(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関において、排気ガスの排出を抑制しつつ、燃焼安定性を向上させる。【解決手段】インジェクタを制御する制御装置であって、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程Ｓ１にインジェクタから第１燃料圧力で燃料を噴射させる第１の燃料噴射１００１と、吸気行程Ｓ１と同一の１燃焼サイクルにおける第１の燃料噴射１００１の後にインジェクタから第１燃料圧力より高い第２燃料圧力で燃料を噴射する第２の燃料噴射１００２とをインジェクタに行わせるように当該インジェクタを制御する制御部を有する構成とした。【選択図】図９
2019203455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタを制御する制御装置であって、
内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程に前記インジェクタから第１燃料圧力で燃料を噴射させる第１の燃料噴射と、前記吸気行程と同一の前記１燃焼サイクルにおける前記第１の燃料噴射の後に前記インジェクタから前記第１燃料圧力より高い第２燃料圧力で燃料を噴射する第２の燃料噴射とを前記インジェクタに行わせるように当該インジェクタを制御する制御部を有するインジェクタの制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２の燃料噴射が前記第１の燃料噴射が行われる前記吸気行程と同一の前記１燃焼サイクルにおける圧縮行程で行われるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の燃料噴射を行わせる際の前記インジェクタの可動子の変位量が、前記第２の燃料噴射を行わせる際の前記インジェクタの前記可動子の変位量よりも小さくなるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の燃料噴射で噴射される燃料のペネトレーションよりも前記第２の燃料噴射で噴射される燃料のペネトレーションの方が長くなるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の燃料噴射における前記インジェクタの前記可動子の変位量が最大となる位置で前記可動子が保持されるように前記インジェクタを制御する請求項３に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の燃料噴射で前記インジェクタから噴射される燃料の噴射時間が、前記第２の燃料噴射で前記インジェクタから噴射される燃料の噴射時間よりも長くなるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記内燃機関の前記１燃料サイクルにおける吸気行程で前記第１の燃料噴射が複数回行われるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１の燃料噴射において前記インジェクタの弁体の変位量が最大とならない位置で燃料の噴射が行われるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第２の燃料噴射において前記インジェクタの弁体の変位量が最大となる位置で燃料の噴射が行われるように前記インジェクタを制御する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記内燃機関における同一の前記１燃焼サイクルにおいて、前記インジェクタを制御する電流のピーク値の大きさを少なくとも１回以上変更する請求項１に記載のインジェクタの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止や化石燃料等の資源枯渇抑制の観点から、移動体の内燃機関では、燃費の向上や二酸化炭素（ＣＯ２）の低減が求められている。内燃機関から排出される二酸化炭素を低減するためには、燃料の消費量を少なくする必要があり、燃料が空気に対して希薄な状態で燃焼されるリーン燃焼が有効な技術である。このリーン燃焼状態では、気筒内での等量比（燃料の濃さを表す値）が小さい状態の混合気に着火させる必要があるため、燃焼が緩慢となり、燃焼が不安定となりやすい。そのため、この種の移動体の内燃機関では、リーン燃焼状態での燃焼を安定化させるため、１燃焼サイクルにおける圧縮行程の期間で微量の燃料を噴射し、点火プラグ近傍の雰囲気を僅かに燃料の濃い状態（以下、燃料リッチな状態と言うことがある）とすることで、燃焼を安定化させる方法（弱成層燃焼と言う）がある。
【０００３】
また、移動体の内燃機関では、排気ガス規制の強化に伴い、未燃焼粒子（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）の総量とその個数である未燃焼粒子数（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｎｕｍｂｅｒ：ＰＮ）、炭化水素（ＨｙｄｒｏＣａｒｂｏｎ：ＨＣ）、窒素酸化物（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ  Ｏｘｉｄｅｓ：ＮＯｘ）を低減することが求められている。ＰＮ及びＨＣは、内燃機関のインジェクタから噴射された燃料が気筒内のピストンやボア壁面に付着することで発生する。また、ＰＮは、気筒内の混合気に空気と燃料の比である等量比が大きい、すなわち燃料が濃い領域があると増加する傾向にある。よって、内燃機関において、ＰＮとＨＣの発生を抑制するためには、気筒内のピストンやボア壁面への燃料の付着量を低減する必要がある。
【０００４】
また、ＨＣは、内燃機関の排気側に設けられた触媒が活性化されていない内燃機関の始動時に多く排出される。そのため、内燃機関では、暖機完了後のアイドル中よりも点火時期をリタード（遅角）させることで、排気損失を大きくして排気ガスの温度を高くすることができ、触媒を早期に昇温させてＨＣの排出を抑えることができる。この点火時期をリタード（遅角）する方法では、内燃機関の１燃焼サイクルにおける圧縮行程が終了し、ピストンが上死点から下死点に向かうまでの膨張行程で点火するため、燃焼が不安定になりやすい。したがって、点火時期をリタード（遅角）する方法において、燃料への点火を確実に行うためには、内燃機関に設けられた点火プラグの周囲に、点火に必要な燃料の濃い混合気を形成する技術が求められる。点火プラグの点火タイミングにおいて、点火プラグの周囲に燃料の濃い混合気を形成するため、ピストンの冠面にキャビティ（凹部）を形成すると共に、圧縮行程に燃料を噴射して冠面のキャビティに入れた混合気を、点火プラグ方向に巻き上げることで、点火プラグの周囲に燃料の濃い混合気を集めることができる。ここで、ピストンの冠面に形成されたキャビティに燃料を噴射して燃料の濃い混合気を点火プラグの周囲に巻き上げるためには、インジェクタから噴射される燃料のペネトレーション（燃料噴霧の到達距離）を長くする（貫徹力を強くする）ことで、キャビティからの混合気の巻き上げ量を多くして、点火プラグに混合気を確実に到達させる必要がある。
【０００５】
一方、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程では、空気と燃料の混合を促進させる観点から、インジェクタから噴射される燃料の噴射時間を長く行うことが求められ、吸気行程と圧縮行程とでは、インジェクタの噴射に求められる要求が異なる。
【０００６】
特許文献１には、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程と圧縮行程とで、インジェクタから噴射される燃料の噴射状態を変える方法が開示されている。特許文献１に開示された方法では、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程において、インジェクタから噴射される燃料の噴射パルスを長くし、内燃機関の１燃焼サイクルにおける圧縮行程において、インジェクタから噴射される燃料の噴射パルスを短くする噴射パターンを複数回行うことで、吸気行程と圧縮行程とで噴射状態を変えるインジェクタの制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１８３６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この種の内燃機関では、内燃機関の始動後に触媒を暖機する場合、燃焼安定性に必要な燃料リッチな状態の混合気を点火プラグの周囲に形成する必要があり、１燃焼サイクルにおける圧縮行程において燃料を噴射する必要がある。特に、インジェクタが、燃焼室の側面に取り付けられているサイド噴射式の場合、インジェクタと点火プラグとの距離が離れているため、所定の点火タイミングにおいて、燃料リッチな混合気を点火プラグの周囲に形成するためには、圧縮行程で噴射する燃料量を多くする必要がある。一方、内燃機関の１燃焼サイクルにおける圧縮行程では、インジェクタとピストンの冠面との距離が近くなるため、インジェクタから噴射した燃料がピストンに付着しやすく、ＨＣやＰＮの発生量が多くなってしまうという問題がある。
【０００９】
また、触媒を暖機する場合の１燃焼サイクルにおける吸気行程において、空気と燃料の均質性を高める観点から、インジェクタから噴射される燃料の噴射時間を長くしたいという要求がある。一方、触媒を暖機する場合、内燃機関の始動後のシリンダ壁面の温度が低いことから、吸気行程で噴射された燃料がシリンダ壁面に付着して、ＨＣやＰＮの発生量が多くなってしまう場合があり、これが空気と燃料との均質性を悪化させてしまうという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明は、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程での混合気の均質性を高めると共に、圧縮行程での排気ガスの排出を抑えつつ、燃焼安定性を確保できるインジェクタの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、インジェクタを制御する制御装置であって、内燃機関の１燃焼サイクルにおける吸気行程にインジェクタから第１燃料圧力で燃料を噴射させる第１の燃料噴射と、吸気行程と同一の１燃焼サイクルにおける第１の燃料噴射の後にインジェクタから第１燃料圧力より高い第２燃料圧力で燃料を噴射する第２の燃料噴射とをインジェクタに行わせるように当該インジェクタを制御する制御部を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関において、排気ガスの排出を抑制しつつ、燃焼安定性を向上させることができる。
。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】制御装置、インジェクタ及び圧力センサとで構成される燃料噴射システムを説明する模式図である。
【図２】インジェクタの構造を説明する断面図と、インジェクタを駆動するための制御装置の構成の一例を説明するであり、
【図３】図２のＡ部の拡大図である。
【図４】ＥＣＵから出力される燃料制御信号と、インジェクタのソレノイドの駆動電圧と、駆動電流と、弁体の変位量との関係を経時的に示した図である。
【図５】内燃機関においてインジェクタから気筒内に燃料が噴射されてる状態を説明する図である。
【図６】内燃機関のシステム構成の要部を説明する模式図である。
【図７】クランク角度と吸気バルブのリフト量、気筒内の乱れ速度との関係を説明する図である。
【図８】図５のＡ−Ａ断面からインジェクタの方向を見た場合のインジェクタから噴射される燃料の投影図である。
【図９】制御装置から出力される燃料制御信号のパルス幅、駆動電流、弁体変位量の経時的な変化を説明する図である。
【図１０】圧縮行程において、インジェクタから噴射した燃料の状態を説明する図である。
【図１１】第２の実施形態にかかるインジェクタの構造を説明する断面図である。
【図１２】可動子機構近傍を拡大した図であり、可動子機構が第１スプリングにより燃料噴射孔方向に押圧されている状態を示す。
【図１３】可動子機構近傍を拡大した図であり、可動子機構の第２可動子がソレノイドにより吸引された小ストローク状態を示す。
【図１４】可動子機構近傍を拡大した図であり、第１可動子及び第２可動子がソレノイドにより吸引された大ストローク状態を示す。
【図１５】インジェクタのソレノイドに供給する駆動電流の一例を説明する図である。
【図１６】燃料制御信号と燃料噴射量との関係の一例を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態にかかる燃料制御信号と、駆動電流と、弁体の変位量との関係を経時的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
初めに、本発明の第１の実施形態にかかるインジェクタの制御装置（以下、制御装置１と言う）を説明する。本実施形態では、制御装置１を、車両用の直列４気筒のピストン式内燃機関に設けられたインジェクタ１０３〜１０６の制御に適用した場合を例示して説明する。
【００１５】
図１は、制御装置１、インジェクタ１０３〜１０６及び圧力センサ３を有して構成される燃料噴射システム４を説明する模式図である。
図１に示すように、直列４気筒のピストン式内燃機関（以下、内燃機関１００と言う）では、シリンダブロック１０１にシリンダ（以下、気筒１０２と言う）が１列に４つ配置されている。実施形態では、気筒１０２は、図１の左側から第１気筒１０２１、第２気筒１０２２、第３気筒１０２３、第４気筒１０２４の順番で４つ配置されており、各気筒１０２１〜１０２４には、インジェクタ１０３、１０４、１０５、１０６（燃料噴射装置とも言う）がそれぞれ設けられている。インジェクタ１０３〜１０６の先端側のそれぞれに設けられた燃料噴射孔１０３１〜１０６１は、各気筒１０２１〜１０２４の燃焼室１０２１ａ〜１０２４ａ内に位置しており、インジェクタ１０３〜１０６の燃料噴射孔１０３１〜１０６１から噴射された燃料は、燃焼室１０２１ａ〜１０２４ａに直接噴射されるようになっている。燃料は、燃料ポンプ１０７によって昇圧されてレール配管１０８（燃料配管）に送出された後、各インジェクタ１０３〜１０６に供給される。燃料圧力（以下、燃圧と言う）は、燃料ポンプ１０７によって吐出された燃料の流量と、各気筒１０２１〜１０２４に設けられたインジェクタ１０３〜１０６によって各燃焼室１０２１ａ〜１０２４ａ内に噴射された燃料の噴射量とのバランスによって変動するが、レール配管１０８に設けられた圧力センサ１０９による情報に基づいて所定の圧力を目標値として、燃料ポンプ１０７からの燃料の吐出量が制御されるようになっている。
【００１６】
インジェクタ１０３〜１０６から噴射される燃料の圧力（燃料圧力）や噴射量は、エンジンコントロールユニット（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）２の制御部２１から出力される燃料制御信号３００のパルスによって制御される。ＥＣＵ２の制御部２１から出力された燃料制御信号３００は、インジェクタ１０３〜１０６を駆動する駆動回路３に入力される。駆動回路３は、制御部２１から出力された燃料制御信号３００に基づいてインジェクタ１０３〜１０６を駆動するための駆動電流４００の波形を生成し、燃料制御信号３００のパルス幅に応じた時間だけインジェクタ１０３〜１０６に駆動電流４００を供給する。なお、実施形態では、ＥＣＵ２と駆動回路３とは個別の部品として分けられ、ＥＣＵ２と駆動回路３とは信号線Ｌｎ１及び通信ラインＬｎ２で接続されている場合を例示して説明するが、駆動回路３は、ＥＣＵ２と一体の部品や基板として実装されていてもよい。実施形態では、一体又は別体に設けられたＥＣＵ２と駆動回路３とを合わせて制御装置１と言う。
【００１７】
［インジェクタ］
次に、インジェクタ１０３〜１０６の構造と基本的な動作を説明する。以下では、前述したインジェクタ１０３の構造を例示して説明するが、他のインジェクタ１０４〜１０６も同様の構造を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。
図２は、インジェクタ１０３の構造を説明する断面図と、インジェクタ１０３を駆動するための制御装置１の構成の一例を説明するであり、図３は、図２のＡ部の拡大図である。図２及び図３において、図中の上側を燃料の通流方向における上流側、下側を燃料の通流方向における下流側と定義する。
図２に示すように、ＥＣＵ２の制御部２１は、内燃機関１００の運転状態を示す信号を各種センサ５から取り込み、この内燃機関１００の運転状態に応じて、インジェクタ１０３から噴射する燃料の噴射量を制御するための燃料制御信号３００のパルス幅や噴射タイミングの演算を行う。またＥＣＵ２には、各種センサ５からの信号を取り込むためのＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）変換器２２とＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ/Ｏｕｔｐｕｔ）ポート２３とが備えられている。制御部２１から出力された燃料制御信号３００は、信号線Ｌｎ１を通して駆動回路３に入力される。駆動回路３は、燃料制御信号３００に基づいて、インジェクタ１０３のソレノイド１０３２に印加する駆動電圧５００を発生させるための駆動電流４００を生成する。制御部２１は、通信ラインＬｎ２を介して駆動回路３と通信を行っており、インジェクタ１０３に供給する燃料の圧力や内燃機関１００の運転状態によって、駆動回路３で生成される駆動電流４００を切り替え、駆動電流４００や駆動時間の設定値を変更できるようになっている。
【００１８】
インジェクタ１０３は、ソレノイド１０３２に駆動電圧５００が印加されていない状態（通常時）では、燃料噴射孔１０３１が閉じられている閉型の電磁弁（電磁式燃料噴射装置）である。つまりソレノイド１０３２に駆動電圧５００が印加されていない状態では、弁体１０３３がスプリング１０３４によって閉方向（図２の下流側）に付勢され、弁体１０３３と弁座１０３５とが密着して閉弁状態となる。インジェクタ１０３が閉弁状態において、可動子１０３６には戻しバネ１０３７による開方向（図２の上流側）の付勢力が作用する。ここで、弁体１０３３を付勢するスプリング１０３４の下流側への付勢力の方が、戻しバネ１０３７の上流側への付勢力よりも大きいため、可動子１０３６の端面１０３６ａが弁体１０３３に当接し、可動子１０３６の軸線Ｘ方向の移動が規制される（図３参照）。また、弁体１０３３と可動子１０３６とは相対変位可能に構成されており、ノズルホルダ１０３８に内包されている。図３に示すように、ノズルホルダ１０３８は、戻しバネ１０３７のバネ座となる端面１０３８ａを有している。スプリング１０３４による下流側への付勢力は、固定コア１０３９の内径側に固定されたバネ押さえ１０４０（図２参照）の押し込み量によって組み立て時に調整されている。
【００１９】
また図３に示すように、インジェクタ１０３では、固定コア１０３９、可動子１０３６、ノズルホルダ１０３８、ハウジング１０４１とで磁気回路を構成しており、可動子１０３６と固定コア１０３９との間に空隙Ｃ１を有している。ノズルホルダ１０３８の可動子１０３６と固定コア１０３９との間の空隙Ｃ１に対応する部分には磁気絞り１０４２が形成されている。ソレノイド１０３２はボビン１０４３に巻き付けられた状態でノズルホルダ１０３８の外周側に取り付けられている。図２に示すように、弁体１０３３の弁座１０３５側の先端部の近傍にはロッドガイド１０４４がノズルホルダ１０３８に固定されて設けられている。弁体１０３３は、当該弁体１０３３のバネ台座（図示せず）とロッドガイド１０４４とにより軸線Ｘ方向に摺動可能にガイドされている。ノズルホルダ１０３８の先端部には、弁座１０３５と燃料噴射孔１０３１とが形成されたオリフィス１０４５が設けられており、可動子１０３６と弁体１０３３との間に設けられた内部空間（燃料通路）を外部から封止している。
【００２０】
インジェクタ１０３に供給される燃料は、燃料の通流方向におけるインジェクタ１０３の上流側に設けられたレール配管１０８（図１参照）から供給され、第１の燃料通路孔１０４６及び可動子１０３６に設けられた下部燃料通路孔１０４７を通流して弁体１０３３の先端側まで流れ、弁体１０３３の弁座１０３５側の端部に形成されたシート部１０３３ｂと弁座１０３５とで燃料をシールしている。インジェクタ１０３では、閉弁時には、燃料圧力によって弁体１０３３の上部と下部の差圧（差圧力）が生じ、燃料圧力と弁座位置におけるシート内径の受圧面積とを乗じて求まる圧力差及びスプリング１０３４の荷重によって弁体１０３３が閉弁方向に押圧される。閉弁状態からソレノイド１０３２に電流が供給されると、磁気回路に磁界が生じ、固定コア１０３９と可動子１０３６との間に磁束が通過して、可動子１０３６に磁気吸引力が作用する。可動子１０３６に作用する磁気吸引力が、差圧力とスプリング１０３４の下流側への付勢力を超えるタイミングで、可動子１０３６は軸線Ｘに沿う固定コア１０３９側への変位を開始する（開弁開始）。
【００２１】
このようにして閉弁動作を終了した可動子１０３６と固定コア１０３９は開弁状態で静止する。インジェクタ１０３の開弁状態では、弁体１０３３と弁座１０３５との間に燃料が貯留する隙間が生じており、この隙間に貯留した燃料が燃料噴射孔１０３１を通って気筒１０２１内に噴射される。ここで、インジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力は、レール配管１０８から供給される燃料圧力やインジェクタ１０３の弁体１０３３の変位量（燃料通流路の面積）などによって決まるが、レール配管１０８から供給される燃料圧力の変動がない又は僅かであると仮定した場合、燃料圧力はインジェクタ１０３の弁体１０３３の変位量によって決まる。具体的には、弁体１０３３の変位量が小さい場合には燃料噴射孔１０３１を通流する燃料の単位時間当たりの流量が少なくなる結果、インジェクタ１０３３から噴射される燃料の燃料圧力は低くなり、弁体１０３３の変位量が大きい場合には燃料噴射孔１０３１を通流する燃料が多くなる結果、インジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力は高くなる（図９参照）。ここで、単位時間当たりの燃料の流量とは、弁体１０３３の開弁期間において噴射される燃料の単位時間当たりの流量を言う。つまり単位時間当たりの燃料の流量とは、縦軸にインジェクタ１０３から噴射される燃料の噴射量、横軸に時間をとったグラフにおける勾配で表される燃料噴射率を意味する。
【００２２】
そして、ソレノイド１０３２に供給されている駆動電流４００が遮断されると、磁気回路中に生じていた磁束が消滅し、可動子１０３６に作用する磁気吸引力も消滅する。その結果、可動子１０３６及び弁体１０３３は、スプリング１０３４の荷重と圧力差によって弁座１０３５に当接する閉弁位置に押し戻されて閉弁する。
【００２３】
［弁体の駆動方法］
次に、本発明の実施形態にかかるＥＣＵ２の制御部２１から出力される燃料制御信号３００と、インジェクタ１０３のソレノイド１０３２に印加される駆動電圧５００と、駆動電流４００と、弁体１０３３の変位量（弁体１０３３の挙動）との関係を説明する。
図４は、ＥＣＵ２から出力される燃料制御信号３００と、インジェクタ１０３のソレノイド１０３２に印加される駆動電圧５００及び駆動電流４００と、弁体１０３３の変位量（弁体の挙動）との関係を説明する図である。
図４の最上段は、ＥＣＵ２の制御部２１から駆動回路３に対して出力される燃料制御信号３００（噴射パルス）の一例である。この燃料制御信号３００はＯＮ／ＯＦＦ信号であり、インジェクタ１０３を駆動する場合に所定時間ＯＮされる。図４の最上段から２段目は、制御部２１から出力される燃料制御信号３００に基づいて駆動回路３で生成される駆動電圧５００の波形の一例である。駆動回路３で生成される駆動電圧５００は、バッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧ＶＨに昇圧されて短時間にソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を急激に増加させて弁体１０３３を開弁するための高電圧５０１と、駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦすることで目的とするデューティ制御を行い、弁体１０３３を開弁保持制御するための保持電圧５０２とを含んで構成される。図４の最上段から３段目は、駆動回路３で生成された駆動電圧５００によりソレノイド１０３２に流れる駆動電流４００の波形の一例である。ソレノイド１０３２に流れる駆動電流４００は、高電圧５０１が印加されることでピーク電流値Ｉｐｅａｋに到達した後、駆動電圧５００の印加が停止されることで急激に減少する（駆動電流４０１）。そして、駆動電流４００は、駆動電圧５００の保持電圧５０２によりほぼ一定の電流値Ｉａに保持される（保持電流４０２）。図４の最下段は、インジェクタ１０３の弁体１０３３及び可動子１０３６の変位量の一例である。弁体１０３３は、ソレノイド１０３２に流れる駆動電流４００の増加に伴って多少のタイムラグの後に変位（開弁）を開始し、駆動電流４００がピーク電流値Ｉｐｅａｋになった後に最大高さ位置Ｈｍａｘを超える位置まで変位する。その後、弁体１０３３は、駆動電流４００の急激な減少に応じて最大高さ位置Ｈｍａｘを超える位置から最大高さ位置Ｈｍａｘ未満となる位置まで変位が小さくなり、駆動電流４００の保持電流４０２により最大高さ位置Ｈｍａｘとなる一定の高さ位置で保持される。一方、可動子１０３６は、弁体１０３３とほぼ同様な挙動で変位を行うが、弁体１０３３が最大高さ位置Ｈｍａｘに到達した後（時間ｔ２）、最大高さ位置Ｈｍａｘ未満となる高さ位置まで変位量が一時的に減少する。その後、可動子１０３６は、弁体１０３３と同じ最大高さ位置Ｈｍａｘまで増加した後、最大高さ位置Ｈｍａｘとなる一定の高さ位置で保持される。
【００２４】
次に、実施形態にかかるインジェクタ１０３が設けられた内燃機関１００の構成及びインジェクタ１０３から噴射される燃料の状態について説明する。実施形態では、燃料を気筒１０２１内に直接噴射する直噴式内燃機関を一例に説明する。図５は内燃機関１００においてインジェクタ１０３から気筒１０２１内に燃料が噴射されてる状態を説明する図である。図６は内燃機関１００のシステム構成の要部を説明する模式図である。図７はクランク角度と吸気バルブ１１４のリフト量、気筒１０２１内の乱れ速度との関係を説明する図であり、吸気行程Ｓ１のＴＤＣが−３６０ｄｅｇ、ＢＤＣが−１８０ｄｅｇ、圧縮行程Ｓ２のＴＤＣが０ｄｅｇに相当し、吸気バルブ１１４のリフト量を点線、気筒１０２１内の乱れ速度の平均値を破線、気筒１０２１内のタンブルを実線で示している。
【００２５】
最初に、図５に示すように、インジェクタ１０３と、点火プラグ１１０と、吸気ポート１１１と、排気ポート１１２と、ピストン１１３と、吸気バルブ１１４と、排気バルブ１１５と、を有する内燃機関１００の構成を説明する。
ピストン１１３の点火プラグ１１０側の冠面１１３１には、ピストン１１３の点火プラグ１１０側の上端面よりも低く形成されたキャビティ１１３２を有しており、キャビティ１１３２は、インジェクタ１０３から噴射された燃料と空気とが混合した混合気を保持する機能を有している。吸気ポート１１１には、この吸気ポート１１１の上部１１１ａから下部１１１ｂへの空気の流れを遮断する固定式の隔壁１１６が設けられており、この隔壁１１６の上流には、ＥＣＵ２により開閉制御されるバルブ１１７が設けられている。実施形態では、バルブ１１７は閉弁している状態を示している。
【００２６】
次に、図６を用いて内燃機関１００のシステム構成の要部について説明する。以下の説明では、気筒１０２１に関連する構成を例示して説明するが、他の気筒１０２２〜１０２４に関連する構成も同様であるので、詳細な説明は省略する。
内燃機関１００において、外気から取り込まれた空気は、エアクリーナ１２０、過給機１２１が設けられた過給室１２２、インタークラー１２３、スロットルバルブ１２４、吸気ポート１１１を通流して気筒１０２１に供給される。空気の取り込み口に設けられたエアクリーナ１２０は、空気中に含まれるゴミや埃などを取り除き、内燃機関１００へのゴミ等の進入を防ぐことで内燃機関１００の内部の摩耗を抑制する。過給室１２２には、空気の吸気側と排気側のそれぞれに過給機１２１（タービン）が設けられており、この吸気側と排気側の過給機１２１はシャフト１２５で互いに接続されている。よって、排気ポート１１２を通流する排気ガスの流速に応じた排気側の過給機１２１の回転に伴って吸気側の過給機１２１も回転し、この吸気側の過給機１２１の回転により気筒１０２１へ流入する空気量を増加させることができ、内燃機関１００の出力を増加させることができる。また、過給室１２２を通流した空気は、過給機１２１による過給によって温度が上昇するため、インタークラー１２３で冷却された後、気筒１０２１に流入する空気量を調整するスロットルバルブ１２４、吸気ポート１１１を通流して気筒１０２１内に流入されるように構成されている。また、気筒１０２１では、点火プラグ１１０により燃料と空気とを混合した混合気に着火させ、燃焼により得られた駆動力をクランクシャフト１２６に伝達した後、膨張行程に排気バルブ１１５を開弁することで、排気ポート１１２から排気された排気ガスの流速で排気側の過給機１２１を回転させる。その後、排気ガスに含まれる炭化水素（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＣ）、窒素酸化物（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ  Ｏｘｉｄｅｓ：ＮＯｘ）、一酸化炭素（Ｃａｒｂｏｎ  Ｍｏｎｏｘｉｄｅ：ＣＯ）は、触媒１２７を通過する際に、当該触媒１２７を構成するパラジウム、ロジウム、プラチナなどにより還元、酸化反応を生じて除去される。しかしながら、触媒１２７の温度が低い場合、パラジウムなどによるＨＣなどの還元能力が低いため、特に内燃機関１００の始動時などの条件においては、触媒１２７を早期に暖機する必要がある。
【００２７】
次に、図７を用いて触媒１２７の暖機条件における燃料噴射制御の一例を説明する。触媒１２７の暖機条件では、ピストン１１３が上死点（Ｔｏｐ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ：ＴＤＣ）に到達するタイミングｔ１かつ排気バルブ１１５が開弁する直前又は同時のタイミングにおいて、吸気バルブ１１４の開弁を開始させて燃焼室内に空気を取り込む。吸気バルブ１１４が開弁を開始し、最大リフト量に到達するまでのタイミングｔ２において、インジェクタ１０３から吸気行程Ｓ１における燃料噴射（第１の燃料噴射１００１）を行う。ピストン１１３がＴＤＣから下死点（Ｂｏｔｔｏｍ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｅｒ：ＢＤＣ）に到達した後の圧縮行程Ｓ２で、ピストン１１３がＢＤＣからＴＤＣに到達する前のタイミングｔ３において、インジェクタ１０３から圧縮行程Ｓ２における燃料噴射（第２の燃料噴射１００２）を行う。これにより、ピストン１１３が点火プラグ１１０に近づく圧縮行程Ｓ２において、インジェクタ１０３から噴射した燃料と空気との混合気をピストン１１３の冠面１１３１のキャビティ１１３２内に入れて、ＴＤＣに移動中のキャビティ１１３２内に入った混合気を点火プラグ１１０の方向に巻き上がらせることで、点火プラグ１１０の周辺に理論空燃比（以下、ストイキと言うことがある）よりも燃料リッチな混合気を形成することができる。ＥＣＵ２の制御部２１は、前述した吸気行程Ｓ１と圧縮行程Ｓ２における所定の噴射タイミングｔ２、ｔ３でインジェクタ１０３から燃料を噴射するようにインジェクタ１０３を制御する。この際、吸気行程Ｓ１と圧縮行程Ｓ２で噴射する燃料の比率（分割比）は、吸気行程Ｓ１の方が多くなるように設定し、例えば、６：４、７：３、８：２程度とするとよい。
【００２８】
内燃機関１００では、点火プラグ１１０のマイナス電極１１０ｂとプラス電極１１０ａ（図５参照）との間の周辺に燃料リッチな混合気を形成したタイミングｔ４において、点火プラグ１１０による点火を行い混合気に着火させて燃焼させる。このタイミングｔ４において、点火プラグ１１０周辺に燃料リッチな混合気を確保するためには、圧縮行程Ｓ２でのインジェクタ１０３からの燃料の噴射量を多くする必要があるが、圧縮行程Ｓ２ではインジェクタ１０３とピストン１１３との間の距離が近いため、インジェクタ１０３から多くの燃料を噴射すると、この噴射した燃料がピストン１１３に付着することにより排気ガスのＨＣやＰＮが増加してしまう可能性がある。そのため、制御部２１では、圧縮行程Ｓ２における第２の燃料噴射１００２で噴射する燃料の量を、第１の燃料噴射１００１で噴射する燃料の量よりも少なくなるようにインジェクタ１０３を制御することでＨＣやＰＮの発生を抑制している。
【００２９】
次に、図８〜図１０を用いて、ＥＣＵ２の制御部２１によるインジェクタ１０３の燃料噴射制御を説明する。図８は、図５におけるＡ−Ａ断面図であり、Ａ−Ａ断面からインジェクタ１０３方向を見た場合のインジェクタ１０３から噴射された燃料の状態を説明する模式図である。図９は、本発明の実施形態にかかる制御部２１から出力される燃料制御信号３００のパルス幅、駆動電流４００、弁体１０３３の変位量の経時的な変化を説明する図である。図１０は、圧縮行程Ｓ２において、インジェクタ１０３から噴射した燃料の状態を説明する図である。
【００３０】
初めに、図８に示すように、実施形態にかかるインジェクタ１０３は、複数の燃料噴射孔１０３１を有するマルチホールタイプのインジェクタであり、例えば、点火プラグ１１０を指向する噴霧Ｄ１と、吸気バルブ１１４に近い方向に噴射する噴霧Ｄ２及びＤ６と、ピストン１１３を指向する噴霧Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の６方向に噴霧可能に設けられている。制御部２１は、圧縮行程Ｓ２での燃料噴射において、噴霧Ｄ４とＤ１をピストン１１３のキャビティ１１３２に入れることで点火プラグ１１０の周囲に燃料リッチな混合気を形成することができる。また、キャビティ１１３２の大きさや燃料の噴射タイミングに応じて噴霧Ｄ２、Ｄ６又は噴霧Ｄ３、Ｄ５をキャビティ１１３２に入れてもよく、このようにしても点火プラグ１１０の周囲に燃料リッチな混合気を形成することができる。
【００３１】
次に、図９に示すように、制御部２１は、吸気行程Ｓ１において弁体１０３３の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘよりも低い位置での噴射（第１の燃料噴射１００１）を少なくとも２回以上の複数回行うようにインジェクタ１０３を制御する。その後、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１よりも弁体１０３３の変位量が大きい第２の燃料噴射１００２を行うようにインジェクタ１０３を制御する。ここで、実施形態の制御部２１では、第１の燃料噴射１００１において弁体１０３３が開弁して燃料が噴射されている期間を噴射期間ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３と定義し、第２の燃料噴射１００２において弁体１０３３が開弁して燃料が噴射されている噴射期間をｐ１４と定義すると、噴射期間ｐ１４に比べて各噴射期間ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３が短くなるように燃料制御信号３００のパルス幅（駆動電流４００の通電時間）が設定されている。ここで、制御部２１は、吸気行程Ｓ１で行われる第１の燃料噴射１００１での噴射期間Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の合計期間（Ｐ１１＋Ｐ１２＋Ｐ１３）が、圧縮行程Ｓ２で行われる第２の燃料噴射１００２での噴射期間Ｐ１４よりも長くなるように（Ｐ１１＋Ｐ１２＋Ｐ１３＞Ｐ１４）、インジェクタ１０３を制御する。
【００３２】
制御部２１では、第１の燃料噴射１００１の弁体１０３３が開弁を開始するタイミングｔ１２、すなわち燃料の噴射が開始されるタイミングから第１の燃料噴射１００１が終了するタイミングｔ１３までの期間ｐ１５における単位時間当たりの燃料の流量を、第２の燃料噴射１００２の弁体１０３３が開弁を開始するタイミングｔ１４、すなわち燃料の噴射が開始されるタイミングから第２の燃料噴射１００２が終了するタイミングｔ１５までの期間ｐ１４における単位時間当たりの燃料の流量よりも小さくなるように設定している。
【００３３】
制御部２１は、弁体１０３３の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘよりも小さくなるようにインジェクタ１０３を制御して、インジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力が低い（単位時間当たりの流量が小さい）第１の燃料噴射１００１を吸気行程Ｓ１で行わせる。これにより気筒１０２１内の空気と燃料との混合を促進させて内燃機関１００内に均質な混合気が形成され、ＮＯｘの排出を抑制することができる。また、第１の燃料噴射１００１では、弁体１０３３の変位量が当該弁体１０３３の変位の最大高さ位置Ｈｍａｘよりも小さいため、弁体１０３３とシート部１０３３ｂと間の圧力損失が大きくなり、燃料噴射孔１０３１から噴射される燃料噴霧の到達距離（ペネトレーション）が短くなる。その結果、インジェクタ１０３から噴射された燃料の噴霧がボア壁面やピストン１１３の冠面１１３１に付着するのを抑制でき、ＨＣを低減できる。
【００３４】
制御部２１は、弁体１０３３の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘよりも小さい状態で燃料を噴射する第１の燃料噴射１００１を行うため、第２の燃料噴射１００２よりも燃料制御信号３００のパルス幅を短くして、ソレノイド１０３２に通電する駆動電流４００を小さくする制御を行うことで、弁体１０３３に作用する磁気吸引力が小さくなり、弁体１０３３の変位量を最大高さ位置Ｈｍａｘよりも小さくする制御を行うことができる。
【００３５】
なお、図９では、吸気行程Ｓ１における第１の燃料噴射１００１を３回行う場合を例示して説明したが、２回以上の複数回（例えば、４回や５回以上）行ってもよい。
【００３６】
一方、制御部２１は、弁体１０３３の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘとなるようにインジェクタ１０３を制御して、インジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力が第１の燃料噴射１００１で噴射される燃料の燃料圧力よりも高い（単位時間当たりの流量が大きい）第２の燃料噴射１００２を圧縮行程Ｓ２で行わせる。これによりインジェクタ１０３から貫徹力が強い、すなわちペネトレーションが長い燃料噴霧を少量噴射することができる。この結果、点火プラグ１１０に混合気を確実に到達させ、かつＰＮやＨＣを抑制することができる。また、制御部２１は、インジェクタ１０３を制御して、弁体１０３３の変位量が第１の燃料噴射１００１よりも大きい第２の燃料噴射１００２を行うために、第１の燃料噴射１００１よりも第２の燃料噴射１００２の燃料制御信号３００のパルス幅を長くして、ソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を大きくする制御を行う。これにより、インジェクタ１０３では、弁体１０３３に作用する磁気吸引力が大きくなり、第２の燃料噴射における弁体１０３３の変位量を第１の燃料噴射における弁体１０３３の変位量よりも大きくすることができる。
【００３７】
また実施の形態では、制御部２１は、内燃機関１００の１燃料サイクルにおける第２の燃料噴射１００２の噴射タイミングｔ１４を、第１の燃料噴射１００１の噴射タイミングｔ１２よりも遅いタイミングに設定し、特に圧縮行程Ｓ２の期間内に設定している。制御部２１は、インジェクタ１０３を制御して、第２の燃料噴射１００２を圧縮行程Ｓ２の期間で行うことで、ピストン１１３がＴＤＣに向けて移動しているタイミングで燃料の噴射が行われ、噴射した燃料の多くがピストン１１３の冠面１１３１に形成されたキャビティ１１３２に入れることができる。この結果、キャビティ１１３２に入った燃料が点火プラグ１１０方向に巻き上げられ、点火プラグ１１０周辺に燃料リッチな状態の混合気を形成することができる。また、インジェクタ１０３とピストン１１３のキャビティ１１３２との距離が近いほど、インジェクタ１０３から噴射された燃料がキャビティ１１３２に入りやすくなるため、例えば、制御部２１は、インジェクタ１０３を制御して、第２の燃料噴射１００２をクランク角度がＴＤＣに到達する前の７０ｄｅｇよりも後（１燃料サイクルにおける遅いタイミング）に行うのが好ましい。図１０に示すように、制御部２１がインジェクタ１０３を制御して、第２の燃料噴射１００２をクランク角度がＴＤＣに到達する前の７０ｄｅｇよりも後（１燃料サイクルにおける遅いタイミング）に行うことで、インジェクタ１０３から噴射された燃料の噴霧Ｄ２〜Ｄ６の多くが、当該インジェクタ１０３のより近くに位置するピストン１１３のキャビティ１１３２に入る結果、このキャビティ１１３２に入った燃料の噴霧がキャビティ１１３２の傾斜面１１３３に当たって点火プラグ１１０の方向に巻き上がり、点火プラグ１１０の周囲に燃料リッチな混合気を形成できる。
【００３８】
また図９において、実施形態にかかる圧縮行程Ｓ２に行われる第２の燃料噴射１００２は、１回行う場合を例示して説明したが、圧縮行程Ｓ２で行われる第２の燃料噴射１００２は、２回以上の複数回に分割して行ってもよい。例えば、第２の燃料噴射１００２を２回に分割して行うことで、１回目の噴射でキャビティ１１３２内に混合気を形成した後、２回目の噴射でキャビティ１１３２に近い噴霧Ｄ６の速度は下がり、キャビティ１１３２すなわち壁面から遠い噴霧Ｄ１の速度は下がらないため、気筒１０２１内の上下差圧が生じて、キャビティ１１３２に形成した混合気を点火プラグ１１０の方向に巻き上げる効果を高めることができる。
【００３９】
以上説明した通り、第１の実施形態では、
（１）インジェクタ１０３を制御する制御装置１であって、内燃機関１００の１燃焼サイクルにおける吸気行程Ｓ１にインジェクタ１０３から第１燃料圧力で燃料を噴射させる第１の燃料噴射１００１と、吸気行程Ｓ１と同一の１燃焼サイクルにおける第１の燃料噴射１００１の後にインジェクタ１０３から第１燃料圧力より高い第２燃料圧力で燃料を噴射する第２の燃料噴射１００２とをインジェクタ１０３に行わせるように当該インジェクタ１０３を制御する制御部２１を有する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１では燃料圧力の小さい噴霧を行うので、燃焼室での混合気の均質性を高めると共にインジェクタ１０３から噴射された燃料の噴霧がボア壁面やピストン１１３の冠面１１３１に付着を減らしＰＮやＨＣの発生を低減できる。また、第１の燃料噴射１００１の後の第２の燃料噴射１００２では燃料圧力の大きい噴霧を行うので、噴霧が点火プラグ１１０近傍まで到達しやすく点火プラグ１１０近傍に燃料リッチな混合気を形成することができる。よって、燃焼安定性を高めることができる。
【００４０】
（２）また、制御部２１は、第２の燃料噴射１００２が第１の燃料噴射１００１が行われる吸気行程Ｓ１と同一の１燃焼サイクルにおける圧縮行程Ｓ２で行われるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、第２の燃料噴射１００２による噴霧は、吸気行程Ｓ１の後に行われる圧縮行程Ｓ２でＴＤＣに移動しているピストン１１３により点火プラグ１１０近傍に巻き上げられ点火プラグ１１０近傍に燃料リッチな混合気を形成することができる。よって、点火プラグ１１０が着火しやすくなり可燃焼安定性が高められる。
【００４１】
（３）また、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１を行わせる際のインジェクタ１０３の可動子１０３６の変位量が、第２の燃料噴射１００２を行わせる際のインジェクタ１０３の可動子１０３６の変位量よりも小さくなるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１でインジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力を、インジェクタ１０３の弁体１０３３が最大高さ位置Ｈｍａｘである場合にインジェクタ１０３から噴射される燃料の燃料圧力よりも小さくすることができる。よって、気筒１０２１における混合気の均質性を高めることができると共に、ボア壁面やピストン１１３への燃料の付着を減らしＰＮやＨＣの発生を低減させることができる。
【００４２】
（４）さらに、制御部２１は、前述したように第１の燃料噴射１００１で噴霧された燃料のペネトレーション（噴霧の到達距離）よりも第２の燃料噴射１００２で噴霧された燃料のペネトレーション（噴霧の到達距離）の方が長くなるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は吸気行程Ｓ１において第１の燃料噴射１００１で噴射される燃料のペネトレーションが短くなるようにインジェクタ１０３を制御するので、インジェクタ１０３から噴射される燃料の噴霧がボア壁面やピストン１１３の冠面１１３１に付着を減らしＰＮやＨＣを低減できる。さらに、制御部２１は圧縮行程Ｓ２において第２の燃料噴射１００２で噴射される燃料のペネトレーションが長くなるようにインジェクションを制御する。その結果、ピストン１１３の冠面１１３１に到着した燃料が点火プラグ１１０方向に巻き上げられ、この巻き上げられた燃料により点火プラグ１１０周囲の混合気が燃料リッチな状態となり燃焼安定性が向上すると共に、ボア壁面などへの燃料の付着を減らしＰＮやＨＣを抑制することができる。
【００４３】
（５）また、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１でインジェクタ１０３から噴射される燃料の噴射時間（ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３の合計時間（ｐ１１＋ｐ１２＋ｐ１３））が、第２の燃料噴射１００２でインジェクタ１０３から噴射される燃料の噴射時間ｐ１４よりも長くなるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、吸気行程Ｓ１の第１の燃料噴射１００１において燃料圧力の低い噴霧をより長い時間行うことでペネトレーションの短い噴霧が長時間行われるようにインジェクタ１０３を制御することで気筒１０２１内の混合気の均質性を高めることができる。また、制御部２１は、圧縮行程Ｓ２の第２の燃料噴射１００２において燃料圧力の高い噴霧を長時間行うことでペネトレーションの長い短時間の噴霧を実現でき、噴霧をピストン１１３のキャビティ１１３２に到達させて点火プラグ１１０近傍に燃料リッチな混合気を形成することができる。
【００４４】
（６）また、制御部２１は、内燃機関１００の１燃料サイクルにおける吸気行程Ｓ１で第１の燃料噴射１００１が複数回行われるようにインジェクタを制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、吸気行程Ｓ１において短時間の噴霧を複数行うことで、吸気行程Ｓ１における気筒１０２１内の混合気の均質性をより高めることができる。
【００４５】
（７）また、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１においてインジェクタ１０３の弁体の変位量が最大（最大高さＨｍａｘ）とならない位置で燃料の噴射が行われるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、第１の燃料噴射１００１においてインジェクタ１０３の弁体１０３６の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘに到達しない状態で燃料の噴霧を行うので、第１の燃料噴射１００１においてペネトレーションの短い噴霧を行うことができる。
【００４６】
（８）また、制御部２１は、第２の燃料噴射１００２においてインジェクタ１０３の弁体１０３６の変位量が最大（最大高さＨｍａｘ）となる位置で燃料の噴射が行われるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、第２の燃料噴射１００２においてインジェクタ１０３の弁体１０３６の変位量が最大高さ位置Ｈｍａｘに到達した状態で燃料の噴霧を行うので、第２の燃料噴射１００２においてペネトレーションの長い噴霧を行うことができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
次に図１１〜図１６を用いて、本発明の第２の実施形態にかかるインジェクタ６００について説明する。図１１は第２の実施形態にかかるインジェクタ６００の構造を説明する断面図である。図１２は可動子機構６１０近傍を拡大した図であり、可動子機構６１０が第一スプリング１１１０により燃料噴射孔１０３１方向に押圧されている状態を示す。図１３は可動子機構６１０近傍を拡大した図であり、可動子機構６１０の第２可動子６１１がソレノイド１０３２により吸引された小ストローク状態を示す。図１４は可動子機構６１０近傍を拡大した図であり、第１可動子６１１及び第２可動子６１２がソレノイド１０３２により吸引された大ストローク状態を示す。図１５はインジェクタ６００のソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００の一例を説明する図である。図１６は燃料制御信号３００と燃料噴射量との関係の一例を説明する図である。なお、前述した第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４８】
第２の実施形態にかかるインジェクタ６００は、弁体１０３３を駆動する可動子が２つに分かれており（第１可動子６１１、第２可動子６１２と言い、これらを合わせて可動子機構６１０と言う）、弁体１０３３の軸線Ｘ方向の変位量を段階的（小ストローク及び大ストローク）に調整できる点が前述した実施形態にかかるインジェクタ１０３と異なる点である。また、弁体１０３３の上流側先端部には係合部材１１００（スリーブ部）が取り付けられている。係合部材１１００は、弁体１０３３の小径部の外径側に設けられた円筒部１１０１と、上端において径方向の外側に突となる突部１１０２とを有する（図１２参照）。
【００４９】
弁体１０３３は係合部材１１００の突部１１０２を介して、第１スプリング１１１０により軸線Ｘ方向の燃料噴射孔１０３１側（下流側）に付勢されている。この第１スプリング１１１０の下流側への付勢力は、第３スプリング１１３０の上流側への付勢力よりも大きくなるように設定されているため、ソレノイド１０３２が非通電状態において、弁体１０３３が燃料噴射孔１０３１側に付勢され、インジェクタ６００は閉弁状態となる。この係合部材１１００の突部１１０２の下面部により、可動子機構６１０を軸線Ｘ方向の燃料燃料噴射孔１０３１側に付勢する第２スプリング１１２０が保持される。
【００５０】
可動子機構６１０は、第１可動子６１１と、この第１可動子６１１と別体に設けられた第２可動子６１２とを有して構成されており、弁体１０３３とは別体で独立して設けれている。
【００５１】
可動子機構６１０の第１可動子６１１は、磁気コア６２０に対向する第一対向面６１１ａを有しており、この第一対向面６１１ａが磁気コア６２０の磁気吸引力により吸引される。第２可動子６１２は、磁気コア６２０に対向する第二対向面６１２ａを有しており、この第二対向面６１２ａが磁気コア６２０の磁気吸引力により吸引されるように構成されている。このインジェクタ６００の構成により、第１可動子６１１と第２可動子６１２とが磁気吸引力により磁気コア６２０に向かって吸引され、これにより弁体１０３３が開弁方向に押し上げるられる。
【００５２】
インジェクタ６００では、磁気コア６２０と第２可動子６１２との間に発生する磁気吸引力によって第２可動子６１２が磁気コア６２０方向に移動した場合、この第２可動子６１２の磁気コア６２０方向の移動に伴って、弁体１０３３は軸線Ｘに沿う上流側（弁体１０３３が燃料噴射孔１０３１から離れる方向）に移動するように構成されている。
【００５３】
一方、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａは、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａに対して径方向の外側に配置されている。
【００５４】
第１可動子６１１の外周面６１１ｂは、軸線Ｘ方向と直交する方向（水平方向）において第２可動子６１２の内周面６１２ｂと間隔を空けて対向して配置されている。
【００５５】
そして、第１可動子６１１の下流側端面６１１ｅは、軸線Ｘ方向（図１２の上下方向）において第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅと対向して配置されている。なお、図１２に示すように、第１可動子６１１及び第２可動子６１２が磁気コア６２０に吸引されていない閉弁状態において、第１可動子６１１の下流側端面６１１ｅと第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅとは互いに当接するように構成されている。
【００５６】
図１２に示すように、第２可動子６１２は、第二対向面６１２ａから下流側に凹む凹部６１２ｃが内径側に形成されており、この凹部６１２ｃの内部に第１可動子６１１の全てが収容されている。具体的には、第１可動子６１１及び第２可動子６１２の何れもが磁気コア６２０に吸引されていない閉弁状態において、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａが第２可動子６１２の第二対向面６１２ａよりも軸線Ｘに沿う下流側に位置しており、この状態で、第一対向面６１１ａと第二対向面６１２ａとの間には所定の空隙Ｋ１が設けられている。
【００５７】
また弁体１０３３は第１可動子６１１に係合する弁体係合部１０３３ａを有する。実施形態では、弁体１０３３と係合部材１１００とは別体で構成されている場合を例示して説明するが、弁体１０３３と係合部材１１００とを一体的に構成してもよい。第１可動子６１１が軸線Ｘに沿う上流側に移動すると、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａとが係合して、係合部材１１００が上流側に押し上げられることで、弁体１０３３が上流側（開弁方向）に移動する。
【００５８】
ここで、第１可動子６１１は、第２可動子６１２と係合する下流側端面６１１ｅ（第一係合部）を有している。第２可動子６１２が軸線Ｘに沿う上流側に移動して、第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅ（第二係合部）と第１可動子６１１の下流側端面６１１ｅ（第一係合部）とが係合して、第１可動子６１１を上流側に移動することで、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａとが係合して、係合部材１１００が上流側に押し上げられ、係合部材１１００と係合する弁体１０３３が上流側（開弁方向）に移動するようになっている。
【００５９】
以上説明した構成により、磁気コア６２０の磁気的な吸引力による第２可動子６１２の吸引により第１可動子６１１を介して弁体１０３３を上流側に駆動するように構成されている。
【００６０】
また図１２に示すように、第１可動子６１１と係合部材１１００の突部１１０２との間には、第２スプリング１１２０が設けられている。この第２スプリング１１２０は、第１可動子６１１と係合部材１１００とを引き離す方向に付勢力を作用させる。可動子機構６１０の下流側にはスプリング保持部材６２１が設けられており、このスプリング保持部材６２１と第２可動子６１２との間に第３スプリング１１３０が設けられている。この第３スプリング１１３０は第２可動子６１２とスプリング保持部材６２１とを引き離す方向に付勢力を作用させる。
【００６１】
ここで、第３スプリング１１３０の付勢力Ｆｚの絶対値と、第２スプリング１１２０の付勢力Ｆｍの絶対値とを比較した場合、第２スプリング１１２０の付勢力の絶対値方が大きくなるように設定されている。よって、ソレノイド１０３２に駆動電流４００が通電されると、外径側に吸引面（第二対向面６１２ａ）が形成される第２可動子６１２と磁気コア６２０、また内径側に吸引面（第一対向面６１１ａ）が形成される第１可動子６１１と磁気コア６２０との空隙に磁束が発生し、第１可動子６１１及び第２可動子６１２を吸引する磁気吸引力が発生する。
【００６２】
図１１及び図１２に示すように、ソレノイド１０３２が非通電の状態において、第１スプリング１１１０により係合部材１１００が軸線Ｘに沿う下流側に付勢されることで弁体１０３３のシート部１０３３ｂがシート部材６２２のシート面６２２ａに当接して閉弁状態となる。この場合、第１可動子６１１は、第２スプリング１１２０によって軸線Ｘに沿う下流側に付勢されることで、弁体１０３３に設けられた突部１０３３ｃ（段付き部）の上流側端面１０３３ｄ（接触面）を下流側に付勢しており、弁体１０３３は、この状態で静止している。
【００６３】
また、第２可動子６１２は、第３スプリング１１３０によって軸線Ｘに沿う上流側（開弁方向）に付勢されており、第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅが第１可動子６１１の下流側端面６１１ｅ（第一係合部）と係合することで第２可動子６１２は静止状態を保持している。この静止した状態において、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａとの間には空隙Ｋ２（図１１参照）が設けられている。
【００６４】
図１１に示す状態から、ソレノイド１０３２に駆動電流４００が供給されると、磁気コア６２０と第１可動子６１１、及び磁気コア６２０と第２可動子６１２との間にそれぞれ磁気吸引力が発生する。
【００６５】
下記の数式１に示すように、第１可動子６１１と磁気コア６２０との間に作用する磁気吸引力Ｆｉと第２可動子６１２と磁気コア６２０との間に作用する磁気吸引力Ｆｏとの和が第２スプリング１１２０の付勢力Ｆｍと第３スプリング１１３０の付勢力Ｆｚとの差よりも大きくなると、第１可動子６１１と第２可動子６１２は、磁気コア６２０側に吸引され弁体１０３３の移動が開始される。
Ｆｉ＋Ｆｏ＞Ｆｍ−Ｆｚ    ・・・  （１）
係合部材１１００と内径側の第１可動子６１１との間に予め設定された空隙Ｋ２の分だけ第１可動子６１１が軸線Ｘに沿う上流側に変位すると、磁気コア６２０の下流側端面６２０ａと第２可動子６１２の第二対向面６１２ａとの間に設定された空隙Ｋ３（図１１参照）であったものが、空隙Ｋ４（図１２参照）にまで減少する。なお、実施形態では、Ｋ３−Ｋ４＝ｋ１の関係となる。また、空隙Ｋ４は、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａが係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａに当接した状態において、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの間のクリアランスであるとも言える。図１２に示す状態では、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａが、係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａ（当接面）に当接している。前述した第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａとの間の空隙Ｋ２を予備ストロークと言ってもよい。この空隙Ｋ２により、インジェクタ６００では、第１可動子６１１及び第２可動子６１２に蓄えられた運動エネルギが弁体１０３３の開弁動作に使用されるため、運動エネルギを利用した分、開弁動作の応答性を向上させることができ、高い燃料圧力下でも開弁することができる。なお、空隙Ｋ２（予備ストローク）を確保するためには、図１１に示すインジェクタ６００の閉弁状態において空隙Ｋ３＞空隙Ｋ２となるように設定されていることが必要である。
【００６６】
次に、ソレノイド１０３２への駆動電流４００の通電を継続し、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの間に予め設けられた空隙Ｋ４だけさらに第２可動子６１２が軸線Ｘに沿う上流側に変位すると、図１３に示す状態となる。この状態において、第２可動子６１２の軸線Ｘに沿う上流側への移動は、磁気コア６２０の下流側端面６２０ａにより規制される。
【００６７】
ここで、ソレノイド１０３２への駆動電流４００と弁体１０３３の変位量との関係を説明する。図１５の（Ａ）は、小ストローク時の駆動電流４００と弁体１０３３の変位量との関係を示し、（Ｂ）は、大ストローク時の駆動電流４００と弁体１０３３の変位量との関係を示す。実施形態では、図１５に示すように、ソレノイド１０３２へ供給する駆動電流４００のピーク電流４０１を設定値よりも小さくした場合を例示して説明する。
【００６８】
この場合、下記の数式２で規定される力関係、すなわち、第１可動子６１１に作用する磁気吸引力Ｆｉと第２可動子６１２に作用する磁気吸引力Ｆｏとの和が、弁体１０３３に作用する燃料（流体）による差圧力Ｆｐと第１スプリング１１１０による付勢力Ｆｓとの和よりも大きくなる条件を満たす。また、下記の数式３の力関係、すなわち第１可動子６１１に作用する磁気吸引力Ｆｉが弁体１０３３に作用する燃料（流体）による差圧力Ｆｐと第１スプリング１１１０による付勢力Ｆｓとの和よりも小さくなるように制御する。
Ｆｓ＋Ｆｐ＜Ｆｉ＋Ｆｏ    ・・・  （２）
Ｆｓ＋Ｆｐ＞Ｆｉ          ・・・  （３）
したがって、図１５の（Ａ）に示す駆動電流４００の場合、制御装置１は上記した数式２及び数式３を満たすようにインジェクタ６００を制御することで、図１３に示すように、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとが当接して、第二対向面６１２ａと下流側端面６２０ａとの空隙Ｋ４がなくなり、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの空隙Ｋ１のみが残ることとなる。つまり、前述した数式２に示すように、第２可動子６１２に作用する磁気吸引力Ｆｏを受けて、弁体１０３３は軸線Ｘに沿う上流側に変位するが、前述した数式３に示すように第１可動子６１１に作用する磁気吸引力Ｆｉのみでは弁体１０３３を変位させることはできない。これによりインジェクタ６００は、弁体１０３３（第２可動子６１２）が空隙Ｋ４の分だけ上流側に変位した小ストローク状態となる。
【００６９】
図１３に示す弁体１０３３の変位量が小ストローク状態から、ソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を遮断又はピーク電流４０１よりも低い電流（中間電流）に下げることにより、磁気コア６２０と第１可動子６１１及び磁気コア６２０と第２可動子６１２との間に発生した磁束が消失又は小さくなる。その結果、第１可動子６１１に作用する磁気吸引力Ｆｉ及び第２可動子６１２に作用する磁気吸引力Ｆｏとの和（Ｆｉ＋Ｆｏ）が第１スプリング１１１０の付勢力Ｆｓ及び弁体１０３３に作用する燃料（流体）の差圧力Ｆｐの和（Ｆｓ＋Ｆｐ）よりも小さくなると（Ｆｓ＋Ｆｐ＞Ｆｉ＋Ｆｏ）、第１可動子６１１及び第２可動子６１２は軸線Ｘに沿う下流側に変位を開始する。そうすると、弁体１０３３は閉弁動作を開始し、その後、弁体１０３３のシート部１０３３ｂとシート部材６２２のシート面６２２ａとが当接して閉弁する。
【００７０】
したがって、図１５の（Ａ）に示すような駆動電流４００の波形の場合には、弁体１０３３は第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの間に設けられた弁体変位１６０１の分だけ変位する。この弁体変位１６０１は図１２に示した空隙Ｋ４に相当する。
【００７１】
第２可動子６１２は、磁気コア６２０の下流側端面６２０ａ又は磁気コア６２０と異なる部材に衝突することにより軸線Ｘ方向の上流側への移動が規制される。これにより弁体１０３３の変位量が安定するため、インジェクタ６００は安定した燃料噴射を実現することができる。
【００７２】
一方、図１５の（Ｂ）に示すように、ソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００のピーク電流４０２を予め設定された設定値よりも大きくした場合について説明する。つまり、弁体１０３３を大ストローク状態で駆動する場合、大ストローク状態のピーク電流４０２を小ストローク状態のピーク電流４０１よりも大きくする。この場合、下記の数式４に示すように、第１可動子６１１に作用する磁気吸引力Ｆｉが、第１スプリング１１１０による付勢力Ｆｓと弁体１０３３に作用する流体（燃料）の差圧力Ｆｐとの和よりも大きくなるように制御する。
Ｆｓ＋Ｆｐ＜Ｆｉ    ・・・  （４）
これにより図１４に示すように、第１可動子６１１が磁気コア６２０の下流側端面６２０ａと第１可動子６１１の第一対向面６１１ａとの間に設けられた空隙Ｋ１の分だけ軸線Ｘに沿う上流側に変位する。この結果、第１可動子６１１は、図１３の状態からさらに弁体１０３３を空隙Ｋ１の分だけ上流側に移動するため、弁体１０３３は、非通電時に比べて空隙Ｋ４とＫ１とを合計した変位量だけ上流側に移動する。インジェクタ６００において、弁体１０３３が変位量（Ｋ４＋Ｋ１）の分だけ上流側に変位した状態を大ストローク状態と言う。なお、第１可動子６１１の変位は、磁気コア６２０に衝突することによって規制されるため、第１可動子６１１が磁気コア６２０に衝突した後の弁体１０３３の挙動が安定するので、インジェクタ６００は、安定した燃料噴射を実現することができる。
【００７３】
制御部２１は、弁体１０３３の変位量が大ストロークとなった状態（図１４の状態）から、ソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を遮断、又はピーク電流４０２より小さい電流（中間電流）に低下させる。これにより、第１可動子６１１と磁気コア６２０との間に発生している磁束が消失、又は低減する。そして、これらの間の磁気吸引力Ｆｉが第１スプリング１１１０の付勢力Ｆｓと弁体１０３３に作用する燃料（流体）の差圧力Ｆｐとの和よりも小さくなる（Ｐｓ＋Ｆｐ＞Ｆｉ）と第１可動子６１１は軸線Ｘに沿う下流側に変位する。
【００７４】
磁気コア６２０から発生した磁束は、第１可動子６１１からの消失を開始すると共に、弁体１０３３に作用する燃料の差圧力Ｆｐと第１スプリング１１１０による付勢力Ｆｓにより、第１可動子６１１は第２可動子６１２よりも早く閉弁動作を開始する。その結果、第１可動子６１１は、当該第１可動子６１１の下流側端面６１１ｅと第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅとの空隙Ｋ１だけ下流側に変位し、第２可動子６１２の上流側端面６１２ｅと衝突する。これにより、第２可動子６１２は、第１可動子６１１との衝突によって、当該第１可動子６１１と一体的に下流側に変位する。
【００７５】
前述した第１可動子６１１及び第２可動子６１２の変位に伴って、弁体１０３３は閉弁動作を開始し、その後、弁体１０３３のシート部１０３３ｂがシート部材６２２に当接して閉弁する。結果として、図１５の（Ｂ）に示すように、弁体１０３３は大ストロークとなり、その変位量は１６０２に示すようになる。この変位量１６０２は、空隙Ｋ４と空隙Ｋ１とを合計した値に相当する。
【００７６】
実施形態では、インジェクタ６００のソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を変動させることにより、弁体１０３３の変位を図１５の（Ａ）に示す小ストロークと、図１５の（Ｂ）に示す大ストロークとの間で切り替えられるようになっている。そして、インジェクタ６００の閉弁状態において、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと磁気コア６２０との間の第１クリアランス（空隙Ｋ３＋空隙Ｋ１、又は空隙Ｋ４＋空隙Ｋ１）が第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０との間の第二クリアランス（空隙Ｋ３又は空隙Ｋ４）よりも大きくなるように構成した。
ここで、空隙Ｋ２は、閉弁状態での第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと、係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａとの間のクリアランスとして定義できる（図１１参照）。また、空隙Ｋ４は、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａが係合部材１１００の円筒部１１０１の下流側端面１１０１ａと当接した状態において、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの間のクリアランスとして定義できる（図１２参照）。また空隙Ｋ１は、第２可動子６１２の第二対向面６１２ａが磁気コア６２０の下流側端面６２０ａに当接した状態において、第１可動子６１１の第一対向面６１１ａと磁気コア６２０の下流側端面６２０ａとの間のクリアランスとして定義できる（図１３参照）。
【００７７】
前述したインジェクタ６００では、駆動電流４００により、弁体１０３３の変位を図１５の（Ａ）に示す小ストロークと、図１５の（Ｂ）に示す大ストロークとの間で切り替える場合、空隙Ｋ１＞空隙Ｋ４となるように設定することが望ましい。空隙Ｋ４は、インジェクタ６００を組み立てる際にストローク調整を行うため、高精度に設定することができる。実施形態では、空隙Ｋ４と予備ストローク量を決定する空隙Ｋ２とがほぼ同一か、空隙Ｋ１＞空隙Ｋ２となるように設定している。
【００７８】
このように、インジェクタ６００の可動子機構６１０を第１可動子６１１と第２可動子６１２とに分割し、制御部２１は、ソレノイド１０３２に供給する駆動電流４００を変えることで、弁体１０３３の変位量を小ストロークと大ストロークとの間で切り替えることができる。
【００７９】
図１６に各ストロークにおけるインジェクタ６００の噴射量特性（噴射指令期間と噴射量との関係）を示す。図４で説明したように、インジェクタ６００では、必要な燃料噴射量（燃料圧力）に応じて駆動電流４００の波形を変えることで大ストロークでの噴射量特性１７０１と、小ストロークでの噴射量特性１７０２とが得られる。したがって、インジェクタ６００では、必要な燃料の燃料圧力が高い（噴射量が大きい）場合、大ストロークでの噴射量特性１７０１を適用し、逆に必要な燃料の燃料圧力が低い（噴射量が小さい）場合、小ストロークでの噴射量特性１７０２を適用することで、内燃機関１００の燃焼に必要となる最適な燃料圧力による燃料を安定して供給することができる。
【００８０】
次に、図１５及び図１７を用いて第２の実施形態にかかるインジェクタ６００の制御方法について説明する。図１７は本発明の第２の実施形態にかかる燃料制御信号３００と、駆動電流４００と、弁体１０３３の変位量との関係を経時的に示した図である。図１７において図９と同一のものは同じ記号を用いる。
インジェクタ６００の制御方法において、第１の実施形態にかかるインジェクタ１０３の制御方法との差異は、インジェクタ６００を制御して、１燃焼サイクルの吸気行程Ｓ１においてインジェクタ６００から噴射される燃料の燃料圧力が低い噴射を所定期間行うために弁体１０３３を小ストローク状態で保持する点である。上記で説明したとおり、制御部２１は、インジェクタ６００のソレノイド１０３２に供給するピーク電流を４２０（弁体１０３３を大ストロークで変位させるための駆動電流）から４１０（弁体１０３３を小ストロークで変位させるための駆動電流）まで小さくすることで、第２可動子６１２を磁気コア６２０に当接させて弁体１０３３を小ストローク状態で保持することができる。弁体１０３３を小ストローク状態で保持することにより、燃料圧力が低い第１の燃料噴射１９０１を噴射期間Ｐ２１のように長く噴射することができ、空気と燃料の混合を促進させて気筒内の混合気の均質性をより向上させることが可能となる。その結果、排気ガスのＮＯｘを抑制でき、また、均質性が高いことで燃焼安定性を高めることが可能となる。
【００８１】
同一の１燃焼サイクルにおける第１の燃料噴射１９０１の後の圧縮行程Ｓ２の第２の燃料噴射１９０２では、第１の燃料噴射１９０１よりも駆動電流４００のピーク電流を４２０まで大きくし、第１可動子６１１と磁気コア６２０を当接させて弁体１０３３を大ストローク状態とすることができる。弁体１０３３の変位量が大きいことで、インジェクタ６００からペネトレーションの長い（貫徹力がある）燃料が噴射され、短時間の微小な噴射量であっても混合気を点火プラグ１１０に到達させて燃焼安定性を高めることができる。
【００８２】
また、第１の燃料噴射１９０１が気筒１０２１内の空気流動が強い吸気行程Ｓ１で行われることで、燃料と空気の混合気の均質性を高めることができる。一方で、第２の燃料噴射１９０２は、インジェクタ１０３から噴射された燃料をピストン１１３のキャビティ１１３２に入れて点火プラグ１１０方向に巻き上げるために、ピストン１１３がＢＤＣからＴＤＣに近づく圧縮行程Ｓ２で行われるのが有効であり、特に圧縮行程Ｓ２におけるクランク角度がＴＤＣに到達する前の７０ｄｅｇよりも後（１燃料サイクルにおける遅いタイミング）で行われるのが望ましい。これによって、インジェクタ６００から噴射された燃料の噴霧Ｄ２〜Ｄ６の多くが、当該インジェクタ６００のより近くに位置するピストン１１３のキャビティ１１３２に入る結果、このキャビティ１１３２に入った燃料の噴霧がキャビティ１１３２の傾斜面１１３３に当たって点火プラグ１１０の方向に巻き上げられ、点火プラグ１１０の周囲に燃料リッチな混合気が形成される。
【００８３】
また、第２の実施形態では、制御部２１が駆動回路３に設けられたメモリ（図示せず）に予め駆動電流の波形を設定し、噴射に応じた駆動電流の波形をメモリ（図示せず）から読み出すように構成してもよい。実施の形態では、第１の燃料噴射１９０１を行うための駆動電流４３０の波形と、第２の燃料噴射１９０２を行うための駆動電流４４０の波形を駆動回路３のメモリ（図示せず）に記憶しておき、必要な噴射に応じてメモリから読み出して駆動電流４３０又は駆動電流４４０の波形を変更するように構成する。また、駆動回路３のメモリ（図示せず）に、第１の燃料噴射１９０１に対応する駆動電流４３０の波形と第２の燃料噴射１９０２に対応する駆動電流４４０の波形を予め設定値として記憶し、制御部２１からの指令値に応じてメモリ（図示せず）に記憶した駆動電流の波形を読み出すようにしてもよい。図１７に示すように、例えば、制御部２１が、パルス幅が大きい噴射パルス３２０（図１７の実線）とパルス幅が小さい噴射パルス３３０（図１７の点線）とを切り替える指令値を駆動回路４００に出力することで、駆動回路４００では指令値に応じた駆動電流４４０、４５０をメモリから読み出してインジェクタ６００に出力する。実施形態では、制御部２１が、パルス幅が小さい噴射パルス３３０の指令値を駆動回路４００に出力することで、駆動回路４００では小ストロークのピーク電流値に近い電流波形４５０（図１７の点線）をメモリから読み出し、制御部２１が、パルス幅が大きい噴射パルス３３０の指令値を駆動回路４００に出力することで、駆動回路４００では大ストロークのピーク電流値に近い電流波形４４０をメモリから読み出す。これにより、要求される燃料噴射量に応じて電流波形を生成する場合に比べて、電流波形をメモリから読み出すだけで迅速に変更することができる。
【００８４】
前述したように、第１の燃料噴射１９０１と第２の燃料噴射１９０２の設定値を予めメモリ（図示せず）に記憶し、制御部２１からの指令値に応じて駆動電流の設定値を変更する場合には、ピーク電流や保持電流といった制御定数を変更する時間が短縮できるため、１燃焼サイクルで複数回電流波形を切り替える場合に、すばやく設定値を変更でき、電流制御のロバスト性が高まる。図１７では、１燃焼サイクル中の電流波形を２段階（小ストロークの電流波形４５０、大ストロークの電流波形４４０）に変更する場合を記載したが、運転条件によっては、２段階以上の多段階に変更してもよい。
【００８５】
なお、前述した実施形態では、インジェクタ１０３、６００が気筒１０２１内のサイドに取り付けられている場合の構成図を例示して説明したが、インジェクタ１０３、６００が気筒１０２１内のヘッドのセンターに取り付けられるいわゆる直上の構成についても有効である。直上のシステムでは、インジェクタの点火プラグとの距離が縮まるため、第２の燃料噴射１９０２の貫徹力が必ずしも必要でない場合があるが、その場合、第２の燃料噴射１９０２では、第１の燃料噴射１９０１と同様に小ストロークの状態で燃料を噴射してもよい。
【００８６】
以上説明した通り、第２の実施形態では、
（９）制御部２１は、第１の燃料噴射１００１におけるインジェクタ１０３の第２可動子６１２の変位量が最大となる位置で当該第２可動子６１２が保持されるようにインジェクタ１０３を制御する構成とした。
このように構成すると、第１の燃料噴射１００１において、インジェクタ６００の弁体１０３３は、第２可動子６１２の最大変位量（第１変量）の分だけ軸線Ｘに沿う上流側に変位した状態で保持される。よってインジェクタ６００から噴霧される燃料の燃料圧力を低い状態で安定させることができる。
【００８７】
（１０）制御部２１は、内燃機関１００における同一の１燃焼サイクルにおいて、インジェクタ６００を制御する駆動電流４００のピーク値の大きさを少なくとも１回以上変更する構成とした。
このように構成すると、制御部２１は、１燃焼サイクル中に少なくとも１回以上ピーク電流の異なる駆動電流４００（例えば、図１７の駆動電流４４０と駆動電流４５０）をインジェクタ６００に供給することができ、第１の燃料噴射１００１と第２の燃料噴射１００２で噴霧する燃料の燃料圧力を容易に異ならせることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【符号の説明】
【００９１】
１：制御装置、２：ＥＣＵ、３：駆動回路、４：燃料噴射システム、５：各種センサ、１００：内燃機関、１０１：シリンダブロック、１０２：気筒、１０２１：第１気筒、１０２２：第２気筒、１０２３：第３気筒、１０２４：第４気筒、１０３〜１０６：インジェクタ、１０７：燃料ポンプ、１０８：レール配管、１０９：圧力センサ、１１０：点火プラグ、１１１：吸気ポート、１１２：排気ポート、１１３：ピストン、１１４：吸気バルブ、１１５：排気バルブ、１１６：隔壁、１１７バルブ、１２０：エアクリーナ、１２１：過給機、１２２：過給室、１２３：インタークラー、１２４：スロットルバルブ、１２５：シャフト、１２６：クランクシャフト、１２７：触媒、３００：燃料制御信号、４００：駆動電流、５００：駆動電圧、６００：インジェクタ、６１０：可動子機構、６１１：第１可動子、６１２：第２可動子、６２０：磁気コア、１００１：第１の燃料噴射、１００２：第２の燃料噴射、１０３１：燃料噴射孔、１０３２：ソレノイド、１０３３：弁体、１０３３ａ：弁体係合部、１０３３ｂ：シート部、１０３３ｃ：突部、１０３３ｄ：上流側端面、１０３４：スプリング、１０３５：弁座、１０３６：可動子、１０３６ａ：端面、１０３７：バネ、１０３８：ノズルホルダ、１０３８ａ：端面、１０３９：固定コア、１０４１：ハウジング、１０４２：磁気絞り、１０４４：ロッドガイド、１０４５：オリフィス、１０４６：第１の燃料通流路、１０４７：下部燃料通流路、１１００：係合部材、１１０１：円筒部、１１０１ａ：他流側端面、１１０２：突部、１１１０：第１スプリング、１１２０：第２スプリング、１１３０：第３スプリング、１１３１：冠面、１１３２：キャビティ、１１３３：傾斜面、Ｄ１〜Ｄ６：噴霧、Ｓ１：吸気行程、Ｓ２：圧縮行程
【図１】
2019203455.tif 000003
【図２】
2019203455.tif 000004
【図３】
2019203455.tif 000005
【図４】
2019203455.tif 000006
【図５】
2019203455.tif 000007
【図６】
2019203455.tif 000008
【図７】
2019203455.tif 000009
【図８】
2019203455.tif 000010
【図９】
2019203455.tif 000011
【図１０】
2019203455.tif 000012
【図１１】
2019203455.tif 000013
【図１２】
2019203455.tif 000014
【図１３】
2019203455.tif 000015
【図１４】
2019203455.tif 000016
【図１５】
2019203455.tif 000017
【図１６】
2019203455.tif 000018
【図１７】
2019203455.tif 000019