(57)【要約】【課題】燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能な燃料噴射制御装置を提供すること。【解決手段】装置本体１０と、装置本体の先端部１１に設けられ燃料が噴射されるための噴孔１２と、装置本体の内部に設けられ噴孔へ供給される燃料が流れる燃料通路１６とを備えた燃料噴射装置１を制御する燃料噴射制御装置２００であって、燃料通路の通路幅の分布が均一な状態と不均一な状態とを切替える制御手段を備える。制御手段は、開閉弁１３に設けられ、燃料が燃料通路を流れる方向Ｘと概ね直交する方向に伸長及び収縮するピエゾ素子２２ａ、２２ｂであることができる。【選択図】        図１−１
2008138571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料通路の通路幅の分布が均一な状態と不均一な状態とを切替える制御手段を備える
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向の断面における前記燃料通路の面積の分布を不均一にさせる制御手段を備える
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向の断面における前記燃料の流速の分布を不均一にさせる制御手段を備える
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射装置は、前記燃料通路を開閉する開閉弁を備え、
前記制御手段は、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向に前記開閉弁を移動させる
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の燃料噴射制御装置において、
前記制御手段は、前記開閉弁に設けられ、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向に伸長及び収縮するピエゾ素子を備え、
前記ピエゾ素子が伸長することで前記開閉弁が移動させられる
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の燃料噴射制御装置において、
前記開閉弁の開度が大きい場合には、前記開度が小さい場合に比べて前記制御手段により前記開閉弁が移動させられる量が大きな値に設定される
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項５記載の燃料噴射制御装置と、
装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備え、前記燃料噴射制御装置により制御される燃料噴射装置と、
を備えた燃料噴射制御システムであって、
前記ピエゾ素子が伸長する方向の延長線上の前記装置本体の面には、前記ピエゾ素子が伸長した場合に前記ピエゾ素子の先端部が収容される溝が設けられ、
前記溝の深さは、前記装置本体における前記噴孔が設けられた側に比べて前記噴孔から離間する側が浅く形成される
ことを特徴とする燃料噴射制御システム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
予め定められた前記噴孔においてデポジットが生成しやすい条件が成立した場合に、前記制御手段による制御が行われる
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項９】
請求項１から６及び８のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射装置は、内燃機関の複数の気筒のそれぞれに設けられ、
前記制御手段は、前記複数の気筒に設けられた前記燃料噴射装置のそれぞれに設けられ、
前記燃料噴射制御装置は、前記制御手段のそれぞれの動作が正常であるか否かを判定する異常判定手段を備え、
前記制御手段のうち少なくともいずれか１つにおいて、前記異常判定手段により動作が正常ではないと判定された場合に、前記制御手段の全てにおいて制御が停止される
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムに関し、特に燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能な燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射装置において、噴孔の内壁面等にデポジットが付着することがある。デポジットは、例えば、噴孔の内壁面等に付着した燃料が加熱されることで生成される。
【０００３】
噴孔の内壁面等にデポジットが付着した場合、噴孔の有効断面積が減少するため、燃料の流量低下を引き起こす。その結果、燃焼の悪化や運転性の低下を招く。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４５５７８号公報
【特許文献２】特開平１１−９３８０４号公報
【特許文献３】特開２００２−３４９３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能な燃料噴射制御装置を提供することである。
本発明の他の目的は、燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能な燃料噴射制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の燃料噴射制御装置は、装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料通路の通路幅の分布が均一な状態と不均一な状態とを切替える制御手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
本実施形態の燃料噴射制御装置は、装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向の断面における前記燃料通路の面積の分布を不均一にさせる制御手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
本実施形態の燃料噴射制御装置は、装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備えた燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向の断面における前記燃料の流速の分布を不均一にさせる制御手段を備えることを特徴としている。
【００１０】
本実施形態の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射装置は、前記燃料通路を開閉する開閉弁を備え、前記制御手段は、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向に前記開閉弁を移動させることを特徴としている。
【００１１】
本実施形態の燃料噴射制御装置において、前記制御手段は、前記開閉弁に設けられ、前記燃料が前記燃料通路を流れる方向と概ね直交する方向に伸長及び収縮するピエゾ素子を備え、前記ピエゾ素子が伸長することで前記開閉弁が移動させられることを特徴としている。
【００１２】
本実施形態の燃料噴射制御装置において、前記開閉弁の開度が大きい場合には、前記開度が小さい場合に比べて前記制御手段により前記開閉弁が移動させられる量が大きな値に設定されることを特徴としている。
【００１３】
本実施形態の燃料噴射制御システムは、前記燃料噴射制御装置と、装置本体と、前記装置本体の先端部に設けられ燃料が噴射されるための噴孔と、前記装置本体の内部に設けられ前記噴孔へ供給される前記燃料が流れる燃料通路とを備え、前記燃料噴射制御装置により制御される燃料噴射装置と、を備えた燃料噴射制御システムであって、前記ピエゾ素子が伸長する方向の延長線上の前記装置本体の面には、前記ピエゾ素子が伸長した場合に前記ピエゾ素子の先端部が収容される溝が設けられ、前記溝の深さは、前記装置本体における前記噴孔が設けられた側に比べて前記噴孔から離間する側が浅く形成されることを特徴としている。
【００１４】
本実施形態の燃料噴射制御装置において、予め定められた前記噴孔においてデポジットが生成しやすい条件が成立した場合に、前記制御手段による制御が行われることを特徴としている。
【００１５】
本実施形態の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射装置は、内燃機関の複数の気筒のそれぞれに設けられ、前記制御手段は、前記複数の気筒に設けられた前記燃料噴射装置のそれぞれに設けられ、前記燃料噴射制御装置は、前記制御手段のそれぞれの動作が正常であるか否かを判定する異常判定手段を備え、前記制御手段のうち少なくともいずれか１つにおいて、前記異常判定手段により動作が正常ではないと判定された場合に、前記制御手段の全てにおいて制御が停止されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１−１から図１２を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、燃料噴射装置の噴孔に付着したデポジットを除去することが可能な燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムに関する。
【００１９】
本実施形態では、燃料噴射装置（インジェクタ）に、インジェクタの開閉弁（ニードル弁）をその中心軸と直交する方向に偏心（移動）させる偏心手段（制御手段）が設けられている。上記偏心手段によってニードル弁が偏心させられることにより、噴孔内部における燃料の流れの強さ（流速）の分布が不均一とされる。これにより、以下に詳しく説明するようにニードル弁が偏心させられない場合に比べて噴孔の内部において一部の内壁面の近傍における燃料の流れが強くされる。その結果、燃料の流れの勢いにより噴孔の内壁面等に付着したデポジットが除去される。
【００２０】
図１−１は、本実施形態に係る装置の概略構成図である。図１−２は、図１−１の一部を拡大した図である。図１−１において、符号１は、インジェクタを示す。インジェクタ１は、内燃機関（エンジン）の吸気経路またはシリンダヘッド等に装着される。インジェクタ１により、燃料が吸気経路または燃焼室に噴射される。
【００２１】
インジェクタ１は、ハウジング１０とハウジング１０の先端部に設けられた小径部１１とを備える。ハウジング１０は、中空の円筒形状に形成されている。小径部１１は、ハウジング１０に比べて小径に形成されている。
【００２２】
小径部１１には、インジェクタ１から外部空間に噴射される燃料の通路である噴孔１２が設けられている。噴孔１２は、紙面に直交する方向が長手方向であるスリット形状に形成されている。噴孔１２は、インジェクタ１の中心軸Ｃ上に設けられている。
【００２３】
ハウジング１０の内部には、ハウジング１０の内部をインジェクタ１の中心軸Ｃの軸線が延在する方向（以下、単に中心軸Ｃ方向とする）に往復動可能なニードル弁１３が設けられている。ニードル弁１３は、その中心軸がインジェクタ１の中心軸Ｃと一致するように設置されている。ニードル弁１３の往復移動する方向において、噴孔１２へ向かう向きを矢印Ｘで示す（以下、この方向をＸ方向とする）。ニードル弁１３におけるＸ方向の端部には、先端面１４が形成されている。先端面１４は、Ｘ方向へ向かうに連れて中心軸Ｃ方向と直交する水平方向の断面積が小さくなる先細り形状に形成されている。一方、ニードル弁１３におけるＸ方向と反対方向の端部には、円盤形状をなすフランジ部１５が形成されている。
【００２４】
ニードル弁１３は、ハウジング１０の内側面１０ａと所定の間隔を設けて設置されている。ニードル弁１３と内側面１０ａとの間には、燃料通路１６が形成されている。インジェクタ１には、図示しないデリバリパイプを介して、所定圧に加圧された燃料が供給される。
【００２５】
小径部１１の内壁面には、弁座部１７が設けられている。弁座部１７は、Ｘ方向へ向かうに連れて中心軸Ｃに近づく向きの傾斜面を有している。図１−１には、ニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７に当接した状態が示されている。この状態では燃料通路１６の燃料の流れが遮断されており、噴孔１２から燃料は噴射されない。ニードル弁１３がＸ方向と反対方向に駆動されて先端面１４が弁座部１７から離れると、燃料通路１６を噴孔１２に向けて加圧された燃料が流れ、噴孔１２から燃料が外部空間に噴射される。
【００２６】
小径部１１には、熱電対２５が設置されている。熱電対２５により、小径部１１の温度が検出される。本実施形態の装置が搭載された車両（図示せず）には、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を有する車両制御部５０が設けられている。熱電対２５は、車両制御部５０に接続されている。熱電対２５による測定結果は、車両制御部５０に入力される。
【００２７】
ハウジング１０の内側面１０ａには、ストッパ１８が設けられている。ストッパ１８により、ニードル弁１３のＸ方向と反対方向へのストロークが定められている。ストッパ１８の内周には、支持板１９が設けられている。支持板１９とニードル弁１３のフランジ部１５との間には、スプリング２０が圧縮された状態で設置されている。スプリング２０により、ニードル弁１３に対してＸ方向の力が加えられる。これにより、ニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７に当接した状態とされる。
【００２８】
ハウジング１０には、ニードル弁１３を駆動するためのソレノイド２１が設けられている。ソレノイド２１は、フランジ部１５に関して噴孔１２と反対側に設置されている。ソレノイド２１は、図示しない電源に接続されている。
【００２９】
ソレノイド２１に通電されると、電磁力によりニードル弁１３のフランジ部１５に対してＸ方向と反対方向の吸引力が作用する。これにより、スプリング２０から加えられるＸ方向の力に抗してニードル弁１３がＸ方向と反対方向に移動（リフト）される。その結果、燃料通路１６が開放されて、燃料が噴孔１２から噴射される。
【００３０】
ニードル弁１３のフランジ部１５には、フランジ部１５を水平方向に貫通する空間部２６が設けられている。空間部２６には、ニードル弁１３を偏心させる偏心手段として、２つのピエゾ素子２２（第１ピエゾ素子２２ａ、第２ピエゾ素子２２ｂ）が設けられている。第１ピエゾ素子２２ａ及び第２ピエゾ素子２２ｂは、空間部２６において直列に配置されている。第１ピエゾ素子２２ａにおいて第２ピエゾ素子２２ｂに近い側の基端部２７、及び第２ピエゾ素子２２ｂにおいて第１ピエゾ素子２２ａに近い側の基端部２８は、いずれもフランジ部１５に固定されている。ピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）は、電圧が加えられるとハウジング１０の内側面１０ａへ向けて伸長し、加えられた電圧が開放されると収縮してもとの長さに戻る。
【００３１】
２つのピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）は、伸長する方向がそれぞれ水平方向で、且つ噴孔１２の長手方向と直交する方向となるように設置されている。さらに、２つのピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）の伸長する方向は、互いに反対方向とされる。第１ピエゾ素子２２ａの伸長する第１方向Ｙ１は、第２ピエゾ素子２２ｂの伸長する第２方向Ｙ２と反対の方向である。
【００３２】
第１ピエゾ素子２２ａにおける第１方向Ｙ１の端部には、第１方向側先端部３０が設けられている。第１方向側先端部３０は、Ｘ方向へ向かうに連れて第１方向Ｙ１に張り出す傾斜面（先端面）３０ａを有する。第１方向側先端部３０における先端面３０ａは、ハウジング１０の内側面１０ａに対向している。
【００３３】
第２ピエゾ素子２２ｂにおける第２方向Ｙ２の端部には、第２方向側先端部３１が設けられている。第２方向側先端部３１は、Ｘ方向へ向かうに連れて第２方向Ｙ２に張り出す傾斜面（先端面）３１ａを有する。第２方向側先端部３１における先端面３１ａは、ハウジング１０の内側面１０ａに対向している。
【００３４】
ピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）は、それぞれ車両制御部５０に接続されている。車両制御部５０によりピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）がそれぞれ制御される。本実施形態の燃料噴射制御装置２００は、車両制御部５０、ピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）、及び熱電対２５を含んでいる。また、燃料噴射制御システム２０１は、燃料噴射制御装置２００及び燃料噴射装置（インジェクタ）１を含んでいる。
【００３５】
ハウジング１０の内側面１０ａには、伸長したピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）をそれぞれ収容するための２つの溝（第１溝２３、第２溝２４）が設けられている。後述するように、第１溝２３及び第２溝２４により、ニードル弁１３の偏心量が調節される。第１溝２３は、ハウジング１０の内側面１０ａにおける第１ピエゾ素子２２ａと対向する位置に設けられている。第２溝２４は、ハウジング１０の内側面１０ａにおける第２ピエゾ素子２２ｂと対向する位置に設けられている。第１溝２３は、第２方向Ｙ２を向いた側部２３ａを有する。第２溝２４は、第１方向Ｙ１を向いた側部２４ａを有する。
【００３６】
図１−２は、図１−１における第１方向側先端部３０付近の拡大図である。図１−２において、符号２６ｂは、空間部２６におけるＸ方向側の壁部（以下、下壁部とする）を示す。符号２６ｃは、空間部２６におけるＸ方向と反対側の壁部（以下、上壁部とする）を示す。第１方向側先端部３０は、空間部２６の下壁部２６ｂに対向する第１の面３０ｂと、上壁部２６ｃに対向する第２の面３０ｃとを有する。
【００３７】
第１方向側先端部３０における第１の面３０ｂは、下壁部２６ｂから離間したところから水平方向に伸びている。空間部２６における、下壁部２６ｂと第１の面３０ｂとの間の部分２６ｅには、空間が形成されている。第２の面３０ｃは、上壁部２６ｃから離間したところから水平方向に伸びている。空間部２６における、上壁部２６ｃと第２の面３０ｃとの間の部分２６ｄには、空間が形成されている。第１の面３０ｂは、第２の面３０ｃに比べて大きな面積を有している。両者の面積の大きさの違いは、第１方向側先端部３０の先端面３０ａが上記のようにＸ方向へ向かうに連れて第１方向Ｙ１に張り出す傾斜を有していることに対応している。
【００３８】
第１溝２３におけるＸ方向の端部には、水平方向に伸びる壁面（以下、底部壁面とする）２３ｂが形成されている。第１溝２３におけるＸ方向と反対方向の端部には、水平方向に伸びる壁面（以下、上部壁面とする）２３ｃが形成されている。符号Ｌは、第１溝２３の溝深さ（ハウジング１０の内側面１０ａと第１溝２３の側部２３ａとの距離）を示す。
【００３９】
ニードル弁１３が偏心させられる場合の偏心量は、後述するように、第１溝２３（及び第２溝２４）の溝深さＬで調節される。第１溝２３の側部２３ａは、Ｘ方向へ向かうに連れてインジェクタ１の中心軸Ｃとの距離が大きくなる傾斜を有する。即ち、第１溝２３の溝深さＬは、底部壁面２３ｂの近傍で最も深く、上部壁面２３ｃの近傍で最も浅くなる。第２溝２４（図１−１）の溝深さは、第１溝２３の溝深さＬと同様に設定されている。
【００４０】
次に、ピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）に通電されることによるニードル弁１３の偏心動作について説明する。図２は、第１ピエゾ素子２２ａ及び第２ピエゾ素子２２ｂのいずれにも通電されていない状態を示す図である。この場合、ピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）は収縮した状態であり、ニードル弁１３に対して偏心させる力は作用しない。
【００４１】
図３−１及び図３−２は、第１ピエゾ素子２２ａに通電されてニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられる場合の動作を説明するための図である。図３−１は、ニードル弁１３のリフト量が最小、即ちニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７から離れてすぐの状態を示す。図３−２は、ニードル弁１３のリフト量が最大、即ちニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７から最も離れた状態を示す。
【００４２】
第１ピエゾ素子２２ａに電圧が加えられると、第１ピエゾ素子２２ａが第１方向Ｙ１に伸長する。これにより、図３−１及び図３−２に示すように、第１方向側先端部３０の先端面３０ａは、第１溝２３の側部２３ａに当接し、側部２３ａを押す。その反作用により、ニードル弁１３は第２方向Ｙ２へ移動する。このように、第１ピエゾ素子２２ａに電圧が加えられることで、ニードル弁１３は第２方向Ｙ２に偏心させられる。符号Ｓ１は、ニードル弁１３の第２方向Ｙ２への偏心量（以下、第２方向偏心量とする）を示す。
【００４３】
ニードル弁１３が偏心させられる際に、第２方向Ｙ２に安定してニードル弁１３が移動されるように、第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとは概ね平行とされている。第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとが概ね平行であるため、両者は面接触する。このため、以下に説明するように、両者が線接触する場合や点接触する場合に比べて、ニードル弁１３は、上下方向にぶれることなく、安定して第２方向Ｙ２に移動されることができる。
【００４４】
図４は、第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとが面接触していない場合に、ニードル弁１３の偏心方向が上下方向にぶれる様子を説明するための図である。
【００４５】
図４に示す例では、第１方向側先端部３０の先端面３０ａは、第１溝２３の側部２３ａが有する傾斜と反対に、Ｘ方向へ向かうに連れてインジェクタ１の中心軸Ｃと近づく傾斜を有している。このように第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとが平行でない場合には、両者が当接した場合に、その接触部が線接触または点接触となる。この場合、面接触に比べて両者の接触面積が小さいため、ニードル弁１３を水平に第２方向Ｙ２へ偏心させることができず、ニードル弁１３の偏心方向が上下方向にぶれてしまうことがある。例えば、図４に符号Ａで示すように、ニードル弁１３の偏心方向が第２方向Ｙ２よりも上方（Ｘ方向と反対方向）にぶれてしまう可能性がある。
【００４６】
これに対して、本実施形態では、図３−１及び図３−２に示すように、第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとが面接触するため、両者の接触面積が大きいので、ニードル弁１３が上下にぶれることなく第２方向Ｙ２に偏心させられることができる。
【００４７】
なお、図４に示すように第１方向側先端部３０の先端面３０ａと、第１溝２３の側部２３ａとが線接触または点接触とされた場合には、両者の間に生じる摩擦力が小さな値となるため、ニードル弁１３がリフトされる場合の抵抗が小さくされることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第１ピエゾ素子２２ａが伸長する際に、第１ピエゾ素子２２ａが第１方向Ｙ１に安定して伸長できるように、以下に図１−２を参照して説明するように、第１溝２３は第１方向側先端部３０を案内することができる形状及び位置に形成されている。
【００４９】
図１−２は、図１−１の拡大図であり、図１−１と同じ状態を示している。即ち、図１−２には、ニードル弁１３が最も下方に（Ｘ方向に）移動した状態が示されている。図１−２に示すように、第１溝２３の底部壁面２３ｂは、第１方向側先端部３０の第１の面３０ｂの第１方向Ｙ１の延長線上に設けられている。このため、第１ピエゾ素子２２ａが伸長する際に、第１の面３０ｂは、第１溝２３の底部壁面２３ｂに沿って第１方向Ｙ１へ移動することができる。このため、第１方向側先端部３０がＸ方向へずれてしまうことなく、水平に第１方向Ｙ１に移動することができる。
【００５０】
本実施形態では、ニードル弁１３が急激に偏心させられて燃料の噴霧形状が崩れてしまうことを抑制するために、以下に説明するように、ニードル弁１３がリフトされる際に、ニードル弁１３のリフト量が大きくなるに連れて偏心量Ｓ１が徐々に大きくなる構成とされている。
【００５１】
第１ピエゾ素子２２ａに通電されて第１方向側先端部３０の先端面３０ａが、第１溝２３の側部２３ａに当接した状態（図３−１）で、ニードル弁１３がさらにリフトされていくと、ニードル弁１３は、第１方向側先端部３０の先端面３０ａが第１溝２３の側部２３ａに沿った状態でＸ方向と反対方向へ移動する。このため、ニードル弁１３の第２方向偏心量Ｓ１は、第１溝２３における第１方向側先端部３０の先端面３０ａが当接する部分の溝の深さによって変化する。
【００５２】
上記において図１−２を参照して説明したように、第１溝２３の溝深さＬは、Ｘ方向と反対方向へ向かうに連れて浅くなっている。このため、ニードル弁１３の第２方向偏心量Ｓ１は、ニードル弁１３がＸ方向と反対の方向へ向かうほど大きくなる。言い換えると、ニードル弁１３のリフト量が大きくなるほど、第２方向偏心量Ｓ１が大きくなる。従って、第２方向偏心量Ｓ１が最小値Ｓ１minとなるのは、図３−１に示すようにニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７から離れ始めるとき（リフト量が実質的にゼロのとき）である。反対に、第２方向偏心量Ｓ１が最大値Ｓ１maxとなるのは、図３−２に示すようにニードル弁１３の先端面１４が弁座部１７から最も離れた（リフト量が最大の）ときである。
【００５３】
図５は、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１へ偏心させられる場合の動作を説明するための図である。ニードル弁１３が第１方向Ｙ１へ偏心させられる場合には、図５に示すように、第２ピエゾ素子２２ｂに通電される。符号Ｓ２は、ニードル弁１３の第１方向Ｙ１への偏心量（以下、第１方向偏心量とする）を示す。第１方向偏心量Ｓ２は、第２方向偏心量Ｓ１と同様に、ニードル弁１３のリフト量が大きくなるに連れて、大きな値となる。
【００５４】
上記のように、ニードル弁１３の偏心量（Ｓ１、Ｓ２）は、ニードル弁１３がＸ方向へ向かうほど小さくなる一方、Ｘ方向と反対方向へ向かうほど大きくなる。このため、ニードル弁１３を偏心させる制御（以下、偏心制御とする）が行われる場合に、ニードル弁１３の上昇初期には偏心量（Ｓ１、Ｓ２）が小さく、上昇するに連れて徐々に偏心量（Ｓ１、Ｓ２）が大きくなる。その結果、後述するように、燃料通路１６が急激に狭くなることが抑制されるので、燃料の噴霧形状が崩れることによる燃焼の悪化が抑制される。
【００５５】
（本実施形態の基本的な考え方）
次に、ニードル弁１３が偏心させられた場合の燃料の流れの変化及び噴孔１２に付着したデポジットを除去する作用について説明する。図６から図８は、図１−１における噴孔１２付近の拡大図である。図６は、ニードル弁１３が偏心させられていない場合の燃料の流れを示す図である。図７は、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられた場合の燃料の流れを示す図である。図８は、ニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられた場合の燃料の流れを示す図である。
【００５６】
図６において、符号１２ａは、噴孔１２における第１方向Ｙ１側の内壁面を示す。符号１２ｂは、噴孔１２における第２方向Ｙ２側の内壁面を示す。符号１２ｃは、噴孔１２のＸ方向の開口部（噴孔１２における燃料の出口側の開口部）を示す。符号１１ａは、小径部１１における外部空間に面した部分のうちで、噴孔１２の開口部１２ｃを囲む部分（以下、開口周縁部とする）を示す。
【００５７】
符号１４ａは、先端面１４の第１方向Ｙ１側の部分を示す。符号１４ｂは、先端面１４の第２方向Ｙ２側の部分を示す。符号１６ａは、燃料通路１６における、先端面１４の第１方向Ｙ１側の部分１４ａと弁座部１７との間に位置する部分（以下、第１方向Ｙ１側の燃料通路とする）を示す。符号ｔは、第１方向Ｙ１側の燃料通路１６ａにおける、先端面１４の第１方向Ｙ１側の部分１４ａと弁座部１７との間隔（以下、第１方向側通路幅とする）を示す。
【００５８】
符号１６ｂは、燃料通路１６における、先端面１４の第２方向Ｙ２側の部分１４ｂと弁座部１７との間に位置する部分（以下、第２方向Ｙ２側の燃料通路とする）を示す。符号ｕは、第２方向Ｙ２側の燃料通路１６ｂにおける、先端面１４の第２方向Ｙ２側の部分１４ｂと弁座部１７との間隔（以下、第２方向側通路幅とする）を示す。符号Ｆは、インジェクタ１内の燃料の流れにおける流れの強い部分（流速が速い部分）を示す。
【００５９】
図６に示すように、ニードル弁１３が偏心させられていない場合には、噴孔１２の内部における燃料の流れと直交する断面において、インジェクタ１の中心軸Ｃ付近の流れが最も強くなる。燃料の流れは、中心軸Ｃから噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）へ近づくに連れて弱くなる。デポジットは燃料の流れが弱い部分に付着しやすい。このため、ニードル弁１３が偏心させられていない場合には、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）には、デポジットが付着しやすい。また、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）の近傍の燃料の流れは比較的弱いため、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したデポジットが燃料の流れの勢いで取り除かれることはあまり期待できない。
【００６０】
これに対して、本実施形態では、燃料の流れの勢いでデポジットを除去するために、ニードル弁１３が偏心させられて、噴孔１２の内部において一部の内壁面の近傍における燃料の流れが強くされる。図７は、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられた場合の燃料の流れを示す図である。ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられることにより、インジェクタ１の中心軸Ｃよりも第１方向Ｙ１側において、ニードル弁１３の先端面１４と弁座部１７との間隔が小さくなる。即ち、燃料通路１６における第１方向Ｙ１側の燃料通路１６ａの通路幅ｔは、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられた場合（図７）には、偏心させられない場合（図６）に比べて小さな値となる。反対に、燃料通路１６における第２方向Ｙ２側の燃料通路１６ｂの通路幅ｕは、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられた場合（図７）には、偏心させられない場合（図６）に比べて大きな値となる。よって、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられることにより、燃料通路１６の通路幅の分布が均一な状態（図６）から、不均一な状態（図７）へ切替えられる。
【００６１】
上記のように、ニードル弁１３が第１方向Ｙ１に偏心させられた場合には、ニードル弁１３が偏心させられない場合に比べて、燃料通路１６における第１方向側通路幅ｔが小さくなると共に第２方向側通路幅ｕが大きくなる。これにより、燃料通路１６における、第１方向Ｙ１側の幅Ｂ１は、第２方向Ｙ２側の幅Ｂ２よりも小さな値となる。よって、インジェクタ１の中心軸Ｃ方向（燃料通路１６の燃料の流れ方向）と直交する方向の断面における、燃料通路１６の面積の分布を不均一とする制御が実現される。本例では、燃料通路１６の燃料の流れ方向と直交する方向の断面とは、噴孔１２の入口側（Ｘ方向と反対側）の開口面と平行な断面である。
【００６２】
通路幅が狭くなった第１方向Ｙ１側の燃料通路１６ａを流れる燃料の流れＶａが強く（流速が大きく）なると共に、通路幅が広くなった第２方向Ｙ２側の燃料通路１６ｂを流れる燃料の流れＶｂが弱く（流速が小さく）なる。即ち、インジェクタ１の中心軸Ｃ方向（燃料通路１６の燃料の流れ方向）と直交する方向の断面において、燃料通路１６を流れる燃料の流速の分布が不均一な状態となる。
【００６３】
流速の分布が不均一となった燃料の流れは、不均一な状態を保ちつつ噴孔１２の入口側の開口面から噴孔１２へ流入する。その結果、噴孔１２の内部において、流れの強い部分Ｆの位置は、中心軸Ｃよりも第１方向Ｙ１側に寄った位置となる。このため、噴孔１２の内部における第１方向Ｙ１側の内壁面１２ａに沿った燃料の流れが強くなるので、第１方向Ｙ１側の内壁面１２ａに付着したデポジットが除去される。
【００６４】
一方、噴孔１２における第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに付着したデポジットを除去する場合には、図３−１及び図３−２に示すように、ニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられる。これにより、図８に示すように、噴孔１２の内部における第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに沿った燃料の流れが強くされて、第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに付着したデポジットが除去される。
【００６５】
デポジットは、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）だけでなく、開口周縁部１１ａに付着することがある。図９は、開口周縁部１１ａにデポジットが付着した場合の様子を示す図である。符号Ｄは、開口周縁部１１ａに付着したデポジットを示す。図９に示すように、開口周縁部１１ａにデポジットＤが堆積して、デポジットＤが噴孔１２の断面領域の延長線上に張り出すことがある。この場合、燃料の流路面積が減少するので燃料の流量が低下してしまう。このような場合にも、偏心制御により噴孔１２の内部における内壁面（１２ａ、１２ｂ）に沿った燃料の流れが強くされることで、燃料の流れの勢いにより強制的に噴孔１２の断面領域の延長線上からデポジットＤを除去することが可能である。
【００６６】
なお、偏心制御において、先端面１４が弁座部１７から離れた直後にニードル弁１３が大きく（例えば第２方向Ｙ２に）偏心させられた場合、燃料通路１６における第２方向側通路幅ｕが瞬時に小さくなる。この場合、燃料の流れが急に閉塞されることとなり、流れの淀みが生じることがある。その結果、燃料の噴霧の形状が崩れて燃焼が悪化することがある。これに対して、本実施形態では、上記のようにニードル弁１３のリフト量が小さいときには相対的に偏心量が小さく（図３−１のＳ１min参照）、リフト量が大きくなるほど上記偏心量が大きく（図３−２のＳ１max参照）される。このため、第１方向側通路幅ｔまたは第２方向側通路幅ｕが瞬時に小さくなることによる燃焼の悪化が抑制される。
【００６７】
上記のように偏心制御により燃料通路１６を流れる燃料の流れが部分的に強くされることで、噴孔１２に付着したデポジットのみならず、燃料通路１６に面した部分に付着したデポジットが除去されることが可能である。例えば、図７に示すように第１方向Ｙ１側の燃料通路１６ａを流れる燃料の流れＶａが強くされた場合には、ニードル弁１３の先端面１４における第１方向Ｙ１側の部分１４ａ等に付着したデポジットも除去されることができる。
【００６８】
（偏心制御が行われる場合の制御の流れ）
図１０は、偏心制御が行われる際のタイムチャートを示す。本例では、ニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられる場合（図３−１及び図３−２参照）についての動作が示されている。
【００６９】
図１０において、符号１００は、ニードル弁１３のリフト量を示す。符号１０１は、第１ピエゾ素子２２ａに対する通電状態を示す。符号１０２は、第２ピエゾ素子２２ｂに対する通電状態を示す。符号１０３は、ニードル弁１３の第２方向偏心量Ｓ１を示す。
【００７０】
図１０において、符号ｔ１は、車両制御部５０からの噴射指令に応答して、インジェクタ１により燃料の噴射が開始される点を示す。符号１００に示すように、時刻ｔ１において、ニードル弁１３が上昇し始めて燃料の噴射が開始される。ニードル弁１３の上昇開始と同期して、時刻ｔ１において第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１がＯＮとされる。これにより、図３−１に示すように第１ピエゾ素子２２ａが伸長して、第１方向側先端部３０の先端面３０ａが、第１溝２３の側部２３ａに当接する。第１方向側先端部３０の先端面３０ａが側部２３ａを押すことで、ニードル弁１３に第２方向Ｙ２向きの力が加えられるので、第２方向Ｙ２にニードル弁１３が偏心させられる。
【００７１】
このときには、まだニードル弁１３のリフト量１００が小さいため、第１方向側先端部３０の先端面３０ａは、第１溝２３の側部２３ａにおける底部壁面２３ｂの近傍の部分に当接する。第１溝２３の溝深さＬ（図１−２参照）はＸ方向へ向かうに連れて深くなっているため、時刻ｔ１における第２方向偏心量Ｓ１の値１０３は、第１ピエゾ素子２２ａが伸長した状態における最小値であるＳ１minである。
【００７２】
燃料の噴射が開始される時刻ｔ１においてニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられることにより、燃料が噴孔１２に流入し始めるときから、図８に示すように、噴孔１２の内部において第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに沿った燃料の流れが強くなる。第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂにおいて、時刻ｔ１よりも前の燃料の流れのなかった状態から、時刻ｔ１において強い勢いで燃料が流れ始めるため、燃料の流れの勢いにより第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに付着したデポジットが除去される。
【００７３】
時刻ｔ１から時刻ｔ２へかけて、ニードル弁１３のリフト量１００は増加していく。ニードル弁１３が上昇するに連れて、第１溝２３における、第１方向側先端部３０の先端面３０ａが当接した部分の溝深さＬは浅くなっていく。このため、ニードル弁１３のリフト量１００が増加するのに連れて、第２方向偏心量Ｓ１の値１０３が増加する。これに伴い、燃料通路１６における第２方向Ｙ２側の燃料通路１６ｂを流れる燃料の流れＶｂの強さが増加する一方、第１方向Ｙ１側の燃料通路１６ａを流れる燃料の流れＶａの強さが減少する。その結果、ニードル弁１３のリフト量１００が増加するのに連れて、燃料の流れの強い部分Ｆの位置は噴孔１２の内部において第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに近づく。
【００７４】
時刻ｔ２において、ニードル弁１３のリフト量１００は、最大値（フルリフト）となる。このときの第２方向偏心量Ｓ１の値１０３は、第１ピエゾ素子２２ａが伸長した状態における最大値であるＳ１maxとなる。このとき、噴孔１２の内部において、燃料の流れの強い部分Ｆは、最も第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに近い位置となる。ニードル弁１３のリフト量１００が、最大値（フルリフト）である間は、第２方向偏心量Ｓ１の値１０３は、最大値Ｓ１maxのままである。これにより、第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂの近傍の燃料の流れが最も強くなった状態が継続されて、第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに付着したデポジットが効率よく除去される。
【００７５】
その後、燃料の噴射の終了に伴い、時刻ｔ３においてニードル弁１３のリフト量１００は減少し始め、ニードル弁１３は下降し始める。時刻ｔ４において、ニードル弁１３のリフト量１００はゼロとなる。ニードル弁１３が下降するのに伴い、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて第２方向偏心量Ｓ１の値１０３も減少する。この場合に、ニードル弁１３のリフト量１００がゼロとなる時刻ｔ４までの間に、ニードル弁１３の偏心状態が完全に解消されず、ニードル弁１３が偏心した状態で弁座部１７に着座してしまうことがある。例えば、図３−２に示すようにニードル弁１３が最も偏心した状態から、時刻ｔ３において図２に示すようにピエゾ素子２２（２２ａ、２２ｂ）が共に収縮した状態とされてニードル弁１３に対して偏心させる力が作用しなくなったとしても、その後の時刻ｔ４までの間に、ニードル弁１３の偏心状態が完全に解消されないことがある。
【００７６】
ニードル弁１３が偏心したままとなることは好ましくない。そこで、上記のようにニードル弁１３が偏心した状態で弁座部１７に着座したとしても、その後にニードル弁１３が偏心したままとなることを抑制するための操作が行われる。具体的には、ニードル弁１３が閉じる際に、図１１に示すように、第１ピエゾ素子２２ａ及び第２ピエゾ素子２２ｂを共に伸長させることで、ニードル弁１３の偏心状態を解消させる制御が行われる。これにより、以下に説明するように、ニードル弁１３が偏心したままで弁座部１７に着座したとしても、ニードル弁１３の弁位置が修正されて、ニードル弁１３が偏心していない状態に戻される。
【００７７】
図１０には、ニードル弁１３のリフト量１００がゼロとなる（ニードル弁１３が弁座部１７に着座する）時刻ｔ４において、第２方向偏心量Ｓ１の値１０３が符号Ｓ１ａで示す値までしか低下してない状態（偏心したままの状態）となった場合に、偏心状態が解消される様子が示されている。第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１は、時刻ｔ１においてＯＮとされてから、ニードル弁１３が開いている（リフトされている）間はＯＮの状態に保たれる。時刻ｔ４においてニードル弁１３が閉じてからも、第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１はＯＮのままとされる。一方、時刻ｔ４において第２ピエゾ素子２２ｂの通電状態１０２がＯＮとされる。
【００７８】
これにより、図１１に示すように、時刻ｔ４において、第１ピエゾ素子２２ａ及び第２ピエゾ素子２２ｂは共に伸長した状態となる。第１方向側先端部３０の先端面３０ａは、第１溝２３の側部２３ａに当接して、ニードル弁１３を第２方向Ｙ２に押す。第２方向側先端部３１の先端面３１ａは第２溝２４の側部２４ａに当接して、ニードル弁１３を第１方向Ｙ１に押す。
【００７９】
これにより、ニードル弁１３に作用する第１方向Ｙ１への力と第２方向Ｙ２への力が拮抗する位置、即ちニードル弁１３の中心軸がインジェクタ１の中心軸Ｃに一致する位置に弁位置が修正される。燃料の噴射後にニードル弁１３が偏心したままとなることが抑制されるので、弁座部１７と先端面１４との間のシール性が低下することが抑制されて、燃料の噴射後に燃料が漏れてしまうことが抑制される。
【００８０】
図１０に示すように、時刻ｔ４において第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１及び第２ピエゾ素子２２ｂの通電状態１０２が共にＯＮとされてから、ニードル弁１３の弁位置を修正するのに要する所定時間が経過した後の時刻ｔ５において、両者に対する通電状態（１０１、１０２）はＯＦＦとされる。なお、図１０に示す例では、ニードル弁１３の着座と概ね同時に第２ピエゾ素子２２ｂの通電状態１０２がＯＮとされるが、これに代えて、ニードル弁１３が弁座部１７に着座する時刻ｔ４よりも前のタイミングにおいて第２ピエゾ素子２２ｂの通電状態１０２がＯＮとされることができる。この場合には、ニードル弁１３が弁座部１７に着座する前に偏心状態が解消されることができる。
【００８１】
次に、偏心制御が行われる条件について説明する。本実施形態では、偏心制御は常時行われるのではなく、デポジットが生成しやすい条件下で、かつ噴孔１２にデポジットが付着していると推定される場合に、偏心制御が行われる。これは、以下の理由による。
【００８２】
第１に、偏心制御が行われた場合、噴孔１２内の燃料の流れが偏るため、各回の燃料の噴射量にばらつきが生じることがある。燃料の噴射量にばらつきが生じた場合には燃焼が悪化してしまうため、偏心制御が行われる頻度は少ない方が好ましい。第２に、デポジットが生じる可能性が小さい場合や、デポジットが付着していない場合にまで偏心制御が行われると、ピエゾ素子２２の動作回数が多くなり、必要以上に消費電力が増加するので好ましくない。以上により、本実施形態では、噴孔１２に付着したデポジットを除去する必要性が高い場合、即ちデポジットが生成しやすい条件下で、かつ噴孔１２にデポジットが付着していると推定される場合に、偏心制御が行われる。
【００８３】
デポジットが生成しやすい条件が成立していると判定されるのは、インジェクタ１の小径部１１の温度が予め定められた所定温度よりも高い場合である。
【００８４】
また、噴孔１２にデポジットが付着していると推定されるのは、空燃比のフィードバック制御における学習値の値が予め定められた所定値以上となった場合である。噴孔１２にデポジットが付着した場合、噴孔１２における燃料の流路面積が減少するので燃料の流量が低下する。このため、燃料の噴射量の指令値と実際の噴射量との間に開きが生じる。その結果、空燃比の目標値と実際の空燃比との間に定常的なずれが生じる。本実施形態では、このように空燃比の目標値と実際の空燃比との間に定常的なずれが生じた状態を判定する指標として、空燃比のフィードバック制御における学習値が用いられる。
【００８５】
上記学習値は、燃料の噴射量を補正するための補正項である。上記学習値は、空燃比の目標値と実際の空燃比との間に定常的なずれが生じた場合に、その定常的なずれを解消する値に設定される。噴孔１２にデポジットが付着して燃料の流量が低下するほど上記定常的なずれは大きくなり、その結果上記学習値が大きな値に設定される。このため、上記学習値の値に基づいて、噴孔１２にデポジットが付着しているか否かが判定される。
【００８６】
図１２は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０において、熱電対２５により検出されたインジェクタ１の小径部１１の温度が予め定められた所定温度以下であるか否かが判定される。ここで、上記所定温度は、例えば１５０℃に設定されることができる。
【００８７】
ステップＳ１０の判定の結果、小径部１１の温度が上記所定温度よりも高いと判定された（ステップＳ１０否定）場合には、ステップＳ２０へ移行する。
【００８８】
ステップＳ２０では、空燃比のフィードバック制御における学習値の値が予め定められた所定値以上であるか否かが判定される。
【００８９】
ステップＳ２０の判定の結果、上記学習値の値が上記所定値以上であると判定された（ステップＳ２０肯定）場合、ステップＳ３０へ移行する。ステップＳ３０では、予め定められた所定の時間ごとにニードル弁１３を偏心させて噴孔１２に付着したデポジットを除去する偏心制御が実行される。偏心制御においては、ニードル弁１３が、例えば予め定められた所定の回数燃料の噴射が行われるごとに第１方向Ｙ１及び第２方向Ｙ２に交互に偏心させられる。これにより、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したデポジットが効果的に除去される。上記所定の時間は、例えば１０分に設定されることができる。
【００９０】
なお、ステップＳ１０における判定の結果、小径部１１の温度が上記所定温度以下であると判定された（ステップＳ１０肯定）場合、またはステップＳ２０の判定の結果、上記学習値の値が上記所定値未満であると判定された（ステップＳ２０否定）場合には、本制御フローはリセットされる。
【００９１】
以下に、本実施形態の効果について説明する。
【００９２】
本実施形態によれば、ニードル弁１３が偏心させられる（ステップＳ３０）ことにより、噴孔１２の内部における内壁面（１２ａ、１２ｂ）に近い部分の燃料の流れが強くされる。これにより、噴孔１２の内壁面に付着したデポジットが除去される。
【００９３】
また、デポジットが生成しやすい条件下（ステップＳ１０否定）で、かつデポジットが噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したと推定される（ステップＳ２０肯定）場合に偏心制御が行われる。これにより、デポジットを除去する必要性が高い時に偏心制御が行われる。デポジットを除去する必要性の低い場合にニードル弁１３を偏心させることが抑制されるので、燃料の噴霧にばらつきが生じること及び消費電力の増加が抑制される。
【００９４】
本実施形態では、通電状態に応じて伸縮するピエゾ素子２２が制御されることによりニードル弁１３が偏心させられる。電気制御によるため、応答性良くニードル弁１３が偏心させられる。応答性が良いため、ニードル弁１３のリフト量１００に対する偏心量の大きさが気筒間でばらつくことが抑制される。これにより、ニードル弁１３のリフト量１００が変化する過程における燃料の噴射状態（過渡噴霧）が気筒間でばらつくことが抑制される。よって、偏心制御が行われる際に、気筒間で燃焼状態にばらつきが生じることが抑制される。
【００９５】
なお、本実施形態では、デポジットが生成しやすい条件が小径部１１の温度に基づいて判定されたが、これに代えて、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度に基づいて上記判定が行われることができる。ＮＯｘはデポジットが生成する際にバインダとして作用するとされている。このため、ＮＯｘの濃度が高い場合には、デポジットが生成しやすいと判定されることができる。この場合、ＮＯｘの濃度は、例えばエンジン回転数及び負荷等に対応するＮＯｘ濃度が設定されたマップが参照されて求められることができる。
【００９６】
また、デポジットが生成しやすい条件が小径部１１の温度に基づいて判定されるのに代えて、燃料の圧力に基づいて上記判定が行われることができる。これは、アイドル状態など燃料の圧力が低圧に設定される場合には、燃料の流れが弱くなり、噴孔１２においてデポジットが生成しやすいためである。
【００９７】
デポジットが生成しやすい条件が判定される際には、上記の各判定方法が適宜組み合わされて行われることができる。
【００９８】
本実施形態では、デポジットが噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着しているか否かが空燃比のフィードバック制御における学習値の大きさに基づいて判定されたが、これに代えて、燃料の噴射時間に基づいて上記判定が行われることができる。噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）にデポジットが付着した場合には、上記のように燃料の流量が減少するため、燃料の噴射量の目標値に対して実際の燃料の噴射量が少なくなる。その結果、フィードバック制御により燃料の噴射時間を長くする補正が行われる。この場合に、予め定められた設定時間よりも燃料の噴射時間が長くなった場合に、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）にデポジットが付着したと判定されることができる。
【００９９】
噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）にデポジットが付着しているか否かが判定される際には、上記の各判定方法が適宜組み合わされて行われることができる。
【０１００】
本実施形態では、デポジットが生成しやすい条件下（ステップＳ１０否定）で、かつデポジットが噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着していると判定された（ステップＳ２０肯定）場合に偏心制御が行われたが、これに代えて、デポジットが生成しやすい条件及びデポジットが噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着していると判定される条件の少なくともいずれか一方が成立したときに、偏心制御が行われることができる。
【０１０１】
例えば、デポジットが生成しやすい条件下であると判定された場合に、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）にデポジットが付着しているか否かの判定を省略して偏心制御が行われることができる。この場合、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したデポジットを除去することができると共に、以下に説明するように、デポジットが噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着し始めることを未然に抑制することが可能となる。
【０１０２】
デポジットが生成しやすい条件下において、デポジットのバインダとなる物質が噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したとしても、ニードル弁１３が偏心させられて作り出される、噴孔１２の内部における内壁面（１２ａ、１２ｂ）の近傍の燃料の強い流れによりその物質が噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）から除去される。その結果、デポジットが生成されることが抑制される。
【０１０３】
（第１実施形態の第１変形例）
上記第１実施形態（図１０）では、ニードル弁１３のリフトが開始される時刻ｔ１において、第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１がＯＮとされて、ニードル弁１３が第２方向Ｙ２に最小値Ｓ１minだけ偏心させられる。燃料の噴霧の安定性が優先される場合など、燃料の噴射開始時におけるニードル弁１３の偏心を抑制する場合には、上記最小値Ｓ１minの値は、実質的にゼロとされることができる。時刻ｔ１において第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１がＯＮとされると、図３−１に示すように第１ピエゾ素子２２ａが伸長して、第１方向側先端部３０の先端面３０ａが側部２３ａに当接する。上記最小値Ｓ１minの値が実質的にゼロとされる場合には、第１ピエゾ素子２２ａが最も伸長した状態において先端面３０ａが側部２３ａに到達するように、予め第１ピエゾ素子２２ａの最大伸長量及び第１溝２３の溝深さＬ（図１−２）のうち少なくともいずれか一方が設定される。
【０１０４】
（第１実施形態の第２変形例）
上記第１実施形態（図１０）では、ニードル弁１３のリフト開始と同期して、時刻ｔ１において第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１０１がＯＮとされて、ニードル弁１３が第２方向Ｙ２に偏心させられた。ニードル弁１３の偏心を開始させる時期はこれには限定されず、例えば、ニードル弁１３がリフトされる途中のタイミングにおいてニードル弁１３の偏心が開始されることができる。この場合、以下に説明するように、噴孔１２の内部における、内壁面（１２ａ、１２ｂ）の近傍の燃料の流れの強さを急激に増加させることができる。その結果、内壁面（１２ａ、１２ｂ）付着したデポジットが除去されやすくなる。
【０１０５】
図１３は、ニードル弁１３がリフトされる途中のタイミングにおいてニードル弁１３の偏心が開始される場合のタイムチャートである。図１３に示す例では、ニードル弁１３のリフトが開始される時刻ｔ１とニードル弁１３のリフト量１００がフルリフトとなる時刻ｔ２との間の時刻ｔ６において、ニードル弁１３の偏心が開始される。図１３において、符号１１１は、第１ピエゾ素子２２ａに対する通電状態を示す。符号１１３は、本変形例のニードル弁１３の第２方向偏心量Ｓ１の値を示す。符号１０３は、上記第１実施形態の制御が行われた場合の第２方向偏心量Ｓ１の値（図１０参照）を示す。
【０１０６】
符号Ｓ１ｂは、上記第１実施形態の制御が行われた場合の、時刻ｔ６における第２方向偏心量Ｓ１の値１０３を示す。本変形例の制御で、時刻ｔ６において第１ピエゾ素子２２ａの通電状態１１１がＯＮとされると、ニードル弁１３の第２方向偏心量Ｓ１の値１１３は、時刻ｔ６よりも前のゼロから符号Ｓ１ｂで示す値まで、短時間のうちに増加する。
【０１０７】
ニードル弁１３の偏心が開始される時刻ｔ６において大きくニードル弁１３が偏心させられることにより、噴孔１２の内部における燃料の流れの分布が短時間で変化する。噴孔１２の内部において、燃料の流れの強い部分Ｆが、時刻ｔ６において、図６に示すようにインジェクタ１の中心軸Ｃに位置する状態から、図８に示すように第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂの近傍に位置する状態まで、短時間のうちに変化する。これにより、噴孔１２の内部における第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂの近傍の燃料の流れの強さが急激に増加するので、第２方向Ｙ２側の内壁面１２ｂに付着したデポジットが除去されやすくなる。
【０１０８】
（第２実施形態）
図１４を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。本実施形態の機械的な構成は上記第１実施形態（図１−１）と同様である。
【０１０９】
上記第１実施形態では、噴孔１２の内壁面（１２ａ、１２ｂ）に付着したデポジットを除去するために、偏心制御が行われた。本実施形態では、これに加えて、ニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われているか否かが判定される。
【０１１０】
ピエゾ素子２２が故障した場合など、ニードル弁１３を偏心させる機構が正しく作動しない場合には、デポジットを除去することができなくなる。エンジンに複数の気筒が設けられている場合に、デポジットが除去される気筒とデポジットが除去されない気筒が存在すると、気筒間で燃料の噴射量にばらつきが生じることとなる。この場合、気筒間で燃焼にばらつきが生じるため、運転性が低下する。
【０１１１】
そこで、本実施形態ではニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われているか否かが判定される。ニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われていないと判定された場合には、全ての気筒のインジェクタ１において、偏心制御が停止される。
【０１１２】
ニードル弁１３を偏心させる動作の異常を検出するために、各気筒の空燃比の検出結果が比較される。この場合、各気筒から排出される排気ガスの空燃比が排気マニホルド等においてそれぞれの気筒ごとに検出される。偏心制御が行われる前後において、それぞれの気筒で検出される空燃比の値の差（以下、気筒間Ａ／Ｆ差とする）が拡大した場合には、いずれかの気筒のインジェクタ１においてニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われていないと判定される。
【０１１３】
図１４は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１０において、偏心制御が行われる前の気筒間Ａ／Ｆ差に比べて、偏心制御が行われた後における気筒間Ａ／Ｆ差が大きいか否かが判定される。
【０１１４】
ステップＳ１１０の判定の結果、偏心制御後の気筒間Ａ／Ｆ差が、偏心制御前の気筒間Ａ／Ｆ差よりも大きいと判定された（ステップＳ１１０肯定）場合、ステップＳ１２０へ移行する。
【０１１５】
ステップＳ１２０では、各気筒に設けられたインジェクタ１の全てにおいて、偏心制御が停止される。次に、ステップＳ１３０において、ダイアグ（異常警告灯、自己診断結果表示）が点灯状態とされる。
【０１１６】
なお、ステップＳ１１０の判定の結果、偏心制御の後の気筒間Ａ／Ｆ差が偏心制御の前の気筒間Ａ／Ｆ差以下であると判定された（ステップＳ１１０否定）場合には、本制御フローはリセットされる。
【０１１７】
本実施形態によれば、偏心制御の後の気筒間Ａ／Ｆ差が偏心制御の前の気筒間Ａ／Ｆ差よりも大きいと判定された場合（ステップＳ１１０肯定）に、ニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われていないと判定される。この場合、各気筒に設けられたインジェクタ１の全てにおいて、偏心制御が停止される（ステップＳ１２０）。
【０１１８】
これにより、いずれかのインジェクタ１において噴孔１２に付着したデポジットが除去されなくなった場合に、全てのインジェクタ１において、デポジットを除去するための偏心制御が停止される。よって、複数のインジェクタ１の間で、噴孔１２におけるデポジットの付着状況に大きなばらつきが生じることが抑制される。その結果、気筒間で燃料の噴射量に大きなばらつきが生じることが抑制される。
【０１１９】
本実施形態では、偏心制御の前後における気筒間Ａ／Ｆ差の推移に基づいてニードル弁１３を偏心させる動作の異常判定が行われたが、これに代えて、空燃比のフィードバック制御における学習値に基づいて上記判定が行われることができる。この場合、偏心制御が行われた後で、上記学習値の値が予め定められた所定値未満まで低下しない場合には、ニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われていないと判定される。
【０１２０】
あるいは、偏心制御の前後における気筒間Ａ／Ｆ差の推移に基づく方法に代えて、燃料の噴射時間に基づいてニードル弁１３を偏心させる動作の異常判定が行われることができる。この場合、偏心制御が行われた後で、上記噴射時間が予め定められた設定時間未満に低下しない場合には、ニードル弁１３を偏心させる動作が正しく行われていないと判定される。
【０１２１】
上記各実施形態では、インジェクタ１に設けられた噴孔１２の形状がスリット形状である場合を例に説明したが、噴孔１２の形状はスリット形状には限定されない。例えば、燃料の噴射方向に直交する方向の断面形状が円形及び楕円形の噴孔１２に対しても、上記各実施形態は好適に行われる。
【０１２２】
また、上記各実施形態ではインジェクタ１の中心軸Ｃ上に噴孔１２が設けられている（図１−１）場合について説明したが、噴孔１２の設置位置はこれには限定されない。噴孔１２がインジェクタ１の中心軸Ｃ上とは異なる位置に設けられている場合でも、ニードル弁１３が偏心させられることにより噴孔１２の内部における燃料の流れが変化する。噴孔１２の内部における燃料の流れの強さの分布が変化することで、噴孔１２の内部において一部の内壁面の近傍における燃料の流れが強くされ、噴孔１２の内壁面に付着したデポジットが除去されることができる。
【０１２３】
噴孔１２の燃料噴射方向については、上記各実施形態の向きには限定されない。上記各実施形態では、噴孔１２を介して噴射される燃料の噴射方向は、インジェクタ１の中心軸Ｃ方向における下方（Ｘ方向）とされたが、燃料の噴射がインジェクタ１の中心軸Ｃ方向と異なる方向に行われるような噴孔１２の形状であっても上記各実施形態は好適に行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１−１】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図１−２】図１−１におけるピエゾ素子付近の拡大図である。
【図２】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態においてニードル弁が偏心させられていない状態を示す図である。
【図３−１】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態において第１ピエゾ素子が伸長した場合のニードル弁の偏心の様子を説明するための図である。
【図３−２】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態において第１ピエゾ素子が伸長した場合のニードル弁の偏心の様子を説明するための他の図である。
【図４】ニードル弁の偏心方向がぶれる場合の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態において第２ピエゾ素子が伸長した場合のニードル弁の偏心の様子を説明するための他の図である。
【図６】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態においてニードル弁が偏心させられていない場合の燃料の流れを説明するための図である。
【図７】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態においてニードル弁が偏心させられた場合の燃料の流れを説明するための図である。
【図８】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態においてニードル弁が偏心させられた場合の燃料の流れを説明するための他の図である。
【図９】小径部における噴孔の開口周縁部にデポジットが付着した様子を示す図である。
【図１０】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態におけるタイムチャートである。
【図１１】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態においてニードル弁が偏心したままとなることを抑制する動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の燃料噴射制御装置の第１実施形態の第２変形例のタイムチャートである。
【図１４】本発明の燃料噴射制御装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１  インジェクタ
１０  ハウジング
１０ａ  内側面
１１  小径部
１２  噴孔
１２ａ  第１方向側の内壁面
１２ｂ  第２方向側の内壁面
１３  ニードル弁
１４  先端面
１４ａ  先端面の第１方向側の部分
１４ｂ  先端面の第２方向側の部分
１５  フランジ部
１６  燃料通路
１６ａ  第１方向側の燃料通路
１６ｂ  第２方向側の燃料通路
１７  弁座部
１８  ストッパ
１９  支持板
２０  スプリング
２１  ソレノイド
２２  ピエゾ素子
２２ａ  第１ピエゾ素子
２２ｂ  第２ピエゾ素子
２３  第１溝
２３ａ  第１溝の側部
２４  第２溝
２４ａ  第２溝の側部
２５  熱電対
３０  第１方向側先端部
３１  第２方向側先端部
１００  ニードル弁のリフト量
１０１  第１ピエゾ素子に対する通電状態
１０２  第２ピエゾ素子に対する通電状態
２００  燃料噴射制御装置
２０１  燃料噴射制御システム
ｔ  第１方向側通路幅
ｕ  第２方向側通路幅
Ｆ  燃料の流れの強い部分
Ｓ１  第２方向の偏心量
Ｓ２  第１方向の偏心量
Ｘ  燃料の噴射方向
Ｙ１  第１ピエゾ素子の伸長方向（第１方向）
Ｙ２  第２ピエゾ素子の伸長方向（第２方向）
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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