(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴孔を開閉するノズル弁部材と、
前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズルボディと、
前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと、
前記ノズル弁部材と一体に往復移動する第一ピストンと、
前記第一ピストンに噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第一圧力室と、
前記ノズル弁部材が所定距離以上リフトするとき前記ノズル弁部材によって噴孔開放方向に運搬される第二ピストンと、
前記第二ピストンに噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第二圧力室と、
前記第一圧力室及び第二圧力室の燃料圧力を制御することによって前記ノズル弁部材を段階的にリフトさせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一圧力室の燃料流入通路を閉塞し前記第一圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは前記第一圧力室の燃料流入通路を開放し前記第一圧力室の燃料流出通路を閉塞する第一制御弁部材と、前記第二圧力室の燃料流入通路を閉塞し前記第二圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは前記第二圧力室の燃料流入通路を開放し前記第二圧力室の燃料流出通路を閉塞する第二制御弁部材と、前記第一制御弁部材及び前記第二制御弁部材のリフト量を制御する単一のアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータが第１段階リフトすることで前記第一制御弁部材が前記第一圧力室の前記燃料流入路を閉塞し前記第一圧力室の前記燃料流出路を開放して前記第一圧力室の圧力を低下させ、前記アクチュエータが第２段階リフトすることで前記第一制御弁部材が前記第一圧力室の前記燃料流入通路を閉塞し前記第一圧力室の前記燃料流出路を開放するとともに前記第二制御弁部材が前記第二圧力室の前記燃料流入通路を閉塞し前記第二圧力室の前記燃料流出通路を開放して前記第二圧力室の圧力を低下させることにより、前記ノズル弁部材を２段階リフトさせることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記アクチュエータの負荷を検出する第一センサと、前記ノズル弁部材のリフト量から前記アクチュエータの負荷への写像またはその逆写像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶する写像または逆写像と前記第一センサが検出する負荷とに基づいて前記ノズル弁部材のリフト量が目標リフト量になるよう前記アクチュエータの負荷をフィードバック制御する処理手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第一制御弁部材、第二制御弁部材及びアクチュエータは直列に配設され、前記アクチュエータは前記第一制御弁部材及び第二制御弁部材のリフト量をいずれか一方ずつ順に制御することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ノズル弁部材のリフト量を検出する第二センサを備え、
前記処理手段は、目標リフト量と前記第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて、前記記憶手段が記憶する写像または逆写像を補正し、前記ノズル弁部材のリフト量を学習制御することを特徴とする請求項２又は３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ノズル弁部材のリフト量を検出する第二センサを備え、
前記処理手段は、目標リフト量と前記第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて異常検出することを特徴とする請求項２又は３記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
噴孔を開閉するノズル弁部材と、
前記ノズル弁部材を往復移動自在に支持するノズルボディと、
前記ノズル弁部材に噴孔開放方向に燃料圧力を加える燃料溜まりと、
前記ノズル弁部材と一体に往復移動する第一ピストンと、
前記第一ピストンに噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第一圧力室と、
前記ノズル弁部材が所定距離以上リフトするとき前記ノズル弁部材によって噴孔開放方向に運搬される第二ピストンと、
前記第二ピストンに噴孔閉塞方向に燃料圧力を加える第二圧力室と、
前記第一圧力室及び第二圧力室の燃料圧力を制御することによって前記ノズル弁部材を段階的にリフトさせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一圧力室の燃料流入通路を閉塞し前記第一圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは前記第一圧力室の燃料流入通路を開放し前記第一圧力室の燃料流出通路を閉塞する第一制御弁部材と、前記第二圧力室の燃料流入通路を閉塞し前記第二圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは前記第二圧力室の燃料流入通路を開放し前記第二圧力室の燃料流出通路を閉塞する第二制御弁部材と、前記第一制御弁部材及び第二制御弁部材のリフト量を制御するアクチュエータと、前記アクチュエータの負荷を検出する第一センサと、前記ノズル弁部材のリフト量から前記アクチュエータの負荷への写像またはその逆写像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶する写像または逆写像と前記第一センサが検出する負荷とに基づいて前記ノズル弁部材のリフト量が目標リフト量になるよう前記アクチュエータの負荷をフィードバック制御する処理手段とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
前記第一制御弁部材、第二制御弁部材及びアクチュエータは直列に配設され、前記アクチュエータは前記第一制御弁部材及び第二制御弁部材のリフト量をいずれか一方ずつ順に制御することを特徴とする請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ノズル弁部材のリフト量を検出する第二センサを備え、
前記処理手段は、目標リフト量と前記第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて、前記記憶手段が記憶する写像または逆写像を補正し、前記ノズル弁部材のリフト量を学習制御することを特徴とする請求項６又は７記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記ノズル弁部材のリフト量を検出する第二センサを備え、
前記処理手段は、目標リフト量と前記第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて異常検出することを特徴とする請求項６又は７記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニードルリフトを２段階に制御する燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高圧燃料供給ポンプから燃料噴射装置であるインジェクタに燃料を供給する燃料供給システムにおいて、燃料圧力に応じてニードルリフトを変化させ噴射特性を可変にしようとする技術が提案されている。燃料噴射装置の噴射率および燃料噴霧の濃度や拡散状態は、燃料の着火特性、ＮＯｘ、黒煙、ＨＣなどの発生量、燃焼効率などに大きく影響する。
【０００３】
例えば、所定のニードルリフト間隔をおいてニードルを付勢するように２個のばねを設けた２段開弁圧ノズルが公知となっている。この技術によれば、ニードルは燃料噴射ポンプから圧送される燃料圧力に応じてリフトする。しかし、燃料噴射ポンプから燃料噴射装置に圧送される燃料圧力はエンジン運転状態によって変動するので、エンジンの要求する噴射率を全運転条件において実現するのは困難である。
【０００４】
そこで図２１に示す米国特許５６９４９０３号に開示されるインジェクタ２３０のように、噴孔閉塞方向にニードル２３１に燃料圧力を加える制御室２６０を設けるものが知られている。このインジェクタ２３０では、燃料溜まり２３２に導入される燃料圧力により噴孔開放方向に受ける力と、制御室２６０の燃料圧力から噴孔閉塞方向に受ける力と、スプリング２３７から噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係によりニードル２３１のリフトを制御している。エンジン運転状態によって燃料圧力が変動しても、制御室２６０の圧力を制御することによりニードル２３１の開閉タイミングを高精度に制御しようとしている。また、制御室２６０を閉塞する方向にパイロットバルブステム２７０を付勢する２個のばね２９０、２９７の付勢力とコイル２７４に通電する電流とによりパイロットバルブステム２７０のリフトを２段階に制御して制御室２６０の燃料圧力を変化させることにより、ニードル２３１を段階的にリフトさせ、所望の燃料噴射率を得ようとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の燃料噴射装置の構成では、ニードル２３１は、制御室２６０の圧力の変化とスプリング２３７の付勢力と燃料溜まり２３２の燃料圧力との大小関係でリフトするので、ステム２７０が段階的にリフトしてもニードル２３１はステム２７０と同様に段階的にリフトするとは限らない。さらに、温度変化等により電磁吸引力が変化するとステム２７０のリフト特性が変化し、ステム２７０の開口面積特性が変化する。また、粘性等の燃料特性の変化により制御室２６０の圧力変化が不安定になり、これに伴いニードル２３１のリフト特性が変化して燃料の噴射率が不安定になることがある。また、ステム２７０の非常に小さいリフト量を制御するので、インジェクタ２３０の個体間のばらつきを押さえることが難しく、高精度に安定した噴射制御は困難であった。
本発明の目的は、エンジン運転状態に応じて高精度に安定して噴射制御する燃料噴射装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１又は６記載の燃料噴射装置によれば、噴孔閉塞状態から所定量リフトするまでの第一リフト段階では、燃料溜まりの燃料圧力から噴孔開放方向に受ける力と、第一圧力室から噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係によりノズル弁部材のリフト量が制御される。リフト量が所定値以上の第二リフト段階では、燃料溜まりの燃料圧力から噴孔開放方向に受ける力と、第一圧力室及び第二圧力室から噴孔閉塞方向に受ける力との大小関係によりノズル弁部材のリフト量が制御される。第一リフト段階では、第一圧力室の燃料圧力による力が第一ピストンを介してノズル弁部材に加わる。第二リフト段階では、第一圧力室の燃料圧力による力が第一ピストンを介してノズル弁部材に加わるとともに第二圧力室の燃料圧力による力が第二ピストンを介してノズル弁部材に加わる。そして、第一圧力室及び第二圧力室の燃料圧力を制御手段で制御することにより、エンジン運転状態により燃料噴射装置に導入される燃料圧力が変動しても、弁部材の開閉タイミングを高精度に制御できる。また、複数の圧力室の燃料圧力により弁部材に加わる力が弁部材のリフト量により段階的に変化するので、それぞれの圧力室の圧力に応じ弁部材が段階的にリフトする。したがって、エンジン運転状態（回転速度、負荷）に応じて変化する燃料圧力に関係なく、弁部材を段階的にリフトさせることができるので、エンジンの全運転領域において所望の燃料噴射率に制御できる。
【０００７】
本発明の請求項１又は６記載の燃料噴射装置によれば、第一制御弁部材は、第一圧力室の燃料流入通路を閉塞し第一圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは第一圧力室の燃料流入通路を開放し第一圧力室の燃料流出通路を閉塞することにより第一圧力室の燃料圧力を制御する。また、第二弁部材は、第二圧力室の燃料流入通路を閉塞し第二圧力室の燃料流出通路を開放し、若しくは第二圧力室の燃料流入通路を開放し第二圧力室の燃料流出通路を閉塞することによって第二圧力室の燃料圧力を制御する。
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によれば、第一制御弁部材及び前記第二制御弁部材のリフト量を制御する単一のアクチュエータは、第１段階リフトすることで第一制御弁部材が第一圧力室の燃料流入路を閉塞し第一圧力室の燃料流出路を開放して第一圧力室の圧力を低下させ、アクチュエータが第２段階リフトすることで第一制御弁部材が第一圧力室の燃料流入通路を閉塞し第一圧力室の燃料流出路を開放するとともに第二制御弁部材が第二圧力室の燃料流入通路を閉塞し第二圧力室の燃料流出通路を開放して第二圧力室の圧力を低下させることにより、ノズル弁部材を２段階リフトさせる。
【０００８】
本発明の請求項２又は６記載の燃料噴射装置によれば、第一制御弁部材及び第二制御弁部材のリフト量を制御するアクチュエータの負荷を検出する第一センサと、ノズル弁部材のリフト量からアクチュエータの負荷への写像またはその逆写像を記憶する記憶手段とを備える。この写像又は逆写像は関数、値自体が格納された単数又は複数のテーブルに格納された値等によって構成されるものである。処理手段は、記憶手段が記憶する写像または逆写像と第一センサが検出する負荷とに基づいてノズル弁部材のリフト量が目標リフト量になるようアクチュエータの負荷をフィードバック制御するため、高精度に燃料噴射率を制御できる。
【０００９】
本発明の請求項３又は７記載の燃料噴射装置によれば、第一制御弁部材、第二制御弁部材及びアクチュエータは直列に配設され、アクチュエータは第一制御弁部材及び第二制御弁部材のリフト量をいずれか一方ずつ順に制御するため、第一制御弁部材及び第二制御弁部材の製造公差及び熱膨張を加味して必要となるアクチュエータの変位量を小さくすることができる。
本発明の請求項４又は８記載の燃料噴射装置によれば、ノズル弁部材のリフト量を検出する第二センサを備え、目標リフト量と第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて、記憶手段が記憶する写像または逆写像を補正し、ノズル弁部材のリフト量を学習制御するため、可動部材の摩耗等の経年劣化によるノズル弁部材のリフト量の変動を加味した高精度な燃料噴射率の制御が可能となる。
本発明の請求項５又は９記載の燃料噴射装置によれば、目標リフト量と第二センサによって検出されるリフト量とに基づいて異常検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図６に示す。この燃料噴射装置はインジェクタ１とＥＣＵ（Electronic Control Unit）２とを備える。インジェクタ１は図示しないエンジンのエンジンヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒内に燃料を直接噴射するように構成されている。図示しない燃料噴射ポンプから吐出された高圧燃料は図示しない蓄圧管の蓄圧室で所定圧に蓄圧され、インジェクタ１に供給される。燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、あるいは吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度にしたがい吐出圧を調整する。インジェクタ１及び燃料噴射ポンプはＥＣＵ２によって制御される。
【００１１】
図１、２に示すように、インジェクタ１のハウジング１１とノズルボディ１２とはチップパッキン１３をはさみリテーニングナット５５で締結されている。ノズル弁部材２０は、噴孔１２ｂ側からニードル２１、プレッシャピン２２、ロッド２３により構成されている。尚、ニードル２１、プレッシャピン２２、ロッド２３は一体、別体のいずれによる構成としてもよい。ニードル２１はノズルボディ１２に往復移動自在に支持されている。ニードル２１は、スプリング１５により第一ピストン２４、ロッド２３、プレッシャピン２２を介しノズルボディ１２に形成している弁座１２ａに付勢されている。ノズルニードル２１が弁座１２ａに着座しているとき、プレッシャピン２２の上端面２２ａとチップパッキン１３の上端面１３ａとは第一リフト量ｈ１だけ離れ、ノズルニードル２１の上端面２１ａとチップパッキン１３の下端面１３ｂとは第二リフト量ｈ２だけ離れている。
【００１２】
ハウジング１１、チップパッキン１３、ノズルボディ１２のそれぞれに互いに連通している高圧燃料通路３１、３２、３３が形成されている。高圧燃料通路３１、３２、３３を通じて燃料溜まり３４に導入される燃料はノズルニードル２１の周囲に形成されている隙間３５を通じて噴孔１２ｂに至る。
【００１３】
ハウジング１１に形成されている第一シリンダ１８に第一ピストン２４が往復移動自在に支持されている。スプリング１５は第一ピストン２４と同軸に第一シリンダ１８に収容されている。第一圧力室１４は、第一ピストン２４の上端面と第一シリンダ１８の内壁面によって形成されている。第一圧力室１４は第一オリフィス１７を通じて第一弁室１６と連通している。第一弁室１６は、第一燃料流入通路２５、燃料通路溝２８を通じて高圧燃料通路３１と連通し、第一燃料流出通路２６を通じてドレン通路１９と連通している。第一制御弁部材２７は第一燃料流入通路２５の内壁によって往復移動自在に支持されている。第一制御弁部材２７の外壁に軸方向に燃料通路溝２８が形成されている。第一制御弁部材２７のシート部２７ａが第一燃料流出通路２６を閉塞しているとき燃料通路溝２８の上端部が第一弁室１６にｈ４以上進入するように設定されている。第一制御弁部材２７の上端面はプッシュロッド２９の下端面に当接している。第一制御弁部材２７とプッシュロッド２９とは一体としても別体としてもよい。プッシュロッド２９の上端面はアクチュエータとしての圧電セラミックス積層体（以下ピエゾという。）５０の下端面に構造的に当接している。
【００１４】
チップパッキン１３の反噴孔側に形成されている第二シリンダ４２に第二ピストン４１が往復移動自在に支持されている。第二ピストン４１は円筒状に形成されており、軸方向に貫通する貫通孔を有し、貫通孔の内壁はロッド２３の外壁と摺接している。第二ピストン４１がチップパッキン１３の上端面１３ａに着座し、ノズルニードル２１が弁座１２ａに着座しているとき、ロッド２３の下端面は第二ピストン４１の下端面４１ａから噴孔側にｈ１突き出ている。
【００１５】
第二圧力室４０は第二シリンダ４２の内壁面と第二ピストン４１の上端面とロッド２３の外壁面とによって形成されている。第二圧力室４０は第二オリフィス４３を通じて第二弁室４６と連通している。第二弁室４６は、第二燃料流入通路４４を通じて高圧燃料通路３１と連通し、第二燃料流出通路４５を通じてドレン通路１９と連通している。第二弁室４６には第二燃料流入通路４４又は第二燃料流出通路４５の一方を開放するとともに他方を閉塞することが可能なボール弁４７が収納されている。ボール弁４７は連動ピストン４８と一体に往復移動する。連動ピストン４８はハウジング１１に往復移動自在に支持されている。第一制御弁部材２７が第一燃料流出通路２６を閉塞し、ボール弁４７が第二燃料流出通路４５を閉塞するとき、連動ピストン４８の上端面と第一制御弁部材２７の下端面とがｈ３離れるように設定されている。なお、ｈ３＞ｈ４に設定されている。ボール弁４７と連動ピストン４８とは特許請求の範囲に記載された第二制御弁部材を構成し、これらは別体としても一体としてもよい。
【００１６】
ピエゾ５０はＥＣＵ２と電気的に接続され、ＥＣＵ２の充放電によって制御される。ピエゾ５０の伸張量とプッシュロッド２９から受けるピエゾ５０の負荷との関係を図３、４に基づいて説明する。尚、以下の説明において各符号は次のものを表すものとする。
Ｐ      ：高圧燃料通路３１の燃料圧力
Ｐ’    ：第一燃料流入通路２５の燃料圧力
Ｓｕ１  ：第一制御弁部材２７の高圧燃料通路側受圧面積
Ｓｕ２  ：第一制御弁部材２７の第一燃料流出通路のシート面積
Ｓｕ３  ：ボール弁４７の第二燃料流入通路側シート面積
Ｓｕ４  ：ボール弁４７の第二燃料流出通路側シート面積
Ｓｒ２  ：連動ピストン４８の断面積
【００１７】
ピエゾ５０の伸張量が０のとき、第一制御弁部材２７が燃料圧力から受ける力がプッシュロッド２９を介してピエゾ５０に作用する。第一制御弁部材２７は、高圧燃料通路３１の燃料圧力から図４の上向きにＰ・Ｓｕ１の力を受ける。また、第一燃料流入通路２５が第一弁室１６と高圧燃料通路３１とを連通しているため、第一制御弁部材２７は、第一弁室１６の燃料圧力により下向きにＰ・Ｓｕ２の力を受ける。したがって、伸張量０のときピエゾ５０の負荷はＰ（Ｓｕ１−Ｓｕ２）となる。
【００１８】
ピエゾ５０が０からｈ４まで伸張するとき、第一制御弁部材２７が第一燃料流出通路２６を開放するため第一弁室１６及び第一燃料流入通路２５の燃料圧力がＰからＰ’に低下し、ピエゾ５０の負荷がＰ’・Ｓｕ１まで小さくなる。図３に示す２点鎖線は第一燃料流入通路２５の燃料圧力がＰからＰ’に低下する時間を加味した場合の負荷の変化を示している。
【００１９】
伸張量がｈ４以上ｈ３未満のとき、燃料通路溝２８の上端が第一燃料流入通路内に隠れることにより、第一燃料流入通路２５が閉塞されるため第一燃料流入通路２５の燃料圧力がＰ’からＰまで上昇し、ピエゾ５０の負荷はＰ・Ｓｕ１となる。
【００２０】
伸張量がｈ３のとき、第一弁部材２７に連動ピストン４８が当接することにより、第一制御弁部材２７及びボール弁４７が燃料圧力から受ける力がプッシュロッド２９を介してピエゾ５０に作用する。ボール弁４７が第二燃料流出通路４５を開放しようとするとき、第一制御弁部材２７には高圧燃料通路３１の燃料圧力により上向きにＰ・Ｓｕ１の力が加わり、ボール弁４７には第二弁室４６の燃料圧力により上向きにＰ・Ｓｕ４の力が加わる。したがって、伸張量がｈ３のとき、ピエゾ５０の負荷は最大でＰ（Ｓｕ１＋Ｓｕ４）となる。
【００２１】
伸張量がｈ３より大きくｈ３＋ｈ５未満のとき、ボール弁４７が第二燃料流出通路４５を開放し、第一制御弁部材２７及び連動ピストン４８が燃料圧力から受ける力がプッシュロッド２９を介してピエゾ５０に作用する。第一制御弁部材２７には高圧燃料通路３１の燃料圧力により上向きにＰ・Ｓｕ１の力が加わり、連動ピストン４８には第二弁室４６の燃料圧力により上向きにＰ・Ｓｒ２の力が加わることにより、ピエゾ５０の負荷はＰ（Ｓｕ１＋Ｓｒ２）となる。
【００２２】
伸張量がｈ３＋ｈ５になると、ボール弁４７が第二燃料流入通路４４を閉塞しボール弁４７の軸方向の移動がハウジング１１によって規制されるため、ピエゾ５０はｈ３＋ｈ５より伸張することはない。
【００２３】
ピエゾ５０の伸張量は負荷とピエゾ５０に印加される電圧によって決まる。ピエゾ５０の負荷と伸張量と印加電圧との関係を図５に示す。曲線Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４はそれぞれ印加電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４における負荷と伸張量との関係を示す。尚、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３＞Ｅ４である。すなわち、負荷が同じであれば印加電圧が高ければ高いほど伸張量は大きくなる。
【００２４】
ＥＣＵ２は、図６に示すように、各種センサから入力される信号に基づいてインジェクタ１のピエゾ５０を制御する装置である。入力回路６１には各センサからの信号が入力される。処理手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）６２は、制御プログラムを実行することによって、入出力装置６９を通じて入力回路６１からデータを取り込んで処理し、処理結果を駆動回路６３に出力する。記憶手段としてのメモリ６４は制御プログラムと制御データとを図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶している。ＲＯＭのプログラムとデータとは必要に応じて図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に格納される。駆動回路６３はＣＰＵ６２の出力を増幅しピエゾ５０に駆動電流を供給する回路である。
【００２５】
制御データには図３、５、７、８に示す対応関係によって値が決められたマップ６５、６６、６７、６８が含まれている。これらのマップ６５、６６、６７、６８は特許請求の範囲に記載された写像を構成し、所定のテーブルに各値が格納されている。
【００２６】
目標リフトマップ６５は、図７に示すエンジン回転速度、アクセル開度又は目標噴射量、必要ニードルリフト量の対応関係から定められたものであり、エンジン回転速度とアクセル開度又は目標噴射量とに対応して目標ニードルリフト量ｈ１、ｈ２をもつ。
【００２７】
伸張量マップ６６は、ノズル弁部材２０のリフト量がｈ１、ｈ２になるピエゾ５０の伸張量ｈｖ１、ｈｖ２をもつ。ｈｖ１、ｈｖ２は以下の式を満たす固定値であって、ｈ１、ｈ２の値と関連づけて所定のテーブルに格納されている。
ｈｖ１＝ｈ３
ｈｖ２＝ｈ３＋ｈ５
【００２８】
負荷マップ６７は、図３、７に示す伸張量、負荷、燃料圧力の対応関係から値が定められたものであり、伸張量ｈｖ１について燃料圧力（Ｐ）に対応した負荷Ｆ１と、ｈｖ２について燃料圧力（Ｐ）に対応した負荷Ｆ２の大きさをもつ。
【００２９】
印加電圧マップ６８は、図８に示す負荷、伸張量、印加電圧の対応関係から値が定められたものであり、負荷と伸張量に対応した印加電圧の大きさをもつ。
以上、本発明の第１実施例による燃料噴射装置の構成を説明した。以下、この燃料噴射装置の作動を説明する。
【００３０】
図示しない燃料噴射ポンプから燃料が吐出され、図示しない蓄圧管に圧送されている。蓄圧管の蓄圧室で所定の一定圧に蓄圧された高圧燃料はインジェクタ１に供給される。
【００３１】
ピエゾ５０に駆動電流が供給されていないとき、図１に示すように、第一制御弁部材２７は高圧燃料通路３１の燃料圧力により第一燃料流出通路２６を閉塞している。高圧燃料は燃料通路溝２８を通って第一弁室１６及び第一圧力室１４に流れ込み、第一ピストン２４を噴孔閉塞方向すなわち図１の下方向に押し下げている。高圧燃料通路３１の燃料圧力をＰ、第一ピストン２４の受圧面積をＳｐ１、スプリング１５が第一ピストン２４を噴孔閉塞方向に付勢しているセット荷重をＦｓ、スプリング１５のバネ定数をｋ、ニードル２１の燃料溜まり３４の反噴孔側受圧面積をＳｎｇ、ニードル２１の噴孔シート面積をＳｎｓとすると、次式が成り立っている。
Ｐ・Ｓｐ１＞Ｆｓ＋Ｐ（Ｓｎｇ−Ｓｎｓ）
【００３２】
このとき、第一制御弁部材２７と連動ピストン４８とはｈ３離間しており、Ｓｒ２＜Ｓｕ４であるため、ボール弁４７は第二燃料流出通路４５を閉塞している。したがって、高圧燃料通路３１から第二燃料流入通路４４、第二弁室４６及び第二オリフィス４３を通じて第二圧力室４０に高圧燃料が流れ込み第二ピストン４１をチップパッキン１３に押し付けている。
【００３３】
ノズル弁部材２０のリフト作動はＥＣＵ２がピエゾ５０に充放電を行うことによって制御される。以下、図９に示すフローチャートに基づいてＥＣＵ２がノズル弁部材２０のリフト量を制御する作動を説明する。
【００３４】
ＥＣＵ２には各種センサからエンジン回転速度（Ｎｅ）、アクセル開度（Ａｃｃｐ）、燃料圧力（Ｐ）、吸気圧力、冷却水温等が入力される。ＣＰＵ６２は、所定のマップに基づいて目標噴射量Ｑを求め、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいて目標リフトマップ６５から目標リフト量ｈｄを検索する（ＳＴＥＰ１０）。例えば、図７に示すように、エンジン回転数がｎ１の場合、アクセル開度ａ１のときｈｄ＝ｈ１と検索され、アクセル開度ａ２のときｈｄ＝ｈ２と検索される。
【００３５】
ＣＰＵ６２は目標リフト量ｈｄが求まると、このｈｄに基づいて伸張量マップ６６を検索し、ピエゾ５０に必要な伸張量ｈｖを求める（ＳＴＥＰ２０）。ｈｄ＝ｈ１であるときｈｖ＝ｈ３であり、ｈｄ＝ｈ２であるときｈｖ＝ｈ３＋ｈ５である。
【００３６】
ＣＰＵ６２は伸張量ｈｖが求まると、このｈｖと燃料圧力（Ｐ）とに基づいて負荷マップ６７からピエゾ５０に必要な伸張力Ｆｏを検索する（ＳＴＥＰ３０）。ｈｖ＝ｈｖ１であるとき検索される伸張力Ｆ１、ｈｖ＝ｈｖ２であるとき検索される伸張力Ｆ２は次式を満たしている。
Ｐ・Ｓｕ１＜Ｆ１＜Ｐ（Ｓｕ１＋Ｓｒ２）
Ｆ２＞Ｐ（Ｓｕ１＋Ｓｕ４）
【００３７】
ＣＰＵ６２はＦｏが求まると、このＦｏとｈｖとに基づいて印加電圧マップ６８からピエゾ５０に印加する電圧Ｅを検索する（ＳＴＥＰ４０）。図５に示すように、Ｆｏ＝Ｆ１、ｈｖ＝ｈｖ１であるときＥ＝Ｅ２と検索され、Ｆｏ＝Ｆ２、ｈｖ＝ｈ３＋ｈ５であるときＥ＝Ｅ１と検索される。
【００３８】
一方、ＣＰＵ６２は吸気圧力、冷却水温度等により目標噴射量Ｑを補正する（ＳＴＥＰ５０）。ＣＰＵ６２はＥ及びＱから圧電素子に与える駆動パルスの電圧と幅を決め（ＳＴＥＰ６０）、所定のタイミングで出力信号を駆動回路６３に出力する。駆動回路６３はＣＰＵ６２の出力信号を増幅し、１回の噴射ごとに印加電圧Ｅによって駆動パルスをピエゾ５０に供給する。一旦決められた印加電圧、パルス幅はエンジン運転状態が変動しない限り維持され、毎噴射ごとに一定の駆動パルスが駆動回路６３から出力される。ＥＣＵ２からピエゾ５０に駆動電流が供給されると印加電圧Ｅに応じてピエゾ５０が伸張する。
【００３９】
(1) 第一リフト段階  駆動電流によりピエゾ５０にＦ１の伸張力が発生すると、
Ｆ１＞Ｐ・Ｓｕ１
であるため、第一制御弁部材２７が図１の下方向にｈ３だけ移動し、第一制御弁部材２７の下端面が連動ピストン４８の上端面に当接する。このとき、第一制御弁部材２７が第一燃料流出通路２６を開放し、また、ｈ３＞ｈ４であるため、燃料通路溝２８はハウジング１１の内壁によって閉塞される。したがって、第一圧力室１４の燃料は第一オリフィス１７、第一弁室１６及び第一燃料流出通路２６を通じてドレン通路１９に流出し、第一圧力室１４の燃料圧力が低下する。第一圧力室１４の燃料圧力Ｐｏ１が、
Ｐｏ１・Ｓｐ１＝Ｆｓ＋Ｐ（Ｓｎｇ−Ｓｎｓ）
となる圧力まで低下したとき、ノズル弁部材２０は噴孔開放方向に移動して噴孔１２ｂを開放し、燃料が噴孔１２ｂから噴射される。
【００４０】
ノズル弁部材２０が噴孔開放方向にｈ１リフトすると、プレッシャピン２２の上端面２２ａが第二ピストン４１の下端面４１ａに当接する。
Ｐ・Ｓｐ２＞Ｆｓ＋ｋ・ｈ１＋Ｐ・Ｓｎｇ
であるため、ノズル弁部材２０のプレッシャピン２２は第二ピストン４１を押し上げることができず、ノズル弁部材２０のリフト量はｈ１に規制される。
【００４１】
(2) 第二リフト段階
駆動電流によりピエゾ５０にＦ２の伸張力が発生すると、
Ｆ２＞Ｐ（Ｓｕ１＋Ｓｕ４）
であるため、第一制御弁部材２７が図１の下方向にｈ３＋ｈ５だけ移動し、これに伴って連動ピストン４８及びボール弁４７が図１の下方向にｈ５だけ移動し、ボール弁４７がハウジング１１に当接する。このとき、第一制御弁部材２７は第一燃料流出通路２６を開放し第一燃料流入通路２８を閉塞し、ボール弁４７は第二燃料流出通路４５を開放するとともに第二燃料流入通路４４を閉塞する。したがって、第二圧力室４０の燃料は第二オリフィス４３、第二弁室４６、第二燃料流出通路４５を通じてドレン通路１９に流出し、第二圧力室４０の燃料圧力が低下する。第二圧力室４０の燃料圧力Ｐｏ２が、
Ｐｏ２・Ｓｐ２＝Ｆｓ＋ｋ・ｈ１＋Ｐ・Ｓｎｇ
となる圧力まで低下すると、プレッシャピン２２が第二ピストン４１を噴孔開放方向に押し上げることにより、ノズル弁部材２０はリフト量ｈ１からさらに噴孔開放方向に移動する。
【００４２】
ノズル弁部材２０のリフト量がｈ２になると、ニードル２１の上端面２１ａがチップパッキン１３の下端面１３ｂに当接し、ノズル弁部材２０のリフト量はｈ２に規制される。以上、第１実施例による燃料噴射装置の作動を説明した。
【００４３】
第１実施例の燃料噴射装置によると、ノズル弁部材２０のリフト量は第一圧力室１４及び第二圧力室４０の燃料圧力によって制御される。第一圧力室１４の燃料圧力及び第二圧力室４０の燃料圧力は、ピエゾ５０の伸張量によって決まる。ピエゾ５０の伸張量は、燃料圧力Ｐと印加電圧Ｅによって決まるところ、印加電圧Ｅはピエゾ５０に作用する負荷に応じて決められる。ピエゾ５０に作用する負荷は燃料圧力Ｐに応じて変わるため、ピエゾ５０に作用する負荷に応じて印加電圧Ｅを決めることにより、エンジン運転状態によって燃料圧力Ｐが変動したとしてもノズル弁部材２０を目標リフト量だけリフトさせることができる。したがって、第１実施例の燃料噴射装置によると、リフト量の２段階制御を正確に行うことができ、エンジンの全運転領域において所望の燃料噴射率を正確に得ることができる。
【００４４】
（第２実施例）
図１０に本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す。また、この燃料噴射装置を構成するインジェクタ３を図１１に示す。図１０、１１において第１実施例と同一の構成部分には同一符号を付した。このインジェクタ３は第１実施例のインジェクタ１に設けたピエゾ５０の圧電セラミックス層の一部を第一センサとしての負荷センサ５１としたものである。負荷センサ５１の出力はＥＣＵ２の入力回路６１に入力される。
以下、図１２に示すフローチャートに基づいてＥＣＵ２がノズル弁部材２０のリフト量を制御する作動を説明する。ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ６０は第１実施例の作動と同一であるため説明を省略する。
【００４５】
ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ６０により駆動パルスのパルス幅及び電圧が決まり、駆動電流がピエゾ５０に供給されると、ピエゾ５０が伸張することによってプッシュロッド２９からピエゾ５０に伸張力の反作用として図１１の上向きの力Ｆが作用する。この力Ｆは負荷センサ５１の出力電圧として検出され、入力回路６１を通じてＣＰＵ６２に入力される。ＣＰＵ６２はＦが入力されると、ＦとＦｏとを比較し（ＳＴＥＰ７０）、ΔＦ≦|Ｆ―Ｆｏ|である場合は所定のアルゴリズムによって印加電圧Ｅを補正する（ＳＴＥＰ８０）。印加電圧Ｅを補正した後は、補正後の印加電圧Ｅの駆動パルスがピエゾ５０に出力され、ΔＦ＞|Ｆ―Ｆｏ|になるようにピエゾ５０の負荷がフィードバック制御される。
【００４６】
第２実施例の燃料噴射装置によると、ピエゾ５０の負荷と伸張量とはピエゾ５０に固有の値であって相互の関係が変動しないところ、ピエゾ５０の負荷がフィードバック制御されるため、より正確な２段階リフト制御が可能となり、エンジンの運転状態に関わらず正確に燃料噴射率を制御することができる。
【００４７】
（第３実施例）
図１３に本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す。また、この燃料噴射装置を構成するインジェクタ４を図１４に示す。図１３、１４において第２実施例と同一の構成部分には同一符号を付した。このインジェクタ４は第２実施例のインジェクタ３にニードル２１の変位を検出する第二センサとしてのポジションセンサ５２を備えたものである。ポジションセンサ５２の出力はＥＣＵ２の入力回路６１に入力される。
【００４８】
以下、図１５に示すフローチャートに基づいてＥＣＵ２がノズル弁部材２０のリフト量を制御する作動を説明する。ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ８０は第２実施例の作動と同一であるため説明を省略する。
ＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ８０によりピエゾ５０の負荷がΔＦ＞|Ｆ―Ｆｏ|に収束すると、ノズル弁部材２０のリフト量ｈはポジションセンサ５２の出力電圧として検出され、入力回路６１を通じてＣＰＵ６２に入力される。ＣＰＵ６２はｈが入力されると、ｈとｈｄとを比較し（ＳＴＥＰ９０、１００）、ｈｅ≧|ｈ―ｈｄ|＞Δｈである場合は所定のアルゴリズムによってマップ６５〜６８の内容を補正し、ノズル弁部材２０のリフト量を学習制御する（ＳＴＥＰ１１０）。ｈｅ＜|ｈ―ｈｄ|である場合は、異常信号を出力しエンジンを停止させる。
【００４９】
図１６にインジェクタ４の変形例によるインジェクタ５を示す。インジェクタ５はニードル２１のポジションセンサ５２に代えて、プレッシャピン２２のポジションセンサ５３を備えたものである。
【００５０】
第３実施例及びその変形例による燃料噴射装置によると、プッシュロッド２９、第一制御弁部材２７、連動ピストン４８、ボール弁４７等の可動部材の摩耗により、ピエゾ５０の伸張量と第一制御弁部材２７のリフト量とボール弁４７のリフト量との関係が経年変化し、目標リフト量ｈｄとリフト量ｈとの乖離が時間とともに増大するところ、ノズル弁部材２０のリフト量を学習制御するため、経年劣化によるノズル弁部材２０のリフト量の変動を加味した高精度な燃料噴射率の制御が可能となる。また、目標リフト量ｈｄとリフト量ｈとの乖離が大きい場合に異常検出することができる。
【００５１】
（第４実施例）
本発明の第４実施例による燃料噴射装置を構成するインジェクタ６を図１７に示す。尚、第４実施例による燃料噴射装置においてインジェクタ６以外の構成要素は第１実施例によるものと実質的に同一であるため説明を省略する。図１７において第１実施例と同一の構成部分には同一符号を付した。このインジェクタ６は、第一制御弁部材と第二制御弁部材とをピエゾ５０の伸長方向両側に設けたピストンによりリフトさせるものである。
【００５２】
ハウジング７４には第二制御弁部材としてのピストン７６、アクチュエータとしてのピエゾ５０及び第一制御弁部材としてのピストン７８を噴孔側からこの順に収納するための収納孔７５が形成されている。収納孔７５の壁部には段付き部７５ａが形成され、収納孔７５は段付き部７５ａより噴孔側において大径となっている。以下、収納孔７５の段付き部７５より噴孔側を収納孔大径部といい、反噴孔側を収納孔小径部という。ピエゾ５０は収納孔小径部の内壁により往復移動自在に支持されている。
【００５３】
収納孔７５の反噴孔側に第一弁室８４が形成されている。第一弁室８４には第一制御弁部材としてのボール弁８０が収納されている。第一弁室８４は第一燃料流入通路２５により高圧燃料通路３１と連通している。第一弁室８４における第一燃料流入通路２５及び縦孔８１の開口部はボール弁８０が閉塞可能な形状に形成されている。縦孔８１はハウジング７４の段付き内壁面によって形成され、第一弁室８４と収納孔７５とを連通している。縦孔８１の大径側は、第一燃料流出通路を構成し、通路８３により図示しないドレン通路に連通している。
【００５４】
収納孔７５の噴孔側に第二弁室４６が形成されている。第二弁室４６には第二制御弁部材としてのボール弁４７が収納されている。第二弁室４６は第二燃料流入通路４４により高圧燃料通路３１と連通している。第二弁室４６における第二燃料流入通路４４及び縦孔８６の開口部はボール弁４７が閉塞可能な形状に形成されている。縦孔８６は、ハウジング７４の段付き内壁面によって形成され、第二弁室４６と収納孔７５とを連通している。縦孔８６の大径側は、第二燃料流出通路を構成し、通路８５により図示しないドレン通路に連通している。
【００５５】
ボール弁４７をリフトさせるためのピストン７６が収納孔大径部にピエゾ５０の噴孔側に収納されている。ピストン７６は縦孔８６の小径側壁面によりほぼ液密かつ摺動自在に支持されている。ピストン７６のピエゾ側端部にはフランジ７６ａが形成されている。フランジ７６ａの外径は収納孔小径部の内径より大きく、フランジ７６ａは段付き部７５ａに当接可能である。ピストン７６の軸方向長さは、製造公差及び熱膨張を加味し、フランジ７６ａが段付き部７５ａに当接するとピストン７６の端部が縦孔８６を閉塞しているボール弁４７からわずかに離れる程度に設定されている。ピストン７６の周囲にばね７７が設けられている。ばね７７はフランジ７６ａをピエゾ５０側に付勢している。ピストン７６のフランジ７６ａが段付き部５５ａに当接するため、ピエゾ５０の噴孔側端面の位置が図１７に示す位置より反噴孔側に移動することはない。
【００５６】
ボール弁８０をリフトさせるためのピストン７８が収納孔小径部にピエゾ５０の反噴孔側に収納されている。ピストン７８は縦孔８１の小径側壁面によりほぼ液密かつ摺動自在に支持されている。ピストン７８のピエゾ側端部にはフランジ７８ａが形成されている。ピストン７８の軸方向長さは、製造公差及び熱膨張を加味し、ピエゾ５０の伸張量が０であるときにピストン７８の端部が縦孔８１を閉塞しているボール弁８０からわずかに離れる程度に設定されている。ピストン７８の周囲にばね７９が設けられている。ばね７９はフランジ７８ａをピエゾ５０側に付勢している。
【００５７】
ばね７７のセット荷重は、ばね７９のセット荷重より大きく設定され、さらに、ピエゾ５０が伸張しボール弁８０がフルリフトして第一燃料流入通路２５を閉塞したときにピエゾ５０がばね７９から受ける付勢力より大きく設定されている。したがって、ボール弁４７は、ボール弁８０が第一燃料流入通路２５を閉塞するまでピエゾ５０が伸張しない限り、リフトすることはない。
以上、第４実施例によるインジェクタ６の構成について説明した。以下、第４実施例によるインジェクタ６の作動について図１７、１９、２０に基づいて説明する。尚、以下の説明において各符号は次のものを表すものとする。
【００５８】
Ｐ      ：高圧燃料通路３１の燃料圧力
Ｐ’    ：第一燃料流入通路２５の燃料圧力
Ｓｕ１  ：ボール弁８０の第一燃料流入通路側シート面積
Ｓｕ２  ：ボール弁８０の縦孔側シート面積
Ｓｕ３  ：ボール弁４７の第二燃料流入通路側シート面積
Ｓｕ４  ：ボール弁４７の縦孔側シート面積
ＳＲ１  ：ピストン７８の断面積
ＳＲ２  ：ピストン７６の断面積
Ｆｓ    ：ばね１５のセット荷重
Ｆｓ１  ：ばね７９のセット荷重
Ｆｓ２  ：ばね７７のセット荷重
Ｋｖ１  ：ばね７９のバネ定数
【００５９】
ピエゾ５０に電圧が印加されていないとき、ボール弁８０は第一弁室８４内の高圧燃料により押圧され縦孔８１を閉塞し第一燃料流入通路２５を開放している。このため、高圧燃料は第一燃料流入通路２５及び第一オリフィス１７を通って第一圧力室１４に流れ込んでノズルニードル２１を押圧する方向に第一ピストン２４を押し下げ、ニードル２１は噴孔１２ｂを閉塞している。
【００６０】
ピエゾ５０に電圧が印加され、ばね７９のセット荷重とボール弁８０が第一弁室８４内の燃料圧力により受ける力との合力：
Ｆｓ１＋Ｐ・Ｓｕ２
をピエゾ５０の伸張力が上回るとピエゾ５０が伸張し、ピストン７８を押し上げてボール弁８０をリフトさせ、第一弁室８４における縦孔８１の開口部を開放する。これにより、図１９に示すようにピエゾ５０がピストン７８及びピストン７６から受ける力がＦｓ１まで急激に小さくなる。ピエゾ５０の伸張量が増大するのに伴い、ばね７９の付勢力が大きくなるため、ピエゾ５０がピストン７８及びピストン７６から受ける力はＫｖ１と等しい変化の割合で増大する。ボール弁８０のリフト量がｈ３になると、ボール弁８０が第一弁室８４における第一燃料流入通路２５の開口部を閉塞することにより、第一燃料流入通路２５から燃料が流入しなくなるため第一圧力室１４の燃料圧力はさらに低下し、ニードル２１が弁座１２ａから離座して噴孔１２ｂを開放することにより噴孔１２ｂから燃料が噴射開始される。
【００６１】
ニードル２１をｈ１以上リフトさせるとき、ピエゾ５０に印加する電圧を上げ、第二弁室４６における縦孔８６の開口部を閉塞しているボール弁４７をリフトさせ、第二燃料流入通路４４を閉塞して第二圧力室４０の燃料圧力を低くし、第二ピストン４１をチップパッキン１９から離座させる。ばね７７のセット加重とボール弁４７が第二弁室４６内の燃料圧力により受ける力との合力：
Ｆｓ２＋Ｐ・Ｓｕ４
より大きな伸張力がピエゾ５０に発生すると、ピエゾ５０の伸張量がｈ３からさらに増大し、ボール弁４７がリフトして縦孔８６の開口部を開放する。これにより、図２０に示すようにピエゾ５０がピストン７８及びピストン７６から受ける力がＦｓ２まで急激に小さくなる。ピエゾ５０の伸張量が増大するのに伴い、ばね７７の付勢力が大きくなるため、ピエゾ５０がピストン７８及びピストン７６から受ける力はＫｖ２と等しい変化の割合で増大する。ボール弁８０のリフト量がｈ３＋ｈ４になると、ボール弁８０が第二弁室４６における第二燃料流入通路４４の開口部を閉塞することにより、第二燃料流入通路４４から燃料が流入しなくなるため第二圧力室４０の燃料圧力はさらに低下し、第二ピストン４１はチップパッキン１９から離座しハウジング７４の内壁面に当接する位置まで移動する。このとき、ニードル２１はフルリフトとなり、噴孔１２ｂからの燃料噴射量は時間あたり最大となる。
【００６２】
第４実施例による燃料噴射装置によると、ピストン７８及びピストン７６の製造公差及び熱膨張を考慮したピエゾ７５の無駄なリフト量を第１〜３実施例による燃料噴射装置に比べて小さくすることができるため、ピエゾ５０に印加する電圧を小さくすることができる。なぜならば、第１〜３実施例に係る燃料噴射装置では、ピエゾ５０、プッシュロッド２９、第一制御弁部材２７、連動ピストン４８及びボール弁４７を直列に配設し、プッシュロッド２９、第一制御弁部材２７、連動ピストン４８及びボール弁４７を同時に移動させるため、プッシュロッド２９、第一制御弁部材２７、連動ピストン４８の製造公差及び熱膨張による伸びの分だけピエゾ５０に無駄なリフトをさせなければならないのに対し、第４実施例による燃料噴射装置では、ピエゾ５０の一端が位置決めされた状態でピエゾ５０が伸張しボール弁８０及びボール弁４７を順にいずれか一方ずつ移動させ、ボール弁８０及びボール弁４７の両方を同時に移動させることがないからである。
【００６３】
上記第１〜４実施例において第１制御弁部材及び第２制御弁部材はともに単一のアクチュエータによって制御されるとしたが、第１制御弁部材及び第２制御弁部材をそれぞれ別のアクチュエータによって制御してもよい。また、目標リフト量に対し、複数のマップを検索することによって印加電圧を決めたが、ＥＣＵのメモリに写像としての関数を格納し、この関数によって印加電圧を決めてもよい。また、ノズル弁部材をスプリングによって付勢する構成としたが、スプリングがなくとも同様にインジェクタを作動させることができる。また、ＥＣＵは制御プログラムを実行することによってピエゾを駆動するものとしたが、ワイヤードロジックによってピエゾを駆動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す断面図である。
【図３】本発明の第１〜３実施例によるピエゾの伸張量と負荷との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図５】本発明の第１〜３実施例による印加電圧マップを規定するグラフである。
【図６】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す模式図である。
【図７】本発明の第１〜３実施例による目標リフトマップを規定するグラフである。
【図８】本発明の第１〜３実施例による負荷マップを規定するグラフである。
【図９】本発明の第１実施例によるＥＣＵの作動を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図１２】本発明の第２実施例によるＥＣＵの作動を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す模式図である。
【図１４】本発明の第３実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図１５】本発明の第３実施例によるＥＣＵの作動を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第３実施例の変形例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図１７】本発明の第４実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図１８】本発明の第４実施例によるインジェクタを示す部分断面図である。
【図１９】本発明の第４実施例によるピエゾの伸張量と負荷との関係を示すグラフである。
【図２０】従来のインジェクタを示す断面図である。
【符号の説明】
１、３、４、５    インジェクタ
２    ＥＣＵ（制御手段）
１２    ノズルボディ
１２ｂ  噴孔
１４    第一圧力室
１６    第一弁室
２０    ノズル弁部材
２１    ニードル（ノズル弁部材）
２１    ノズルニードル（ノズル弁部材）
２２    プレッシャピン（ノズル弁部材）
２３    ロッド（ノズル弁部材）
２４    第一ピストン
２５    第一燃料流入通路
２６    第一燃料流出通路
２７    第一制御弁部材
４０    第二圧力室
４１    第二ピストン
４４    第二燃料流入通路
４５    第二燃料流入通路
４６    第二弁室
４７    ボール弁（第二制御弁部材）
４８    連動ピストン（第二制御弁部材）
５０    ピエゾ（アクチュエータ）
５１    負荷センサ（第一センサ）
５２    ポジションセンサ（第二センサ）
５３    ポジションセンサ（第二センサ）
６２    ＣＰＵ（処理手段）
６４    メモリ（記憶手段）
６５    目標リフトマップ（写像）
６６    伸張量マップ（写像）
６７    負荷マップ（写像）
６８    印加電圧マップ（写像）
【図１】
0004211044.tif 000002
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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