５が高負荷及び高回転領域でないと判断すると、制御弁４４を第２切換位置に保つ。作用室４２は、回収装置１１３に連通する。ピストン４１は上限位置である第１位置に止まっており、押し付けばね２４は長い第１長さＬ１を保っている。
【００３６】
図１において、燃料供給部２１から燃料が供給され、燃料増圧室１６に燃料が充填されている。噴射時に至ると、ソレノイド部３７が励磁され、ヨーク３６ａが吸引され、切換弁３６が図面右方向に移動し、第１弁Ａが開き、第２弁Ｂが閉じ、供給ポート３１と作用ポート３３が連通し、加圧室１１に作動流体が導入される。増圧ピストン１２で決まる増圧比で燃料増圧室１６内の燃料が加圧される。このとき、逆止弁２２は閉じた状態になっており、燃料充填室２５の燃料が所定の高圧になると、噴射弁体２３が第１長さＬ１となった押し付けばね２４の閉弁力に打ち勝ち、噴射口２８から高圧燃料が噴射される。燃料の噴射を終える時期になると、ソレノイド部３７が消磁され、第１弁Ａが閉じ、第２弁Ｂが開く。加圧室１１に導入されていた作動流体が排出ポート３２から排出され、増圧ピストン１２はピストンスプリング１５（図１参照）の付勢力で上昇のストロークに転じる。
【００３７】
この場合の噴射パターンが図４（ａ）に示される。噴射時には作動流体が増圧ピストン１２を介して燃料を加圧するとともに、押し付けばね２４の長さはＬ１となっており、閉弁力は比較的弱くなっているため、ａ１ラインのように燃料噴射時の燃料の噴射率の立ち上がりが緩やかになる傾向がある。噴射終了時には、押し付けばね２４による低い閉弁力で閉弁を行うので、ａ２ラインのように噴射率の低下は緩やかになる傾向がある。
【００３８】
つぎに、エンジン回転数及び負荷が所定の値に達した場合の作動を図３により説明する。図３において、制御部５に入力される負荷信号ｆ１及び回転数信号ｆ２により、制御部５が高負荷及び高回転領域であると判断すると、制御弁４４を第１位置に切り換える。コモンレール１１２からの作動流体が、作用室４２に供給され、ピストン４１を第２位置まで押し下げ、押し付けばね２４を長さＬ２まで押し込む。
【００３９】
図３に示したように、ピストン４１が第２位置にある状態で燃料の噴射を行った場合の噴射パターンが図４（ｂ）に示される。噴射時には高圧となった作動流体が増圧ピストン１２を介して燃料を加圧するとともに、長さＬ２の押し付けばね２４による高い閉弁力に対抗するため、ｂ１ラインのように燃料噴射時の燃料の噴射率の立ち上がりが急になり、天井がｂ２ラインのようにフラットに近づく。噴射終了時には、押し付けばね２４による高い閉弁力で閉弁を行うので、ｂ３ラインのように噴射率の低下は急激になる。
【００４０】
以上説明した実施の形態は以下の効果を有する。
（１）図４（ａ）に示すように、エンジンの高回転及び高負荷領域以外では、閉弁力を低くして、増圧式噴射による初期噴射率の上昇を緩やかにして、ＮＯｘの低減や、燃焼騒音を抑えることができる。加えて、図４（ｂ）に示すように、エンジンの高回転及び高負荷領域では、閉弁力を高くして、燃料噴射量を多くしするとともに、短い噴射期間内に噴射を終わらせるというスクエア形の噴射率波形にすることができ、スモークの発生を抑えることができる。また、エンジンの高回転及び高負荷領域において燃料噴射量が増えるので、高トルクを受ることができる。
【００４１】
（２）増圧式燃料噴射装置１の増圧ピストン１２を作動させるための作動流体を、噴射機構４の上部に導入することによる閉弁力変更手段６としているため、閉弁力変更のための別途の駆動源を必要とせず、簡単な構造で閉弁力を制御することができる。
また、作動流体の流入を制御弁４４で制御しているため、作動流体の流入及び排出を、制御弁４４を制御する制御部５で行うことができ、エンジンの回転数及び負荷に応じ、的確に閉弁力を変更することができる。
【００４２】
（３）噴射弁体を閉弁する方向に付勢する弾性体である押し付けばね２４に対するエンドプレートをピストン４２にして、このピストン４２に作動流体を導入するため、閉弁力変更のための機構を簡単な構造にすることができる。
また、制御部５が回転数及び負荷が所定の値を超える高回転及び高負荷領域であると判断すると、制御弁４４を介して作動流体が作用室４２に導入され、ピストンが閉弁力の低い第１位置から閉弁力の高い第２位置へと移動する。そのため、簡単な構造で閉弁力をエンジン回転数及び負荷に応じて変更することができる。
【００４３】
（４）作動流体をコモンレール（蓄圧器）１１２から導入しているため、複数の燃料噴射装置１の閉弁力変更手段６に対して、同じ条件の作動流体を供給することができる。
また、コモンレール（蓄圧器）１１２から絞り４５を介して噴射機構４の上部に作動流体を供給するため、コモンレール（蓄圧器）１１２の圧力の抜けによる変動を少なくすることができる。
【００４４】
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して実施してもよい。
（１）図５に示すように、コモンレール（蓄圧器）１１２からの作動流体を絞り４５を介して作用室４２に供給し、作用室４２からの排出路５１に制御弁５２を設けるものであってもよい。この制御弁５２は、排出路５１を遮断又は開放する２方向切換弁タイプでよい。
この場合、制御弁５２を開放状態にすると、作用室４２に供給される作動流体は、回収装置１１３に放出され、ピストン４１は、閉弁力の低い第１位置となる。なお、回収装置１１３に放出される作動流体は、絞り４５によって絞られる。この絞り４５がコモンレール（蓄圧器）１１２の圧力の低下を制御している。
制御弁５２を遮断状態にすると、作用室４２に至る作動流体の圧力が上がり、ピストン４１は、閉弁力の高い第２位置となる。
【００４５】
（２）図６に示すように、制御部５は、電磁弁２のソレノイド部３７による噴射の制御と、制御弁４４による噴射機構４上部への作動流体の供給の制御とを連動させる連動制御手段５３を設けることができる。これにより、一回ごとの噴射における噴射率波形を種々に制御することができる。連動制御手段５３に基づいて、制御弁４２を第１位置にして、作動流体を噴射機構４の上部に供給したり、制御弁を第２位置にして、噴射機構４に供給された作動流体を排出したりすることができる。
例えば、噴射終了時にだけ閉弁力を高める制御を行うと、図７（ａ）のように、噴射終わりの噴射率の低下をａ１１ラインのように急激なものとすることができる。
例えば、噴射始めに、閉弁力がごく低い状態から、徐々に閉弁力が上げながら、噴射を開始させると、図７（ｂ）のように、噴射初期の噴射率の立ち上げをラインｂ１１のように極めて緩やかなものとすることできる。
例えば、噴射の前後にわたって閉弁力を大きくしておき、噴射開始前に短時間だけ閉弁力を弱めて元に戻す制御を行うと、図７（ｃ）のように、ラインｃ１１のスクエア形の噴射の前に、ラインｃ１２のパイロット噴射を付加することができる。
【００４６】
（３）上述した実施形態ではエンジン回転数及び負荷の両方の値に応じて閉弁力を変更するように制御していたが、エンジン回転数、あるいは負荷のどちらか一方の検出値に応じて、閉弁力を変更する閉弁力制御手段としてもよい。
【００４７】
（４）閉弁力変更手段として、押し付けばね２４を押し込むピストン４１に代わって、電磁シリンダのように進退駆動手段を設け、押し付けばね２４の押し付け長さを変更するものを採用することができる。
【００４８】
（５）図８に示すように、ピストン４１の収納室２９に段差部２９ａを設け、ピストン４１の下方への移動の規制を行い、第２位置が一定に決まる構造とすることができる。これにより、閉弁力を一定値だけ高めることができる。
【００４９】
（６）制御弁４４に圧力調整弁を用い、作用室４２に作用させる作動流体の圧力を任意に変更し、それに応じて閉弁力を任意に変更できる制御弁４４とすることができる。また、図５において、制御弁５２に流量調整弁又は圧力調整弁を用いて、作用室４２に作用させる作動流体の圧力を任意に変更し、それに応じて閉弁力を任意に変更できる制御弁５２とすることができる。
【００５０】
（７）押し付けばね２４をなくして噴射弁の上部に直接作動流体の圧力を加え、その作動流体の圧力を制御することで噴射弁の開弁力を変更させるようにしてもよい。このとき、制御弁を流量調整弁又は圧力調整弁にして、前記ピストンが閉弁力を付与する押し付けばね（弾性体）と閉弁力を変更する閉弁力変更手段との兼用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の燃料噴射装置及び燃料噴射方法によると、増圧式燃料噴射による初期噴射率の緩やかな上昇により、ＮＯｘの低減や、燃焼騒音を抑えることができる。また、回転数又は／及び負荷に応じて閉弁力を変化させ、回転数又は／及び負荷に応じた適切な制御を行うことができる。例えば、高回転及び高負荷領域において、閉弁力を高くして、スクエア形の噴射率波形にし、スモークの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料噴射装置であって、閉弁力変更手段が作動していない状態の断面図である。
【図２】上記実施形態に係る燃料噴射装置を組み込んだコモンレール式の燃料噴射システムの概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料噴射装置であって、閉弁力変更手段が作動している状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態の閉弁力制御手段による噴射率の制御例を示す噴射率パターン図である。
【図５】他の実施形態に係る燃料噴射装置の断面図である。
【図６】更に他の実施形態に係る燃料噴射装置の断面図である。
【図７】更に他の実施形態の閉弁力制御手段による噴射率の制御例を示す噴射率パターン図である。
【図８】ピストンの他の収容例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射装置
２  電磁弁
３  増圧機構（増圧手段）
４  噴射機構（噴射手段）
５  制御部（閉弁力制御手段）
６  閉弁力変更手段
１０  頭部
１１  加圧室
１２  増圧ピストン
１６  燃料増圧室
２３  噴射弁体
２４  押し付けばね（弾性体）
４１  ピストン
４２  作用室
４４  制御弁（閉弁力制御手段）
４５  絞り
５２  制御弁（閉弁力制御手段）
５４  排出路
【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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