JP5819955B2 - 内燃機関用の燃料噴射システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関、特に、コモンレール式内燃機関用の燃料噴射システムに関する。

周知のように、コモンレール式燃料噴射システムにおいて、電気インジェクターは、電気指令を該電気インジェクターに発するように適切にプログラム化された電子制御ユニットによって、電子的に制御されている。前記電気指令は、燃料消費および／または汚染物質の排出および／または性能に関して、所定の目標に達するように特に考案された燃料噴射手順をもたらすようになっている。

例えば、本出願人の名称で出願されている特許文献１では、コモンレール式燃料噴射システムが記載されている。この燃料噴射システムでは、電子制御ユニットは、該燃料噴射システムが、全く同一のエンジンシリンダーに対する全く同一のエンジンサイクルにおいて、多数回の時間的に連続する燃料噴射からなる噴射事象を確実に行うように、プログラム化されており、該多数回の時間的に連続する燃料噴射は、
−圧縮行程終了時の上死点付近で行われる主燃料噴射、必要に応じて、２つの主副噴射に分割される主燃料噴射と、
−主噴射に先立って行われる２つの燃料噴射であって、一方は、主噴射の燃焼と異なる燃焼をもたらすために主噴射から十分に離れており、他方は、主噴射の燃焼と連続する燃焼をもたらすために主噴射と十分に接近しているパイロット噴射をなす、２つの燃料噴射と、
−主噴射の後に行われる２つの燃料噴射であって、一方は、主噴射の燃焼と異なる噴射をもたらすために主噴射から十分に離れており、かつ必要に応じて、２つ以上の副燃料噴射に分割されており、他方は、主噴射の燃焼と連続する燃焼をもたらすために主噴射に十分に接近している、２つの燃料噴射と、
を含んでいる。

特許文献２は、電子制御ユニットが、全く同一のエンジンシリンダーに対する全く同一のエンジンサイクルにおいて、主燃料噴射およびパイロット燃料噴射を行うようにプログラム化されているコモンレール式燃料噴射システムを記載している。第１の運転モードでは、パイロット噴射は、燃料が噴射されない滞留時間だけ主噴射から分かれるように、主噴射から十分に離れて行われるようになっている。第２の運転モードでは、主噴射は、パイロット噴射と重なるように、パイロット噴射に接近している。第１の運転モードは、中−低回転速度（ｒｐｍ）および／または中−低エンジン負荷に対して実行されるようになっており、第２の運転モードは、高回転速度（ｒｐｍ）および／または高エンジン負荷に対して実行されるようになっている。

本出願人の名称で出願されている特許文献３および４では、各インジェクターにおいて、噴射される燃料流量が、サーボ弁を介して制御されるニードルによって、調整されるようになっている。ここでは、電気アクチュエータは、いわゆる「均衡」式（すなわち、燃料圧力によって開閉要素に軸方向に作用する力が、サーボ弁が閉鎖しているとき、実質的にゼロである方式）の開閉要素を作動するようになっている。電子制御ユニットは、パイロット燃料噴射を行うための所定の持続時間を有する第１の電気指令と、主燃料噴射を行うためのエンジン運転状態に依存する持続時間を有する後続の第２の電気指令とを電気アクチュエータに発することによって、一般的に「燃料噴射率形状」と呼ばれる特定の燃料噴射モードを実行するようにプログラム化されている。第１の電気指令の終了と第２の電気指令の開始とは、主噴射をパイロット噴射との連続性を中断することなく生じさせるのに十分に短い電気的滞留時間だけ互いに離れている。

特に、瞬間的な燃料流量を時間の関数として表す曲線として、いわゆる「２瘤プロファイル（two−hump profile）」、すなわち、主噴射が、ネブライザーのニードルがパイロット噴射中に噴射される瞬間的な燃料流量を低減させるために下降している時点において開始されるようになっている、プロファイルを有するものがある。２瘤プロファイルに関して、先ほど述べた２つの文献は、種々の形成可能な燃料噴射率形状を提案している。

特許文献２に記載されている前記燃料噴射率形状の１つでは、主噴射およびパイロット噴射は、互いに部分的に重なっている。

この場合、コモンレール内の供給圧力を同一と仮定し、それぞれの電気噴射指令のプロファイル、持続時間、および電気的滞留時間を一定とした条件下で、約１−３ｍｍ^３の燃料量を噴射するパイロット噴射の例を考えると、パイロット噴射および主噴射中に全体として噴射される燃料量は、種々の噴射事象間、具体的には、同一インジェクターにおける噴射事象間および同一の構造的特性および同一の寸法を有するあるロットのそれぞれのインジェクターの噴射事象間において、十分な精度で再現されることが可能となる量ではない。

実際、パイロット噴射の終端部分および主噴射の最初の部分において、瞬間的な燃料流量を時間の関数として表す曲線は、２つの因子、すなわち、ネブライザー内の瞬間的な燃料圧力と、主噴射が開始される時点において下降しているニードルの有効位置との組合せに依存している。ここで、ニードルの有効位置は、実験的に常に同一ではない。すなわち、ニードルの有効位置は、動力学の関数として、具体的には、動力学によって、主噴射が開始される時点において、圧力がサーボ弁の計量チャンバ内かつネブライザーの噴射ノズルの近傍で変化することによって、種々の噴射事象間でいくらか変化することになる。

換言すれば、パイロット噴射中にニードルを閉鎖するための運動形態の不確実性によって、噴射事象ごとに同一の望ましい噴射プロファイルを与えるために第２の電気指令をニードルの最適な位置に再現可能に同期化させることができない。場合によっては、前記同期化の困難さによって、第２の電気指令が、望ましい時期に対して進角したタイミングで与えられ、その結果、ニードルは、運動の方向を反転し、パイロット噴射の燃料流量がまだ低減していないときに、主噴射を開始させることになる。これらの場合、噴射される燃料量は、望ましい燃料量に対して過剰であり、事実上、主噴射をパイロット噴射から区別することができない。その結果、エンジンの運転は、設計基準において規定されたものと異なり、汚染排出物の悪化を招くことになる。この状況は、インジェクターの摩耗および老化と共に一層悪くなる傾向にある。何故なら、第２の電気指令の同期化の制御は、ニードルの運動形態がいかにインジェクターの寿命中に変化するかを全く考慮に入れていないからである。

他の燃料噴射率形状において、ここでも２瘤プロファイルに関して、２つの噴射指令間の電気的滞留時間は、ニードルが閉鎖位置、すなわち、ニードルが噴射ノズルに向かう燃料の流れを阻止してパイロット噴射中の燃料の瞬間的な流量がゼロに至った位置に達したときに、主噴射を生じさせるようになっているが、前記閉鎖位置にニードルを停止させる時間は、無限小である。

この場合も、パイロット噴射の終了と主噴射の開始との間の流体的滞留時間がゼロである限りにおいて、パイロット噴射と主噴射との間の連続性が中断されていない。パイロット噴射と主噴射とが重なっている場合と比較して、パイロット噴射および主噴射中に全体として噴射される燃料量は、同一インジェクターにおける種々の連続する噴射事象間においてより高い再現性で繰り返されることになる。

事実、瞬間的な燃料流量を時間の関数として表す曲線は、パイロット噴射が終了し、同時に主噴射が開始される時点を正確に定めており、前記時点において、主噴射の初期条件は、常に同じである。すなわち、主噴射の初期条件において、ネブライザーのニードルは、噴射ノズルに向かう燃料の流れを妨げるような位置にある。

さらに、時間の関数としての瞬間的な流量の曲線において、パイロット噴射および主噴射のそれぞれのプロファイルが種々の噴射事象間において実質的に一定であり、さらに互いに識別可能であるなら、例えば、前記曲線の積分を計算することによって、パイロット噴射および主噴射中に全体として噴射された燃料量を、極めて正確な精度で決定することができる。

しかし、この燃料噴射率形状は、インジェクターの運転の最適な再現性を保証するのに必要な条件を構成しているが、十分な条件を構成していない。実際、もしニードルが、摩耗またはインジェクターの供給ダクト内の圧力の振動によって著しく変動する閉鎖運動形態で運動した場合、インジェクターは、運転の良好な再現性を有することができないことになり、第１の電気指令に対する第２の電気指令の正確な同期化を達成することができないことになる。例えば、摩耗によるインジェクターの寸法的な変動によって、噴射される瞬間的な燃料流量を時間の関数として表す曲線は、変動、例えば、横座標の経時的な軸に沿ったふらつきを受けることになる。インジェクターの寿命の初期においてパイロット噴射および主噴射に対して設定された電気指令の特性を変更させない場合、瞬間的な流量の曲線の変動は、たとえ小さいものであっても、最適な運転時点、すなわち、ニードルがパイロット噴射の終了時に噴射された燃料の流れを阻止するように制御されたときに主噴射が開始される、最適な運転時点からのわずかな遅れをもたらすことになる。

新しい運転時点は、正確に予見できない。従って、主噴射は、パイロット噴射に重なるかもしれないし、または、もしニードルがネブライザーの対応する封止シートに接触したなら、パイロット噴射から時間的に離れるかもしれない。結果的に、噴射される燃料量は、種々異なるのみならず、とりわけ、予め定められた最適な運転時点における既知の燃料量に対して予見できないことになる。

それ故に、再現可能な燃料噴射システムを提供することが必要とされている。換言すれば、パイロット噴射および主噴射において全体として噴射された燃料量が、前述した最適な運転時点において決定された量と良好な近似精度で同等でなければならず、種々のインジェクター間で実質的に一定でなければならなく、かつ全く同一のインジェクターに対して時間の経過と共に実質的に一定でなければならない。

欧州特許出願公開第１０３５３１４Ｂ１号明細書 仏国特許出願公開第２７６１１１３Ｂ１号明細書 欧州特許出願公開第１６５７４２２Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１７９５７３８Ａ１号明細書

本発明の目的は、内燃機関用の燃料噴射システムであって、前述の必要性を簡単に満たすことができ、これによって、主燃料噴射をパイロット噴射との連続性を中断することなく開始するときに良好な再現性を保証することができる、内燃機関用の燃料噴射システムを提供することにある。

前記の目的は、請求項１に記載の内燃機関用の燃料噴射システムに関連する本発明によって達成されることになる。

本発明の良好な理解のために、以下、添付の図面を参照して、非制限的な例にすぎないが、好ましい実施形態について説明する。

コモンレール式燃料噴射システム用の燃料インジェクターの図である。 コモンレール式燃料噴射システム用の燃料インジェクターの好ましい実施形態の一部の詳細を示す断面図である。 図２，３のインジェクターの運転のグラフである。 図３のインジェクターのネブライザーの拡大図である。 図３のネブライザーの特性曲線である。 図３のネブライザーのパイロット噴射のための２つの考えられる閉鎖運動形態の例を示す図である。

図１において、総称的に１で示されているのは、破線で概略的に示されている高圧燃料システム２用の燃料インジェクターである。高圧燃料システム２は、具体的には、（図示されていない）内燃機関、特に、ディーゼルエンジン用のコモンレール式のものである。

インジェクター１は、中空のインジェクター本体３を備えている。本体３は、長軸に沿って延在しており、燃料用の横方向入口４を有している。入口４は、高圧の燃料を送達するための導管によってコモンレールに接続されるように、設計されている。コモンレールは、燃料噴射システム２の（図示されていない）高圧ポンプに接続されている。インジェクター本体３は、ネブライザー５で終端している。ネブライザー５は、破線で示されている導管を通って燃料の入口４と連通する内腔を有しており、参照番号６によって示されているチップを備えている。チップ６は、略円錐形状を有しており、１つまたは複数の噴射ノズル６ａを備えている。ネブライザー５の内腔は、開閉ニードル７を収容している。開閉ニードル７は、閉鎖位置から離れる方または閉鎖位置に向かう方に軸移動可能になっている。閉鎖位置において、開閉ニードル７は、噴射ノズル６ａを通る燃料噴射を停止するために、チップ６内の封止シートと係合するようになっている。

ネブライザーは、２つの異なる形式のいずれであってもよい。「ＶＣＯ（弁遮蔽オリフィス）」と一般的に呼ばれている第１の形式のものでは、射出される燃料流量を減少させるために、開閉ニードル７がチップ６に向かって下降したとき、開閉ニードル７が噴射ノズル６ａを直接遮るようになっている。「チップネブライザー」、「ミニサック」、または「マイクロサック」と一般的に呼ばれている第２の形式のものでは、ネブライザー内の封止シートが先端部６ｂの上流に位置しており、この封止シートから、噴射ノズル６ａが離れており、開閉ニードル７の変位によって、開閉ニードル７と前記封止シートとの間の環状領域または環状断面を変化させるようになっている。

図７ａは、この後者の形式のネブライザーを示している。この図では、開閉ニードル７は、対応する封止シートに接触して位置している。図７ｂでは、開閉ニードル７は、封止シートからリフト値ｈだけ離れているが、この位置では、燃料用の通路断面は、事実上ゼロの燃料噴射しかもたらさないほど小さいものである。

図１を再び参照すると、開閉ニードル７は、制御ロッド８の動作によって変位するようになっている。制御ロッド８は、開閉ニードル７と同軸であり、計量チャンバ１２内に存在する燃料の圧力の軸方向推力によって軸移動可能になっている。具体的には、開閉ニードル７は、開口中、ネブライザー５の空洞内に存在する燃料によって生じる軸方向推力を受けるようになっており、閉鎖中、計量チャンバ１２内の圧力と（図３の具体的な実施形態において参照番号５３によって示されている）位置決めバネの弾性作用とによって生じる軸方向推力を受けるようになっている。

制御ロッド８および開閉ニードル７は、互いに固定されていてもよいし、特に単一品として作製されていてもよいし、または互いに軸方向に連結される個別片によって画定されていてもよい。

インジェクター本体３の上部分は、燃料計量サーボ弁９を収容している。燃料計量サーボ弁９は、計量チャンバ１２内の圧力を調整し、これによって、制御ロッド８および開閉ニードル７を移動させるように、設計されている。燃料計量サーボ弁９は、電子制御ユニット１１によって制御される電気アクチュエータ１０を備えている。電子制御ユニット１１は、各燃料噴射ステップおよびエンジンシリンダー内の対応する燃焼サイクルごとに、対応する燃料噴射を行うための１つまたは複数の電気指令を電気アクチュエータ１０に発するようにプログラム化されている。本明細書および添付の請求項において、「電気指令」または「噴射指令」という用語は、所定の持続時間と、時間の関数としての所定のプロットまたはプロファイルとを有する電流信号と理解されたい。

計量チャンバ１２は、入口通路１３を介して燃料用入口４に永続的に連通しており、放出通路１４を介して（図示されていない）出口に連通している。入口通路１３および放出通路１４は、それぞれの較正孔、すなわち、極めて正確な精度で得られた断面および長さを有する絞り孔を有している。これらの絞り孔は、該絞り孔自体の入口と出口との間に所定の圧力差を設定し、これによって、流入する燃料および流出する燃料のそれぞれの流量を決定するためのものである。

燃料計量サーボ弁９は、開閉要素１５を備えている。開閉要素１５は、単一片または互いに連結された多数片によって画定されており、電気アクチュエータ１０の作動によって、上昇移動端位置と下降移動端位置との間を軸移動可能になっている。下降移動端位置では、開閉要素１５は、放出通路１４を閉鎖するために対応する弁シートを封止するようになっている。開閉要素１５を対応する弁シートから持ち上げ、放出通路１４を開口することによって、計量チャンバ１２が空になり、これによって、計量チャンバ１２内の燃料圧力が減圧されることになる。前記減圧によって、制御ロッド８および開閉ニードル７は、軸方向開口移動を行い、これによって、噴射ノズル６ａの開口、従って、エンジンの各シリンダー内への燃料の噴射が行なわれることになる。代わって、開閉要素１５が対応する弁シート上に位置して放出通路１４を閉鎖しているとき、入口通路１３を介して計量チャンバ１２に入る燃料によって、計量チャンバ１２内の圧力が再び上昇し、その結果、制御ロッド８および開閉ニードル７は、軸方向閉鎖移動を行い、これによって、噴射ノズル６ａの閉鎖が行なわれることになる。

電気アクチュエータ１０は、ソレノイド式または圧電式のいずれであってもよい。ソレノイド式電気アクチュエータ１０の場合、開閉要素１５は、電機子に連結されている。電機子は、開閉要素１５と一体の単一片から作製されていてもよいし、別に作製されて開閉要素１５に固定された個別片であってもよいし、または開閉要素１５に対して軸方向遊びを介して連結された個別片であってもよい。燃料計量サーボ弁９は、概して、いわゆる「不均衡」流体圧方式、またはいわゆる「均衡」流体圧方式のいずれであってもよい。不均衡流体圧方式の場合、開閉要素１５は、下降移動端位置に配置されたとき、互いに向き合った軸方向作用、具体的には、片側において燃料圧力によって加えられる軸方向作用および他の側において１つまたは複数のバネによって加えられる軸方向作用を受けるようになっている。均衡流体圧方式の場合、開閉要素１５は、下降移動端位置に配置されたとき、開閉要素１５に燃料によって加えられる軸方向推力が実質的にゼロになっており、弾性作用のみを受けて弁シートに接近するようになっている。

不均衡流体圧方式のソレノイド型電気アクチュエータを有する燃料計量サーボ弁の例が、特に、本出願人の名称で出願されている欧州特許出願公開第１１０６８１６Ｂ１号明細書から知られている。均衡流体圧方式のソレノイド型電気アクチュエータを有する燃料計量サーボ弁の例が、特に、いずれも本出願人の名称で出願されている欧州特許出願公開第１７９５７３８Ａ１号明細書および欧州特許出願第１６２１７６４Ｂ１号明細書から知られている。先の２つの特許に開示されているものと異なる均衡流体圧方式ソレノイド型電気アクチュエータを有する燃料計量サーボ弁が、例えば、２つの国際出願公開第２００９／０９２５０７Ａ１号パンフレットおよび国際出願公開第２００９／０９２４８４Ａ１号パンフレットから知られている。代わって、本出願人の名称で出願されている欧州特許出願公開第１６１２３９８Ｂ１号明細書、および国際出願公開第２００８／１３８８００Ａ１号パンフレットから知られているのは、均衡流体圧方式の圧電型電気アクチュエータを有する燃料計量サーボ弁である。

以下の処理は、図２および図３に示されている形式の均衡流体圧方式のものに基づいて行われている。この方式では、開閉要素１５は、軸方向に固定されたステム３３に対して液密に軸摺動するスリーブとして構成されており、放出通路１４の少なくとも出口がステム３３に設けられている。

電気アクチュエータ１０は、電磁石１０ａを備えている。電磁石１０ａは、スリーブ１５に対して固定されたノッチ付きディスクの形状を有する電機子１６を制御するように設計されている。具体的には、電磁石１０ａは、磁気コアとして形成されており、インジェクター１の長軸と直交する磁極コントラスト面１９を有しており、支持体２０によって適所に保持されている。電気アクチュエータ１０は、螺旋状圧縮バネ２２を収容する軸方向空洞２１を有している。バネ２２は、電機子１６およびスリーブ１５に電磁石１０ａによって加えられる吸引力と反対の方向に推力作用を加えるように、与圧されている。具体的には、バネ２２の軸方向両端は、それぞれ、支持体２０と（ワッシャー２４を介して）電機子１６とに作用するようになっている。

計量チャンバ１２は、軸方向孔２９を画定している管状部分１８によって、半径方向の範囲が定められている。管状部分１８内には、制御ロッド８が液密に軸摺動可能になっている。管状部分１８およびステム３３は、弁本体２８の一部をなしている。弁本体２８は、単一片から作製されており、制御ロッド８の反対側において計量チャンバ１２の軸方向の範囲を定めている。

弁本体２８は、中間フランジ３０をさらに備えており、該フランジ３０から、ステム３３が片持ち式に延在している。フランジ３０は、インジェクター本体３の内部軸方向肩２７に対して液密に軸方向に設置されており、インジェクター本体３の雌ネジ３２に螺合されたネジ付きリングナット３１によって、肩２７に対して軸方向に把持されている。

ステム３３は、円筒状外側面３４によって、その外側が画定されている。外側面３４は、スリーブ１５の軸方向摺動を案内することになる。具体的には、スリーブ１５は、円筒状内面３６を有している。円筒状内面３６は、適切な径方向遊び、例えば、４μｍ未満の径方向遊びを介することによって、またはシール要素を介在させることによって、外側面３４に対して実質的に液密に連結されている。

放出通路１４は、軸方向区域３８および少なくとも１つの半径方向区域３９を備えている。軸方向区域３８は、フランジ３０内に一部およびステム３３内に一部が形成された円筒状止まり孔によって画定されている。少なくとも１つの半径方向区域３９は、ステム３３に形成されており、外側面３４を貫通している。特に、放出通路１４の較正孔が、半径方向区域３９に形成されており、参照番号４２によって示されている。代わって、入口通路１３の較正孔は、参照番号２５によって示されている。

半径方向区域３９は、環状チャンバ４５内で終端している。環状チャンバ４５は、外側面３４に作られており、スリーブ１５の軸方向摺動によって開閉されるようになっている。

燃料計量サーボ弁９の弁シートは、参照番号４７によって示されており、チャンバ４５とフランジ３０との間の中間位置において、弁本体２８に設けられた環状肩によって画定されている。前述したように、スリーブ１５は、バネ２２によって、下降移動端位置に押圧され、該下端移動端位置において、スリーブ１５の一端４６が、液密が確保されるように、弁シート４７に当接するようになっている。スリーブ１５は、電磁石１０ａによって、上昇移動端位置に吸引され、該上昇移動端位置において、電機子１６が、残留ギャップを画定する薄板５０の軸方向介在によって、磁極コントラスト面１９に当接するようになっている。下降移動端位置において、燃料は、実質的にゼロの軸方向推力をスリーブ１５に加えることになる。何故なら、チャンバ４５内の圧力は、外側面３４に対して半径方向のみにしか作用しないからである。

図３は、インジェクター１の好ましい実施形態において、制御ロッド８が開閉ニードル７から分離されており、開閉ニードル７の一端５２に軸方向に配置された一端部５１を備えていることを示している。バネ５３が、ブッシュ５４の軸方向介装によって、制御ロッド８によって加えられる軸方向推力と平行の方向において、端５２に作用している。ブッシュ５４は、開閉ニードル７と同軸であり、制御ロッド８の一端部５１を包囲している。端５２は、円筒部分６０の一部をなしている。円筒部分６０は、ネブライザー５の円筒シート６１によって軸方向に案内されており、直径Ｄ１を有している。開閉ニードル７は、中間円筒部分６４を備えている。中間円筒部分６４は、直径Ｄ１よりも小さい直径Ｄ２を有しており、ネブライザー５の内腔６５内に収容されている。この内腔６５内に、図示されていない方法によって、入口４から燃料が達するようになっている。開閉ニードル７の先端は、参照番号６７によって示されており、閉鎖位置において、噴射ノズル６ａに向かう燃料の流れを阻止するために、直径Ｄ２よりも小さい封止直径Ｄ３に沿って、円錐チップ６の封止シートに係合するようになっている。

構造および機能の観点から、インジェクター１は、以下のパラメータ、すなわち、
− ０．４から０．６の間にある直径Ｄ３と直径Ｄ１との比率、
− １．０７から１．１の間にある制御ロッド８（図２）の上端の外径Ｄ４と直径Ｄ１との比率、
− ２ｇから４ｇの間にあるスリーブ１５と電機子１６との組立体の質量、
− ０．９から１．１の間にある較正孔２５，４２のそれぞれの直径の比率、および
− １４００バールから２０００バールの間にあるコモンレールへの燃料の供給圧力、
を有している。

図４を参照すると、電子制御ユニット１１は、燃料噴射率形状をもたらす手順を実行するように電子アクチュエータ１０を制御すべく、プログラム化されており、該手順では、インジェクター１が、全く同一のエンジンシリンダーに対する全く同一のエンジンサイクルにおいて、（以下、「パイロット噴射」と呼ぶ）第１の燃料噴射と、パイロット噴射が実質的に終了した時点において、該パイロット噴射との連続性を中断することなく開始される（以下、「主噴射」と呼ぶ）第２の燃料噴射と、を含む噴射事象を行うようになっている。換言すれば、開閉ニードル７がパイロット噴射中の瞬間的な燃料流量が実質的にゼロ値に至った遮断位置に達した時点において、主噴射が開始されることになる。

前記燃料噴射率形状をもたらすために、エンジンのシリンダー内への各燃料噴射事象ごとに、電子制御ユニット１１は、所定の持続時間を有する少なくとも１つの第１の電気指令Ｓ１と、エンジン運転条件の関数である持続時間を有する第２の電気指令Ｓ２とを生成するように、プログラム化されている。第１の電気指令Ｓ１は、パイロット噴射を行うために、電気アクチュエータ１０を作動させることによって、開閉要素１５を作動させ、これによって、制御ロッド８に第１の開口移動を行わせ、次いで、対応する第１の閉鎖移動を行わせるためのものである。第２の電気指令Ｓ２は、主噴射を行うために、電気アクチュエータ１０を作動させることによって、開閉要素１５を作動させ、これによって、制御ロッド８に第２の開口移動を行わせ、次いで、対応する第２の閉鎖移動を行わせるためのものである。これらの２つの電気指令Ｓ１，Ｓ２は、ＤＴによって示されている電気的滞留時間だけ互いに時間的に分離している。従って、主噴射は、パイロット噴射の瞬間的な燃料流量が実質的にゼロに達した時点において、開始されることになる。

図４は、上のグラフに、電子制御ユニット１０によって発せられたパイロット噴射および主噴射のそれぞれのための第１および第２の電気指令Ｓ１，Ｓ２のプロットを時間Ｔの関数として、破線で示すと共に、燃料ノズル６ａを通る燃料流量が実質的にゼロになる縦軸のゼロを基準とする（前記電気指令Ｓ１，Ｓ２に応じる）制御ロッド８、従って、開閉ニードル７の（Ｄによって示される）変位のプロットを、実線で示している。さらに、図４は、下のグラフに、（符号Ｐ，Ｍによってそれぞれ示される）パイロット噴射および主噴射中にエンジンのシリンダー内に噴射された、制御ロッド８および開閉ニードル７の変位Ｄに対応する、（Ｑｉによって示される）瞬間的な燃料流量のプロットを時間ｔの関数として示している。

図４の下のグラフに示されているように、パイロット燃料噴射および主燃料噴射は、時間的に連続しているか、または別の観点からいえば、ゼロの流体的滞留時間だけ互いに離れている。この瞬間的な燃料流量Ｑｉのプロットは、２瘤プロファイル形式のものであり、燃料消費および汚染物質の排出を低減させる観点から、所定の利得を可能にするものである。

図４の上のグラフに示されているように、パイロット燃料噴射の第１の電気指令Ｓ１が生成され、インジェクター１に供給されているが、この第１の電気指令Ｓ１は、Ｔ１によって示されている時点から開始され、電気アクチュエータ１０を励磁することを目的として、最小値、通常はゼロから比較的急速に最大値まで立ち上がる区域と、電気アクチュエータ１０の励磁を保持することを目的として、最大値を極めて短い持続時間にわたって保持する第１の保持区域と、最大値から最小値と最大値との中間値に減少する第１の減少区域と、電気アクチュエータ１０の励磁を保持することを再び目的として、中間値に保持する第２の保持区域と、最後に、中間値から図４においてＴ２によって示されている時点で終端する最小値に減少する第２の減少区域と、を備えるプロットを有している。必要に応じて、第２の保持区域は、ゼロの持続時間を有していてもよく、この場合、第２の保持区域は、実際には、存在しないことになる。その結果、第１の電気指令Ｓ１は、最小値から最大値に立ち上がる区域と、最大値を保持する区域と、最大値から最小値に減少する区域のみを含むことになる。

第２の電気指令Ｓ２が生成され、インジェクター１に発せられているが、この第２の電気指令Ｓ２は、Ｔ３によって示されている時点から開始され、これによって、開閉ニードル７が以下に述べる図８ａおよび図８ｂに示されている値ｈ’と値ｈ’’との間のリフトに達しているときに、制御ロッド８が、対応する第２の開口移動を開始することになる。前記リフト範囲内では、開閉ニードル７は、噴射ノズル６ａに向かう燃料流量を実質的に阻止している。換言すれば、第１の閉鎖移動の終了時に、燃料流量は、実質的にゼロ、または無視できる程度であるが、いずれにしても、主噴射は、パイロット噴射との連続性を中断することなく開始されることになる。何故なら、パイロット噴射と主噴射との間に流体的滞留時間が存在しないからである。制御ロッド８の連続性を中断しない変位と同様の連続性を中断しない変位が、制御ロッド８が作用する開閉ニードル７によっても行われることになる。

前述した２つの電気指令Ｓ１，Ｓ２間の電気的滞留時間ＤＴは、時間間隔Ｔ３−Ｔ２によって定義されている。第２の電気指令Ｓ２は、第１の電気指令Ｓ１のプロファイルと極めて類似したプロファイルを有している。唯一の違いは、第２の保持区域が常に存在し、（もし存在しているなら）第１の電気指令Ｓ１の対応する保持区域の持続時間よりも著しく長い持続時間を有しており、エンジン運転条件の関数として変化することである。第２の電気指令Ｓ２は、図４においてＴ４によって示された時点で終端している。

パイロット噴射が終了し、主噴射が開始される時点において燃料流量がゼロになることに関連して前記の説明に用いられた「実質的に」という副詞は、図４に示されている理想的な場合、すなわち、パイロット噴射の終了時における瞬間的な燃料流量が正確にゼロ値に達しており、パイロット噴射の終了と主噴射の開始との間の流体的滞留時間がゼロに等しい場合のみならず、図５の実験的な曲線によって示されている運転の場合、すなわち、パイロット噴射の終了時における瞬間的な燃料流量が、ゼロ値に極めて近接しているが、ゼロ値に正確には達しておらず、これによって、パイロット噴射と主噴射との間に明らかにわずかな重なりが生じている場合も含んでいる。前記重なりは、以下に説明する図８ａおよび図８ｂのグラフに示されている値ｈ’および値ｈ’’間のリフト値に開閉ニードル７がとどまっている間に供給された燃料流量に起因している。実際、この重なりは、図４に示されている理想的な場合に対して、パイロット噴射および主噴射中に全体として噴射された燃料量をエンジンパラメータの観点からそれほど変動させることがない限りにおいて、見かけ上のものと見なすことができる。実際、一方では、主噴射とパイロット噴射との間にどのような流体的滞留時間も存在しておらず、他方では、主噴射およびパイロット噴射は、互いに連続しているが、いかなる場合においても、十分に識別され、かつ互いに区別可能になっている。

図５の運転の場合、開閉ニードル７は、パイロット噴射の終了時において、噴射ノズル６ａに向かう燃料の流れを瞬時にかつ完全に阻止する点に達していない。何故なら、開閉ニードル７は、図８ａおよび図８ｂを参照して後述する、いわゆる「浮遊（floating）」現象によって、ネブライザー５の対応する封止シートの近傍において「懸垂された」状態で保持されているからである。

図８ａは、所定の基準圧、具体的には、コモンレール内の圧力（例えば、１６００バール）で燃料がネブライザー５に供給される静的条件下で、ネブライザー５によって噴射された燃料の流量Ｑｉを、開閉ニードル７のリフトｈの関数として表す特性曲線を定性的に示している。この特性曲線は、開閉ニードル７のリフトｈの種々の値を決め、次いで、リフト点ごとに、所定の時間間隔（例えば、３０秒）にわたって噴射ノズル６ａによって送給された燃料の体積を測定することによって、得られている。

極めて小さいリフト値の場合、すなわち、ｈ＜ｈ’’の場合、噴射ノズル６ａを通る燃料の流れは、実際にはゼロである。この場合、開閉ニードル７とネブライザー５内の対応する封止シールとの間に跨って画定された区域が絞られているので、圧力降下が著しく大きく、その結果、前記絞られた区域の下流（すなわち先端部６ｂ）において、燃料の圧力は、噴射ノズル６ａを横断することができないほど低くなっている。

開閉ニードル７が封止シールから離れる方に移動するやいなや、流量は、リフトｈと共に非直線的に増大する。リフトの数百ｍｍの変化によって、流量は、最大値Ｑ_ＭＡＸまで増大する。値ｈ’’を超えると、特性曲線は、以下の３つの区域、すなわち、
− 値ｈ’’から値ｈ’までの第１の区域、具体的には、供給される流量が無視できるほど少なく、すなわち、値ｈ’における流量Ｑ’が多くても最大値Ｑ_ＭＡＸの７％に等しいと見なされる、第１の区域と、
− 値ｈ’から値ｈ’’’までの第２の区域、具体的には、最大値Ｑ_ＭＡＸまで送給される流量の著しい増大が見られる、第２の区域と、
− 値ｈ’’’よりも大きいリフトを有する第３の区域、具体的には、送給される流量が実質的に一定であり、最大値Ｑ_ＭＡＸと等しい、第３の区域と、
に分割されている。

値ｈ’’は、供給圧およびネブライザーの種類に依存し、値ｈ’の略３０％と見なされる。一般的に、値ｈ’’は、略４〜９μｍの領域にある。

図８ｂは、パイロット噴射の第１の閉鎖移動中の開閉ニードル７の運動形態の２つの例を定性的に示している。横軸は、図８ａの横軸と同じであり、チップ６の対応する封止シートからの開閉ニ―ドル７の距離またはリフトｈを表しており、縦軸は、便宜上、下方に向かっているが、時間ｔを表している。

開閉ニ―ドル７の下降は、開始点Ｅから開始されている。この開始点Ｅでは、リフトは、時点ｔ０における値ｈ_{ＰＩＬＯＴ}（パイロット噴射中に達した最大リフト）に等しくなっている。主噴射が生じていないと仮定した場合または主噴射がパイロット噴射から離れていると仮定した場合、開閉ニードル７は、時点ｔ３（終了点Ｆ）において封止シートに達することになる（ｈ＝０）。パイロット噴射中に導入された燃料の体積が比較的少ないので（略１〜４ｍｍ^３）、この燃料量を送給するのに必要な値ｈ_{ＰＩＬＯＴ}は、値ｈ’’’よりもかなり小さい。

たとえ開始点Ｅおよび終了点Ｆが一定に保たれていても、開閉ニードル７の運動形態は、著しく変動しやすい。具体的には、開閉ニードル７の運動形態は、燃料計量サーボ弁９、該サーボ弁の作動方法、バネ５３の与圧、ネブライザー５の特性、およびインジェクター１の全体的な構造に依存している。一例を挙げれば、図８ｂは、パイロット噴射の第１の閉鎖移動中の開閉ニードル７の（参照符号Ａ、Ｂによって表される）２つの考えられる運動形態を時間の関数として示している。

運動形態Ｂは、
− 値ｈ_{ＰＩＬＯＴ}から（時点ｔ１において達する）前述の値ｈ’までの開閉ニードル７の迅速な変位と、
− 値ｈ’から（時点ｔ４において達する）値ｈ’’までの開閉ニードル７の緩慢な変位と、
を有すると見なされ、具体的には、この運動形態に関する曲線は、前述の浮遊現象を示す変曲部を有している。

代わって、運動形態Ａでは、リフトは、時点ｔ１よりも明らかに時間が経過した時点ｔ２において、値ｈ’に達している。実際に、運動形態Ａの場合、値ｈ’から値ｈ’’までの時間間隔は、時点ｔ５と時点ｔ２との間の時間差に等しく、時点ｔ４と時点ｔ１との間の時間間隔と比較して、極めて小さい。運動形態Ａにおいて、浮遊は、生じていない。なお、明らかなことではあるが、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５によって示されている時点は、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３．Ｔ４によって示されている時点と異なっている。

図５の運転のような運転のグラフを得るためには、主噴射の開始時に無視できる燃料流量、すなわち、値Ｑ’未満の燃料流量を有するように、第２の電気指令Ｓ２が時点Ｔ３において発せられねばならない。結果的に、主噴射は、運動形態Ｂの場合には、時間間隔｛ｔ１、ｔ４｝、または運動形態Ａの場合には、時間間隔｛ｔ２、ｔ５｝において開始されねばならない。

実際、前記条件下において、パイロット噴射のために開閉ニードル７を再開口すれば、パイロット噴射との不連続性または重なりのいずれも生じることがない。事実、もし第２の電気指令Ｓ２が、早めに、すなわち、開閉ニードル７のリフトが値ｈ’よりも大きいときに主噴射をもたらすように、同期化されたなら、パイロット噴射の終了時に送給された燃料流量が無視できないものとなり、これによって、主噴射とパイロット噴射との間の（望ましくない）重なりが生じるだろう。

一方、もし第２の電気指令Ｓ２が、開閉ニードル７が値ｈ’’よりも下に下降しているときに主噴射を開始するように、発せられたなら、主噴射は、先行するパイロット噴射から離され、その結果、連続性を中断しないプロファイルが得られないだろう。具体的には、噴射ノズル６ａを通る燃料流量は、リフト値ｈ’’から封止シールに至る開閉ニードル７の下降区域中、およびリフト値ｈ’’に至る次の上昇中のいずれにおいても、ゼロになるだろう。

しかし、開閉ニードル７のリフトが値ｈ’と値ｈ’’との間にあるときに主噴射を開始することは、良好な再現性を維持しながら２瘤プロファイルを有する燃料噴射率形状をもたらすのに十分な条件をではない。例えば、開閉ニードル７に運動形態Ａをもたらすように構成または設計されたインジェクター１の場合、主噴射を短い時間間隔｛ｔ２、ｔ５｝内に開始するように第２の電気指令Ｓ２を同期化させることができる可能性が低いので、望ましい再現性が得られないことになる。

代わって、運動形態Ｂの場合、再現性を維持しながら、パイロット噴射および主噴射を連続性を中断させることなくもたらすことが可能である。実際、この場合、主噴射を時間間隔｛ｔ１、ｔ４｝内に開始するように第２の電気指令Ｓ２を同期化させるように制御することができる可能性が高くなる。実際、時間間隔｛ｔ１、ｔ４｝は、明らかに時間間隔｛ｔ２、ｔ５｝よりも広い。

前述したように、運動形態Ｂの変曲部は、開閉ニードル７が、ある時間間隔にわたって、値ｈ’から値ｈ’’の範囲内における高さまたはリフト値ｑの近傍に「とどまっている」ことを示している。実際、それは、あたかも、開閉ニードル７がパイロット噴射の第１の閉鎖移動中に停止しているかのようであり、さらには、まるで開閉ニードル７がリフト値ｑ、すなわち、封止シートに達するごく手前の位置に「浮遊」しているかのようである。開閉ニードル７の運動形態を決定および／または設定する上でのいくらかの不確実性を前提とすれば、変曲部のリフト値ｑは、唯一無二の方法によって定められないが、このリフト値ｑは、範囲｛ｈ’’、ｈ’｝内に含まれていれば十分である。

浮遊現象は、制限されているが無限小ではない持続時間（例えば、略１５−２０μ秒）にわたって、開閉ニードルの位置をリフト値ｑの近くに維持する限りにおいて、インジェクターの運転にとって有益である。前述したように、開閉ニードル７のリフトｈが値ｈ’と値ｈ’’との間にあるとき、好ましくは、リフト値ｑと略等しいときに、主噴射を開始するように電気的滞留時間ＤＴを選択するなら、この条件は、図４の理想的な運転点に近似しており、運転の良好な再現性を達成することができる。特に、主噴射のための開閉ニードル７のリフトは、実質的に同一の開始条件において生じるので、主噴射中の開閉ニードル７の運動形態、従って、インジェクター１によって噴射される燃料量は、変化せずに繰り返され、その結果、全く同一のインジェクターの後続のそれぞれの噴射事象および所定ロットのそれぞれのインジェクターに対して、良好な近似性が得られることになる。さらに、パイロット噴射および主噴射の瞬間的な流量のプロファイルは、連続しているが、互いに区別可能である。

換言すれば、パイロット噴射の終了時において、例えば、略１５μ秒よりも長い時間にわたって、開閉ニードル７をリフト値ｑに浮遊する現象が持続すると、以下の点において、すなわち、第２の電気指令Ｓ２を同期化させるための時間差（ｔ４−ｔ１）と等しい時間の余裕を確保し、その結果、噴射された瞬間的な燃料流量のプロファイルの著しい変化をもたらすことなく、従って、パイロット噴射と主噴射との組合せによって全体として噴射された燃料量の著しい変化をもたらすことなく、主噴射を生じさせる点において、燃料噴射システムのロバト性に有益である。一例として、全く同一のインジェクターの摩耗または老化によるわずかな寸法差または全く同一のロットの種々のインジェクターの機械加工公差に起因して、パイロット噴射の瞬間的な燃料流量を時間の関数として表す曲線に小さな変動またはバラツキが存在する場合を考えると、このような場合であっても、前述の時間の余裕によって、開閉ニードル７が値ｈ’よりも小さくかつ値ｈ’’よりも大きいときに、すなわち、噴射される燃料流量が無視できる設計仕様に従っていると見なされる運転条件と同様の運転条件下で、ともかく、主噴射を開始することができる可能性が高くなる。さらに、開閉ニードル７が数μ秒しかリフト値ｑにとどまっていない場合であっても、開閉ニードル７が実質的にリフト値ｑ（すなわち、浮遊状態）にあるときに主噴射を開始することができる可能性もある。その結果、主噴射に対する時間の関数としての瞬間的な燃料流量のプロファイルは、実質的に変化せずに維持され、従って、パイロット噴射および主噴射の組合せが行なわれている間に全体として噴射される燃料量は、実質的に一定に維持されることになる。

前述の浮遊現象を得るために、燃料計量サーボ弁９を閉じてパイロット噴射を停止した時点における計量チャンバ１２内の燃料の圧力の増大を制限するかまたは緩慢にすると、好都合である。事実、計量チャンバ１２内の圧力は、開閉ニードル７の運動形態に著しく影響を与えることになる。

前記パイロット噴射を停止した時点において、所定の時間間隔にわたって、ネブライザー５内の開閉ニードル７に燃料圧力によって加えられている軸方向開口力をバネ５３によって加えられる力と共にバランスを保つことが意図されている。前記バネ力は、直径Ｄ１，Ｄ３（図３）によって画定されている環状部に作用している。従って、開閉ニードル７の浮遊を可能にする計量チャンバ内の圧力の値は、直径Ｄ１，Ｄ４，Ｄ３およびバネ５３の力に依存しており、従って、インジェクターの寸法によって変化することになる。

一般的に、前記計量チャンバ内の圧力値は、第１の電気指令Ｓ１が発せられたときの計量チャンバ１２内の圧力の値（実質的にコモンレールの供給圧力と等しい圧力）の５０％から８０％の間の値であることが見込まれている。

一般的に、いったんコモンレール内の供給圧力が供給されたなら、該圧力を計量チャンバ１２内で変動させる動力学は、較正孔２５，４２のみならず、計量チャンバ１２の容積、（図６の曲線Ｌの下降部分によって示されるように）開閉要素１５を閉鎖させ、次いで跳ね返りをもたらす動力学、開閉要素１５と弁シート４７との間の通路の面積、および開閉ニードル７自体の運動形態（具体的には、開閉ニードル７の下降によって、計量チャンバ１２の容積を変動させる運動形態）にも依存している。実験的に、本出願人は、開閉要素１５が、その下降移動端位置において弁シート４７上に衝突し、跳ね返り、該跳ね返りが燃料計量サーボ弁９の放出通路１４を再開口する傾向にある場合、計量チャンバ１２内の圧力の増大が著しく減速することを確認している。

浮遊現象は、開閉要素１５の第１の跳ね返りの大きさにも依存している。大きい跳ね返り、例えば、開閉要素１５の最大移動の８０％の程度にも及ぶ跳ね返りは、開閉要素１５と弁シート４７との間の燃料通路の面積の関数にも依存するが、計量チャンバ１２から流出する燃料が過剰になるなら、開閉ニードル１５の浮遊を伴わないこともある。

これに関連して、第１の電気指令Ｓ１の終了（時点Ｔ２）の後、開閉ニードル７をリフト値ｑにかなりの時間（例えば、少なくとも２０μ秒）にわたってとどまらせるには、残留している燃料の体積と計量チャンバ１２に流入した燃料の体積との比率を、少なくとも２０μ秒の時間間隔にわたって、０．７５から１の間に保つ必要がある。一般的に、浮遊現象は、前記比率が０．７５を超える値にとどまっている時間にわたって持続されることになる。

図６のグラフは、時間の関数として、パイロット噴射を得るための電気指令Ｓ１および電気指令Ｓ１によって生じた開閉要素１５の変位Ｌ、ならびに主噴射を得るための（部分的に示されている）電気指令Ｓ２および電気指令Ｓ２によって生じた開閉要素１５の（部分的に示されている）変位Ｎを示している。いったん第１の電気指令Ｓ１が終了したなら、開閉要素１５は、電気アクチュエータ１０のバネ２２によって、その下降移動端位置に向かって押圧され、これによって、燃料計量サーボ弁９が閉鎖されることになる。開閉要素１５は、弁シート４７と接触した時点において、弁本体２８と衝突し、その運動の方向を反転させる。一方、電気アクチュエータ１０のバネ２２は、開閉要素１５を下降移動端位置に向かって押圧し続け、その結果、振幅が減少する一連の跳ね返りＴが生じることになる（図６は、後続の主噴射が行なわれない場合に生じる得る一連の跳ね返りＴを破線で示している）。

主噴射を行うために、電気的滞留時間ＤＴは、以下のように、すなわち、いったん第１の電気指令Ｓ１が終了したなら、開閉要素１５が、上昇移動端位置から下降移動端位置に完全に移動した後に弁シート４７上で跳ね返ったとき、上昇移動端位置に向かって再び上昇するように、選択される（すなわち、第２の電気指令Ｓ２が第１の電気指令Ｓ１に対して同期化される）。換言すれば、主噴射用の第２の電気指令Ｓ２は、開閉要素１５が跳ね返って、放出通路１４をまだ完全に閉鎖していない間に、従って、計量チャンバ１２内の圧力は、第１の電気指令Ｓ１の前の圧力レベルに復元していない間に、発せられることになる。

開閉ニードル７は、開閉要素１５の運動に対してある遅れを伴って移動し、パイロット噴射の終了時の下降中に跳ね返りの影響を受けたときに、ネブライザー５の封止シートの近傍において、値ｈ’と値ｈ’’との間のリフト値に浮遊する傾向にある。

第２の電気指令Ｓ２が発せられると、該第２の電気指令Ｓ２は、開閉要素１５に持ち上げ力を殆ど瞬間的に生じさせ、燃料計量サーボ弁９を完全に再開口させることになる。前記再開口は、開閉ニードル７が浮遊ステップにおいて前述のリフト値に正確にとどまっているとき、ある遅れを伴って、開閉ニードル７を上昇させ、従って、主噴射を開始させることになる。

パイロット噴射中に１〜３ｍｍ^３の体積の燃料を略１６００バールの供給圧力で導入することによって、第２の電気指令Ｓ２は、開閉要素１５の第１の跳ね返り中に発せられることになる。電気的滞留時間ＤＴは、燃料計量サーボ弁９の構造、バネ５３の与圧、計量チャンバ１２の容積、跳ね返りの大きさ、などに依存している（結果的に、電気的滞留時間ＤＴは、インジェクターごとに異なることになる）。

電気的滞留時間ＤＴは、どのような場合でも、開閉要素１５が上昇移動端位置から下降移動端位置に向かって下降を行うのに必要な時間よりも長くなっている必要がある。前記下降中に、計量チャンバ１２から放出される燃料流量が、開閉要素１５が弁シート４７に接触する前に（すなわち、下降の第１の移動の最終部分において）、開閉要素１５によってすでに部分的に阻止される限りにおいて、計量チャンバ１２内の圧力は、部分的に回復されている。この電気的滞留時間の下限値は、略２０μ秒であり、幅広いパラメータ（計量チャンバ１２の容積、開閉要素１５と弁シート４７との間の通路の面積、など）に依存している。

前述したように、第２の電気指令Ｓ２は、一連の跳ね返りＴの最初の跳ね返り、例えば、最初の２つの跳ね返り中に発せられるようになっており、従って、最後の跳ね返り中には発せられないようになっている。最後の跳ね返りでは、放出通路１４の開口が無視できるほど小さく、計量チャンバ１２内の圧力を開口ニードル７の浮遊を可能にする値に保持するのにもはや有効ではない。

さらに、開閉要素１５が、例えば、跳ね返り中、その運動経路の実質的に頂点Ｇにおいて、上昇移動端位置に向かう運動を行っているときに、第２の電気指令Ｓ２が発せられると、好都合である。この場合、電機子１６への力が、弁シート４７に向かう開閉要素１５の下降の加速と逆向きにならず、開閉要素１５の運動の方向と一致しているので、上昇移動端位置に戻る開閉要素１５の応答時間が短くなる。

最初の跳ね返りの頂点Ｇにおいて開閉要素１５によって遮蔽されていない通路の面積は、孔４２の通路の断面の少なくとも５倍である。

開閉要素１５の跳ね返りの高さ、減衰、および数は、多くの因子および量、例えば、開閉要素１５および電機子１６のそれぞれの質量、電機子１６と開閉要素１５との間の連結の種類（固定または軸方向遊びを有する連結）、開閉要素１５の閉鎖中の弁シート４７における燃料の状態（液体または蒸気）、電気アクチュエータ１０のバネ２２の与圧および剛性、開閉要素１５の持上げ（すなわち、上昇移動端位置と下降移動端位置との間の距離）、および開閉要素１５と弁シート４７および／または較正孔４２との間の燃料の流出面積に依存している。

前述の説明から、開閉ニードル７が浮遊状態にある時間間隔の振幅に影響に与えるパラメータがいかに多いかが明らかでる。従って、考えられる組合せが極めて多いので、最適値を正確に定めることは、不可能である。

一例を挙げると、図２および図３に示されているような均衡式開閉要素を有するサーボ弁を備えるインジェクターは、以下のように、すなわち、
− インジェクター１が、跳ね返りを阻止する装置を有しておらず、
− 互いに固定された電機子１６と開閉要素１５の組立体のリフトが、１５μｍから２３μｍの間にあり、
− （開閉ニードル７がネブライザー５内の封止シートに接触したときの）計量チャンバ１２の容積が、１０ｍｍ^３から２０ｍｍ^３の間にあり、
− バネ２２の与圧が、４０Ｎから７５Ｎの間にあり、
− 開閉要素１５と弁シート４７との間の封止直径が、２．３ｍｍから２．８ｍｍの間にあり、
− バネ５３の与圧が、２０Ｎから３５Ｎの間にあり
− 較正孔４２の等価直径が、０．２ｍｍから０．２５ｍｍの間にあり、
− 直径Ｄ３と直径Ｄ１との比率が、０．４から０．６の間にあり、
− 制御ロッド８（図２）の外径Ｄ４と直径Ｄ１との比率が、１．０７から１．１の間にあり、
− スリーブ１５と電機子１６との組立体の質量が、２ｇから４ｇの間にあり、
− 孔２５，４２のそれぞれの直径の比率が、０．９から１．１の間にあり、
− ネブライザーの流量の最大値Ｑ_ＭＡＸが、１００バールの基準圧力下で２７０ｃｍ^３／３０ｓから４５０ｃｍ^３／３０ｓの間にあり、および
− 下降移動端位置と上昇移動端位置との間の開閉要素１５の移動距離が、１２μｍから２２μｍの間にある、
ように、寸法決めされている。

この寸法決めによれば、１６００バールの供給圧力によって、開閉ニードル７をその浮遊中にリフト値ｑに持ち上げるための最適な電気的滞留時間は、２５μ秒から６０μ秒の間にあることが、実験的に見出されている。

前述の説明から、パイロット噴射および主噴射を連続性を中断させることなく行うように、および開閉ニードル７が値ｈ’と値ｈ’’との間の距離に浮遊しているときに第２の電気指令Ｓ２を発するように、電気的滞留時間ＤＴを選択するといかに好都合であるかが明らかである。

跳ね返り中に開閉要素１５を持ち上げるように電気的滞留時間ＤＴを設定すると、主噴射の開始が開閉ニードル７の浮遊と同時に生じるので、特に好ましい。

開閉ニードル７の浮遊によって、同一のインジェクター１の連続する噴射事象間に噴射される燃料量の良好な均一性を得ることが可能になるのみならず、全く同一のロットに属する種々のインジェクター間の運転の良好な均一性、および摩耗および老化に関わらず噴射される燃料量の良好な均一性を得ることも可能になる。

実験的テストから、計量チャンバ１２の容積および前述した他のパラメータの設定が重要であることが分かっている。しかし、それが要求の多い実験キャンペーンの成果であるとしても、このような設定は、開閉ニードル７が浮遊現象によってどれほど影響されるかを決定したいと願う当業者にとって、決して取るに足らないものではない。例えば、全ての他のパラメータが前述した範囲内に定められた時点で、もしバネ２２の与圧が１３０Ｎよりも高い値に設定されたなら、開閉要素１５の跳ね返りは、実質的に消滅し、開閉ニードル７の運動形態は、もはやリフト値ｑにとどまる変曲点を有しないことになる。

本明細書に図示および記載されているインジェクター１およびシステム２に対して、添付の請求項に記載の本発明の保護の範囲から逸脱することなく、修正形態および変更形態がなされてもよいことは、明らかである。

例えば、ネブライザーは、図７に示されているものと異なる形式、例えば、噴射ノズルが開閉ニードル７によって直接塞がれるＶＣＯ（弁遮蔽オリフィス）の形式であってもよい。この種のネブライザーの特性曲線は、図８ａに示されているのと定性的に同様のプロットを有することになる。

開閉ニードル７の浮遊を得るために、以下の開閉要素、すなわち、跳ね返りを生じないが、跳ね返りによって得られるものと同等のプロファイルを計量チャンバ１２内の圧力に与えるような運動形態を有する圧電式アクチュエータによって駆動される、開閉要素が用いられてもよい。

インジェクター１は、本出願人の名称で出願されている欧州特許出願公開第２１３８７０５号明細書に記載されているような跳ね返りを制御するための装置を備えていてもよく、主噴射を行うために開閉要素１５を上昇させる第２の指令の開始が同期化される跳ね返りに続く跳ね返りの振幅を制限するかまたは該跳ね返りを完全になくすように構成されていてもよい。その結果、前記装置は、燃料事象の一部をなすパイロット噴射の全ておよびパイロット噴射と異なる噴射の全て（例えば、主噴射の全ての終了時に）に対して、燃料噴射率形状の影響を受けないように介入することになる。なお、前述した処理では、簡素化するために、開閉ニードル７がネブライザー５の封止シートと接触したときの開閉ニードル７の軸方向弾性変形（および、もし存在するなら、制御ロッド８の軸方向弾性変形）を考慮に入れていない。

Claims (16)

1. 内燃機関用の燃料噴射システムにおいて、
   − 少なくとも１つの燃料インジェクターであって、
   （ａ）燃料計量サーボ弁であって、
   （１）電気アクチュエータと、
   （２）計量チャンバと、
   （３）開閉要素であって、前記電気アクチュエータの作用に応えて、前記開閉要素が前記計量チャンバから外に出ている放出通路を閉鎖するために弁シートに着座する下降移動端位置と、前記開閉要素が前記放出通路を開口させる上昇移動端位置と、の間で移動可能になっている、開閉要素と、
   を備える、燃料計量サーボ弁と、
   （ｂ）前記内燃機関のシリンダー内に燃料噴射を行うために、位置決めバネの弾性作用および前記計量チャンバ内の圧力に応えて移動可能になっている開閉ニードルと、
   を備える、少なくとも１つの燃料インジェクターと、
   − 前記シリンダー内への燃料噴射事象において、前記開閉ニードルにパイロット燃料噴射を行うための第１の開口移動を行わせる第１の電気指令と、前記開閉ニードルに主燃料噴射を行うための第２の開口移動を行わせる第２の電気指令と、を前記電気アクチュエータに発するように構成された電子制御ユニットであって、
   前記第１および第２の電気指令は、前記主燃料噴射が前記パイロット燃料噴射の終了に対して流体的滞留時間を生じることなく開始されるように、電気的滞留時間だけ互いに時間的に離れている、
   電子制御ユニットと、
   を備えており、
   前記放出通路を閉鎖するための前記インジェクターの寸法決めおよび前記開閉要素の移動は、前記計量チャンバ内の圧力が、ある時間間隔にわたって、前記位置決めバネによって加えられる力と共に、バランスを保つように、なされており、前記パイロット燃料噴射の終了時に、燃料圧力による軸方向開口力が前記開閉ニードルに、もし後続の主噴射が指令されないなら、前記パイロット燃料噴射の閉鎖移動に沿って前記開閉ニードルのリフトを時間の関数として表す曲線が、第１のリフト値と第２のリフト値との間の第３のリフト値において変曲点を有し、前記開閉ニードルが実質的に前記第３のリフト値に一時的にとどまることを可能にするように、加えられるようになっており、所定の基準圧において、噴射される燃料流量を前記開閉ニードルの前記リフトの関数として表す特性曲線を考慮すれば、前記第１のリフト値は、得られる最大流量の値の７％の燃料流量を可能にするリフト値に等しいと想定され、前記第２のリフト値は、前記第１のリフト値の３０％と想定されており、
   前記第２の電気指令は、前記開閉ニードルが前記第１および第２のリフト値の間にあるときに前記開閉ニードルの前記第２の開口移動を開始させるように、前記電気アクチュエータに発せられるようになっている、
   ことを特徴とする燃料噴射システム。
2. 前記放出通路の閉鎖は、前記第２の電気指令を発する前に、前記弁シートに衝突した後の前記開閉要素の少なくとも１つの跳ね返りを可能とすることによって行われるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記電気アクチュエータは、圧電式であり、前記放出通路の前記閉鎖は、前記圧電式アクチュエータを制御することによって行われるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
4. 前記インジェクターの寿命の初期に、前記第２の電気指令は、前記開閉ニードルが実質的に前記第３のリフト値にあるときに前記主燃料噴射を開始すべく、前記電気アクチュエータに発せられるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
5. 前記インジェクターは、前記開閉ニードルが１５μ秒よりも長い時間にわたって前記第３のリフト値に実質的にとどまるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
6. 前記特性曲線の前記基準圧は、コモンレール内の供給圧力と等しくなっていることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
7. 前記第２の電気指令は、前記計量チャンバ内の燃料圧力が、前記第１の電気指令が発せられたときの前記計量チャンバ内の圧力の５０％から８０％の間にあるとき、前記電気アクチュエータに発せられるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
8. 前記インジェクターは、前記第１の電気指令の終了後に、前記計量チャンバから出る燃料の体積と前記計量チャンバ内に入る燃料の体積との比率が、少なくとも２０μ秒の時間間隔を考慮すれば、０．７５から１の間に維持されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に載のシステム。
9. 前記第２の電気指令は、前記跳ね返り中に、前記電気アクチュエータに発生されるようになっていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
10. 前記第２の電気指令は、前記弁シートへの前記開閉要素の最初の２つの衝突の間の跳ね返り中に発せられるようになっていることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
11. 前記第２の電気指令は、前記開閉要素がその上昇移動端位置に向かって移動を行うときに、発せられるようになっていることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
12. 前記第２の電気指令は、前記開閉要素が前記跳ね返りの頂点にあるときに、実質的に発せられるようになっていることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記インジェクターは、跳ね返りを阻止する装置を有していないことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
14. 前記インジェクターは、前記第２の電気指令の開始が同期化される跳ね返りに続く跳ね返りの振幅を制限するかまたは該跳ね返りを無効にする制御装置を備えていることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
15. 前記開閉要素は、スリーブによって画定されており、前記燃料圧力は、前記開閉要素が前記下降移動端位置に配置されているときには、実質的にゼロの開口力を前記スリーブに加えるようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
16. − 前記開閉要素（１５）は、スリーブによって画定されており、前記燃料圧力は、前記開閉要素（１５）が前記下降移動端位置に配置されているときには、実質的にゼロの開口力を前記スリーブに加えるようになっており、
    − 前記燃料計量サーボ弁は、前記計量チャンバ内で終端する入口通路と前記放出通路とにそれぞれ設置された２つの絞り孔を有しており、
    − 前記開閉ニードルが燃料噴射を阻止するようにシールをもたらす直径と前記開閉ニードルの最大直径との比率は、０．４から０．６の間にあり、
    − 前記絞り弁のそれぞれの直径の比率は、０．９から１．１の間にあり、
    − 前記開閉ニードルが対応する封止シートに対してシールをもたらしたときの前記計量チャンバの容積は、１０ｍｍ^３から２０ｍｍ^３の間にあり、
    − 前記開閉要素と前記弁シートとの間の前記封止直径は、２．３ｍｍから２．８ｍｍの間にあり、
    − 前記下降移動端位置と上昇移動端位置との間の前記開閉要素の移動距離は、１２μｍから２２μｍの間にあり、
    さらに、前記第１の電気指令の終了と前記第２の電気指令の開始との間の電気的滞留時間は、２５μ秒から６０μ秒の間にある、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

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