(57)【要約】      （修正有）【課題】必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射する。【解決手段】燃料噴射制御装置は、弁体の移動量、および／または噴射回数を制御するストローク選択部２０２ｄを有し、ストローク選択部２０２ｄは、内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを算出する燃料噴射必要時間算出部６０１と、内燃機関の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出する燃料噴射時間算出部６０２と、燃料噴射必要時間算出部６０１で算出した燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑと、燃料噴射時間算出部６０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとに基づいて、弁体の移動量、および／または噴射回数を決定する駆動方法決定部６０３と、を有する構成とした。【選択図】図６
2019082116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、当該筒体内で移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射制御装置は、前記弁体の移動量、および／または噴射回数を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を算出する噴射時間算出部と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間を算出する噴射可能時間算出部と、
前記噴射時間算出部で算出した前記燃料噴射量を噴射するのに必要な時間と、前記噴射可能時間算出部で算出した燃料噴射可能時間とに基づいて、前記弁体の移動量、および／または噴射回数を決定する弁体駆動方法決定部と、を有する燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記噴射時間算出部は、
前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される前記燃料噴射量と、前記弁体の移動量による前記筒体と前記弁体との間隙により形成される噴射開口面積とに基づいて、要求される前記燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を算出する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記噴射時間算出部は、
前記燃料噴射量と前記噴射開口面積とに加えて、前記燃料の通流方向における前記燃料噴射装置の上流側の圧力と、前記燃料が噴射される前記内燃機関の気筒内の圧力とのうち、少なくとも何れか１つに基づいて、要求される前記燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を算出する請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記噴射可能時間算出部は、
前記内燃機関の排気弁の開閉タイミング、点火プラグの点火タイミング、前記気筒内の圧力、前記内燃機関の回転数に基づいて、前記燃料噴射可能時間を算出する請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の回転数を予測する回転数予測部を、さらに有し、
前記回転数予測部は、
前記内燃機関の回転角度を検出する回転角度センサの出力値、圧縮比、前記点火プラグの点火タイミング、燃焼期間、比熱比、ポンピングロス、機械抵抗損失、補機駆動損失のうち、少なくとも何れか１つに基づいて、前記内燃機関の回転数を予測する請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記弁体駆動方法決定部は、
前記噴射可能時間算出部で算出した燃料噴射可能時間で、前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される前記燃料噴射量を噴射可能な最も小さい前記噴射開口面積となるように前記弁体を移動する制御を行い、および／または前記噴射可能時間算出部で算出した燃料噴射可能時間で、前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される前記燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように前記弁体を制御する請求項５に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記弁体駆動方法決定部は、
１燃焼サイクルにおける燃料の噴射中に、残りの燃料噴射時間が前記必要な時間以下となり、または残りの燃料噴射量が要求される前記燃料噴射量以下となると判定した場合、前記噴射開口面積が大きくなるように前記弁体を制御する請求項６に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料の通流方向における前記燃料噴射装置の上流側の圧力を検出する燃料圧力センサを有する燃料圧力算出部を備え、
前記燃料圧力算出部は、
前記燃料圧力センサで検出した前記燃料噴射装置の上流側の圧力、および／または前記燃料噴射装置の上流側に供給される燃料量、前記気筒への燃料噴射量のうち、少なくとも何れか一つに基づいて、前記燃料噴射装置の上流側の圧力を予測する請求項７に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、当該筒体内で移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射制御装置は、前記弁体の移動量、および／または噴射回数を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間を算出する噴射可能時間算出部と、
前記噴射可能時間算出部で算出した前記燃料噴射可能時間と、前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量とに基づいて、要求される燃料噴射率を算出する燃料噴射率算出部と、
前記燃料噴射率算出部で算出した前記要求される燃料噴射率に基づいて、前記弁体の移動量、および／または噴射回数を決定する弁体駆動方法決定部と、を有する燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射率算出部は、
前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量と、前記燃料噴射可能時間とに基づいて前記燃料噴射率を算出する請求項９に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１１】
前記弁体駆動方法決定部は、
前記弁体の移動により前記筒体と前記弁体との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、前記要求される燃料噴射率以上となる範囲で、前記噴射開口面積が最小となるように前記弁体を移動する制御を行い、および／または前記弁体の移動により前記筒体と前記弁体との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、前記要求される燃料噴射率以上となる範囲で、前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される前記燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように前記弁体を制御する請求項１０に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１２】
前記弁体駆動方法決定部は、
１燃焼サイクルにおける燃料の噴射中に、前記弁体の移動により前記筒体と前記弁体との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、１燃焼サイクルで要求される燃料噴射率以下となると判定した場合、前記噴射開口面積が大きくなるように前記弁体を制御する請求項１１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１３】
燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、当該筒体内で移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置の制御方法であって、
前記弁体の移動量と、内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な時間とを選択する弁体移動量選択工程と、
前記内燃機関の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間と、前記内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な時間とに基づいて、前記弁体の移動量を決定する弁体移動量決定工程と、
前記燃料噴射装置による燃料の噴射回数を計算する燃料噴射回数計算工程と、を有する燃料噴射制御装置の制御方法。
【請求項１４】
燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、当該筒体内で移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置の制御方法であって、
前記弁体の移動量と、当該弁体の移動量により算出される燃料噴射率とを選択する弁体移動量選択工程と、
前記燃料噴射率と、第１要求燃料噴射率とに基づいて、前記弁体の移動量を決定する弁体移動量決定工程と、
前記燃料噴射装置による燃料の噴射回数を計算する燃料噴射回数計算工程と、を有する燃料噴射制御装置の制御方法。
【請求項１５】
燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、前記筒体内で中心軸方向に移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置であって、
前記筒体内に設けられた固定コアと、
前記弁体を支持すると共に、前記固定コアに発生する磁力で当該固定コアに吸引される可動コアと、を有し、
前記可動コアは、
第１コアと、前記第１コア内で前記中心軸方向に摺動可能に設けられた第２コアと、前記第２コア内で前記中心軸方向に摺動可能に設けられた第３コアとを有し、
前記第１コアは、前記固定コアに発生する第１磁力で当該固定コアに吸引され、前記第２コアは、前記固定コアに発生する前記第１磁力よりも大きな第２磁力で当該固定コアに吸引され、前記第３コアは、前記固定コアに発生する前記第２磁力よりも大きな第３磁力で当該固定コアに吸引される燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置、燃料噴射制御装置の制御方法、および燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上、排気ガス規制の強化から、内燃機関の低燃費化と高出力化を同時に達成し、内燃機関の広い運転領域に適合することが求められている。その達成方法の一つとして、燃料噴射弁のダイナミックレンジの拡大が要求されている。
【０００３】
燃料噴射弁のダイナミックレンジの拡大は、単位時間当たりの燃料噴射量の変化（静流特性）と、燃料噴射弁の開閉駆動時におけるリフトプロフィール変化（動流特性）とを改善することが必要となる。この燃料噴射弁の動流特性を改善する方法として、ハーフリフト制御による燃料の最小噴射量の低減が知られている。
【０００４】
この種の内燃機関では、当該内燃機関の動作が安定する前の始動時は、噴射燃料が霧化し難く始動性が悪くなる。そのため、大量の燃料を気筒内に噴射して、所定の空燃比の混合気を生成することで始動性を確保していた。しかし、気筒内に大量の燃料を噴射した場合、気筒の壁面に付着する燃料が多くなる。その結果、パティキュレートマター（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）が増加し、排気性能が悪化してしまう。
【０００５】
特許文献１には、ハーフリフト制御において、燃料噴射量と燃料噴射時間を減少させて、燃料の壁面付着を減らす燃料噴射制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１１８８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、ハーフリフト制御により、燃料噴射弁の燃料噴射量を調整している。そのため、フルリフト制御に比べて、同一噴射量における燃料噴射時間が長くなる。
【０００８】
よって、特許文献１に開示された技術では、内燃機関の回転数が高くなると、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に噴射することができない。特に、内燃機関の始動時では、燃焼レールの圧力が低く、噴射時間がより長く必要になる。その結果、内燃機関の始動性が悪化してしまう。
【０００９】
したがって本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、燃料を噴射する噴射孔が設けられた筒体と、当該筒体内で移動可能に設けられた弁体とを有する燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、燃料噴射制御装置は、弁体の移動量、および／または噴射回数を制御する制御部を有し、制御部は、内燃機関の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を算出する噴射時間算出部と、内燃機関の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間を算出する噴射可能時間算出部と、噴射時間算出部で算出した燃料噴射量を噴射するのに必要な時間と、噴射可能時間算出部で算出した燃料噴射可能時間と、に基づいて、弁体の移動量、および／または噴射回数を決定する弁体駆動方法決定部と、を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態にかかる燃料噴射制御装置により燃料の噴射が制御される内燃機関の要部構造を説明する模式図である。
【図２】燃料噴射制御装置を説明するブロック図である。
【図３】燃料噴射装置を説明する断面図である。
【図４】電流と弁体の変位との関係を表す図である。
【図５】弁体の各変位における噴射量の特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を表す図である。
【図６】燃料噴射装置の弁体の駆動方法決定処理を説明するブロック図である。
【図７】燃料噴射装置の先端部近傍の断面図である。
【図８】燃料噴射時間算出部の回転数予測機能を説明するブロック図である。
【図９】駆動方法決定処理のフローチャートである。
【図１０】駆動方法決定部における、燃料噴射中に燃料噴射量が不足することが予測された場合に弁体のストローク量を切り替える制御のタイミングチャートである。
【図１１】高圧燃料ポンプによる燃料の圧縮と燃料噴射による燃料の排出による圧力変動を説明する模式図の一例である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置による弁体のストローク量の駆動方法決定処理を説明するブロック図である。。
【図１３】第２の実施の形態にかかる駆動方法決定処理のフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態にかかる駆動方法決定部における、燃料噴射中に燃料噴射量が不足することが予測された場合に弁体のストローク量を切り替える制御のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態にかかる燃料噴射制御装置１２７を説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態にかかる燃料噴射制御装置１２７により燃料の噴射が制御される内燃機関１０１の要部構造を説明する模式図である。
【００１５】
図１に示すように、内燃機関１０１では、吸入空気は、空気流量計（エアフロメータ）１２０、スロットル弁１１９、コレクタ１１５の順番で通流する。コレクタ１１５を通流した吸入空気は、各気筒１３０に設けられた吸気管１１０、吸気弁１０３を介して燃焼室１２１に供給される。
【００１６】
また、内燃機関１０１では、燃料タンク１２３に貯留された燃料は、低圧燃料ポンプ１２４により吸い上げられて高圧燃料ポンプ１２５に供給される。
【００１７】
高圧燃料ポンプ１２５は、上下移動するプランジャ１２５４（図１１参照）を有しており、このプランジャ１２５４を、排気カム１２８を駆動する排気カム軸（図示せず）に連動して上下移動させる。高圧燃料ポンプ１２５では、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０９からの制御指令に基づき、高圧燃料ポンプ１２５から吐出される燃料圧力が所定の圧力となるようにソレノイド（図示せず）によりプランジャ１２５４を上下移動する制御を行うと共に、燃料吸入口１２５１（図１１参照）に備わる高圧ポンプバルブアクチュエーター１２５２（図１１参照）の開閉制御が行われる。
【００１８】
高圧燃料ポンプ１２５で高圧にされた燃料は、高圧燃料配管１２９（以下、燃料レールとも言う）を介して、燃料噴射装置１０５に供給される。燃料噴射装置１０５は、ＥＣＵ１０９が有する燃料噴射制御装置１２７の指令に基づいて、所定量の燃料を燃焼室１２１へ噴射する。
【００１９】
内燃機関１０１には、高圧燃料ポンプ１２５を制御するため、高圧燃料配管１２９内の圧力（燃料圧力）を計測する燃料圧力センサ１２６が設けられている。ＥＣＵ１０９は、燃料圧力センサ１２６で計測された燃料圧力に基づいて、高圧燃料配管１２９内が所定の圧力となるようにフィードバック制御を行う。
【００２０】
さらに、内燃機関１０１には、各気筒１３０の燃焼室１２１ごとに、点火コイル１０７と点火プラグ１０６とが備えられている。ＥＣＵ１０９は、所定の点火タイミングで、点火コイル１０７の通電制御と、点火プラグ１０６の点火制御を行う。
【００２１】
これにより、内燃機関１０１では、燃焼室１２１内で吸入空気と燃料とが混合した混合気が生成され、点火プラグ１０６の放電（火花）により混合気を燃焼し、この燃料の圧力によりピストン１０２を押し下げる。燃焼室１２１での燃焼により生じた排気ガスは、排気弁１０４を介して排気管１１１に排出される。
【００２２】
排気管１１１に排出された排気ガスは、排気管１１１の下流側に設けられた三元触媒１１２により浄化されて大気に放出される。
【００２３】
内燃機関１０１には、内燃機関１０１のクランク軸１１６ａの回転角度を検出するクランク角度センサ１１６と、吸入空気量を検出する空気流量計１２０と、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１１３と、運転者が操作するアクセル１２２ａの開度を示すアクセル開度センサ１２２とが設けられている。
【００２４】
ＥＣＵ１０９は、アクセル開度センサ１２２で検出したアクセル１２２ａの開度を示す出力信号に基づいて、内燃機関１０１の要求トルクを算出すると共に、アイドル状態であるか否かの判定等を行う。
【００２５】
また、ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６で検出したクランク軸１１６ａの回転角度に基づいて、内燃機関１０１の回転速度を演算する回転数検出部と、水温センサ１０８で検出した内燃機関１０１の冷却水温と、内燃機関１０１の始動後の経過時間等から三元触媒１１２が暖機された状態であるか否かを判定する暖機判定部とを備えている。
【００２６】
また、ＥＣＵ１０９は、内燃機関１０１の要求トルクなどから、この内燃機関１０１に必要な吸入空気量を算出し、その必要な吸入空気量が得られるようにスロットル弁１１９を制御する。
【００２７】
ＥＣＵ１０９の燃料噴射制御装置１２７は、吸入空気量に応じた燃料量を算出し、燃料噴射装置１０５を制御するための燃料噴射信号を生成する。燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射信号を燃料噴射装置１０５に出力することで、吸入空気量に応じた燃料量が得られるように燃料噴射装置１０５を制御する。
【００２８】
また、ＥＣＵ１０９は、燃料噴射装置１０５の燃料噴射制御と共に、点火コイル１０７に点火信号を出力し、点火プラグ１０６の点火制御を行う。
【００２９】
前述したクランク角度センサ１１６、空気流量計１２０、酸素センサ１１３、アクセル開度センサ１２２、燃料圧力センサ１２６等の出力信号は、ＥＣＵ１０９に設けられた燃料噴射制御装置１２７に入力される。
【００３０】
［燃料噴射制御装置］
次に、ＥＣＵ１０９に設けられた燃料噴射制御装置１２７を説明する。
【００３１】
図２は、燃料噴射制御装置１２７を説明するブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、バッテリ（図示せず）から供給されたバッテリ電圧２０９は、ヒューズ２０３及びリレー回路２０４を介して、燃料噴射制御装置１２７に供給される。
【００３３】
燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射駆動制御部２０２と、駆動ＩＣ２０５と、高電圧生成部２０６と、燃料噴射弁駆動部２０７ａ、２０７ｂと、を有する。
【００３４】
燃料噴射駆動制御部２０２は、マイコンなどから構成され、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａと、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂと、パラメータ入力部２０２ｃと、ストローク選択部２０２ｄと、を有する。燃料噴射駆動制御部２０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、ＩＯポートなどから構成され、ＣＰＵがメモリに記憶された制御プログラムを実行することで、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａ等で実行される各機能が実現される。
【００３５】
燃料噴射パルス信号演算部２０２ａは、弁体３０５（図３参照）を移動するためのパルス状の噴射指令信号を出力する（図４の上段参照）。
【００３６】
燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂは、後述するストローク選択部２０２で決定した弁体３０５の駆動方法に基づいて、固定コア３０６のコイル３０７（図３参照）に通電する電流波形（４０１〜４０３）を生成する（図４の中段参照）。
【００３７】
パラメータ入力部２０２ｃは、前述した各センサから燃料温度、冷却水温、潤滑油温度、燃料圧力などの各パラメータを取得する。
【００３８】
ストローク選択部２０２ｄは、パラメータ入力部２０２ｃで取得した各パラメータに基づいて、弁体３０５の駆動方法（弁体３０５の移動量、噴射回数）を決定する。
【００３９】
バッテリ（図示せず）から供給されたバッテリ電圧２０９の一部は、高電圧生成部２０６に供給される。高電圧生成部２０６は、バッテリ（図示せず）から供給されたバッテリ電圧２０９を、電磁ソレノイド式で駆動する燃料噴射装置１０５の弁体３０５（図３参照）の移動に必要な高電圧２１０に昇圧する。この高電圧生成部２０６の昇圧制御は、駆動ＩＣ２０５からの指令に基づいて行われる。
【００４０】
よって、燃料噴射制御装置１２７では、高電圧生成部２０６で生成された高電圧２１０と、バッテリ（図示せず）のバッテリ電圧２０９の２系統の電源を有することとなり、燃料噴射制御装置１２７では、高電圧生成部２０６で生成した高電圧２１０で、弁体３０５の開弁に必要な電力を生成し、高電圧２１０よりも低圧のバッテリ電圧２０９で、弁体３０５が開弁した後に閉弁しないように開弁保持に必要な電力を生成する。
【００４１】
燃料噴射制御装置１２７では、燃料噴射弁駆動部２０７ａ（Ｈｉ：高圧用の弁駆動部）と燃料噴射弁駆動部２０７ｂ（Ｌｏ：低圧用の弁駆動部）とを有しており、燃料噴射弁駆動部２０７ａは、燃料噴射装置１０５（図３のコイル３０７）の一端（上流側）に接続されており、燃料噴射弁駆動部２０７ｂは、燃料噴射装置１０５（図３のコイル３０７）の他端（下流側）に接続されている。
【００４２】
前述したように、燃料噴射弁駆動部２０７ａは、高電圧２１０を燃料噴射装置１０５に供給し、燃料噴射弁駆動部２０７ｂは、高電圧２１０より低圧のバッテリ電圧２０９を燃料噴射装置１０５に供給する。この燃料噴射弁駆動部２０７ａ、２０７ｂの電圧の供給は、駆動ＩＣ２０５により制御される。
【００４３】
駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動制御部２０２のストローク選択部２０２ｄで決定された弁体３０５の移動量（以下、弁ストロークとも言う）に基づいて、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａと燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで算出された燃料噴射装置１０５の駆動時間（燃料噴射装置１０５のコイル３０７への通電時間）、駆動電圧、及び駆動電流により燃料噴射装置１０５の制御を行う。
【００４４】
［燃料噴射装置］
次に、燃料噴射装置１０５を説明する。
【００４５】
図３は、燃料噴射装置１０５を説明する断面図である。
【００４６】
［燃料噴射装置の構成］
図３に示すように、燃料噴射装置１０５は、可動コア３０１と、弁体３０５と、固定コア３０６と、弁座３０８と、バネ３０９とを有している。弁座３０８は、可動コア３０１と、弁体３０５とを収容する筒体３１０（図７参照）の一端側に設けられており、弁座３０８には、この弁座３０８を厚み方向に貫通する噴射孔３０８ａが設けられている。
【００４７】
可動コア３０１は、第１コア３０２と、第１コア３０２に収容された第２コア３０３と、第２コア３０３に収容された第３コア３０４とを有する。第１コア３０２、第２コア３０３、第３コア３０４の各々は、金属材料で形成されている。
【００４８】
第２コア３０３は、第１コア３０２に対して、中心軸Ｘの軸線方向に摺動可能に設けられており、第１コア３０２が固定コア３０６の下側端部に当接した状態（図３の（Ｂ）参照）で、第１コア３０２に対してＳｔ２だけ上方に移動できるようになっている（図３の（Ｃ）参照）。
【００４９】
第３コア３０４は、第２コア３０３に対して、中心軸Ｘの軸線方向に摺動可能に設けられており、第２コア３０３が固定コア３０６の下側端部に当節した状態（図３の（Ｃ）参照）で、第２コア３０３に対してＳｔ３だけ上方に移動できるようになっている（図３の（Ｄ）参照）。
【００５０】
第１コア３０２、第２コア３０３、第３コア３０４の各々は、弁体３０５を支持している。
【００５１】
弁体３０５は、バネ３０９により弁座３０８側に付勢されており、この状態で弁体３０５の先端で弁座３０８に設けられた噴射孔３０８ａを塞いでいる。
【００５２】
固定コア３０６は、金属材料で形成されており、筒体３１０（図７参照）に固定されている。固定コア３０６には、コイル３０７設けられている。コイル３０７に高電圧生成部２０６で生成された高電圧２１０が供給されると、固定コア３０６に磁束が発生し、可動コア３０１を吸引する磁気吸引力が発生する。
【００５３】
駆動ＩＣ２０５は、コイル３０７に供給する高電圧２１０の大きさを多段階に変化させるように高電圧生成部２０６を制御する。実施の形態では、図４に示すように、駆動ＩＣ２０５は、第１高電圧（電流Ｉｐ１）を発生する駆動波形信号４０１、第２高電圧（電流Ｉｐ２）を発生する駆動波形信号４０２、第３高電圧（電流Ｉｐ３）を発生する駆動波形信号４０３の３段階の駆動波形信号を出力することで高電圧生成部２０６を制御する。
【００５４】
実施の形態では、高電圧生成部２０６から出力される第１高電圧（電流Ｉｐ１）は、第１コア３０２を固定コア３０６に吸着できる大きさに設定されており、第２高電圧（電流Ｉｐ２）は、第２コア３０３を固定コア３０６に吸着できる大きさに設定されており。第３高電圧（電流Ｉｐ３）は、第３コア３０４を固定コア３０６に吸着できる大きさに設定されている。
【００５５】
また、第１高電圧（電流Ｉｐ１）は、第２高電圧（電流Ｉｐ２）以下であり、第２高電圧（電流Ｉｐ２）は、第３高電圧（電流Ｉｐ３）以下に設定されている（第１高電圧（電流Ｉｐ１）≦第２高電（電流Ｉｐ２）圧≦第３高電圧（電流Ｉｐ３））。
【００５６】
よって、高電圧生成部２０６によりコイル３０７に第１高電圧を供給すると、固定コア３０６に第１コア３０２を吸着する磁気吸引力が発生し、第１コア３０２が固定コア３０６に吸着される。そして、第１コア３０２は、固定コア３０６の下側端部に当接する。
【００５７】
第１コア３０２が固定コア３０６の下側端部に当接した状態で、高電圧生成部２０６によりコイル３０７に第２高電圧を供給すると、固定コア３０６に第２コア３０３を吸着する磁気吸引力が発生し、第２コア３０３が固定コア３０６に吸着される。そして、第２コア３０３は、固定コア３０６の下側端部に当接する。
【００５８】
その状態で、高電圧生成部２０６によりコイル３０７に第３高電圧を供給すると、固定コア３０６に第３コア３０４を吸着する磁気吸引力が発生し、第３コア３０４が固定コア３０６に吸着される。そして、第３コア３０４は、固定コア３０６の下側端部に当接する。
【００５９】
高電圧生成部２０６からの第３電圧の供給を停止すると、固定コア３０６に磁気吸引力が消滅する。よって、弁体３０５は、バネ３０９により弁座３０８側に付勢される結果、弁座３０８に設けられた噴射孔３０８ａは、弁体３０５の先端により塞がれる。
【００６０】
［燃料噴射装置の動作］
次に、図３に沿って、燃料噴射装置１０５の動作を説明する。
【００６１】
図３の（Ａ）は、コイル３０７に高電圧２１０が供給されていない場合を示しており、固定コア３０６に磁束が発生していないため、磁気吸引力は０（ゼロ）となる。この場合、弁体３０５は、バネ３０９により弁座３０８側に付勢されており、付勢された弁体３０５の先端により弁座３０８に設けられた噴射孔３０８ａが塞がれている。よって、燃料は、噴射孔３０８ａから噴射されない。
【００６２】
図３の（Ｂ）は、コイル３０７に第１高電圧が供給されて、コイル３０７に電流Ｉｐ１（図４参照）が流れた場合を示している。
【００６３】
この場合、固定コア３０６に、電流Ｉｐ１に起因する磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力により、第１コア３０２及び弁体３０５が、固定コア３０６に吸引される。
【００６４】
これにより、弁体３０５の先端は、弁座３０８から所定の間隔Ｓｔ１だけ離れることとなり（Ｓｔ１：小ストローク）、弁体３０５と弁座３０８との間に燃料が通流する燃料通流路が形成され、この燃料通流路を通流した燃料は、噴射孔３０８ａから噴射される（図３の（Ｂ）における矢印）。
【００６５】
図３の（Ｃ）は、コイル３０７に、第１高電圧よりも大きい第２高電圧が供給されて、コイル３０７に、電流Ｉｐ１よりも大きい電流Ｉｐ２（図４参照）が流れた場合を示している。
【００６６】
この場合、固定コア３０６に、電流Ｉｐ２に起因する磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力により、第２コア３０３及び弁体３０５が、固定コア３０６に吸引される。
【００６７】
これにより、弁体３０５の先端は、弁座３０８から、Ｓｔ１からさらに所定の間隔Ｓｔ２だけ離れることとなり（Ｓｔ１＋Ｓｔ２：中ストローク）、弁体３０５と弁座３０８との間に燃料が通流するより大きいな燃料通流路が形成され、この燃料通流路を通流した燃料は、噴射孔３０８ａから噴射される。
【００６８】
弁体３０５と弁座３０８との間の燃料通流路がより大きく形成されるので、噴射孔３０８ａから噴射される燃料の燃料噴射量（燃料噴射率）が増加する（図３の（Ｃ）における矢印）。
【００６９】
図３の（Ｄ）は、コイル３０７に、第２高電圧よりも大きい第３高電圧が供給されて、コイル３０７に、電流Ｉｐ２よりも大きい電流Ｉｐ３（図４参照）が流れた場合を示している。
【００７０】
この場合、固定コア３０６に、電流Ｉｐ３に起因する磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力により、第３コア３０４及び弁体３０５が、固定コア３０６に吸引される。
【００７１】
これにより、弁体３０５の先端は、弁座３０８から、Ｓｔ２からさらに所定の間隔Ｓｔ３だけ離れることとなり（Ｓｔ１＋Ｓｔ２＋Ｓｔ３：大ストローク）、弁体３０５と弁座３０８との間に燃料が通流するさらに大きいな燃料通流路が形成され、この燃料通流路を通流した燃料は、噴射孔３０８ａから噴射される。
【００７２】
弁体３０５と弁座３０８との間の燃料通流路がさらに大きく形成されるので、噴射孔３０８ａから噴射される燃料の燃料噴射量（燃料噴射率）が、さらに増加する（図３の（Ｄ）における矢印）。
【００７３】
次に、前述した電流Ｉｐ１〜Ｉｐ３と弁体３０５の変位との関係を説明すると共に、その時の噴射指令信号に対する噴射量特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を説明する。
【００７４】
図４は、電流Ｉｐ１〜Ｉｐ３と弁体３０５の変位との関係を表す図である。
【００７５】
図５は、弁体３０５の各変位における噴射量の特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を表す図である。
【００７６】
初めに、弁体３０５が小ストロークで移動する場合（図３の弁体３０５が間隔Ｓｔ１だけ移動する場合）を説明する。
【００７７】
図４の上段に示すように、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂは、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａ（図２参照）で演算された長さＴｉのパルス状の噴射指令信号に対して、コイル３０７に大きな電流Ｉｐ１を一時的に流した後、電流Ｉｐ１よりも小さい電流Ｉｈ１を一定時間流す駆動波形信号４０１（図４の点線）を生成する。そして、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０１に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｐ１、Ｉｈ１を流すための電圧を生成するように高電圧生成部２０６及び燃料噴射弁駆動部２０７ａ、２０７ｂに指示を行う。
【００７８】
燃料噴射弁駆動部２０７ａでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０１と、高電圧生成部２０６で生成された高電圧２１０とに基づいて、コイル３０７に対して第１高電圧を供給し、電流Ｉｐ１を流す。
【００７９】
コイル３０７に流れた電流Ｉｐ１により固定コア３０６に磁界が発生し、これにより固定コア３０６に磁気吸着力が発生する。
【００８０】
この磁気吸着力により可動コア３０１の第１コア３０２が、固定コア３０６に吸着し、弁体３０５は、弁座３０８に対して所定の間隔Ｓｔ１だけ移動して（図４の点線４０４）、小ストロークで開弁する。
【００８１】
その後、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０１に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｈ１を流すための所定の電圧（バッテリ電圧２０９）を出力するように燃料噴射弁駆動部２０７ｂに指示を行う。
【００８２】
燃料噴射弁駆動部２０７ｂでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０１に基づいて、コイル３０７に対して所定の電圧を供給し、電流Ｉｈ１を流す。
【００８３】
コイル３０７に流れた電流Ｉｈ１により、固定コア３０６に対する第１コア３０２の吸着が保持される。つまり、弁体３０５は、小ストロークで保持される。
【００８４】
この結果、弁体３０５が小ストロークで開弁した場合、図５に示すＴｉ−Ｑ特性５０１に示すように、低噴射量までの噴射指令パルス幅（時間）に対する噴射量の直線性が確保される。
【００８５】
次に、図４の中段に示すように、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂは、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａ（図２参照）で演算された長さＴｉのパルス状の噴射指令信号に対して、コイル３０７に大きな電流Ｉｐ２を一時的に流した後、電流Ｉｐ２よりも小さい電流Ｉｈ２を一定時間流す駆動波形信号４０２（図４の一点鎖線）を生成する。そして、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０２に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｐ２、Ｉｈ２を流すための電圧を生成するように高電圧発生部２０６及び燃料噴射弁駆動部２０７ａ、２０７ｂに指示を行う。
【００８６】
燃料噴射弁駆動部２０７ａでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０２と、高電圧生成部２０６で生成された高電圧２１０とに基づいて、コイル３０７に対して第２高電圧を供給し、電流Ｉｐ２を流す。
【００８７】
コイル３０７に流れた電流Ｉｐ２により固定コア３０６に磁界が発生し、これにより固定コア３０６に磁気吸着力が発生する。
【００８８】
この磁気吸着力により可動コア３０１の第２コア３０３が、固定コア３０６に吸着し、弁体３０５は、弁座３０８に対して所定の間隔Ｓｔ２（図４の一点鎖線４０５）だけさらに移動して、中ストロークで開弁する。
【００８９】
その後、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０２に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｈ２を流すための所定の電圧（バッテリ電圧２０９）を出力するように燃料噴射弁駆動部２０７ｂに指示を行う。
【００９０】
燃料噴射弁駆動部２０７ｂでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０２に基づいて、コイル３０７に対して所定の電圧を供給し、電流Ｉｈ２を流す。
【００９１】
コイル３０７に流れた電流Ｉｈ２により、固定コア３０６に対する第２コア３０３の吸着が保持される。つまり、弁体３０５は、中ストロークで保持される。
【００９２】
この結果、弁体３０５が中ストロークで開弁した場合、図５に示すＴｉ−Ｑ特性５０２に示すように、同一の噴射指令バルス幅（時間）では、小ストロークよりも、より多くの燃料を噴射することができる（燃料噴射率が高い）。
【００９３】
最後に、図４の下段に示すように、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂは、燃料噴射パルス信号演算部２０２ａ（図２参照）で演算された長さＴｉのパルス状の噴射指令信号に対して、コイル３０７に大きな電流Ｉｐ３を一時的に流した後、電流Ｉｐ３よりも小さい電流Ｉｈ３を一定時間流す駆動波形信号４０３（図４の実線）を生成する。そして、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０３に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｐ３、Ｉｈ３を流すための電圧を生成するように高電圧生成部２０６及び燃料噴射弁駆動部２０７ａ、２０７ｂに指示を行う。
【００９４】
燃料噴射弁駆動部２０７ａでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０３と、高電圧生成部２０６で生成された高電圧２１０とに基づいて、コイル３０７に対して第３高電圧を供給し、電流Ｉｐ３を流す。
【００９５】
コイル３０７に流れた電流Ｉｐ３により固定コア３０６に磁界が発生し、これにより固定コア３０６に磁気吸着力が発生する。
【００９６】
この磁気吸着力により可動コア３０１の第３コア３０４が、固定コア３０６に吸着し、弁体３０５は、弁座３０８に対して所定の間隔Ｓｔ３（図４の実線４０６）だけさらに移動して、大ストロークで開弁する。
【００９７】
その後、駆動ＩＣ２０５は、燃料噴射駆動波形指令部２０２ｂで生成された駆動波形信号４０３に基づいて、コイル３０７に電流Ｉｈ３を流すための所定の電圧（バッテリ電圧２０９）を出力するように燃料噴射弁駆動部２０７ｂに指示を行う。
【００９８】
燃料噴射弁駆動部２０７ｂでは、駆動ＩＣ２０５を介して受信した駆動波形信号４０３に基づいて、コイル３０７に対して所定の電圧を供給し、電流Ｉｈ３を流す。
【００９９】
コイル３０７に流れた電流Ｉｈ３により、固定コア３０６に対する第２コア３０３の吸着が保持される。つまり、弁体３０５は、大ストロークで保持される。
【０１００】
この結果、弁体３０５が大ストロークで開弁した場合、図５に示すＴｉ−Ｑ特性５０３に示すように、同一の噴射指令バルス幅（時間）では、中ストロークよりも、さらに多くの燃料を噴射することができる（燃料噴射率がさらに高い）。
【０１０１】
そして、噴射指令信号ＴｉがＯＦＦになると、コイル３０７に流れる電流も０（ゼロ）になる。そうすると、固定コア３０６の磁気吸着力が消滅し、可動コア３０１は、バネ３０９により弁座３０８側に付勢されて閉弁する。
【０１０２】
［弁体の駆動方法決定処理］
次に、内燃機関１０１の始動時における、燃料噴射装置１０５の弁体３０５の駆動方法決定処理を説明する。この弁体３０５の駆動方法決定処理は、燃料噴射制御装置１２７の燃料噴射駆動制御部２０２（ストローク選択部２０２ｄ）で行われる処理である。
【０１０３】
ここで、内燃機関１０１の始動時とは、内燃機関１０１が停止した状態から運転を開始した時点から、内燃機関１０１の回転及び燃焼が安定した完爆状態となるまでを表す。
【０１０４】
図６は、燃料噴射装置１０５の弁体３０５の駆動方法決定処理を説明するブロック図である。
【０１０５】
図７は、燃料噴射装置１０５の先端部近傍の断面図である。
【０１０６】
図６に示すように、ストローク選択部２０２ｄは、燃料噴射必要時間算出部６０１と、燃料噴射時間算出部６０２と、駆動方法決定部６０３とを有している。
【０１０７】
燃料噴射必要時間算出部６０１は、アクセル開度センサ１２２などに基づいて決定された燃料噴射要求量と、選択可能な弁体３０５のストロークと、燃料噴射装置１０５の上流側に設けられた高圧燃料配管１２９（燃料レール）の圧力と、各気筒１３０の筒内圧力とに基づいて、燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを算出する。
【０１０８】
燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑは、下記数式１で求めることができる。
【０１０９】
【数１】
2019082116.tif 000003
【０１１０】
前述した数式１において、Ｍは、アクセル開度センサ１２２などに基づいて演算された燃料噴射要求量、Ａは、弁体３０５の移動量（例えば、ストロークＳｔ１，Ｓｔ２，Ｓｔ３）と、弁座３０８との間隙に基づいて演算された燃料噴射装置開口面積、Ｖは、燃料噴射速度である。
【０１１１】
ここで、図７に示すように、燃料噴射装置開口面積Ａは、燃料噴射装置１０５の筒体３１０（筐体構造）と、弁体３０５のストローク量Ｓｔ（Ｓｔ１〜Ｓｔ３）とに基づいて算出される。
【０１１２】
具体的には、噴射孔３０８ａの断面積Ｓｋ（噴射孔３０８ａが複数ある場合は、その合計）と、筒体３１０と弁体３０５との噴射開口面積Ｓｈとのうち、小さい方が燃料噴射装置開口面積Ａとなる。
【０１１３】
各気筒１３０の筒内圧力は、気筒１３０に設けられた筒内圧センサにより検出された圧力値を用いてもよく、クランク角センサ１１６により検出されたクランク角と、吸気弁１０３、排気弁１０４の閉弁タイミングなどから算出された圧力値を用いてもよい。
【０１１４】
燃料噴射速度Ｖは、下記数式２で表されるベルヌーイの式と、下記数式３で表される連続の式において、Ａ１がＡ２に対して非常に大きいと仮定すると、下記数式４により導き出すことができる。なお、燃料噴射速度Ｖは、高圧燃料配管１２９（燃料レール）側の圧力と、気筒１３０の筒内圧力とを軸としたマップを予め設定しておき、そのマップに基づいて決定してもよい。
【０１１５】
【数２】
2019082116.tif 000004
【０１１６】
【数３】
2019082116.tif 000005
【０１１７】
【数４】
2019082116.tif 000006
【０１１８】
次に、燃料噴射時間算出部６０２は、吸気弁１０３の開閉タイミングと、点火プラグ１０６の点火タイミングと、クランク角度センサ１１６などにより算出された内燃機関１０１の回転数とに基づいて、内燃機関１０１の１燃焼サイクルにおいて燃料噴射装置１０５から燃料を噴射可能な時間（燃料噴射可能時間Ｔｅｎａ）を算出する。
【０１１９】
燃料噴射可能時間Ｔｅｎａは、下記数式５で求めることができる。
【０１２０】
【数５】
2019082116.tif 000007
【０１２１】
前述した数式５において、Ｌ１は、燃料噴射開始可能タイミングであり、排気弁１０４の閉弁タイミング又は吸気弁１０３の閉弁タイミングに基づいて求めることができる。また、Ｌ２は、燃料噴射禁止タイミングであり、点火プラグ１０６の点火タイミング又は筒内圧力の状態に基づいて求めることができる。
【０１２２】
なお、燃料噴射可能時間の算出で用いる内燃機関１０１の回転数は、クランク角度センサ１１６により検出された現在の回転数を用いることができる。一方、燃料噴射中にも内燃機関１０１は加減速（回転数の変動）が発生するため、正確な燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出することが難しい。
【０１２３】
そこで、例えば、内燃機関１０１の回転数を、下記数式６の運動エネルギの方程式から求めてもよい。運動エネルギＥは、燃焼によって得られるエネルギから損失を差し引いた値を用いる。
【０１２４】
【数６】
2019082116.tif 000008
【０１２５】
ここで、前述した数式６において、ｍは質量、ｖは速度（予測値）、ｖ０は初速（現在値）である。
【０１２６】
実施の形態では、より正確な燃料噴射可能時間Ｔｅｎａ算出するために、燃料噴射時間算出部６０２は、以下の回転数予測機能を有している。
【０１２７】
図８は、燃料噴射時間算出部６０２の回転数予測機能を説明するブロック図である。
【０１２８】
図８に示すように、燃料噴射時間算出部６０２は、前気筒噴射判定部８０１と、回転数増加量予測部８０２と、回転数減少量予測部８０３とを有している。
【０１２９】
前気筒噴射判定部８０１では、前回の気筒１３０で噴射点火が行われて、内燃機関１０１が加速状態にあるか否かを判定する。ここで、内燃機関１０１の加速状態とは、内燃機関１０１の回転数が増加する状態を言う。
【０１３０】
前気筒噴射判定部８０１で内燃機関１０１が加速状態であると判定された場合、回転数増加量予測部８０２において、内燃機関１０１の運転状態及び燃焼に関する各パラメータに基づいて、内燃機関１０１の回転数の増加量を予測し、内燃機関１０１の回転数の予測値を演算する。
【０１３１】
前気筒噴射判定部８０１で内燃機関１０１が加速状態にない（減速状態にある）と判定された場合、回転数減少量予測部８０３において、内燃機関１０１の運転状態及び燃焼に関する各パラメータに基づいて、内燃機関１０１の回転数の減少量を予測し、内燃機関１０１の回転数の予測値を演算する。ここで、内燃機関１０１の減速状態とは、内燃機関１０１の回転数が減少する状態を言う。
【０１３２】
なお、燃料噴射時間算出部６０２は、運動エネルギＥと、内燃機関１０１の初速Ｖ０を軸としたマップを予め設定しておき、このマップに基づいて内燃機関１０１の回転数を決定するようにしてもよい。
【０１３３】
［駆動方法決定処理］
次に、燃料噴射制御装置１２７の燃料噴射駆動制御部２０２（ストローク選択部２０２ｄ）で行われる駆動方法決定処理を説明する。具体的には、ストローク選択部２０２ｄの駆動方法決定部６０３で行われる処理である。
【０１３４】
図９は、駆動方法決定処理のフローチャートである。
【０１３５】
ステップ９０１において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉ＝０（ゼロ）を設定して、ステップ９０２に進む。
【０１３６】
ステップ９０２において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉ＝０に対応する最も燃料噴射時間の長くなる弁体３０５のストローク（小ストローク）と、その時の燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを選択する。燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑは、前述した数式１に基づいて予め算出する。
【０１３７】
ステップ９０３において、駆動方法決定部６０３は、弁体３０５が小ストロークの状態で燃料噴射を行った場合の残り時間を算出する。残り時間は、下記数式７により算出できる。
【０１３８】
【数７】
2019082116.tif 000009
【０１３９】
ステップ９０４において、駆動方法決定部６０３は、小ストロークの場合、ステップ９０３で算出した残り時間が０（ゼロ）以上であるか否かを判定し（残り時間≧０？）、残り時間が０（ゼロ）以上であると判定した場合（ステップ９０４：Ｙｅｓ）、ステップ９０５に進み、０（ゼロ）以上でないと判定した場合（ステップ９０４：Ｎｏ）、ステップ９０８に進む。
【０１４０】
ステップ９０５において、駆動方法決定部６０３は、弁体３０５のストローク量を現在設定されているストローク（実施の形態では、小ストローク）に決定し、ステップ９０６に進む。
【０１４１】
ステップ９０６において、駆動方法決定部６０３は、燃料噴射分割回数の算出を行う。燃料噴射分割回数は、下記数式８により算出される。
【０１４２】
【数８】
2019082116.tif 000010
【０１４３】
ここで、上記数式８において、ＩＮＴは、算出結果の整数部分を取り出す関数であり、分割噴射インターバルは、燃料噴射を分割する際に必要となるディレイ時間を表す。
【０１４４】
ステップ９０４において、駆動方法決定部６０３は、残り時間が０（ゼロ）未満であると判定した場合（ステップ９０４：Ｎｏ）、ステップ９０８において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であるか否かを判定する。
【０１４５】
ステップ９０８において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉが２以上であると判定した場合（ステップ９０８：Ｙｅｓ）、ステップ９０９に進み、変数ｉが２以上でないと判定した場合（ステップ９０８：Ｎｏ）、ステップ９０７に進む。
【０１４６】
ステップ９０８において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉが２以上でないと判定した場合（ステップ９０８：Ｎｏ）、ステップ９０７に進む。
【０１４７】
ステップ９０７において、駆動方法決定部６０３は、変数ｉを１加算（ｉ＝ｉ＋１：実施の形態では、ｉ＝１＋１＝２）して、ステップ９０２に進み、ステップＳ９０２において、弁体３０５のストローク量を中ストロークに設定し、その時の燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを数式１に基づいて算出する。
【０１４８】
ステップＳ９０３において、駆動方法決定部６０３は、再び、燃料噴射の残り時間を算出して、残り時間が０以上であるか否かを判定する（ステップ９０４）。
【０１４９】
そして、ステップ９０４において、駆動方法決定部６０３は、残り時間が０（ゼロ）以上であるか否かを判定し、残り時間が０（ゼロ）以上であると判定した場合（ステップ９０４：Ｙｅｓ）、ステップ９０５において、弁体３０５のストローク量を、現在設定されている中ストロークに決定する。
【０１５０】
ステップ９０６において、駆動方法決定部６０３は、数式８を用いて、燃料噴射分割回数を算出して処理を終了する。
【０１５１】
なお、ステップ９０４において、中ストロークの場合でも、燃料噴射の残り時間が０（ゼロ）以上とならない場合（ステップ９０４：Ｎｏ）、ステップ９０８に進み、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であるか否かを判定する。変数ｉが２以上でない場合（ステップ９０８：Ｎｏ）、ステップ９０７において、変数ｉを１加算（ｉ＝ｉ＋１：実施の形態では、ｉ＝２＋１＝３）して、ステップ９０２に戻る。
【０１５２】
そして、駆動方法決定部６０３は、ステップ９０２において、弁体３０５のストローク量を大ストロークに設定して、その時の燃料噴射必要時間を算出する。
【０１５３】
そして、ステップ９０３で、燃料噴射の残り時間を算出して、残り時間が０以上であるか否かを判定する（ステップ９０４）。
【０１５４】
そして、ステップ９０４において、駆動方法決定部６０３は、残り時間が０（ゼロ）以上であるか否かを判定し、残り時間が０（ゼロ）以上であると判定した場合（ステップ９０４：Ｙｅｓ）、ステップ９０５において、弁体３０５のストローク量を、現在設定されている大ストロークに決定する。
【０１５５】
ステップ９０６において、駆動方法決定部６０３は、数式８を用いて、燃料噴射分割回数を算出して処理を終了する。
【０１５６】
なお、ステップ９０４において、大ストロークの場合でも、燃料噴射の残り時間が０（ゼロ）以上でない場合（ステップ９０４：Ｎｏ）、ステップ９０８に進み、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であるか否かを判定する。この場合、駆動方法決定部６０３は、変数ｉが２以上であると判定し（ステップ９０８：Ｙｅｓ）、ステップ９０９において、弁体３０５のストローク量を大ストロークに設定し、ステップ９１０において、燃料噴射回数の分割を行わずに処理を終了する。
【０１５７】
なお、実施の形態では、弁体３０５のストローク量を３段階（小ストローク、中ストローク、大ストローク）に設定し、この３段階のストローク量から弁体３０５のストローク量と、燃料噴射分割回数とを選択及び決定する場合を例示して説明したが、弁体３０５のストローク量の区分けは、これに限定されるものではない。
【０１５８】
例えば、２段階、又は４段階以上の多段ストロークにしてもよく、また、無段階のリニアストロークにしてもよい。また、弁体３０５のストローク量が所定の位置に到達する前に弁体３０５を閉弁して燃料噴射量を制限するバリスティック制御を行う燃料噴射装置としてもい。
【０１５９】
また、前述した実施の形態は、より小さい弁体ストロークを選択することをより多い燃料噴射分割回数を選択するよりも優先するフローチャートとなっているが、より多い燃料噴射分割回数を選択することを優先した制御でもよい。
【０１６０】
より小さい弁体ストロークを優先して弁体の駆動方法を決定した場合、燃料噴射装置１０５から霧化した細かな燃料を噴射することができ、パティキュレートマター（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）の発生を抑え、排気性能の悪化を防止することができる。
【０１６１】
また、より多い燃料噴射分割回数を優先して弁体の駆動方法を決定した場合、１燃料サイクルにおける燃料の噴射を細かく分割した最適な制御を行うことができ、内燃機関１０１の燃費の向上を図ることができる。
【０１６２】
なお、実施の形態の燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射中に燃料噴射量が不足することが予測された場合に弁体３０５のストローク量を切り替える処理を行う。
【０１６３】
図１０は、駆動方法決定部６０３における、燃料噴射中に燃料噴射量が不足することが予測された場合に弁体３０５のストローク量を切り替える制御のタイミングチャートである。
【０１６４】
図１０では、横軸に時間、縦軸の上段に燃料レール（高圧燃料配管１２９）の圧力値、縦軸の中段に燃料噴射量、縦軸の下段に弁体ストロークとしている。
【０１６５】
燃料噴射制御装置１２７は、弁体を小ストロークで燃料噴射を開始（時間１００１）した後、実際の燃料レールの圧力値（実測値：実線）を計測し、燃料レールの圧力予測値（点線）との乖離が起きたことを検知する（時間１００２）。
【０１６６】
燃料噴射中に燃料噴射終了時間の延長が不可能なシステムの場合、残りの噴射可能時間（時間１００２〜１００４）で要求噴射量を噴射しきれる弁体ストロークを選択し、ストローク量を切り替える。
【０１６７】
実施の形態では、弁体３０５のストローク量を中ストローク、大ストロークと変化させ、何れの弁体ストロークでも燃料噴射量を満たすことができない場合、燃料噴射率の最も高い弁体ストローク（実施の形態では、大ストローク）を選択して、ストローク量を切り替える。これにより、燃料噴射量が増加し実測値が補正されて、燃料噴射可能時間（時間１００４）の範囲で、所定の燃料量の燃料を噴射することができる（図１０の一点鎖線）。
【０１６８】
燃料噴射中に燃料噴射終了時間の延長が可能なシステムの場合、実際の燃料レール圧力で燃料噴射を続けた際の燃料噴射終了タイミングを算出する（時間１００５）。算出した燃料噴射終了タイミングが、燃料噴射可能時間（時間１００４）以内に収まる場合は、燃料噴射時間を延長して噴射を行う。
【０１６９】
算出した燃料噴射終了タイミングが、燃料噴射可能時間（時間１００４）を超える場合は、燃料噴射可能時間内に燃料噴射要求量の噴射が可能な弁体ストロークを選択してストローク量を切り替える（時間１００２）。実施の形態では、例えば、大ストロークに切り替えることで燃料噴射率を高めて、燃料噴射可能時間内に燃料噴射要求量を噴射する（図１０の一点鎖線）。
【０１７０】
本実施例では小ストロークから大ストロークへ切り替えたが、２段階又は４段階以上の多段階ストロークでもよいし、無段階のリニアストロークでもよい。残りの燃料噴射可能時間で、燃料噴射要求量の噴射が終了可能なストロークに切り替える。
【０１７１】
また、前述した実施の形態では、燃料レールの圧力低下により燃料噴射時間の不足を予測したが、内燃機関１０１の回転数の予測値と実測値の比較等、他の要因からも燃料噴射時間の不足を予測することができる。
【０１７２】
次に、高圧燃料ポンプ１２５による燃料の圧縮と、燃料噴射による燃料の排出による圧力変動を説明する。
【０１７３】
図１１は、高圧燃料ポンプ１２５による燃料の圧縮と燃料噴射による燃料の排出による圧力変動を説明する模式図の一例である。
【０１７４】
実施の形態では、高圧燃料配管１２９（燃料レール）への燃料供給量を算出できればポンプの構成に限定はないが、図１１（１２５１〜１２５６）のように構成しても良い。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５は、低圧燃料ポンプ１２４から燃料の供給を受ける燃料吸入口１２５１と、ＥＣＵ１０９（エンジンコントロールユニット）の指示により開閉できる高圧ポンプバルブアクチュエーター１２５２と、内燃機関１０１の回転と連動して回転するカム１２５３と、このカム１２５３によって上下動するプランジャ１２５４と、逆止弁を備えた燃料吐出口１２５５と、規定の圧力を超えた場合に燃料を還流させるリリーフバルブ１２５６を有する。
【０１７５】
この構成において、高圧燃料配管１２９（燃料レール）の圧力を求めるための要素は、燃料圧力センサ１２６による圧力Ｐ１、高圧燃料ポンプバルブ閉から、プランジャ上死点到達までに圧縮される体積Ｖａ、プランジャ動作によらず空間が確保される圧縮室内容積Ｖｂ、燃料吐出口１２５５から、高圧燃料配管１２９（燃料レール）、および各燃料噴射装置１０５の容積合計Ｖｃ、燃料噴射により内燃機関１０１の気筒１３０内へ噴射される燃料の体積Ｖｄ、に分けることができる。
【０１７６】
このとき、気体の状態方程式において温度一定とすると、圧力Ｐ２は、下記数式９により算出することができる
【０１７７】
【数９】
2019082116.tif 000011
【０１７８】
ここで、上記数式９において、プランジャ動作によらず空間が確保される圧縮室内容積Ｖｂと、各燃料噴射装置１０５の容積合計Ｖｃと、は予め設定された固定値であり、燃料圧力センサ１２６で検出された圧力Ｐ１、Ｖａを算出するための内燃機関１０１の回転数とバルブ指示信号、Ｖｄを算出するための燃料噴射量は、何れもＥＣＵ１０９が把握できるので、高圧燃料配管１２９（燃料レール）の将来の圧力値Ｐ２を予測できる。
【０１７９】
なお、前述した実施の形態では、高圧燃料ポンプ１２５は、内燃機関１０１の回転により燃料を圧縮しているが、モータ等で圧縮しても良い。また、内燃機関１０１が４気筒の場合、１回転あたり４回圧縮しているが圧縮回数に制限はない。さらに、実施の形態では、４気筒の内燃機関１０１の場合を図示して例示したが、気筒数に制限はない。
【０１８０】
以上説明した通り、実施の形態では、
燃料を噴射する噴射孔３０８ａが設けられた筒体３１０と、当該筒体３１０内で移動可能に設けられた弁体３０５とを有する燃料噴射装置１０５を制御する燃料噴射制御装置１２７であって、燃料噴射制御装置１２７は、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を制御するストローク選択部２０２ｄ（制御部）を有し、ストローク選択部２０２ｄは、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを算出する燃料噴射必要時間算出部６０１（噴射時間算出部）と、内燃機関１０１の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出する燃料噴射時間算出部６０２（噴射可能時間算出部）と、燃料噴射必要時間算出部６０１で算出した燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑと、燃料噴射時間算出部６０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとに基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定する駆動方法決定部６０３（弁体駆動方法決定部）と、を有する構成とした。
【０１８１】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７のストローク選択部２０２ｄは、燃料噴射必要時間算出部６０１で算出した燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑと、燃料噴射時間算出部６０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとに基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定するので、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することができる。
【０１８２】
また、燃料噴射必要時間算出部６０１は、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量と、弁体３０５の移動量による筒体３１０と弁体３０５との間隙により形成される燃料噴射開口面積Ａとに基づいて、要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを算出する構成とした。
【０１８３】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７のストローク選択部２０２ｄは、要求される燃料噴射量と燃料噴射開口面積Ａとから燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを正確に算出することができる。
【０１８４】
また、燃料噴射必要時間算出部６０１は、要求される燃料噴射量と燃料噴射開口面積Ａとに加えて、燃料の通流方向における燃料噴射装置１０５の上流側に配置された高圧燃料配管１２９内の燃料圧力と、燃料が噴射される内燃機関１０１の気筒１３０内の筒内圧力とのうち、少なくとも何れか１つに基づいて、要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑを算出する構成とした。
【０１８５】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７のストローク選択部２０２ｄは、数式１に基づいて、燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑをより正確に算出することができる。
【０１８６】
また、燃料噴射時間算出部６０２は、内燃機関１０１の排気弁１０４の開閉タイミング、点火プラグ１０６の点火タイミング、気筒１３０内の圧力、内燃機関１０１の回転数に基づいて燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出する構成とした。
【０１８７】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７のストローク選択部２０２ｄは、数式２に基づいて、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを正確に算出することができる。
【０１８８】
また、燃料噴射時間算出部６０２は、図８に示す内燃機関１０１の回転数を予測する回転数予測機能（回転数予測部）を、さらに有し、回転数予測機能は、内燃機関１０１の回転角度を検出するクランク角度センサ１１６（回転角度センサ）の出力値、圧縮比、点火プラグ１０６の点火タイミング、燃焼期間、比熱比、ポンピングロス、機械抵抗損失、補機駆動損失のうち、少なくとも何れか１つに基づいて、内燃機関１０１の回転数を予測する構成とした。
【０１８９】
内燃機関１０１の回転数は、燃料噴射中でも変動する。このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７のストローク選択部２０２ｄは、内燃機関１０１の回転角度を検出するクランク角度センサ１１６（回転角度センサ）の出力値、圧縮比、点火プラグ１０６の点火タイミング、燃焼期間、比熱比、ポンピングロス、機械抵抗損失、補機駆動損失のうち、少なくとも何れか１つに基づいて、内燃機関１０１の回転数をより正確に予測することができる。
【０１９０】
また、駆動方法決定部６０３は、燃料噴射時間算出部６０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａで、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も小さい燃料噴射装置開口面積Ａとなるように弁体３０５を移動する制御を行い、および／または燃料噴射時間算出部６０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａで、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように弁体３０５を制御する構成とした。
【０１９１】
このように構成すると、駆動方法決定部６０３は、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａの範囲内で、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も小さい燃料噴射装置開口面積Ａとなるように弁体３０５を移動する制御を行った場合、気筒１３０内に霧化した細かな燃料を噴射することができ、パティキュレートマターの増加を抑制し、排気性能の悪化を防止することができる。
【０１９２】
一方、駆動方法決定部６０３は、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａの範囲内で、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように弁体３０５を制御する場合、１燃焼サイクルでの燃料噴射を複数に細かく制御することができ、内燃機関１０１の燃費を向上させることができる。
【０１９３】
また、駆動方法決定部６０３は、１燃焼サイクルにおける燃料の噴射中に、残りの燃料噴射時間が必要な時間以下となり、または残りの燃料噴射量が要求される燃料噴射量以下となると判定した場合、燃料噴射装置開口面積Ａが大きくなるように弁体３０５を制御する構成とした。
【０１９４】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７は、実際の燃料噴射量と要求される燃料噴射量とが解離する場合、燃料噴射装置開口面積Ａが大きくなるように弁体３０５を制御することで、実際の燃料噴射量を増加させて、残りの燃料噴射時間内で、必要な燃料噴射量を噴射することができる。
【０１９５】
また、燃料の通流方向における燃料噴射装置１０５の上流側に設けられた高圧燃料配管１２９内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ１２６を有する燃料圧力算出部（燃料圧力センサ１２６で検出した燃料圧力Ｐ１、プランジャ上死点到達までに圧縮される体積Ｖａ、プランジャ動作によらず空間が確保される圧縮室内容積Ｖｂ、燃料吐出口１２５５から、高圧燃料配管１２９（燃料レール）、および各燃料噴射装置１０５の容積合計Ｖｃ、燃料噴射により内燃機関１０１の気筒１３０内へ噴射される燃料の体積Ｖｄから、数式９に基づいて高圧燃料配管１２９内の燃料圧力を算出する構成）を備え、燃料圧力算出部は、燃料圧力センサ１２６で検出した燃料噴射装置１０５の上流側に設けられた高圧燃料配管１２９内の燃料圧力、および／または燃料噴射装置１０５の上流側に供給される燃料量、気筒１３０への燃料噴射量のうち、少なくとも何れか一つに基づいて、高圧燃料配管１２９内の燃料圧力Ｐ２を予測する構成とした。
【０１９６】
このように構成すると、前述したＰ１、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄは、ＥＣＵ１０９が取得できるので、燃料噴射制御装置１２７は、ＥＣＵ１０９が取得した情報に基づいて、高圧燃料配管１２９内の燃料圧力Ｐ２を正確に予測することができる。
【０１９７】
また、燃料を噴射する噴射孔３０８ａが設けられた筒体３１０と、筒体３１０内で中心軸Ｘ方向に移動可能に設けられた弁体３０５とを有する燃料噴射装置１０５であって、筒体３１０内に設けられた固定コア３０６と、弁体３０５を支持すると共に、固定コア３０６に発生する磁力で当該固定コア３０６に吸引される可動コア３０１と、を有し、可動コア３０１は、第１コア３０２と、第１コア３０２内で中心軸Ｘ方向に摺動可能に設けられた第２コア３０３と、第２コア３０３内で中心軸Ｘ方向に摺動可能に設けられた第３コア３０４とを有し、第１コア３０２は、固定コア３０６に発生する第１磁力で固定コア３０６に吸引され、第２コア３０３は、固定コア３０６に発生する第１磁力よりも大きな第２磁力で固定コア３０６に吸引され、第３コア３０４は、固定コア３０６に発生する第２磁力よりも大きな第３磁力で固定コア３０６に吸引される構成とした。
【０１９８】
このように構成すると、燃料噴射装置１０５では、固定コア３０６に発生する磁力に応じて、多段階（実施の形態では、３段階）に中心軸Ｘ方向に摺動可能に設けられた第１コア３０２と、第２コア３０３と、第３コア３０４を段階的に吸着する。よって、可動コア３０１に支持された弁体３０５を、固定コア３０６の磁力の大きさに応じて、多段階に開弁することができ、ハーフリフト制御をより適切に行うことができる。
【０１９９】
また、燃料を噴射する噴射孔３０８ａが設けられた筒体３１０と、当該筒体３１０内で移動可能に設けられた弁体３０５とを有する燃料噴射装置１０５を制御する燃料噴射制御装置１２７の制御方法であって、弁体３０５の移動量と、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑとを選択する弁体移動量選択工程（図９のステップ９０２）と、内燃機関１０１の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間Ｔｅｎａと、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑと、に基づいて、弁体３０５の移動量を決定する弁体移動量決定工程（図９のステップ９０５）と、燃料噴射装置１０５による燃料の噴射回数を計算する燃料噴射回数計算工程（図９のステップ９０６）と、を有する構成とした。
【０２００】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射量を噴射するのに必要な燃料噴射必要時間Ｔｒｅｑと、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとに基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定するので、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することができる。
【０２０１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置１２７Ａによる弁体３０５のストローク量の駆動方法決定処理を説明する。第２の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置１２７Ａでは、燃料噴射必要時間ではなく要求燃料噴射率に基づいて、弁体ストローク及び燃料噴射分割回数を決定している点が、前述した実施の形態と異なる。
【０２０２】
図１２は、第２の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置１２７Ａによる弁体３０５のストローク量の駆動方法決定処理を説明するブロック図である。
【０２０３】
このストローク量の駆動方法決定処理は、燃料噴射制御装置１２７Ａのストローク選択部２０２ｄＡで実行される処理である。
【０２０４】
ストローク選択部２０２ｄＡは、要求燃料噴射率算出部１２０１と、燃料噴射時間算出部１２０２と、駆動方法決定部１２０３とを有する。なお、前述したストローク選択部２０２の燃料噴射時間算出部６０２と、駆動方法決定部６０３と同じ機能及び処理については必要に応じて説明する。
【０２０５】
前述した実施の形態にかかる燃料噴射必要時間算出部６０１（図６参照）と同様に、燃料噴射時間算出部１２０２は、吸気バルブタイミング、点火タイミング、筒内圧力、内燃機関１０１の回転数などに基づいて、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを、前述した数式５を用いて算出する。
【０２０６】
次に、要求燃料噴射率算出部１２０１は、燃料噴射要求量に基づいて要求燃料噴射率を算出する。要求燃料噴射率は、燃料噴射時間算出部１２０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａと、燃料噴射要求量とに基づいて、下記数式１０を用いて算出することができる。
【０２０７】
【数１０】
2019082116.tif 000012
【０２０８】
なお、燃料噴射可能時間の代わりに燃料噴射可能回転角度範囲を用いても良い。
【０２０９】
駆動方法決定部１２０３は、要求燃料噴射率算出部１２０１で算出した要求燃料噴射率に基づいて、弁体ストロークと燃料噴射分割回数を決定する。
【０２１０】
次に、第２の実施の形態にかかる駆動方法決定部１２０３における駆動方法決定処理の流れを説明する。
【０２１１】
図１３は、第２の実施の形態にかかる駆動方法決定処理のフローチャートである。
【０２１２】
ステップ１３０１において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉ＝０（ゼロ）を設定して、ステップ１３０２に進む。
【０２１３】
ステップ１３０２において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉ＝０に対応する最も燃料噴射率の低くなる弁体３０５のストローク（小ストローク）と、その時の燃料噴射率を選択する。
【０２１４】
ステップ１３０３において、ステップ１３０２で選択した燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率以上であるか否かを判定し、第１要求燃料噴射率以上であると判定した場合（ステップ１３０３：Ｙｅｓ）、ステップ１３０４に進み、第１要求燃料噴射率以上でないと判定した場合（ステップ１３０３：Ｎｏ）、ステップ１３１０に進む。
【０２１５】
ステップ１３０４において、駆動方法決定部１２０３は、弁体３０５のストローク量を現在設定されているストローク量（実施の形態では、小ストローク）に決定し、ステップ１３０５に進む。
【０２１６】
ステップ１３０５において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｊ＝０（ゼロ）を設定して、ステップ１３０６に進む。
【０２１７】
ステップ１３０６において、駆動方法決定部１２０３は、第２要求燃料噴射率を算出する。具体的には、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３０４で決定した弁体ストローク量でｊ＋１回分割した場合の要求燃料噴射率（これを第２要求燃料噴射率と言う）を算出する。
【０２１８】
ステップ１３０７において、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３０２で選択した燃料噴射率が、ステップ１３０６で算出した第２要求燃料噴射率以上か否かを判定し、第第２要求燃料噴射率以上であると判定した場合（ステップ１３０７：Ｙｅｓ）、ステップ１３０９に進み、変数ｊを１加算（ｊ＝ｊ＋１）し、ステップ１３０６に戻る。
【０２１９】
ステップ１３０７において、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３０２で選択した燃料噴射率が、ステップ１３０６で算出した第２要求燃料噴射率以上でないと判定した場合（ステップ１３０７：Ｎｏ）、ステップ１３０８で分割回数をｊ回に決定して処理を終了する。
【０２２０】
ステップ１３０３において、駆動方法決定部１２０３は、小ストロークの燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率以上でないと判定した場合（ステップ１３０３：Ｎｏ）、ステップ１３１０に進み、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であるか否かを判定する。
【０２２１】
ステップ１３１０において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であると判定した場合（ステップ１３１０：Ｙｅｓ）、ステップ１３１１に進み、変数ｉが２以上でないと判定した場合（ステップ１３１０：Ｎｏ）、ステップ１３１３に進む。
【０２２２】
ステップ１３１３において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉを１加算（ｉ＝ｉ＋１）して、ステップ１３０２に戻り、次に、弁体３０５のストローク量を中ストロークに設定し、その時の燃料噴射率を算出する。
【０２２３】
ステップ１３０３において、駆動方法決定部１２０３は、中ストロークにおける燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率以上であるか否かを判定し、第１要求燃料噴射率以上であると判定した場合（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）、ステップ１３０４において、弁体ストロークを現在選択されている中ストロークに決定する。
【０２２４】
そして、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３０４で決定した弁体ストローク（中ストローク）に基づいて、前述したステップ１３０５〜ステップ１３０８の処理を行い、中ストロークにおける燃料噴射分割回数を決定する。
【０２２５】
ここで、ステップ１３０３において、駆動方法決定部１２０３は、中ストロークの燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率以上でないと判定した場合（ステップ１３０３：Ｎｏ）、ステップ１３１０に進み、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であるか否かを判定する。
【０２２６】
ステップ１３１０において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であると判定した場合（ステップ１３１０：Ｙｅｓ）、ステップ１３１１に進み、変数ｉが２以上でないと判定した場合（ステップ１３１０：Ｎｏ）、ステップ１３１３に進む。
【０２２７】
ステップ１３１３において、駆動方法決定部１２０３は、変数ｉを１加算（ｉ＝ｉ＋１）して、ステップ１３０２に戻り、次に、弁体３０５のストローク量を大ストロークに設定し、その時の燃料噴射率を算出する。
【０２２８】
ステップ１３０３において、駆動方法決定部１２０３は、大ストロークにおける燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率以上であるか否かを判定し、第１要求燃料噴射率以上であると判定した場合（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）、ステップ１３０４において、弁体ストロークを現在選択されている大ストロークに決定する。
【０２２９】
そして、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３０４で決定した弁体ストローク（大ストローク）に基づいて、前述したステップ１３０５〜ステップ１３０８の処理を行い、大ストロークにおける燃料噴射分割回数を決定する。
【０２３０】
なお、駆動方法決定部１２０３は、ステップ１３１０において、変数ｉが２以上（ｉ≧２）であると判定した場合、弁体ストローク量を大ストロークに決定し（ステップ１３１１）、燃料噴射分割回数を０（ゼロ）に決定して処理を終了する。
【０２３１】
つまり、駆動方法決定部１２０３は、大ストロークにおいても、大ストロークにおける燃料噴射率が、第１要求燃料噴射率未満となる場合（ステップ１３０３：Ｎｏ）、設定された弁体ストローク量の中で燃料噴射率が最も高くなる大ストロークに決定し、燃料噴射を分割せずに、燃料を一度に噴射する。これにより、燃料噴射率を最大限に高くすることができ、内燃機関１０１の燃焼を適切に行うことができる。
【０２３２】
なお、実施の形態では、弁体３０５のストローク量を３段階（小ストローク、中ストローク、大ストローク）に設定し、この３段階のストローク量から弁体３０５のストローク量と、燃料噴射分割回数とを決定する場合を例示して説明したが、弁体３０５のストローク量の区分けは、これに限定されるものではない。
【０２３３】
例えば、２段階、又は４段階以上の多段ストロークにしてもよく、また、無段階のリニアストロークにしてもよい。また、弁体３０５のストローク量が所定の位置に到達する前に弁体３０５を閉弁して燃料噴射量を制限するバリスティック制御を行う燃料噴射装置としてもい。
【０２３４】
また、前述した実施の形態は、より小さい弁体ストロークを選択することをより多い燃料噴射分割回数を選択するよりも優先するフローチャートとなっているが、より多い燃料噴射分割回数を選択することを優先した制御でもよい。
【０２３５】
次に、図１４は、第２の実施の形態にかかる駆動方法決定部１２０３における、燃料噴射中に燃料噴射量が不足することが予測された場合に弁体３０５のストローク量を切り替える制御のタイミングチャートである。
【０２３６】
図１４では、横軸に時間、縦軸の上段に燃料レール（高圧燃料配管１２９）の圧力値、縦軸の上から２段目に燃料噴射率、縦軸の上から３段目に燃料噴射量、縦軸の下段に弁体ストロークとしている。
【０２３７】
燃料噴射制御装置１２７Ａは、弁体を小ストロークで燃料噴射を開始（時間１４０１）した後、実際の燃料レールの圧力値（実測値：実線）を計測し、燃料レールの圧力予測値（点線）との乖離が起きたことを検知する（時間１４０２）。
【０２３８】
燃料噴射中に燃料噴射終了時間の延長が不可能なシステムの場合、残りの噴射可能時間（時間１４０２〜１４０４）で要求噴射量を噴射しきれる弁体ストロークを選択し、ストローク量を切り替える。
【０２３９】
実施の形態では、弁体３０５のストローク量を中ストローク、大ストロークと変化させ、何れの弁体ストロークでも燃料噴射量を満たすことができない場合、燃料噴射率の最も高い弁体ストローク（実施の形態では、大ストローク）を選択して、ストローク量を切り替える。
【０２４０】
燃料噴射中に燃料噴射終了時間の延長が可能なシステムの場合、実際の燃料レール圧力で燃料噴射を続けた際の燃料噴射終了タイミングを算出する（時間１４０５）。算出した燃料噴射終了タイミングが、燃料噴射可能時間（時間１４０４）以内に収まる場合は、燃料噴射時間を延長して噴射を行う。
【０２４１】
算出した燃料噴射終了タイミングが、燃料噴射可能時間（時間１４０４）を超える場合は、燃料噴射可能時間内に燃料噴射要求量の噴射が可能な弁体ストロークを選択してストローク量を切り替える（時間１４０２）。実施の形態では、例えば、大ストロークに切り替えることで燃料噴射率を高めて、燃料噴射可能時間内に燃料噴射要求量を噴射する。
【０２４２】
本実施例では小ストロークから大ストロークへ切り替えたが、２段階又は４段階以上の多段階ストロークでもよいし、無段階のリニアストロークでもよい。残りの燃料噴射可能時間で、燃料噴射要求量の噴射が終了可能なストロークに切り替える。
【０２４３】
また、前述した実施の形態では、燃料レールの圧力低下により燃料噴射率の不足を検出したが、内燃機関回転数の予測値と実測値の比較等、他の要因からも燃料噴射時間の不足を予測することができる。
【０２４４】
以上説明した通り、第２の実施の形態では、
燃料を噴射する噴射孔３０８ａが設けられた筒体３１０と、当該筒体３１０内で移動可能に設けられた弁体３０５とを有する燃料噴射装置１０５を制御する燃料噴射制御装置１２７Ａであって、燃料噴射制御装置１２７Ａは、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を制御するストローク選択部２０２ｄＡを有し、ストローク選択部２０２ｄＡは、内燃機関１０１の１燃焼サイクルにおける燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出する燃料噴射時間算出部１２０２と、燃料噴射時間算出部１２０２で算出し燃料噴射可能時間Ｔｅｎａと、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量と、に基づいて、要求される燃料噴射率を算出する要求燃料噴射率算出部１２０１（燃料噴射率算出部）と、要求燃料噴射率算出部１２０１で算出した要求される燃料噴射率に基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定する駆動方法決定部１２０３（弁体駆動方法決定部）と、を有する構成とした。
【０２４５】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７Ａのストローク選択部２０２ｄＡは、要求燃料噴射率算出部１２０１で算出した要求される燃料噴射率に基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定するので、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することができる。
【０２４６】
また、要求燃料噴射率算出部１２０１は、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量と、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとに基づいて燃料噴射率を算出する構成とした。
【０２４７】
このように構成すると、要求燃料噴射率算出部１２０１は、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量と、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａとから、数式１０に基づいて、燃料噴射率を正確に算出することができる。
【０２４８】
また、駆動方法決定部１２０３は、弁体３０５の移動により筒体３１０と弁体３０５との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、要求される燃料噴射率以上となる範囲で、燃料噴射装置開口面積Ａが最小となるように弁体３０５を移動する制御を行い、および／または弁体３０５の移動により筒体３１０と弁体３０５との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、要求される燃料噴射率以上となる範囲で、内燃機関１０１の１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように弁体３０５を制御する構成とした。
【０２４９】
このように構成すると、駆動方法決定部１２０３は、燃料噴射率が、求される燃料噴射率以上となる範囲で、最小となる弁体ストロークを決定することができる。よって、気筒１３０内に霧化した細かな燃料を噴射することができ、パティキュレートマターの増加を抑制し、排気性能の悪化を防止することができる。
【０２５０】
一方、駆動方法決定部１２０３は、燃料噴射率が、求される燃料噴射率以上となる範囲で、１燃焼サイクルで要求される燃料噴射量を噴射可能な最も多い噴射回数で燃料を噴射するように弁体ストロークを決定することができる。よって、１燃焼サイクルでの燃料噴射を複数に細かく制御することができ、内燃機関１０１の燃費を向上させることができる。
【０２５１】
また、駆動方法決定部１２０３は、１燃焼サイクルにおける燃料の噴射中に、弁体３０５の移動により筒体３１０と弁体３３０５との間隙により形成される噴射開口から噴射される燃料の噴射率が、１燃焼サイクルで要求される燃料噴射率以下となると判定した場合、噴射開口面積が大きくなるように弁体を制御する構成とした。
【０２５２】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７Ａは、燃料噴射率を要求される燃料噴射率以上となるように、弁体ストロークを変更することができ、残りの噴射可能時間内で、内燃機関１０１で必要な燃料噴射量を適切に噴射することができる。
【０２５３】
また、燃料を噴射する噴射孔３０８ａが設けられた筒体３１０と、当該筒体３１０内で移動可能に設けられた弁体３０５とを有する燃料噴射装置１０５を制御する燃料噴射制御装置１２７Ａの制御方法であって、弁体３０５の移動量と、当該弁体３０５の移動量により算出される燃料噴射率とを選択する弁体移動量選択工程（図１３のステップ１３０２）と、燃料噴射率と、第１要求燃料噴射率とに基づいて、弁体３０５の移動量を決定する弁体移動量決定工程（図１３のステップ１３０４）と、燃料噴射装置１０５による燃料の噴射回数を計算する燃料噴射回数計算工程（図１３のステップ１３０８）と、を有する構成とした。
【０２５４】
このように構成すると、燃料噴射制御装置１２７Ａは、燃料噴射率に基づいて、弁体３０５の移動量、および／または噴射回数を決定するので、必要な燃料噴射量を噴射可能時間内に適切に噴射することができる。
【０２５５】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は、前述した実施の形態を全て組み合わせてもよく、何れか２つ以上の実施の形態を任意に組み合わせても好適である。
【０２５６】
また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。
【０２５７】
また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。
【０２５８】
また、前述した実施の形態では、燃料噴射制御装置１２７、１２７Ａは、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを算出する燃料噴射時間算出部６０２、１２０２を有し、この燃料噴射時間算出部６０２、１２０２で算出した燃料噴射可能時間Ｔｅｎａを用いて、弁体３０５の駆動方法を選択及び決定する構成を例示して説明したが、これに限定されるものではない。
【０２５９】
例えば、燃料噴射制御装置１２７、１２７Ａは、燃料噴射可能時間Ｔｅｎａの代わりに、内燃機関１０１の燃料噴射可能回転角度範囲を算出する回転角度範囲算出部を有する構成としてもよい。このように構成しても、燃料噴射可能角度範囲は燃料噴射可能時間に対応するので、燃料噴射制御装置１２７、１２７Ａは、燃料噴射可能角度範囲に基づいて、前述した実施の形態と同様に、弁体３０５の駆動方法を選択及び決定することができる。
【符号の説明】
【０２６０】
１０１：内燃機関、１０２：ピストン、１０３：吸気弁、１０４：排気弁、１０５：燃料噴射装置、１０６：点火プラグ、１０７：点火コイル、１０８：水温センサ、１０９：ＥＣＵ、１１０：吸気管、１１１：排気管、１１２：三元触媒、１１３：酸素センサ、１１５：コレクタ、１１６：クランク角度センサ、１１６ａ：クランク軸、１１９：スロットル弁、１２０：空気流量計、１２１：燃焼室、１２２：アクセル開度センサ、１２２ａ：アクセル、１２３：燃料タンク、１２４：低圧燃料ポンプ、１２５：高圧燃料ポンプ、１２６：燃料圧力センサ、１２７、１２７Ａ：燃料噴射制御装置、１２８：排気カム、１２９：高圧燃料配管（燃料レール）、１３０：気筒、２０２           燃料噴射駆動制御部、２０２：ストローク選択部、２０２ａ：燃料噴射パルス信号演算部、２０２ｂ：燃料噴射駆動波形指令部、２０２ｃ：パラメータ入力部、２０２ｄ、２０２ｄＡ：ストローク選択部、２０３：ヒューズ、２０４：リレー回路、２０６：高電圧生成部、２０７ａ、２０７ｂ：燃料噴射弁駆動部、２０９：バッテリ電圧、２１０：高電圧、３０１：可動コア、３０５：弁体、３０６：固定コア、３０７：コイル、３０８：弁座、３０８ａ：噴射孔、３０９：バネ、３１０：筒体、６０１：燃料噴射必要時間算出部、６０２：燃料噴射時間算出部、６０３：駆動方法決定部、８０１：前気筒噴射判定部、８０２：回転数増加量予測部、８０３：回転数減少量予測部、１２０１：要求燃料噴射率算出部、１２０２：燃料噴射時間算出部、１２０３：駆動方法決定部、１２５１：燃料吸入口、１２５２：高圧ポンプバルブアクチュエーター、１２５３：カム、１２５４：プランジャ、１２５５：燃料吐出口、１２５６：リリーフバルブ
【図１】
2019082116.tif 000013
【図２】
2019082116.tif 000014
【図３】
2019082116.tif 000015
【図４】
2019082116.tif 000016
【図５】
2019082116.tif 000017
【図６】
2019082116.tif 000018
【図７】
2019082116.tif 000019
【図８】
2019082116.tif 000020
【図９】
2019082116.tif 000021
【図１０】
2019082116.tif 000022
【図１１】
2019082116.tif 000023
【図１２】
2019082116.tif 000024
【図１３】
2019082116.tif 000025
【図１４】
2019082116.tif 000026