内燃機関の制御装置
【課題】ノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置（６０）は、ノズルボディ（２３）の噴孔（２７）に燃料を導く燃料通路（３０）がノズルボディとニードル（２４）とによって区画され、燃料通路の燃料をニードルの周りに旋回させる旋回溝（３１）がノズルボディに設けられた燃料噴射装置（２０）の旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、ニードルの燃料通路に対向する部分には凸部（３３）が設けられ、ニードルは旋回溝によって旋回させられた旋回燃料が凸部に当接した際に凸部が旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、燃料噴射装置はニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイド（２１）を備え、検出部は、ソレノイドが発生した起電力に基づいてデポジットの存在を検出することを特徴とする。
【解決手段】内燃機関の制御装置（６０）は、ノズルボディ（２３）の噴孔（２７）に燃料を導く燃料通路（３０）がノズルボディとニードル（２４）とによって区画され、燃料通路の燃料をニードルの周りに旋回させる旋回溝（３１）がノズルボディに設けられた燃料噴射装置（２０）の旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、ニードルの燃料通路に対向する部分には凸部（３３）が設けられ、ニードルは旋回溝によって旋回させられた旋回燃料が凸部に当接した際に凸部が旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、燃料噴射装置はニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイド（２１）を備え、検出部は、ソレノイドが発生した起電力に基づいてデポジットの存在を検出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディと、ノズルボディ内に配置されて噴孔からの燃料の噴射を制御するニードルとを備えた燃料噴射弁を有している。このような燃料噴射弁にデポジットが発生した場合、燃料を適切に噴射することが困難になるおそれがある。そこで燃料噴射弁におけるデポジットの存在を検出する手法が考案されている。例えば特許文献１には、燃料噴射前後における空燃比の変化に基づいて噴孔またはニードルにデポジットが存在するか否かを検出する手法が開示されている。
【０００３】
ところで、燃料の燃焼性向上の観点から、噴孔から噴射される燃料は微細であることが好ましい。そこで噴孔から噴射される燃料の微細化を図る技術が考案されている。例えば特許文献２には、燃料がニードルの周りを旋回するように燃料に旋回力を付与する溝（以下、旋回溝と称する）をノズルボディの内壁に設けることで、噴孔から噴射される燃料に遠心力を与える技術が開示されている。この技術によれば、噴孔から噴射される燃料は遠心力によって広がりながら飛散する。それにより、噴孔から噴射される燃料の微細化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５９６９０号公報
【特許文献２】特開平７−６３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ノズルボディの旋回溝にデポジットが発生した場合、燃料に十分な旋回力を付与することが困難になるおそれがある。その結果、噴孔から噴射される燃料の微細化を適切に図ることが困難になるおそれがある。旋回溝にデポジットが発生した場合の対策を講じるためには、まずは旋回溝にデポジットが存在することを検出することが必要とされる。しかしながら特許文献１に係る技術を応用してノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出しようとしても、噴孔またはニードルにデポジットが存在する場合と旋回溝にデポジットが存在する場合との間で燃料噴射前後における空燃比の変化を区別することは困難である。したがって、特許文献１に係る技術を応用しても旋回溝におけるデポジットの存在を検出することは困難である。
【０００６】
本発明は、ノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる内燃機関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】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関に燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディの前記噴孔に前記燃料を導く燃料通路が、前記ノズルボディと前記ノズルボディの内部に配置されて燃料噴射時にリフトすることで前記燃料通路の前記燃料の前記噴孔への到達を可能にするニードルとによって区画され、前記燃料通路の前記燃料を前記ニードルの周りに旋回させる旋回溝が前記ノズルボディに設けられた燃料噴射装置の前記旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、前記ニードルの前記燃料通路に対向する部分には凸部が設けられ、前記ニードルは前記旋回溝によって旋回させられた前記燃料である旋回燃料が前記凸部に当接した際に前記凸部が前記旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、前記燃料噴射装置は前記ニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドを備え、前記検出部は、前記ソレノイドが発生した前記起電力に基づいて前記デポジットの存在を検出することを特徴とする。
【０００８】
旋回溝にデポジットが存在すると、デポジットが旋回溝の燃料の流動抵抗となることから、旋回燃料の流速は減少する。旋回燃料の流速が減少すると、旋回燃料が凸部に与える力も減少することから、ニードルの回転速度は減少する。ニードルの回転速度が減少すると、ソレノイドが発生する起電力も減少する。このように、旋回溝におけるデポジットの存在とソレノイドが発生する起電力とは相関を有している。したがって、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、ソレノイドが発生した起電力に基づいて旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる。
【０００９】
上記構成は、前記検出部による前記デポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接しないリフト量に制御し、前記所定の条件が満たされない場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接するリフト量に制御する制御部を備えていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、検出部によるデポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合には旋回燃料を凸部に当接させないようにすることができる。その結果、凸部が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。また、所定の条件が満たされない場合には、旋回燃料を凸部に当接させることができる。この場合、検出部によって旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００１１】
上記構成において、前記所定の条件が満たされた場合は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量が所定値以下の場合であってもよい。ここで、仮に燃料の噴射量が比較的少ない場合に旋回燃料を凸部に当接させた場合、凸部が旋回燃料の流動抵抗となる結果、旋回燃料の流速が減少して、燃料の微細化が不十分になるおそれがある。これに対して本構成によれば、燃料の噴射量が所定値以下の場合には旋回燃料を凸部に当接させないようにすることができることから、燃料の噴射量が所定値以下の場合に凸部が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。それにより、燃料の噴射量が所定値以下の場合であっても燃料の微細化を十分に図ることができる。
【００１２】
上記構成において、前記凸部は、前記ニードルのリフト量が第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合の方が前記旋回燃料に当接しない前記凸部の数が多くなるように、前記ニードルに複数設けられており、上記構成は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量に基づいて前記ニードルのリフト量を前記第２の値に制御する制御部を備えていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、凸部がニードルに複数設けられていることから、凸部がニードルに一つ設けられている場合に比較して、燃料の噴射量が少ない場合であってもニードルを回転させて旋回溝におけるデポジットの検出を行うことができる。したがって本構成によれば、凸部がニードルに一つ設けられている場合に比較して、旋回溝におけるデポジットの検出を行える燃料の噴射量の範囲を広げることができる。また、凸部をニードルに複数設けた場合、旋回燃料の流動抵抗となる凸部の数も増えることになるが、本構成によれば、燃料の噴射量に基づいてニードルのリフト量が、旋回燃料に当接しない凸部の数が第１の値よりも大きい第２の値に制御されることから、燃料の噴射量に応じて旋回燃料の流動抵抗となる凸部の数を減少させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記燃料噴射装置は、前記旋回燃料が前記凸部に当接した際の前記ニードルの回転方向と同じ方向に前記ニードルを回転させるアクチュエータをさらに備え、上記構成は、前記検出部による前記デポジットの存在の検出結果に基づいて前記アクチュエータを始動させる制御部を備えていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、検出部によって旋回溝におけるデポジットの存在が検出された場合にアクチュエータを始動させてニードルの回転速度を増大させることができる。ニードルの回転速度が増大すると、凸部の回転速度も増大する。その結果、回転する凸部によって旋回燃料の流速を増大させることができる。それにより、旋回溝のデポジットを旋回燃料によって効果的に除去することができる。その結果、噴孔から噴射される燃料の微細化を促進することができる。
【００１６】
上記構成は、前記検出部によって前記デポジットの存在が検出された場合に、前記デポジットの存在が検出される前に比較して前記燃料通路の前記燃料の圧力が上昇するように前記燃料通路の前記燃料の圧力を制御する制御部を備えていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、旋回溝におけるデポジットの存在が検出された場合に旋回燃料の流速を増大させることができる。それにより、旋回溝にデポジットが存在することに起因する旋回燃料の流速の減少を抑制することができる。その結果、旋回溝にデポジットが存在する場合であっても、燃料の微細化を適切に図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る内燃機関システムの模式図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１に係る燃料噴射装置の詳細を説明するための図である。図２（ｂ）は、旋回燃料の主流を模式的に示す図である。図２（ｃ）は、シート部がシート面に着座した状態を示す図である。図２（ｄ）は、ソレノイドの構成を説明するための図である。
【図３】図３（ａ）は、旋回溝にデポジットが発生した状態の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は、旋回溝にデポジットが存在していない場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。図３（ｃ）は、旋回溝にデポジットが存在した場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る制御装置の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、凸部の幅と旋回溝の幅との間の好適な関係を説明するための図である。
【図６】図６（ａ）は実施例２に係る第１制御処理が実行された状態を示す模式図である。図６（ｂ）は実施例２に係る第２制御処理が実行された状態を示す模式図である。
【図７】図７は、実施例２に係る制御装置の制御部が第１制御処理および第２制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施例３に係る制御装置が適用さる燃料噴射弁を示す模式図である。
【図９】図９は、実施例３に係る制御装置の制御部が第３制御処理および第４制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係る制御装置および実施例４に係る制御装置が適用される燃料噴射装置を説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施例４に係る制御装置のフローチャートの一例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例５に係る旋回溝にデポジットが存在している状態を示す模式図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のようにデポジットが旋回溝に偏在するように発生した場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例５に係る制御装置の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、実施例６に係る制御装置の検出部による検出処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置６０について説明する。制御装置６０は内燃機関１０に用いられる制御装置である。まず、制御装置６０および内燃機関１０を備える内燃機関システム５の全体構成について説明し、次いで制御装置６０の詳細について説明する。図１は、内燃機関システム５の模式図である。内燃機関システム５は、内燃機関１０と燃料噴射装置２０と燃料タンク４０とポンプ５０と制御装置６０と各種センサとを備えている。
【００２２】
内燃機関１０は、燃料噴射装置２０から噴射される燃料を用いて作動する。燃料としては、内燃機関１０がガソリンエンジンの場合にはガソリンを用い、内燃機関１０がディーゼルエンジンの場合には軽油を用いる。内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上方に配置されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１内に配置されたピストン１３とを備えている。
【００２３】
シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室１４が形成されている。シリンダヘッド１２には、空気を燃焼室１４に導く吸気通路１５と燃焼室１４から排気を排出する排気通路１６とが設けられている。なお、本実施例に係る上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例に係る上方および下方は水平方向であってもよい。
【００２４】
燃料噴射装置２０は燃料を噴射する装置である。燃料噴射装置２０の動作は制御装置６０が制御する。燃料噴射装置２０はソレノイド２１および燃料噴射弁２２を備えている。ソレノイド２１は燃料噴射弁２２を駆動する装置である。ソレノイド２１の動作は、制御装置６０が制御する。燃料噴射弁２２は燃料を噴射する弁である。本実施例に係る燃料噴射弁２２は、内燃機関１０の燃焼室１４に燃料を直接噴射する。この場合、燃料噴射弁２２は、燃料を噴射するための噴孔が燃焼室１４に露出するように内燃機関１０に配置されている。なお制御装置６０が適用される燃料噴射弁２２は、本実施例のように燃焼室１４に燃料を直接噴射する燃料噴射弁に限定されるものではない。例えば制御装置６０が適用される燃料噴射弁２２は、吸気通路１５に燃料を直接噴射するように吸気通路１５に配置された燃料噴射弁であってもよい。燃料噴射装置２０の詳細な構成は後述する。
【００２５】
燃料タンク４０は、内燃機関１０の燃料を貯留するタンクである。燃料タンク４０と燃料噴射弁２２とは、外部燃料通路４５によって連通されている。外部燃料通路４５は、燃料タンク４０の燃料を燃料噴射弁２２に導く通路である。ポンプ５０は、外部燃料通路４５に配置されている。ポンプ５０は外部燃料通路４５の燃料を圧送して燃料噴射弁２２に供給する装置である。ポンプ５０の動作は、制御装置６０が制御する。ポンプ５０が作動すると、燃料タンク４０の燃料は外部燃料通路４５を通過して燃料噴射弁２２に供給される。
【００２６】
制御装置６０は、燃料噴射装置２０およびポンプ５０を制御する制御処理を実行する制御部を備えている。また制御装置６０は、燃料噴射装置２０の後述する旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出処理を実行する検出部も備えている。さらに制御装置６０は、制御部および検出部の動作に必要なデータ等を記憶部する記憶部を備えている。
【００２７】
制御装置６０として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置６０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能および検出部の機能は、ＣＰＵ６１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３によって実現される。
【００２８】
各種センサは、制御装置６０の動作に必要な情報を検出するためのセンサである。図１においては各種センサの一例として、電圧センサ７０、圧力センサ７１、クランクポジションセンサ７２およびアクセルポジションセンサ７３が図示されている。電圧センサ７０は、燃料噴射装置２０のソレノイド２１の電圧を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。圧力センサ７１は、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。具体的には圧力センサ７１は、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力として、外部燃料通路４５のポンプ５０と燃料噴射装置２０との間の部分における燃料の圧力を検出している。
【００２９】
クランクポジションセンサ７２は、内燃機関１０のクランク軸の位置を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。制御装置６０は、クランクポジションセンサ７２の検出結果に基づいて内燃機関１０のクランク角を取得する。制御装置６０は、クランク角に基づいて燃料噴射装置２０からの燃料噴射時期を取得する。アクセルポジションセンサ７３は、内燃機関システム５が搭載された車両のアクセル８０の開度を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。制御装置６０は、アクセルポジションセンサ７３の検出結果に基づいて内燃機関１０の負荷を取得する。すなわち、アクセルポジションセンサ７３は、制御装置６０が内燃機関１０の負荷を取得するための情報を検出するセンサとしての機能を有している。但し、内燃機関１０の負荷を取得するための情報を検出するセンサは、アクセルポジションセンサ７３に限定されるものではなく、例えばスロットルポジションセンサ、エアフロメータ等であってもよい。あるいは制御装置６０は、内燃機関１０の回転数に基づいて内燃機関１０の負荷を取得してもよい。なお、内燃機関１０の負荷は内燃機関１０の運転状態を示す指標の一つでもある。また内燃機関１０の回転数は、クランクポジションセンサ７２の検出結果に基づいて取得することができる。
【００３０】
続いて燃料噴射装置２０の詳細について説明する。図２（ａ）は、燃料噴射装置２０の詳細を説明するための図である。燃料噴射弁２２は、ノズルボディ２３と、ノズルボディ２３の内部に配置されたニードル２４とを備えている。ノズルボディ２３の軸線とニードル２４の軸線とは一致している。図２（ａ）においては、ノズルボディ２３の軸線およびニードル２４の軸線が軸線２５によって図示されている。ニードル２４はソレノイド２１によって駆動されることで、軸線２５の延伸方向（以下、軸線２５の方向と称する場合がある）に沿って先端側および基端側に移動する。なお、基端側とはニードル２４の先端側（噴孔がある側）とは反対の側をいい、図２（ａ）において基端側は上方側であり、先端側は下方側である。
【００３１】
ノズルボディ２３は、シート面２６を先端部に備えている。シート面２６は、後述するニードル２４のシート部３２が着座するノズルボディ２３の部位である。シート面２６の形状は特に限定されるものではない。一例として本実施例に係るシート面２６は、ノズルボディ２３の基端側から先端側にかけて徐々に縮径する形状を有している。具体的にはシート面２６は、ノズルボディ２３の軸線２５を中心軸とした円錐形状を有している。
【００３２】
シート面２６には燃料を噴射する孔である噴孔２７が開口している。本実施例に係る噴孔２７は、ノズルボディ２３の軸線２５を噴孔２７の中心としている。また噴孔２７は、シート面２６に開口した孔の部分から、さらにノズルボディ２３の先端側に突出している。その結果、ノズルボディ２３の先端部の断面はノズル形状になっている。本実施例においては、シート面２６に開口した孔の部分からノズルボディ２３のさらに先端側に突出した部分までを噴孔２７と称する。但し、噴孔２７の構成はこれに限定されるものではない。例えば噴孔２７の中心は軸線２５に一致していなくてもよい。また噴孔２７は、シート面２６に開口した孔の部分だけを有していてもよく、この孔からノズルボディ２３の先端側に突出した部分を有していなくてもよい。
【００３３】
ノズルボディ２３の内壁２８とニードル２４の外壁２９との間には、噴孔２７に燃料を導くための通路である燃料通路３０が形成されている。すなわち燃料通路３０は、ノズルボディ２３の内壁２８とニードル２４の外壁２９とによって区画されている。燃料通路３０の燃料流動方向上流側の端部は、外部燃料通路４５（図１）に接続している。
【００３４】
ノズルボディ２３の内壁２８には、旋回溝３１が設けられている。本実施例において旋回溝３１は、ノズルボディ２３の軸線２５を螺旋の中心とした螺旋溝である。燃料噴射時において燃料通路３０を流動する燃料は、旋回溝３１を通過することでニードル２４の周りを旋回する。すなわち旋回溝３１は、燃料噴射時において燃料通路３０の燃料をニードル２４の周りに旋回させる機能を有している。以下、旋回溝３１によって旋回させられた燃料を旋回燃料と称する場合がある。図２（ｂ）には、旋回燃料の主流Ｆが模式的に図示されている。
【００３５】
このように燃料通路３０の燃料がニードル２４の周りを旋回することで、噴孔２７から噴射される燃料に遠心力を与えることができる。その結果、噴孔２７から噴射される燃料は広がりながら飛散する。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微粒化を図ることができる。また、燃料通路３０の燃料がニードル２４の周りを旋回することで、噴孔２７から噴射される燃料に微細な気泡（ナノバルブ）を混入させることもできる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進させることができる。噴孔２７から噴射される燃料の微細化によって、燃料の燃焼性を向上させることができる。
【００３６】
図２（ａ）を参照して、本実施例に係る旋回溝３１の断面は矩形である。また旋回溝３１は、ノズルボディ２３の内壁２８のうち、シート面２６よりも所定の距離だけ基端側に位置した部分から形成され、この部分からさらに所定の距離、基端側に位置した部分に至るまで螺旋状に形成されている。また旋回溝３１は、ノズルボディ２３の内壁２８を２周半、周回するように形成されている。但し、燃料通路３０の燃料をニードル２４の周りに旋回させることができるものであれば、旋回溝３１の形状、ノズルボディ２３の内壁２８における旋回溝３１が形成されている範囲の大きさ、旋回溝３１の巻き数等は上記構成に限定されるものではない。
【００３７】
ニードル２４は、噴孔２７からの燃料噴射を制御する弁体である。ニードル２４は、ノズルボディ２３の内部にリフト可能に配置されている。なお、リフトとは、ニードル２４が噴孔２７から離れる方向へ移動することをいう。ニードル２４の先端部には、シート部３２が設けられている。シート部３２は、噴孔２７からの燃料噴射停止時においてノズルボディ２３のシート面２６に着座するニードル２４の部位である。シート部３２の形状は特に限定されるものではないが、本実施例に係るシート部３２は一例として、ニードル２４の基端側から先端側にかけて徐々に縮径する形状を有している。具体的にはシート部３２は、軸線２５を中心とした円錐形状を有している。
【００３８】
図２（ｃ）は、シート部３２がシート面２６に着座した状態を示す図である。シート部３２がシート面２６に着座することで、燃料通路３０と噴孔２７とは遮断状態となる。それにより、燃料通路３０から噴孔２７への燃料の到達が停止されて、噴孔２７からの燃料噴射は停止される。図２（ａ）を参照して、シート部３２がリフトすることでシート面２６から離座した場合、燃料通路３０と噴孔２７とは連通状態になり、燃料通路３０から噴孔２７への燃料の到達が可能になる。それにより、噴孔２７からの燃料噴射は開始される。すなわちニードル２４は、燃料噴射時に噴孔２７から離れる方向へリフトすることで燃料通路３０の燃料の噴孔２７への到達を可能にしているとともに噴孔２７からの燃料噴射も可能にしている。
【００３９】
図２（ａ）を参照して、ニードル２４の燃料通路３０に対向する部分には凸部３３が設けられている。凸部３３は、ニードル２４の外壁２９の燃料通路３０に対向する部分から燃料通路３０およびノズルボディ２３の内壁２８に向けて突出している。その結果、燃料噴射時において旋回燃料は凸部３３に当接する。
【００４０】
燃料噴射装置２０は、ニードル２４を軸支する支持部材３４を備えている。支持部材３４は、旋回燃料が凸部３３に当接した際に凸部３３が旋回燃料から受ける力によってニードル２４がニードル２４の軸線２５の周りに回転できるように、ニードル２４を軸支する部材である。このようにニードル２４を軸支できるものであれば、支持部材３４の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００４１】
本実施例に係る支持部材３４は、一例として、ニードル２４の外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支している。具体的には図２（ａ）において支持部材３４は、ニードル２４の旋回溝３１に対向する部分とソレノイド２１との間の部分における外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支している。支持部材３４がニードル２４の外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支する結果、ニードル２４は支持部材３４に軸支されつつ支持部材３４に摺動しながら回転することができる。すなわち、支持部材３４はニードル２４の回転を阻止しないようにニードル２４を軸支している。このように支持部材３４によって軸支されることで、ニードル２４は、凸部３３が旋回燃料から受ける力による回転モーメントによって軸線２５を回転中心軸として回転することができる。
【００４２】
なお、本実施例に係る支持部材３４は、ノズルボディ２３とは別体の部材である。但し、支持部材３４の構成はこれに限定されるものではなく、支持部材３４はノズルボディ２３の旋回溝３１よりも基端側の一部分によって構成されていてもよい。すなわち支持部材３４は、ノズルボディ２３と一体化した部材であってもよい。また、支持部材３４がニードル２４を軸支するニードル２４の部位は、図２（ａ）の部位に限定されるものではない。また支持部材３４は、ニードル２４の外壁２９に直接接触していなくてもよい。例えば支持部材３４が流体軸受構造を有する場合、支持部材３４は、流体を介してニードル２４を軸支することになる。この場合にも、ニードル２４の回転は支持部材３４によって阻止されないことから、ニードル２４は凸部３３が旋回燃料から力を受けた場合に回転することができる。
【００４３】
図２（ｄ）は、ソレノイド２１の構成を説明するための図である。ソレノイド２１は、電気エネルギを機械的な直線運動に変換する電磁機能部品である。ソレノイド２１は、ニードル２４がリフト移動するようにニードル２４を駆動させる駆動装置としての機能を有している。本実施例に係るソレノイド２１は、一例として、コイル３５とプランジャ３６とを備えている。
【００４４】
コイル３５は、プランジャ３６の周りに螺旋状に巻かれている。プランジャ３６の先端側の端部は、ニードル２４に接続されている。なおプランジャ３６とニードル２４とは、接続部材を介して間接的に接続されていてもよい。またプランジャ３６は、バネ等の弾性部材（図示せず）によって先端側に付勢されている。なおプランジャ３６は、バネ等の弾性部材に代えてまたはこれと共に、燃料の圧力によって先端側に付勢されていてもよい。
【００４５】
コイル３５に電気が流れた場合（通電された場合）、プランジャ３６はコイル３５の磁界内に引き込まれる。その結果、ニードル２４はリフトする。それにより、噴孔２７からの燃料噴射が開始する。コイル３５への通電が停止された場合、プランジャ３６は元の位置に戻る。その結果、ニードル２４もリフト前の状態に戻り、燃料噴射は停止する。またコイル３５への通電量に応じて、プランジャ３６のコイル３５への引き込まれ量は変化する。その結果、コイル３５への通電量を制御することで、ニードル２４のリフト量を制御することができる。
【００４６】
ここで、本実施例に係るソレノイド２１は、旋回燃料が凸部３３に当接することによってニードル２４が回転した場合、起電力を発生する。具体的には、ニードル２４が回転するとニードル２４に接続したプランジャ３６も回転する。プランジャ３６が回転するとソレノイド２１は、プランジャ３６の回転速度に応じた起電力を発生する。したがって、ソレノイド２１が発生する起電力の値は、ニードル２４の回転速度と相関を有している。
【００４７】
すなわち本実施例に係るソレノイド２１は、ニードル２４を駆動するソレノイドとしての機能の他に、ニードル２４の回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドとしての機能も有している。このような機能を有するものであれば、ソレノイド２１の構成は、上述した構成に限定されるものではない。例えばソレノイド２１はプランジャ３６を備えていなくてもよい。この場合、コイル３５はニードル２４の周りに螺旋状に巻かれることになる。これ以降、ニードル２４が回転することによって生じるソレノイド２１の起電力を、ニードル２４をリフトさせるために必要な起電力と区別するために、逆起電力と称する場合がある。
【００４８】
続いて制御装置６０の詳細について説明する。まず制御装置６０の制御部は、内燃機関１０の運転状態に基づいて燃料噴射装置２０を制御する。具体的には制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標（例えば内燃機関１０の負荷）に基づいて、ソレノイド２１への通電の開始、通電の停止および通電量の制御を行うことで、ニードル２４のリフト量を制御する。ニードル２４のリフト量を制御することで、制御部は、噴孔２７からの燃料の噴射の開始および噴射の停止を制御する。なおニードル２４のリフト量とは、シート部３２がシート面２６に着座した状態からのニードル２４の基端側への移動距離（上昇距離）をいう。このリフト量は、燃料噴射停止時におけるニードル２４の位置からのニードル２４の基端側への移動距離でもある。
【００４９】
また制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標に基づいてポンプ５０の出力を制御することで、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力および燃料噴射弁２２に供給される燃料の単位時間当たりの量を制御する。燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力が制御されることで、燃料通路３０の燃料の圧力も制御され、噴孔２７から噴射される燃料の圧力も制御される（以下、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力、燃料通路３０の燃料の圧力および噴孔２７から噴射される燃料の圧力を総称して、燃圧と称する場合がある）。燃料噴射弁２２に供給される燃料の単位時間当たりの量が制御されることで、噴孔２７から噴射される燃料の単位時間当たりの量（以下、燃料噴射量と称する）も制御される。但し、制御部による燃圧の制御手法および燃料噴射量の制御手法は、これに限定されるものではない。例えば内燃機関システム５は外部燃料通路４５に、燃料流量を調整するための流量調整弁等を備え、制御部は流量調整弁を制御することで燃圧および燃料噴射量を制御してもよい。
【００５０】
制御装置６０の検出部は、旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出する処理（以下、検出処理と称する）を実行する。まず、本実施例に係る検出処理のメカ二ズムについて説明する。図３（ａ）は、旋回溝３１にデポジット１００が発生した状態の一例を示す模式図である。図３（ａ）においてデポジット１００は、旋回溝３１の全体に亘って存在している。
【００５１】
図３（ｂ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。縦軸は、電圧センサ７０の検出結果を示している。この電圧センサ７０の検出結果は、制御装置６０の制御部がニードル２４をリフトさせる際にソレノイド２１に印加される電圧を示しているとともに、ニードル２４が回転する際にソレノイド２１が発生する逆起電力によって生じる電圧も示している。横軸は、時間を示している。具体的には横軸は、ニードル２４のリフトを開始させるためにソレノイド２１に電圧を印加することを開始してからの経過時間、すなわち燃料噴射開始からの経過時間を示している。
【００５２】
制御部がソレノイド２１への電圧印加を開始してから所定時間経過すると、電圧は電圧Ｖａになる。この電圧Ｖａの値は、ニードル２４のリフト量に応じて変化する。具体的にはニードル２４のリフト量が大きいほど、電圧Ｖａの値も大きくなる。
【００５３】
旋回燃料が凸部３３に当接することでニードル２４が回転した場合、ソレノイド２１は逆起電力を発生する。その結果、電圧Ｖａの値は、逆起電力によって一時的に低下する。それにより、電圧ディップ１１０が生じる。図３（ｂ）において電圧ディップ１１０の値は符号ｈａで図示されている。
【００５４】
図３（ｃ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在した場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。旋回溝３１にデポジット１００が存在した場合、デポジット１００は旋回溝３１の燃料の流動抵抗となる。その結果、旋回燃料の流速は減少する。旋回燃料の流速が減少すると、旋回燃料が凸部３３に与える力も減少することから、ニードル２４の回転速度も減少する。ニードル２４の回転速度が減少すると、ソレノイド２１が発生する逆起電力も減少する。その結果、図３（ｃ）に示すように、電圧ディップ１１０の値（符号ｈｂで図示されている）は旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合に比較して減少する。
【００５５】
以上のことから、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在とソレノイド２１が発生する逆起電力とは相関を有していることが分る。したがって、ソレノイド２１が発生する逆起電力に基づいて、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無を検出することができる。制御装置６０の検出部は、このメカ二ズムに基づいて検出処理を実行する。
【００５６】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。より具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力と、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力と、の比較結果に基づいて、旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出する。
【００５７】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力の値（基準値）に比較して減少したか否かを判定する。その結果、減少したと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する。このようにして、検出部はソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【００５８】
図４は、制御装置６０の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。検出部は、図４のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいてソレノイド２１が発生した逆起電力の値を取得し、取得された逆起電力の値が基準値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）。基準値は、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力の値である。この基準値はＲＯＭ６２等の記憶部が記憶しておく。
【００５９】
ステップＳ１０の判定処理内容をより具体的に説明すると、検出部はソレノイド２１が発生した逆起電力の値の一例として、図３（ｃ）で説明した電圧ディップ１１０の値ｈｂを用いる。また検出部は基準値の一例として、図３（ｂ）で説明した旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態における電圧ディップ１１０の値ｈａを用いる。検出部は、ステップＳ１０において、電圧センサ７０の検出結果に基づいて電圧ディップ１１０の値ｈｂを取得し、取得された電圧ディップ１１０の値ｈｂが基準値（旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態における電圧ディップ１１０の値ｈａ）よりも小さいか否かを判定する。
【００６０】
ステップＳ１０において逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定されなかった場合、検出部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ１０において逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する（ステップＳ１１）。すなわち検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。次いで検出部はフローチャートの実行を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施例に係る制御装置６０によれば、ソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００６２】
なお、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量（堆積量）が多いほど、ニードル２４の回転速度の減少度合いは大きくなり、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値は小さくなる。したがって、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量とソレノイド２１が発生する逆起電力の値とは相関を有している。そこで検出部は、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値に基づいて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量を推定してもよい。
【００６３】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値の一例として、電圧ディップ１１０の値を用いることができる。この場合、記憶部は例えば図３（ｂ）の電圧ディップ１１０の値ｈａを基準値として記憶しておき、検出部は電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の値ｈｂと記憶部に記憶された電圧ディップ１１０の基準値との差を算出し、算出された差に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量を推定する。より具体的には検出部は、算出された差の値または算出された差の値に所定の係数を掛けたものを、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量とする。あるいは検出部は、算出された差の値が大きいほど旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量が多いと判定し、算出された差の値が小さいほど旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量が少ないと判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量の大小を推定してもよい。
【００６４】
また旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合、噴孔２７から噴射される燃料に旋回力を与えることが困難になるおそれがある。この場合、噴孔２７から噴射される燃料の微粒化を適切に図ることが困難になるおそれがある。そこで、制御装置６０の制御部は、検出部による旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出結果に基づいて、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間、上昇させる制御処理を実行してもよい（以下、この制御処理を圧力上昇処理と称する）。
【００６５】
圧力上昇処理は、例えば以下のように実行される。まず、検出部が旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出した場合、制御部はデポジット１００の存在が検出される前に比較して燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させる。制御部は、例えばポンプ５０の出力を所定期間上昇させることで、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させることができる。制御部は、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させた後、燃料の圧力を上昇前の値に戻す。
【００６６】
旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合に圧力上昇処理が実行されることで、旋回燃料の流速を所定期間増大させることができる。それにより、旋回溝３１にデポジットが存在することに起因する旋回燃料の流速の減少を抑制することができる。その結果、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合であっても、燃料の微細化を適切に図ることができる。
【００６７】
また、旋回燃料はデポジット１００を旋回溝３１から除去する作用効果（デポジット１００を洗い流す作用効果）も有しているため、圧力上昇処理が実行されることで旋回燃料の流速が増大した結果、旋回燃料によってデポジット１００を効果的に除去することもできる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進することができる。そこで制御部は、旋回溝３１のデポジット１００が除去されて旋回溝３１に存在しなくなった場合（例えばステップＳ１０で否定判定された場合）、燃料通路３０の燃料の圧力を上昇させてから所定期間経過していない段階であっても、圧力上昇処理の実行を終了して、燃料通路３０の燃料の圧力を上昇前の値に戻してもよい。
【００６８】
なお凸部３３は、旋回燃料が当接した際に旋回燃料から付与される力を受けてニードル２４を回転させる機能を発揮できるものであれば、その形状、数、大きさ（断面積）等は特に限定されるものではない。例えば図２（ａ）において凸部３３の断面形状は矩形であるが、これに限定されるものではない。また、図２（ａ）において凸部３３の数は１であるが、凸部３３の数は複数であってもよい。複数の凸部３３のニードル２４への配置態様は、特に限定されるものではない。例えば凸部３３は、ニードル２４の軸線２５の方向に並ぶように複数配置されていてもよく、ニードル２４の外周方向に並ぶように複数配置されていてもよい。
【００６９】
また凸部３３の大きさが小さ過ぎると、旋回燃料から十分な力を受けることが困難になるおそれがあり、その結果、ニードル２４を好適に回転させることが困難になるおそれがある。凸部３３の大きさが大き過ぎると、凸部３３が旋回燃料の流動を阻害する要因となり易くなる。その結果、旋回燃料の流速が減少してしまい、ニードル２４を好適に回転させることが困難となるおそれがある。したがって凸部３３の大きさは、ニードル２４を好適に回転させることが可能な大きさを適切に設定すればよい。また凸部３３の高さ（突出量）は、凸部３３がノズルボディ２３の内壁２８に接触しない高さであることが好ましい。凸部３３がノズルボディ２３の内壁２８に接触すると、ニードル２４の回転が阻害されるおそれがあるからである。
【００７０】
また、凸部３３の幅と旋回溝３１の幅との間には、好適な関係がある。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、凸部３３の幅と旋回溝３１の幅との間の好適な関係を説明するための図である。図５（ａ）には、凸部３３の幅（凸部３３のニードル２４の軸線２５方向の長さ）ｌと、旋回溝３１の幅（旋回溝３１のノズルボディ２３の軸線２５方向の長さ）Ｌと、が図示されている。図５（ｂ）は、凸部３３の幅ｌと旋回溝３１の幅Ｌとの関係を理解し易くするために、旋回溝３１の中に凸部３３を配置した状態を示す図である。図５（ｃ）は、旋回溝３１における旋回燃料の流速分布を模式的に示す図である。
【００７１】
旋回燃料の流速は、旋回溝３１の中央で最も早く、旋回溝３１の壁面において最も遅くなる。したがって、旋回溝３１の壁面近傍を流動する流速の遅い旋回燃料の影響を凸部３３が受け難くするために、凸部３３の幅ｌは、旋回溝３１の幅Ｌよりも小さいことが好ましい。具体的な数値を挙げると、凸部３３の幅ｌは旋回溝３１の幅Ｌの８０％が好ましい。この構成によれば、旋回溝３１の壁面近傍を流動する流速の遅い旋回燃料の影響を凸部３３が受け難くなるため、効率的にニードル２４を回転させることができる。
【実施例２】
【００７２】
続いて本発明の実施例２に係る制御装置（以下、制御装置６０ａと称する）について説明する。本実施例に係る説明において、他の実施例に係る部材と同じ部材には同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する（この重複説明の省略は、実施例２以降の実施例についても同様である）。
【００７３】
制御装置６０ａの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出を禁止する所定の条件（以下、禁止条件と称する）が満たされた場合、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が凸部３３に当接しないリフト量に制御する制御処理（以下、第１制御処理と称する）を実行し、禁止条件が満たされない場合、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が凸部３３に当接するリフト量に制御する制御処理（以下、第２制御処理と称する）を実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。制御装置６０ａが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【００７４】
図６（ａ）は第１制御処理が実行された状態を示す模式図であり、図６（ｂ）は第２制御処理が実行された状態を示す模式図である。第１制御処理において制御装置６０ａの制御部は、凸部３３が旋回溝３１の基端側の端部よりもさらに基端側に位置するようにニードル２４のリフト量を制御することで、旋回燃料が凸部３３に当接しないようにしている。第１制御処理が実行された場合、ニードル２４は回転しなくなる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出は行われなくなる。
【００７５】
第２制御処理において制御部は、凸部３３が旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間の範囲に位置するようにニードル２４のリフト量を制御することで、旋回燃料が凸部３３に当接するようにしている。第２制御処理が実行された場合、ニードル２４は回転する。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行うことが可能となる。
【００７６】
第１制御処理が実行されることで、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出は行われないが、旋回燃料が凸部３３に当接しないため、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。
【００７７】
本実施例においては、禁止条件として燃料噴射量が所定値（以下、この所定値を第１所定値と称する）以下である場合を用いる。すなわち本実施例において禁止条件が満たされた場合は、燃料噴射量が第１所定値以下の場合である。この場合、制御部は、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に第１制御処理を実行し、燃料噴射量が第１所定値以下でない場合に第２制御処理を実行する。第１所定値としては、特に限定されないが、例えば、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に旋回燃料が凸部３３に当接した場合に旋回燃料の流速が低下してしまい、燃料の微細化を図ることが困難になると考えられる値を用いることができる。
【００７８】
図７は、制御装置６０ａの制御部が第１制御処理および第２制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部は、図７のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御部は、禁止条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０）。本実施例において制御部は、燃料噴射量が第１所定値以下であるか否かを判定することで、禁止条件を満たすか否か判定する。制御部による燃料噴射量の具体的な取得手法は、特に限定されるものではない。燃料噴射量は、内燃機関１０の負荷、外部燃料通路４５の燃料供給量、外部燃料通路４５における燃料の圧力等と相関を有することから、制御部は内燃機関１０の負荷、外部燃料通路４５の燃料供給量、外部燃料通路４５における燃料の圧力等に基づいて燃料噴射量を取得することができる。
【００７９】
本実施例に係る制御部は、一例として内燃機関１０の負荷に基づいて燃料噴射量を取得する。この場合、記憶部は燃料噴射量を内燃機関１０の負荷に関連付けて規定したマップを記憶しておく。また記憶部は第１所定値も記憶しておく。制御部はアクセルポジションセンサ７３の検出結果に基づいて内燃機関１０の負荷を取得し、取得された負荷に対応する燃料噴射量をマップから抽出することで、燃料噴射量を取得する。制御部は取得された燃料噴射量と第１所定値とを比較することで、ステップＳ２０を実行する。
【００８０】
ステップＳ２０において燃料噴射量が第１所定値以下であると判定されることで禁止条件を満たすと判定された場合、制御部は第１制御処理を実行する（ステップＳ２１）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ２０において燃料噴射量が第１所定値以下であると判定されなかったことで禁止条件を満たすと判定されなかった場合、制御部は第２制御処理を実行する（ステップＳ２２）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００８１】
制御装置６０ａの検出部は、制御部がステップＳ２２において第２制御処理を実行した後において、実施例１に係る検出処理を実行する。具体的には検出部は、ステップＳ２２において第２制御処理が実行された後において、図４のフローチャートを実行する。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ａの制御部は、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【００８２】
以上のように本実施例に係る制御装置６０ａによれば、禁止条件が満たされた場合に第１制御処理が実行されることから、禁止条件が満たされた場合に旋回燃料を凸部３３に当接させないようにすることができる。その結果、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。また、禁止条件が満たされない場合には第２制御処理が実行されることから、旋回燃料を凸部３３に当接させてニードル２４を回転させることができる。この場合、検出部は旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００８３】
ここで、仮に燃料噴射量が比較的少ない場合に検出部によるデポジット１００の存在の検出を行うために旋回燃料を凸部３３に当接させた場合、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となる結果、旋回燃料の流速が減少して、燃料の微細化が不十分になるおそれがある。したがって燃料噴射量が比較的少ない場合には、検出部によるデポジット１００の存在の検出を禁止することが好ましいと考えられる。これに対して制御装置６０ａによれば、禁止条件が満たされた場合として燃料噴射量が第１所定値以下の場合が用いられていることから、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に旋回燃料を凸部３３に当接させないようにすることができる。それにより、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制できることから、燃料噴射量が第１所定値以下の場合であっても燃料の微細化を十分に図ることができる。
【００８４】
なお本実施例において凸部３３の数は１個であるが、これに限定されるものではない。凸部３３は複数設けられていてもよい。また制御装置６０ａの制御部は、禁止条件が満たされた場合として、燃料噴射量が第１所定値以下の場合以外の条件を用いてもよい。例えば制御部は、禁止条件が満たされた場合として、燃料通路３０の燃料の圧力が所定値以下となる場合を用いてもよい。
【実施例３】
【００８５】
続いて本発明の実施例３に係る制御装置（以下、制御装置６０ｂと称する）について説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、制御装置６０ｂが適用さる燃料噴射弁２２ｂを示す模式図である。燃料噴射弁２２ｂは、ニードル２４に代えてニードル２４ｂを備えている点において、実施例１に係る燃料噴射弁２２と異なっている。燃料噴射弁２２ｂの他の構成は、実施例１に係る燃料噴射弁２２と同様である。また制御装置６０ｂが適用される内燃機関１０の構成は、実施例１と同様である。
【００８６】
図８（ａ）は、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合の一例を示している。図８（ｂ）は、ニードル２４ｂのリフト量が、第１の値よりも大きい第２の値の場合の一例を示している。ニードル２４ｂは、凸部３３が複数設けられている点において、図２（ａ）に示すニードル２４と異なっている。具体的には凸部３３は、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合よりも、第２の値（＞第１の値）の場合の方が旋回燃料に当接しない凸部３３の数が多くなるように、ニードル２４ｂの外壁２９に複数設けられている。より具体的にはニードル２４ｂの凸部３３は、隣接する凸部３３との間に空間を有しながら、ニードル２４ｂの軸線２５の方向に並んで複数設けられている。なお、図８（ａ）において、隣接する凸部３３のピッチ（間隔）はピッチｗで図示され、隣接する旋回溝３１のピッチはピッチＷで図示されている。
【００８７】
凸部３３の数は２以上であれば特に限定されるものではない。本実施例においては、凸部３３の数の一例として２を用いる。ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合、２つの凸部３３は旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間に位置している。その結果、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合、旋回燃料は２つの凸部３３に当接する。
【００８８】
ニードル２４ｂのリフト量が第２の値の場合、２つの凸部３３のうち、先端側にある凸部３３のみが旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間に位置し、基端側にある凸部３３は旋回溝３１の基端側の端部よりもさらに基端側に位置している。その結果、ニードル２４ｂのリフト量が第２の値の場合、旋回燃料は２つの凸部３３のうち先端側にある凸部３３のみに当接する。ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合に比較して第２の値の場合の方が旋回燃料が当接する凸部３３の数が少ないことから、旋回燃料の流動抵抗を小さくすることができる。
【００８９】
制御装置６０ｂの制御部は、燃料噴射量に基づいて、ニードル２４ｂのリフト量を第１の値に制御する制御処理（以下、第３制御処理と称する）と、ニードル２４ｂのリフト量を第２の値に制御する制御処理（以下、第４制御処理と称する）と、を切り替えて実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。
【００９０】
具体的には制御部は、燃料噴射量が所定値以上の場合（以下、この所定値を第２所定値と称する）に第４制御処理を実行してニードル２４ｂのリフト量を第２の値にし、燃料噴射量が第２所定値より小さい場合に第３制御処理を実行してニードル２４ｂのリフト量を第１の値にする。第２所定値としては、ニードル２４ｂのリフト量が第２の値であってもニードル２４ｂが回転してデポジット１００の存在の検出が可能な燃料噴射量の値であれば、特に限定されるものではない。
【００９１】
図９は、制御装置６０ｂの制御部が第３制御処理および第４制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部は、図９のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御部は、燃料噴射量が第２所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。第２所定値は記憶部が記憶しておく。
【００９２】
ステップＳ３０において燃料噴射量が第２所定値以上であると判定された場合、制御部は第４制御処理を実行する（ステップＳ３１）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ３０において燃料噴射量が第２所定値以上であると判定されなかった場合、制御部は第３制御処理を実行する（ステップＳ３２）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００９３】
なお、制御装置６０ｂの検出部は、制御部がフローチャートの実行を終了した後、実施例１に係る検出処理を実行する。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ｂの制御部は実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【００９４】
本実施例に係る制御装置６０ｂによれば、制御装置６０ｂが適用される燃料噴射弁２２ｂにおいて凸部３３がニードル２４ｂに複数設けられていることから、凸部３３がニードル２４ｂに一つ設けられている場合に比較して、燃料噴射量が少ない場合であってもニードル２４ｂを回転させて旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行うことができる。すなわち制御装置６０ｂによれば、凸部３３がニードル２４ｂに一つ設けられている場合に比較して、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行える燃料噴射量の範囲を広げることができる。
【００９５】
また、凸部３３をニードル２４ｂに複数設けた場合、旋回燃料の流動抵抗となる凸部３３の数も増えることになるが、制御装置６０ｂによれば、燃料噴射量に基づいてニードル２４ｂのリフト量が第２の値に制御されることから、燃料噴射量に応じて旋回燃料の流動抵抗となる凸部３３の数を減少させることができる。その結果、旋回燃料の流速の減少を抑制して噴孔２７から噴射される燃料の微細化を確保しつつ旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【００９６】
なお図８（ａ）を参照して、凸部３３のピッチｗは、旋回溝３１のピッチＷと等しいことが好ましい。この場合、凸部３３のピッチｗが旋回溝３１のピッチＷと等しくない場合に比較して、旋回燃料を効率的に凸部３３に当接させることができる。それにより、例えば燃料噴射量が少ない場合であっても、ニードル２４ｂを効率的に回転させて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【００９７】
また制御装置６０ｂの制御部は、燃料噴射量に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行しているが、制御部が第４制御処理および第３制御処理を実行するか否かを判断するための指標は、燃料噴射量に限定されるものではない。制御部は、旋回燃料の流量と相関を有する指標（燃料噴射量、燃圧等）に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行すればよい。燃圧に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行する場合、制御部は、燃圧が所定値以上の場合に第４制御処理を実行し、燃圧が所定値より小さい場合に第３制御処理を実行すればよい。
【００９８】
また制御装置６０ｂの制御部は、本実施例に係る燃料噴射弁２２ｂを用いて、さらに実施例２に係る第１制御処理および第２制御処理を実行してもよい。この場合、制御装置６０ｂの制御部は、一例として、実施例２に係る図７のステップＳ２０において禁止条件を満たすと判定された場合、ステップＳ２１の第１制御処理を実行することで、ニードル２４ｂのリフト量を旋回燃料が全ての凸部３３に当接しないリフト量に制御する。また制御部は、ステップＳ２０において禁止条件を満たすと判定されなかった場合、ステップＳ２２の第２制御処理を実行することで、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が少なくとも一つの凸部３３に当接するリフト量に制御する。この構成によれば、実施例２に係る制御装置６０ａの効果と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また制御装置６０ｂの制御部が本実施例に係る第３制御処理および第４制御処理に加えて実施例２に係る第１制御処理および第２制御処理を実行する場合、本実施例に係る図９のステップＳ３０の判定処理で用いられる第２所定値として、実施例２に係るステップＳ２０の判定処理で用いられる第１所定値よりも大きい値を用いることが好ましい。またこの場合、制御装置６０ｂは、実施例２に係る第２制御処理において、本実施例に係る第３制御処理または第４制御処理を実行してもよい。
【０１００】
具体的にはこの場合、制御装置６０ｂは、燃料噴射量が第１所定値以下か否かを判定することで禁止条件を満たすか否かを判定し（図７のステップＳ２０）、禁止条件を満たすと判定された場合、第１制御処理を実行することでニードル２４ｂのリフト量を旋回燃料が全ての凸部３３に当接しないリフト量に制御し（ステップＳ２１）、禁止条件を満たすと判定されなかった場合、燃料噴射量が第１所定値よりも大きい第２所定値以上であるか否かを判定し（図９のステップＳ３０）、燃料噴射量が第２所定値以上であると判定された場合、第４制御処理を実行し（ステップＳ３１）、燃料噴射量が第２所定値以上であると判定されなかった場合（この場合、燃料噴射量は第１所定値より大きく第２所定値より小さい値である）、第３制御処理（ステップＳ３２）を実行する。
【実施例４】
【０１０１】
続いて本発明の実施例４に係る制御装置（以下、制御装置６０ｃと称する）について説明する。図１０は、制御装置６０ｃおよび制御装置６０ｃが適用される燃料噴射装置２０ｃを説明するための図である。燃料噴射装置２０ｃは、アクチュエータ３７をさらに備えている点において、実施例１に係る燃料噴射装置２０と異なっている。制御装置６０ｃの制御部は、アクチュエータ３７を制御する制御処理（以下、アクチュエータ制御処理と称する）をさらに実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【０１０２】
アクチュエータ３７は、旋回燃料が凸部３３に当接した際のニードル２４の回転方向と同じ方向（本実施例では、ニードル２４の先端側からみて時計方向）に、ニードル２４を回転させる装置である。すなわち、アクチュエータ３７は、制御装置６０ｃの制御部の指示を受けてニードル２４を強制的に回転させる強制回転手段としての機能を有している。アクチュエータ３７として、例えば電動モータを用いることができる。この場合、電動モータの出力軸は、プランジャ３６（図２（ｄ））のニードル２４とは反対側の端部に、直接的または接続部材を介して間接的に接続されている。
【０１０３】
制御装置６０ｃの検出部は、実施例１に係る検出処理によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。制御装置６０ｃの制御部は、制御装置６０ｃの検出部による旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出結果に基づいて、アクチュエータ制御処理を実行する。具体的には制御部は、検出部による検出処理によって旋回溝３１にデポジット１００が存在していることが検出された場合、アクチュエータ３７が始動するようにアクチュエータ３７を制御する。
【０１０４】
この場合、ニードル２４には、旋回燃料が凸部３３に当接することによる回転力に加えて、アクチュエータ３７による回転力も加わる。その結果、ニードル２４の回転速度を増大させることができる。ニードル２４の回転速度が増大すると、凸部３３の回転速度も増大する。その結果、回転する凸部３３によって旋回燃料の流速を効果的に増大させることができる。それにより、旋回溝３１のデポジット１００を旋回燃料によって効果的に除去することができる。
【０１０５】
一方、制御装置６０ｃの制御部は、検出部による検出処理によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出されなかった場合、アクチュエータ３７が停止するようにアクチュエータ３７を制御する。なお、この場合であっても、ニードル２４は、旋回燃料が凸部３３に当接することによる回転力によって回転することができる。
【０１０６】
図１１は、制御装置６０ｃのフローチャートの一例を示す図である。制御装置６０ｃは、図１１のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御装置６０ｃの検出部は、実施例１に係る検出処理を実行することで、旋回溝３１にデポジット１００が有るか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には検出部は、ステップＳ４０において、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が基準値よりも小さいか否かを判定し、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定された場合、旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定する。
【０１０７】
ステップＳ４０において旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定された場合、制御部はアクチュエータ３７を始動させる（ステップＳ４１）。次いで制御装置６０ｃはフローチャートの実行を終了する。ステップＳ４０において旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定されなかった場合、制御部はアクチュエータ３７を停止させる（ステップＳ４２）。次いで制御装置６０ｃはフローチャートの実行を終了する。
【０１０８】
本実施例に係る制御装置６０ｃによれば、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合にアクチュエータ３７を始動させてニードル２４の回転速度を増大させることができる。それにより、凸部３３の回転速度を増大させて、旋回燃料の流速を増大させることができることから、旋回溝３１のデポジット１００を旋回燃料によって効果的に除去することができる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進することができる。
【０１０９】
なお制御装置６０ｃの制御部は、実施例２に係る制御処理（第１制御処理および第２制御処理）をさらに実行してもよい。また制御装置６０ｃの制御部は、実施例３に係る燃料噴射弁２２ｂを用いて、実施例３に係る制御処理（第３制御処理および第４制御処理）をさらに実行してもよい。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ｃの制御部は、さらに実施例１に係る圧力上昇処理を実行してもよい。この場合、噴孔２７から噴射される燃料の微細化をさらに促進することができる。
【０１１０】
（変形例１）
なお本実施例において制御装置６０ｃの検出部は、ソレノイド２１が発生した起電力に代えて、アクチュエータ３７に通電される電流（以下、通電電流と称する。）を用いて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出してもよい。以下、本変形例に係るデポジット１００の存在の検出手法について説明する。
【０１１１】
まず本変形例に係る制御装置６０ｃの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無にかかわらず、アクチュエータ３７を所定の回転速度で回転させる。それにより、ニードル２４も所定の回転速度で回転する。ここで、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合に比較して、旋回燃料の流速が低減することから、ニードル２４の回転数を所定の回転数に制御するのに必要なアクチュエータ３７への通電電流の値は増加する。このように、アクチュエータ３７への通電電流の値は、旋回溝３１におけるデポジットの存在量と相関を有している。したがって、アクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【０１１２】
そこで本変形例に係る制御装置６０ｃの検出部は、アクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。この場合、内燃機関システム５は、アクチュエータ３７の通電電流を検出する電流センサを備えている。制御装置６０ｃの検出部は、電流センサの検出結果に基づいてアクチュエータ３７の通電電流を取得し、取得された通電電流の値が基準値以上であるか否かを判定し、通電電流の値が基準値以上であると判定した場合、旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１１３】
ここで、ソレノイド２１の逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する手法の場合、仮に逆起電力の変化を判断する際のベース電圧（例えば図３（ｂ）の電圧Ｖａ）にノイズが発生した場合には、逆起電力の変化を高い精度で検出することが困難となるおそれがある。特にベース電圧の値が高い場合には、ノイズが発生し易くなるため、逆起電力の変化を高い精度で検出することが困難になるおそれが高くなる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れが生じるおそれが生じる。
【０１１４】
これに対して本変形例に係る制御装置６０ｃによれば、ソレノイド２１の逆起電力に基づくことなく旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を高精度で検出することが容易になる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れを抑制することができる。
【０１１５】
なお本変形例に係る制御装置６０ｃの検出部は、本変形例に係るアクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する検出処理と実施例１に係るソレノイド２１の逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する検出処理とを両方とも実施してもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れをより抑制することができる。
【０１１６】
（変形例２）
実施例４において制御装置６０ｃの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無に関わらず、燃料噴射中においてアクチュエータ３７を常時駆動させていてもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無に関わらず旋回燃料の流速を増大させることができる。その結果、燃料の微細化を促進させることができる。また、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合には、旋回燃料によってデポジット１００を効果的に除去することができる。
【０１１７】
（変形例３）
実施例４において制御装置６０ｃの制御部は、所定の条件が満たされた場合、ニードル２４を上下方向にリフト移動させながら、アクチュエータ３７を駆動させてもよい。この場合、凸部３３は軸線２５方向に上下動しながら軸線２５の周りを回転することになる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００を広範囲に亘って除去することが容易になる。なお、所定の条件は特に限定されるものではないが、一例として、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合（例えば図１１のステップＳ４０で肯定判定された場合）を用いることができる。あるいは所定の条件として、燃料噴射量が所定量よりも低い場合や、アクチュエータ３７への通電電流量が所定値よりも低い場合等を用いてもよい。
【実施例５】
【０１１８】
続いて本発明の実施例５に係る制御装置（以下、制御装置６０ｄと称する）について説明する。制御装置６０ｄは、検出部による検出処理の内容が実施例１に係る検出処理と異なっている。具体的には制御装置６０ｄの検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することに代えて、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する点において、実施例１に係る検出部と異なっている。なお、制御装置６０ｄが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【０１１９】
制御装置６０ｄの検出部による検出処理のメカ二ズムを説明する。まず、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない場合、実施例１の図３（ｂ）において前述したような電圧ディップ１１０が発生する。この電圧ディップ１１０は、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない状況下において、旋回燃料の流速および旋回溝３１のピッチが一定の場合、一定の周期で発生する。そこで、制御装置６０ｄは、図３（ｂ）に示すような、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合における電圧ディップ１１０の発生周波数を基準周波数として記憶部に記憶しておく。
【０１２０】
図１２（ａ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在している状態を示す模式図である。図１２（ａ）においてデポジット１００は、旋回溝３１に偏在している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のようにデポジット１００が旋回溝３１に偏在するように発生した場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。図１２（ｂ）を図３（ｂ）と比較すると分るように、デポジット１００が旋回溝３１に偏在する場合、電圧ディップ１１０の発生周波数は、デポジット１００が旋回溝３１に存在しない場合に対して変化している。これは、旋回溝３１に偏在したデポジット１００の影響を受けて旋回燃料の流速が一様でなくなることに起因するものと考えられる。
【０１２１】
このように電圧ディップ１１０の発生周波数の変化は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在と相関を有している。具体的には電圧ディップ１１０の発生周波数の変化は、旋回溝３１におけるデポジット１００の偏在量と相関を有している。したがって、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができるとともに、旋回溝３１においてデポジット１００が偏在して存在しているか否かも検出することができる。
【０１２２】
そこで、制御装置６０ｄの検出部は、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。具体的には検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて電圧ディップ１１０の発生周波数を取得し、取得された発生周波数と記憶部に記憶された基準周波数とを比較し、この比較結果に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１２３】
より具体的には検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いか否かを判定する。検出部は、電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定された場合に旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１２４】
図１３は、制御装置６０ｄの検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。検出部は、図１３のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０において電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定されなかった場合、検出部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ５０において電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する（ステップＳ５１）。次いで制御装置６０ｄはフローチャートの実行を終了する。なお制御装置６０ｄは、本実施例に係るフローチャートの実行によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【０１２５】
本実施例に係る制御装置６０ｄによれば、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【０１２６】
なお実施例２〜実施例４に係る制御装置の検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するに当たり、実施例１に係る検出処理に代えて本実施例に係る検出処理を実行してもよい。また制御装置６０ｄの検出部は、本実施例に係る検出処理と実施例１に係る検出処理の両方を実行してもよい。具体的には制御装置６０ｄの検出部は、実施例１に係る図４のフローチャートおよび本実施例に係る図１３のフローチャートの両方を実行してもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在をより高い精度で検出することができることから、デポジット１００の検出漏れを抑制することができる。
【実施例６】
【０１２７】
続いて本発明の実施例６に係る制御装置（以下、制御装置６０ｅと称する）について説明する。制御装置６０ｅは、検出部による検出処理の内容が実施例１に係る検出処理と異なっている。具体的には制御装置６０ｅの検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいてデポジット１００の存在を検出する際の基準値（例えば図４のステップＳ１０の基準値）を、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更する点において、実施例１に係る制御装置６０の検出部と異なっている。なお、制御装置６０ｅが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【０１２８】
図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、制御装置６０ｅの検出部による検出処理を説明するための図である。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）には、燃料噴射時におけるニードル２４の最大リフト量を変化させたときの燃料噴射弁２２が図示されている。なお、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）においてデポジット１００は存在していない。燃料噴射弁２２のニードル２４のリフト量は、図１４（ａ）、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）の順に大きくなっている。図１４（ｄ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ａ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図であり、図１４（ｅ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ｂ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図であり、図１４（ｆ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ｃ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）において電圧Ｖａの値は、ニードル２４のリフト量に応じて上昇している。
【０１２９】
ニードル２４のリフト量が変化すると、旋回溝３１に対する凸部３３の相対位置も変化する。したがって、ニードル２４が発生する逆起電力は、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変化する。具体的には図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）において、電圧ディップ１１０の値が燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて大きくなっている。したがって、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいてデポジット１００の存在を検出する際の基準値（電圧ディップ１１０の値）は、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて適切に変更されることが好ましいといえる。
【０１３０】
そこで、制御装置６０ｅの検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する際の判定処理に用いられる基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更し、変更された基準値を用いてソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かを判定する。具体的には制御装置６０ｅの記憶部は、複数の基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に関連づけて規定したマップを記憶しておく。制御装置６０ｅの検出部は、ニードル２４の燃料噴射時におけるリフト量に対応した基準値をマップから抽出し、抽出された基準値を用いて図４のステップＳ１０の判定処理を実行する。
【０１３１】
本実施例に係る制御装置６０ｅによれば、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する際に用いられる判定処理の基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更していることから、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて適切な基準値を選択することができる。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在をより高い精度で検出することができる。
【０１３２】
なお本実施例においても、制御装置６０ｅの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。それにより、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合であっても、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を適切に図ることができる。
【０１３３】
なお実施例２〜実施例４に係る制御装置の検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するに当たり、実施例１に係る検出処理に代えて本実施例に係る検出処理を実行してもよい。
【０１３４】
また実施例１〜実施例６において、燃料噴射装置はニードル２４を駆動するソレノイド２１とは別に、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するためのソレノイド（第２のソレノイド）を別途備えていてもよい。この第２のソレノイドの構成は、ニードル２４の回転速度に応じて起電力を発生できるものであれば、特に限定されない。この場合、制御装置は、ソレノイド２１に代えて第２のソレノイドを用いて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。但し実施例１〜実施例６のようにニードル２４を駆動するソレノイド２１を用いて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する方が、第２のソレノイドを用いて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する場合に比較して、第２のソレノイドが不要になる分、燃料噴射装置の構成をコンパクトにすることができる点で好ましい。
【０１３５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
５ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
２０ 燃料噴射装置
２１ ソレノイド
２２ 燃料噴射弁
２３ ノズルボディ
２４ ニードル
２７ 噴孔
３０ 燃料通路
３１ 旋回溝
３３ 凸部
３７ アクチュエータ
５０ ポンプ
６０ 制御装置
７０ 電圧センサ
７１ 圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディと、ノズルボディ内に配置されて噴孔からの燃料の噴射を制御するニードルとを備えた燃料噴射弁を有している。このような燃料噴射弁にデポジットが発生した場合、燃料を適切に噴射することが困難になるおそれがある。そこで燃料噴射弁におけるデポジットの存在を検出する手法が考案されている。例えば特許文献１には、燃料噴射前後における空燃比の変化に基づいて噴孔またはニードルにデポジットが存在するか否かを検出する手法が開示されている。
【０００３】
ところで、燃料の燃焼性向上の観点から、噴孔から噴射される燃料は微細であることが好ましい。そこで噴孔から噴射される燃料の微細化を図る技術が考案されている。例えば特許文献２には、燃料がニードルの周りを旋回するように燃料に旋回力を付与する溝（以下、旋回溝と称する）をノズルボディの内壁に設けることで、噴孔から噴射される燃料に遠心力を与える技術が開示されている。この技術によれば、噴孔から噴射される燃料は遠心力によって広がりながら飛散する。それにより、噴孔から噴射される燃料の微細化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５９６９０号公報
【特許文献２】特開平７−６３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ノズルボディの旋回溝にデポジットが発生した場合、燃料に十分な旋回力を付与することが困難になるおそれがある。その結果、噴孔から噴射される燃料の微細化を適切に図ることが困難になるおそれがある。旋回溝にデポジットが発生した場合の対策を講じるためには、まずは旋回溝にデポジットが存在することを検出することが必要とされる。しかしながら特許文献１に係る技術を応用してノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出しようとしても、噴孔またはニードルにデポジットが存在する場合と旋回溝にデポジットが存在する場合との間で燃料噴射前後における空燃比の変化を区別することは困難である。したがって、特許文献１に係る技術を応用しても旋回溝におけるデポジットの存在を検出することは困難である。
【０００６】
本発明は、ノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる内燃機関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】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関に燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディの前記噴孔に前記燃料を導く燃料通路が、前記ノズルボディと前記ノズルボディの内部に配置されて燃料噴射時にリフトすることで前記燃料通路の前記燃料の前記噴孔への到達を可能にするニードルとによって区画され、前記燃料通路の前記燃料を前記ニードルの周りに旋回させる旋回溝が前記ノズルボディに設けられた燃料噴射装置の前記旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、前記ニードルの前記燃料通路に対向する部分には凸部が設けられ、前記ニードルは前記旋回溝によって旋回させられた前記燃料である旋回燃料が前記凸部に当接した際に前記凸部が前記旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、前記燃料噴射装置は前記ニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドを備え、前記検出部は、前記ソレノイドが発生した前記起電力に基づいて前記デポジットの存在を検出することを特徴とする。
【０００８】
旋回溝にデポジットが存在すると、デポジットが旋回溝の燃料の流動抵抗となることから、旋回燃料の流速は減少する。旋回燃料の流速が減少すると、旋回燃料が凸部に与える力も減少することから、ニードルの回転速度は減少する。ニードルの回転速度が減少すると、ソレノイドが発生する起電力も減少する。このように、旋回溝におけるデポジットの存在とソレノイドが発生する起電力とは相関を有している。したがって、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、ソレノイドが発生した起電力に基づいて旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる。
【０００９】
上記構成は、前記検出部による前記デポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接しないリフト量に制御し、前記所定の条件が満たされない場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接するリフト量に制御する制御部を備えていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、検出部によるデポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合には旋回燃料を凸部に当接させないようにすることができる。その結果、凸部が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。また、所定の条件が満たされない場合には、旋回燃料を凸部に当接させることができる。この場合、検出部によって旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００１１】
上記構成において、前記所定の条件が満たされた場合は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量が所定値以下の場合であってもよい。ここで、仮に燃料の噴射量が比較的少ない場合に旋回燃料を凸部に当接させた場合、凸部が旋回燃料の流動抵抗となる結果、旋回燃料の流速が減少して、燃料の微細化が不十分になるおそれがある。これに対して本構成によれば、燃料の噴射量が所定値以下の場合には旋回燃料を凸部に当接させないようにすることができることから、燃料の噴射量が所定値以下の場合に凸部が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。それにより、燃料の噴射量が所定値以下の場合であっても燃料の微細化を十分に図ることができる。
【００１２】
上記構成において、前記凸部は、前記ニードルのリフト量が第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合の方が前記旋回燃料に当接しない前記凸部の数が多くなるように、前記ニードルに複数設けられており、上記構成は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量に基づいて前記ニードルのリフト量を前記第２の値に制御する制御部を備えていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、凸部がニードルに複数設けられていることから、凸部がニードルに一つ設けられている場合に比較して、燃料の噴射量が少ない場合であってもニードルを回転させて旋回溝におけるデポジットの検出を行うことができる。したがって本構成によれば、凸部がニードルに一つ設けられている場合に比較して、旋回溝におけるデポジットの検出を行える燃料の噴射量の範囲を広げることができる。また、凸部をニードルに複数設けた場合、旋回燃料の流動抵抗となる凸部の数も増えることになるが、本構成によれば、燃料の噴射量に基づいてニードルのリフト量が、旋回燃料に当接しない凸部の数が第１の値よりも大きい第２の値に制御されることから、燃料の噴射量に応じて旋回燃料の流動抵抗となる凸部の数を減少させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記燃料噴射装置は、前記旋回燃料が前記凸部に当接した際の前記ニードルの回転方向と同じ方向に前記ニードルを回転させるアクチュエータをさらに備え、上記構成は、前記検出部による前記デポジットの存在の検出結果に基づいて前記アクチュエータを始動させる制御部を備えていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、検出部によって旋回溝におけるデポジットの存在が検出された場合にアクチュエータを始動させてニードルの回転速度を増大させることができる。ニードルの回転速度が増大すると、凸部の回転速度も増大する。その結果、回転する凸部によって旋回燃料の流速を増大させることができる。それにより、旋回溝のデポジットを旋回燃料によって効果的に除去することができる。その結果、噴孔から噴射される燃料の微細化を促進することができる。
【００１６】
上記構成は、前記検出部によって前記デポジットの存在が検出された場合に、前記デポジットの存在が検出される前に比較して前記燃料通路の前記燃料の圧力が上昇するように前記燃料通路の前記燃料の圧力を制御する制御部を備えていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、旋回溝におけるデポジットの存在が検出された場合に旋回燃料の流速を増大させることができる。それにより、旋回溝にデポジットが存在することに起因する旋回燃料の流速の減少を抑制することができる。その結果、旋回溝にデポジットが存在する場合であっても、燃料の微細化を適切に図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ノズルボディの旋回溝におけるデポジットの存在を検出することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る内燃機関システムの模式図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１に係る燃料噴射装置の詳細を説明するための図である。図２（ｂ）は、旋回燃料の主流を模式的に示す図である。図２（ｃ）は、シート部がシート面に着座した状態を示す図である。図２（ｄ）は、ソレノイドの構成を説明するための図である。
【図３】図３（ａ）は、旋回溝にデポジットが発生した状態の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は、旋回溝にデポジットが存在していない場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。図３（ｃ）は、旋回溝にデポジットが存在した場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る制御装置の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、凸部の幅と旋回溝の幅との間の好適な関係を説明するための図である。
【図６】図６（ａ）は実施例２に係る第１制御処理が実行された状態を示す模式図である。図６（ｂ）は実施例２に係る第２制御処理が実行された状態を示す模式図である。
【図７】図７は、実施例２に係る制御装置の制御部が第１制御処理および第２制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施例３に係る制御装置が適用さる燃料噴射弁を示す模式図である。
【図９】図９は、実施例３に係る制御装置の制御部が第３制御処理および第４制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係る制御装置および実施例４に係る制御装置が適用される燃料噴射装置を説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施例４に係る制御装置のフローチャートの一例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例５に係る旋回溝にデポジットが存在している状態を示す模式図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のようにデポジットが旋回溝に偏在するように発生した場合における電圧センサの検出結果と時間との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例５に係る制御装置の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、実施例６に係る制御装置の検出部による検出処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置６０について説明する。制御装置６０は内燃機関１０に用いられる制御装置である。まず、制御装置６０および内燃機関１０を備える内燃機関システム５の全体構成について説明し、次いで制御装置６０の詳細について説明する。図１は、内燃機関システム５の模式図である。内燃機関システム５は、内燃機関１０と燃料噴射装置２０と燃料タンク４０とポンプ５０と制御装置６０と各種センサとを備えている。
【００２２】
内燃機関１０は、燃料噴射装置２０から噴射される燃料を用いて作動する。燃料としては、内燃機関１０がガソリンエンジンの場合にはガソリンを用い、内燃機関１０がディーゼルエンジンの場合には軽油を用いる。内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上方に配置されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１内に配置されたピストン１３とを備えている。
【００２３】
シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室１４が形成されている。シリンダヘッド１２には、空気を燃焼室１４に導く吸気通路１５と燃焼室１４から排気を排出する排気通路１６とが設けられている。なお、本実施例に係る上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例に係る上方および下方は水平方向であってもよい。
【００２４】
燃料噴射装置２０は燃料を噴射する装置である。燃料噴射装置２０の動作は制御装置６０が制御する。燃料噴射装置２０はソレノイド２１および燃料噴射弁２２を備えている。ソレノイド２１は燃料噴射弁２２を駆動する装置である。ソレノイド２１の動作は、制御装置６０が制御する。燃料噴射弁２２は燃料を噴射する弁である。本実施例に係る燃料噴射弁２２は、内燃機関１０の燃焼室１４に燃料を直接噴射する。この場合、燃料噴射弁２２は、燃料を噴射するための噴孔が燃焼室１４に露出するように内燃機関１０に配置されている。なお制御装置６０が適用される燃料噴射弁２２は、本実施例のように燃焼室１４に燃料を直接噴射する燃料噴射弁に限定されるものではない。例えば制御装置６０が適用される燃料噴射弁２２は、吸気通路１５に燃料を直接噴射するように吸気通路１５に配置された燃料噴射弁であってもよい。燃料噴射装置２０の詳細な構成は後述する。
【００２５】
燃料タンク４０は、内燃機関１０の燃料を貯留するタンクである。燃料タンク４０と燃料噴射弁２２とは、外部燃料通路４５によって連通されている。外部燃料通路４５は、燃料タンク４０の燃料を燃料噴射弁２２に導く通路である。ポンプ５０は、外部燃料通路４５に配置されている。ポンプ５０は外部燃料通路４５の燃料を圧送して燃料噴射弁２２に供給する装置である。ポンプ５０の動作は、制御装置６０が制御する。ポンプ５０が作動すると、燃料タンク４０の燃料は外部燃料通路４５を通過して燃料噴射弁２２に供給される。
【００２６】
制御装置６０は、燃料噴射装置２０およびポンプ５０を制御する制御処理を実行する制御部を備えている。また制御装置６０は、燃料噴射装置２０の後述する旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出処理を実行する検出部も備えている。さらに制御装置６０は、制御部および検出部の動作に必要なデータ等を記憶部する記憶部を備えている。
【００２７】
制御装置６０として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置６０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能および検出部の機能は、ＣＰＵ６１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３によって実現される。
【００２８】
各種センサは、制御装置６０の動作に必要な情報を検出するためのセンサである。図１においては各種センサの一例として、電圧センサ７０、圧力センサ７１、クランクポジションセンサ７２およびアクセルポジションセンサ７３が図示されている。電圧センサ７０は、燃料噴射装置２０のソレノイド２１の電圧を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。圧力センサ７１は、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。具体的には圧力センサ７１は、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力として、外部燃料通路４５のポンプ５０と燃料噴射装置２０との間の部分における燃料の圧力を検出している。
【００２９】
クランクポジションセンサ７２は、内燃機関１０のクランク軸の位置を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。制御装置６０は、クランクポジションセンサ７２の検出結果に基づいて内燃機関１０のクランク角を取得する。制御装置６０は、クランク角に基づいて燃料噴射装置２０からの燃料噴射時期を取得する。アクセルポジションセンサ７３は、内燃機関システム５が搭載された車両のアクセル８０の開度を検出し、検出結果を制御装置６０に伝える。制御装置６０は、アクセルポジションセンサ７３の検出結果に基づいて内燃機関１０の負荷を取得する。すなわち、アクセルポジションセンサ７３は、制御装置６０が内燃機関１０の負荷を取得するための情報を検出するセンサとしての機能を有している。但し、内燃機関１０の負荷を取得するための情報を検出するセンサは、アクセルポジションセンサ７３に限定されるものではなく、例えばスロットルポジションセンサ、エアフロメータ等であってもよい。あるいは制御装置６０は、内燃機関１０の回転数に基づいて内燃機関１０の負荷を取得してもよい。なお、内燃機関１０の負荷は内燃機関１０の運転状態を示す指標の一つでもある。また内燃機関１０の回転数は、クランクポジションセンサ７２の検出結果に基づいて取得することができる。
【００３０】
続いて燃料噴射装置２０の詳細について説明する。図２（ａ）は、燃料噴射装置２０の詳細を説明するための図である。燃料噴射弁２２は、ノズルボディ２３と、ノズルボディ２３の内部に配置されたニードル２４とを備えている。ノズルボディ２３の軸線とニードル２４の軸線とは一致している。図２（ａ）においては、ノズルボディ２３の軸線およびニードル２４の軸線が軸線２５によって図示されている。ニードル２４はソレノイド２１によって駆動されることで、軸線２５の延伸方向（以下、軸線２５の方向と称する場合がある）に沿って先端側および基端側に移動する。なお、基端側とはニードル２４の先端側（噴孔がある側）とは反対の側をいい、図２（ａ）において基端側は上方側であり、先端側は下方側である。
【００３１】
ノズルボディ２３は、シート面２６を先端部に備えている。シート面２６は、後述するニードル２４のシート部３２が着座するノズルボディ２３の部位である。シート面２６の形状は特に限定されるものではない。一例として本実施例に係るシート面２６は、ノズルボディ２３の基端側から先端側にかけて徐々に縮径する形状を有している。具体的にはシート面２６は、ノズルボディ２３の軸線２５を中心軸とした円錐形状を有している。
【００３２】
シート面２６には燃料を噴射する孔である噴孔２７が開口している。本実施例に係る噴孔２７は、ノズルボディ２３の軸線２５を噴孔２７の中心としている。また噴孔２７は、シート面２６に開口した孔の部分から、さらにノズルボディ２３の先端側に突出している。その結果、ノズルボディ２３の先端部の断面はノズル形状になっている。本実施例においては、シート面２６に開口した孔の部分からノズルボディ２３のさらに先端側に突出した部分までを噴孔２７と称する。但し、噴孔２７の構成はこれに限定されるものではない。例えば噴孔２７の中心は軸線２５に一致していなくてもよい。また噴孔２７は、シート面２６に開口した孔の部分だけを有していてもよく、この孔からノズルボディ２３の先端側に突出した部分を有していなくてもよい。
【００３３】
ノズルボディ２３の内壁２８とニードル２４の外壁２９との間には、噴孔２７に燃料を導くための通路である燃料通路３０が形成されている。すなわち燃料通路３０は、ノズルボディ２３の内壁２８とニードル２４の外壁２９とによって区画されている。燃料通路３０の燃料流動方向上流側の端部は、外部燃料通路４５（図１）に接続している。
【００３４】
ノズルボディ２３の内壁２８には、旋回溝３１が設けられている。本実施例において旋回溝３１は、ノズルボディ２３の軸線２５を螺旋の中心とした螺旋溝である。燃料噴射時において燃料通路３０を流動する燃料は、旋回溝３１を通過することでニードル２４の周りを旋回する。すなわち旋回溝３１は、燃料噴射時において燃料通路３０の燃料をニードル２４の周りに旋回させる機能を有している。以下、旋回溝３１によって旋回させられた燃料を旋回燃料と称する場合がある。図２（ｂ）には、旋回燃料の主流Ｆが模式的に図示されている。
【００３５】
このように燃料通路３０の燃料がニードル２４の周りを旋回することで、噴孔２７から噴射される燃料に遠心力を与えることができる。その結果、噴孔２７から噴射される燃料は広がりながら飛散する。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微粒化を図ることができる。また、燃料通路３０の燃料がニードル２４の周りを旋回することで、噴孔２７から噴射される燃料に微細な気泡（ナノバルブ）を混入させることもできる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進させることができる。噴孔２７から噴射される燃料の微細化によって、燃料の燃焼性を向上させることができる。
【００３６】
図２（ａ）を参照して、本実施例に係る旋回溝３１の断面は矩形である。また旋回溝３１は、ノズルボディ２３の内壁２８のうち、シート面２６よりも所定の距離だけ基端側に位置した部分から形成され、この部分からさらに所定の距離、基端側に位置した部分に至るまで螺旋状に形成されている。また旋回溝３１は、ノズルボディ２３の内壁２８を２周半、周回するように形成されている。但し、燃料通路３０の燃料をニードル２４の周りに旋回させることができるものであれば、旋回溝３１の形状、ノズルボディ２３の内壁２８における旋回溝３１が形成されている範囲の大きさ、旋回溝３１の巻き数等は上記構成に限定されるものではない。
【００３７】
ニードル２４は、噴孔２７からの燃料噴射を制御する弁体である。ニードル２４は、ノズルボディ２３の内部にリフト可能に配置されている。なお、リフトとは、ニードル２４が噴孔２７から離れる方向へ移動することをいう。ニードル２４の先端部には、シート部３２が設けられている。シート部３２は、噴孔２７からの燃料噴射停止時においてノズルボディ２３のシート面２６に着座するニードル２４の部位である。シート部３２の形状は特に限定されるものではないが、本実施例に係るシート部３２は一例として、ニードル２４の基端側から先端側にかけて徐々に縮径する形状を有している。具体的にはシート部３２は、軸線２５を中心とした円錐形状を有している。
【００３８】
図２（ｃ）は、シート部３２がシート面２６に着座した状態を示す図である。シート部３２がシート面２６に着座することで、燃料通路３０と噴孔２７とは遮断状態となる。それにより、燃料通路３０から噴孔２７への燃料の到達が停止されて、噴孔２７からの燃料噴射は停止される。図２（ａ）を参照して、シート部３２がリフトすることでシート面２６から離座した場合、燃料通路３０と噴孔２７とは連通状態になり、燃料通路３０から噴孔２７への燃料の到達が可能になる。それにより、噴孔２７からの燃料噴射は開始される。すなわちニードル２４は、燃料噴射時に噴孔２７から離れる方向へリフトすることで燃料通路３０の燃料の噴孔２７への到達を可能にしているとともに噴孔２７からの燃料噴射も可能にしている。
【００３９】
図２（ａ）を参照して、ニードル２４の燃料通路３０に対向する部分には凸部３３が設けられている。凸部３３は、ニードル２４の外壁２９の燃料通路３０に対向する部分から燃料通路３０およびノズルボディ２３の内壁２８に向けて突出している。その結果、燃料噴射時において旋回燃料は凸部３３に当接する。
【００４０】
燃料噴射装置２０は、ニードル２４を軸支する支持部材３４を備えている。支持部材３４は、旋回燃料が凸部３３に当接した際に凸部３３が旋回燃料から受ける力によってニードル２４がニードル２４の軸線２５の周りに回転できるように、ニードル２４を軸支する部材である。このようにニードル２４を軸支できるものであれば、支持部材３４の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００４１】
本実施例に係る支持部材３４は、一例として、ニードル２４の外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支している。具体的には図２（ａ）において支持部材３４は、ニードル２４の旋回溝３１に対向する部分とソレノイド２１との間の部分における外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支している。支持部材３４がニードル２４の外壁２９に接触しながらニードル２４を軸支する結果、ニードル２４は支持部材３４に軸支されつつ支持部材３４に摺動しながら回転することができる。すなわち、支持部材３４はニードル２４の回転を阻止しないようにニードル２４を軸支している。このように支持部材３４によって軸支されることで、ニードル２４は、凸部３３が旋回燃料から受ける力による回転モーメントによって軸線２５を回転中心軸として回転することができる。
【００４２】
なお、本実施例に係る支持部材３４は、ノズルボディ２３とは別体の部材である。但し、支持部材３４の構成はこれに限定されるものではなく、支持部材３４はノズルボディ２３の旋回溝３１よりも基端側の一部分によって構成されていてもよい。すなわち支持部材３４は、ノズルボディ２３と一体化した部材であってもよい。また、支持部材３４がニードル２４を軸支するニードル２４の部位は、図２（ａ）の部位に限定されるものではない。また支持部材３４は、ニードル２４の外壁２９に直接接触していなくてもよい。例えば支持部材３４が流体軸受構造を有する場合、支持部材３４は、流体を介してニードル２４を軸支することになる。この場合にも、ニードル２４の回転は支持部材３４によって阻止されないことから、ニードル２４は凸部３３が旋回燃料から力を受けた場合に回転することができる。
【００４３】
図２（ｄ）は、ソレノイド２１の構成を説明するための図である。ソレノイド２１は、電気エネルギを機械的な直線運動に変換する電磁機能部品である。ソレノイド２１は、ニードル２４がリフト移動するようにニードル２４を駆動させる駆動装置としての機能を有している。本実施例に係るソレノイド２１は、一例として、コイル３５とプランジャ３６とを備えている。
【００４４】
コイル３５は、プランジャ３６の周りに螺旋状に巻かれている。プランジャ３６の先端側の端部は、ニードル２４に接続されている。なおプランジャ３６とニードル２４とは、接続部材を介して間接的に接続されていてもよい。またプランジャ３６は、バネ等の弾性部材（図示せず）によって先端側に付勢されている。なおプランジャ３６は、バネ等の弾性部材に代えてまたはこれと共に、燃料の圧力によって先端側に付勢されていてもよい。
【００４５】
コイル３５に電気が流れた場合（通電された場合）、プランジャ３６はコイル３５の磁界内に引き込まれる。その結果、ニードル２４はリフトする。それにより、噴孔２７からの燃料噴射が開始する。コイル３５への通電が停止された場合、プランジャ３６は元の位置に戻る。その結果、ニードル２４もリフト前の状態に戻り、燃料噴射は停止する。またコイル３５への通電量に応じて、プランジャ３６のコイル３５への引き込まれ量は変化する。その結果、コイル３５への通電量を制御することで、ニードル２４のリフト量を制御することができる。
【００４６】
ここで、本実施例に係るソレノイド２１は、旋回燃料が凸部３３に当接することによってニードル２４が回転した場合、起電力を発生する。具体的には、ニードル２４が回転するとニードル２４に接続したプランジャ３６も回転する。プランジャ３６が回転するとソレノイド２１は、プランジャ３６の回転速度に応じた起電力を発生する。したがって、ソレノイド２１が発生する起電力の値は、ニードル２４の回転速度と相関を有している。
【００４７】
すなわち本実施例に係るソレノイド２１は、ニードル２４を駆動するソレノイドとしての機能の他に、ニードル２４の回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドとしての機能も有している。このような機能を有するものであれば、ソレノイド２１の構成は、上述した構成に限定されるものではない。例えばソレノイド２１はプランジャ３６を備えていなくてもよい。この場合、コイル３５はニードル２４の周りに螺旋状に巻かれることになる。これ以降、ニードル２４が回転することによって生じるソレノイド２１の起電力を、ニードル２４をリフトさせるために必要な起電力と区別するために、逆起電力と称する場合がある。
【００４８】
続いて制御装置６０の詳細について説明する。まず制御装置６０の制御部は、内燃機関１０の運転状態に基づいて燃料噴射装置２０を制御する。具体的には制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標（例えば内燃機関１０の負荷）に基づいて、ソレノイド２１への通電の開始、通電の停止および通電量の制御を行うことで、ニードル２４のリフト量を制御する。ニードル２４のリフト量を制御することで、制御部は、噴孔２７からの燃料の噴射の開始および噴射の停止を制御する。なおニードル２４のリフト量とは、シート部３２がシート面２６に着座した状態からのニードル２４の基端側への移動距離（上昇距離）をいう。このリフト量は、燃料噴射停止時におけるニードル２４の位置からのニードル２４の基端側への移動距離でもある。
【００４９】
また制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標に基づいてポンプ５０の出力を制御することで、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力および燃料噴射弁２２に供給される燃料の単位時間当たりの量を制御する。燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力が制御されることで、燃料通路３０の燃料の圧力も制御され、噴孔２７から噴射される燃料の圧力も制御される（以下、燃料噴射弁２２に供給される燃料の圧力、燃料通路３０の燃料の圧力および噴孔２７から噴射される燃料の圧力を総称して、燃圧と称する場合がある）。燃料噴射弁２２に供給される燃料の単位時間当たりの量が制御されることで、噴孔２７から噴射される燃料の単位時間当たりの量（以下、燃料噴射量と称する）も制御される。但し、制御部による燃圧の制御手法および燃料噴射量の制御手法は、これに限定されるものではない。例えば内燃機関システム５は外部燃料通路４５に、燃料流量を調整するための流量調整弁等を備え、制御部は流量調整弁を制御することで燃圧および燃料噴射量を制御してもよい。
【００５０】
制御装置６０の検出部は、旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出する処理（以下、検出処理と称する）を実行する。まず、本実施例に係る検出処理のメカ二ズムについて説明する。図３（ａ）は、旋回溝３１にデポジット１００が発生した状態の一例を示す模式図である。図３（ａ）においてデポジット１００は、旋回溝３１の全体に亘って存在している。
【００５１】
図３（ｂ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。縦軸は、電圧センサ７０の検出結果を示している。この電圧センサ７０の検出結果は、制御装置６０の制御部がニードル２４をリフトさせる際にソレノイド２１に印加される電圧を示しているとともに、ニードル２４が回転する際にソレノイド２１が発生する逆起電力によって生じる電圧も示している。横軸は、時間を示している。具体的には横軸は、ニードル２４のリフトを開始させるためにソレノイド２１に電圧を印加することを開始してからの経過時間、すなわち燃料噴射開始からの経過時間を示している。
【００５２】
制御部がソレノイド２１への電圧印加を開始してから所定時間経過すると、電圧は電圧Ｖａになる。この電圧Ｖａの値は、ニードル２４のリフト量に応じて変化する。具体的にはニードル２４のリフト量が大きいほど、電圧Ｖａの値も大きくなる。
【００５３】
旋回燃料が凸部３３に当接することでニードル２４が回転した場合、ソレノイド２１は逆起電力を発生する。その結果、電圧Ｖａの値は、逆起電力によって一時的に低下する。それにより、電圧ディップ１１０が生じる。図３（ｂ）において電圧ディップ１１０の値は符号ｈａで図示されている。
【００５４】
図３（ｃ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在した場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。旋回溝３１にデポジット１００が存在した場合、デポジット１００は旋回溝３１の燃料の流動抵抗となる。その結果、旋回燃料の流速は減少する。旋回燃料の流速が減少すると、旋回燃料が凸部３３に与える力も減少することから、ニードル２４の回転速度も減少する。ニードル２４の回転速度が減少すると、ソレノイド２１が発生する逆起電力も減少する。その結果、図３（ｃ）に示すように、電圧ディップ１１０の値（符号ｈｂで図示されている）は旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合に比較して減少する。
【００５５】
以上のことから、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在とソレノイド２１が発生する逆起電力とは相関を有していることが分る。したがって、ソレノイド２１が発生する逆起電力に基づいて、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無を検出することができる。制御装置６０の検出部は、このメカ二ズムに基づいて検出処理を実行する。
【００５６】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。より具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力と、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力と、の比較結果に基づいて、旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出する。
【００５７】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力の値（基準値）に比較して減少したか否かを判定する。その結果、減少したと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する。このようにして、検出部はソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【００５８】
図４は、制御装置６０の検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。検出部は、図４のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいてソレノイド２１が発生した逆起電力の値を取得し、取得された逆起電力の値が基準値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）。基準値は、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態におけるソレノイド２１が発生する逆起電力の値である。この基準値はＲＯＭ６２等の記憶部が記憶しておく。
【００５９】
ステップＳ１０の判定処理内容をより具体的に説明すると、検出部はソレノイド２１が発生した逆起電力の値の一例として、図３（ｃ）で説明した電圧ディップ１１０の値ｈｂを用いる。また検出部は基準値の一例として、図３（ｂ）で説明した旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態における電圧ディップ１１０の値ｈａを用いる。検出部は、ステップＳ１０において、電圧センサ７０の検出結果に基づいて電圧ディップ１１０の値ｈｂを取得し、取得された電圧ディップ１１０の値ｈｂが基準値（旋回溝３１にデポジット１００が存在していない状態における電圧ディップ１１０の値ｈａ）よりも小さいか否かを判定する。
【００６０】
ステップＳ１０において逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定されなかった場合、検出部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ１０において逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する（ステップＳ１１）。すなわち検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。次いで検出部はフローチャートの実行を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施例に係る制御装置６０によれば、ソレノイド２１が発生した逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００６２】
なお、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量（堆積量）が多いほど、ニードル２４の回転速度の減少度合いは大きくなり、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値は小さくなる。したがって、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量とソレノイド２１が発生する逆起電力の値とは相関を有している。そこで検出部は、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値に基づいて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量を推定してもよい。
【００６３】
具体的には検出部は、ソレノイド２１が発生する逆起電力の値の一例として、電圧ディップ１１０の値を用いることができる。この場合、記憶部は例えば図３（ｂ）の電圧ディップ１１０の値ｈａを基準値として記憶しておき、検出部は電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の値ｈｂと記憶部に記憶された電圧ディップ１１０の基準値との差を算出し、算出された差に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量を推定する。より具体的には検出部は、算出された差の値または算出された差の値に所定の係数を掛けたものを、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量とする。あるいは検出部は、算出された差の値が大きいほど旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量が多いと判定し、算出された差の値が小さいほど旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量が少ないと判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在量の大小を推定してもよい。
【００６４】
また旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合、噴孔２７から噴射される燃料に旋回力を与えることが困難になるおそれがある。この場合、噴孔２７から噴射される燃料の微粒化を適切に図ることが困難になるおそれがある。そこで、制御装置６０の制御部は、検出部による旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出結果に基づいて、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間、上昇させる制御処理を実行してもよい（以下、この制御処理を圧力上昇処理と称する）。
【００６５】
圧力上昇処理は、例えば以下のように実行される。まず、検出部が旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出した場合、制御部はデポジット１００の存在が検出される前に比較して燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させる。制御部は、例えばポンプ５０の出力を所定期間上昇させることで、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させることができる。制御部は、燃料通路３０の燃料の圧力を所定期間上昇させた後、燃料の圧力を上昇前の値に戻す。
【００６６】
旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合に圧力上昇処理が実行されることで、旋回燃料の流速を所定期間増大させることができる。それにより、旋回溝３１にデポジットが存在することに起因する旋回燃料の流速の減少を抑制することができる。その結果、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合であっても、燃料の微細化を適切に図ることができる。
【００６７】
また、旋回燃料はデポジット１００を旋回溝３１から除去する作用効果（デポジット１００を洗い流す作用効果）も有しているため、圧力上昇処理が実行されることで旋回燃料の流速が増大した結果、旋回燃料によってデポジット１００を効果的に除去することもできる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進することができる。そこで制御部は、旋回溝３１のデポジット１００が除去されて旋回溝３１に存在しなくなった場合（例えばステップＳ１０で否定判定された場合）、燃料通路３０の燃料の圧力を上昇させてから所定期間経過していない段階であっても、圧力上昇処理の実行を終了して、燃料通路３０の燃料の圧力を上昇前の値に戻してもよい。
【００６８】
なお凸部３３は、旋回燃料が当接した際に旋回燃料から付与される力を受けてニードル２４を回転させる機能を発揮できるものであれば、その形状、数、大きさ（断面積）等は特に限定されるものではない。例えば図２（ａ）において凸部３３の断面形状は矩形であるが、これに限定されるものではない。また、図２（ａ）において凸部３３の数は１であるが、凸部３３の数は複数であってもよい。複数の凸部３３のニードル２４への配置態様は、特に限定されるものではない。例えば凸部３３は、ニードル２４の軸線２５の方向に並ぶように複数配置されていてもよく、ニードル２４の外周方向に並ぶように複数配置されていてもよい。
【００６９】
また凸部３３の大きさが小さ過ぎると、旋回燃料から十分な力を受けることが困難になるおそれがあり、その結果、ニードル２４を好適に回転させることが困難になるおそれがある。凸部３３の大きさが大き過ぎると、凸部３３が旋回燃料の流動を阻害する要因となり易くなる。その結果、旋回燃料の流速が減少してしまい、ニードル２４を好適に回転させることが困難となるおそれがある。したがって凸部３３の大きさは、ニードル２４を好適に回転させることが可能な大きさを適切に設定すればよい。また凸部３３の高さ（突出量）は、凸部３３がノズルボディ２３の内壁２８に接触しない高さであることが好ましい。凸部３３がノズルボディ２３の内壁２８に接触すると、ニードル２４の回転が阻害されるおそれがあるからである。
【００７０】
また、凸部３３の幅と旋回溝３１の幅との間には、好適な関係がある。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、凸部３３の幅と旋回溝３１の幅との間の好適な関係を説明するための図である。図５（ａ）には、凸部３３の幅（凸部３３のニードル２４の軸線２５方向の長さ）ｌと、旋回溝３１の幅（旋回溝３１のノズルボディ２３の軸線２５方向の長さ）Ｌと、が図示されている。図５（ｂ）は、凸部３３の幅ｌと旋回溝３１の幅Ｌとの関係を理解し易くするために、旋回溝３１の中に凸部３３を配置した状態を示す図である。図５（ｃ）は、旋回溝３１における旋回燃料の流速分布を模式的に示す図である。
【００７１】
旋回燃料の流速は、旋回溝３１の中央で最も早く、旋回溝３１の壁面において最も遅くなる。したがって、旋回溝３１の壁面近傍を流動する流速の遅い旋回燃料の影響を凸部３３が受け難くするために、凸部３３の幅ｌは、旋回溝３１の幅Ｌよりも小さいことが好ましい。具体的な数値を挙げると、凸部３３の幅ｌは旋回溝３１の幅Ｌの８０％が好ましい。この構成によれば、旋回溝３１の壁面近傍を流動する流速の遅い旋回燃料の影響を凸部３３が受け難くなるため、効率的にニードル２４を回転させることができる。
【実施例２】
【００７２】
続いて本発明の実施例２に係る制御装置（以下、制御装置６０ａと称する）について説明する。本実施例に係る説明において、他の実施例に係る部材と同じ部材には同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する（この重複説明の省略は、実施例２以降の実施例についても同様である）。
【００７３】
制御装置６０ａの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出を禁止する所定の条件（以下、禁止条件と称する）が満たされた場合、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が凸部３３に当接しないリフト量に制御する制御処理（以下、第１制御処理と称する）を実行し、禁止条件が満たされない場合、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が凸部３３に当接するリフト量に制御する制御処理（以下、第２制御処理と称する）を実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。制御装置６０ａが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【００７４】
図６（ａ）は第１制御処理が実行された状態を示す模式図であり、図６（ｂ）は第２制御処理が実行された状態を示す模式図である。第１制御処理において制御装置６０ａの制御部は、凸部３３が旋回溝３１の基端側の端部よりもさらに基端側に位置するようにニードル２４のリフト量を制御することで、旋回燃料が凸部３３に当接しないようにしている。第１制御処理が実行された場合、ニードル２４は回転しなくなる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出は行われなくなる。
【００７５】
第２制御処理において制御部は、凸部３３が旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間の範囲に位置するようにニードル２４のリフト量を制御することで、旋回燃料が凸部３３に当接するようにしている。第２制御処理が実行された場合、ニードル２４は回転する。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行うことが可能となる。
【００７６】
第１制御処理が実行されることで、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出は行われないが、旋回燃料が凸部３３に当接しないため、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。
【００７７】
本実施例においては、禁止条件として燃料噴射量が所定値（以下、この所定値を第１所定値と称する）以下である場合を用いる。すなわち本実施例において禁止条件が満たされた場合は、燃料噴射量が第１所定値以下の場合である。この場合、制御部は、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に第１制御処理を実行し、燃料噴射量が第１所定値以下でない場合に第２制御処理を実行する。第１所定値としては、特に限定されないが、例えば、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に旋回燃料が凸部３３に当接した場合に旋回燃料の流速が低下してしまい、燃料の微細化を図ることが困難になると考えられる値を用いることができる。
【００７８】
図７は、制御装置６０ａの制御部が第１制御処理および第２制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部は、図７のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御部は、禁止条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０）。本実施例において制御部は、燃料噴射量が第１所定値以下であるか否かを判定することで、禁止条件を満たすか否か判定する。制御部による燃料噴射量の具体的な取得手法は、特に限定されるものではない。燃料噴射量は、内燃機関１０の負荷、外部燃料通路４５の燃料供給量、外部燃料通路４５における燃料の圧力等と相関を有することから、制御部は内燃機関１０の負荷、外部燃料通路４５の燃料供給量、外部燃料通路４５における燃料の圧力等に基づいて燃料噴射量を取得することができる。
【００７９】
本実施例に係る制御部は、一例として内燃機関１０の負荷に基づいて燃料噴射量を取得する。この場合、記憶部は燃料噴射量を内燃機関１０の負荷に関連付けて規定したマップを記憶しておく。また記憶部は第１所定値も記憶しておく。制御部はアクセルポジションセンサ７３の検出結果に基づいて内燃機関１０の負荷を取得し、取得された負荷に対応する燃料噴射量をマップから抽出することで、燃料噴射量を取得する。制御部は取得された燃料噴射量と第１所定値とを比較することで、ステップＳ２０を実行する。
【００８０】
ステップＳ２０において燃料噴射量が第１所定値以下であると判定されることで禁止条件を満たすと判定された場合、制御部は第１制御処理を実行する（ステップＳ２１）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ２０において燃料噴射量が第１所定値以下であると判定されなかったことで禁止条件を満たすと判定されなかった場合、制御部は第２制御処理を実行する（ステップＳ２２）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００８１】
制御装置６０ａの検出部は、制御部がステップＳ２２において第２制御処理を実行した後において、実施例１に係る検出処理を実行する。具体的には検出部は、ステップＳ２２において第２制御処理が実行された後において、図４のフローチャートを実行する。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ａの制御部は、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【００８２】
以上のように本実施例に係る制御装置６０ａによれば、禁止条件が満たされた場合に第１制御処理が実行されることから、禁止条件が満たされた場合に旋回燃料を凸部３３に当接させないようにすることができる。その結果、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制することができる。また、禁止条件が満たされない場合には第２制御処理が実行されることから、旋回燃料を凸部３３に当接させてニードル２４を回転させることができる。この場合、検出部は旋回溝３１におけるデポジットの存在を検出することができる。
【００８３】
ここで、仮に燃料噴射量が比較的少ない場合に検出部によるデポジット１００の存在の検出を行うために旋回燃料を凸部３３に当接させた場合、凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となる結果、旋回燃料の流速が減少して、燃料の微細化が不十分になるおそれがある。したがって燃料噴射量が比較的少ない場合には、検出部によるデポジット１００の存在の検出を禁止することが好ましいと考えられる。これに対して制御装置６０ａによれば、禁止条件が満たされた場合として燃料噴射量が第１所定値以下の場合が用いられていることから、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に旋回燃料を凸部３３に当接させないようにすることができる。それにより、燃料噴射量が第１所定値以下の場合に凸部３３が旋回燃料の流動抵抗となることを抑制できることから、燃料噴射量が第１所定値以下の場合であっても燃料の微細化を十分に図ることができる。
【００８４】
なお本実施例において凸部３３の数は１個であるが、これに限定されるものではない。凸部３３は複数設けられていてもよい。また制御装置６０ａの制御部は、禁止条件が満たされた場合として、燃料噴射量が第１所定値以下の場合以外の条件を用いてもよい。例えば制御部は、禁止条件が満たされた場合として、燃料通路３０の燃料の圧力が所定値以下となる場合を用いてもよい。
【実施例３】
【００８５】
続いて本発明の実施例３に係る制御装置（以下、制御装置６０ｂと称する）について説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、制御装置６０ｂが適用さる燃料噴射弁２２ｂを示す模式図である。燃料噴射弁２２ｂは、ニードル２４に代えてニードル２４ｂを備えている点において、実施例１に係る燃料噴射弁２２と異なっている。燃料噴射弁２２ｂの他の構成は、実施例１に係る燃料噴射弁２２と同様である。また制御装置６０ｂが適用される内燃機関１０の構成は、実施例１と同様である。
【００８６】
図８（ａ）は、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合の一例を示している。図８（ｂ）は、ニードル２４ｂのリフト量が、第１の値よりも大きい第２の値の場合の一例を示している。ニードル２４ｂは、凸部３３が複数設けられている点において、図２（ａ）に示すニードル２４と異なっている。具体的には凸部３３は、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合よりも、第２の値（＞第１の値）の場合の方が旋回燃料に当接しない凸部３３の数が多くなるように、ニードル２４ｂの外壁２９に複数設けられている。より具体的にはニードル２４ｂの凸部３３は、隣接する凸部３３との間に空間を有しながら、ニードル２４ｂの軸線２５の方向に並んで複数設けられている。なお、図８（ａ）において、隣接する凸部３３のピッチ（間隔）はピッチｗで図示され、隣接する旋回溝３１のピッチはピッチＷで図示されている。
【００８７】
凸部３３の数は２以上であれば特に限定されるものではない。本実施例においては、凸部３３の数の一例として２を用いる。ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合、２つの凸部３３は旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間に位置している。その結果、ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合、旋回燃料は２つの凸部３３に当接する。
【００８８】
ニードル２４ｂのリフト量が第２の値の場合、２つの凸部３３のうち、先端側にある凸部３３のみが旋回溝３１の先端側の端部と基端側の端部との間に位置し、基端側にある凸部３３は旋回溝３１の基端側の端部よりもさらに基端側に位置している。その結果、ニードル２４ｂのリフト量が第２の値の場合、旋回燃料は２つの凸部３３のうち先端側にある凸部３３のみに当接する。ニードル２４ｂのリフト量が第１の値の場合に比較して第２の値の場合の方が旋回燃料が当接する凸部３３の数が少ないことから、旋回燃料の流動抵抗を小さくすることができる。
【００８９】
制御装置６０ｂの制御部は、燃料噴射量に基づいて、ニードル２４ｂのリフト量を第１の値に制御する制御処理（以下、第３制御処理と称する）と、ニードル２４ｂのリフト量を第２の値に制御する制御処理（以下、第４制御処理と称する）と、を切り替えて実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。
【００９０】
具体的には制御部は、燃料噴射量が所定値以上の場合（以下、この所定値を第２所定値と称する）に第４制御処理を実行してニードル２４ｂのリフト量を第２の値にし、燃料噴射量が第２所定値より小さい場合に第３制御処理を実行してニードル２４ｂのリフト量を第１の値にする。第２所定値としては、ニードル２４ｂのリフト量が第２の値であってもニードル２４ｂが回転してデポジット１００の存在の検出が可能な燃料噴射量の値であれば、特に限定されるものではない。
【００９１】
図９は、制御装置６０ｂの制御部が第３制御処理および第４制御処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部は、図９のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御部は、燃料噴射量が第２所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。第２所定値は記憶部が記憶しておく。
【００９２】
ステップＳ３０において燃料噴射量が第２所定値以上であると判定された場合、制御部は第４制御処理を実行する（ステップＳ３１）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ３０において燃料噴射量が第２所定値以上であると判定されなかった場合、制御部は第３制御処理を実行する（ステップＳ３２）。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。
【００９３】
なお、制御装置６０ｂの検出部は、制御部がフローチャートの実行を終了した後、実施例１に係る検出処理を実行する。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ｂの制御部は実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【００９４】
本実施例に係る制御装置６０ｂによれば、制御装置６０ｂが適用される燃料噴射弁２２ｂにおいて凸部３３がニードル２４ｂに複数設けられていることから、凸部３３がニードル２４ｂに一つ設けられている場合に比較して、燃料噴射量が少ない場合であってもニードル２４ｂを回転させて旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行うことができる。すなわち制御装置６０ｂによれば、凸部３３がニードル２４ｂに一つ設けられている場合に比較して、旋回溝３１におけるデポジット１００の検出を行える燃料噴射量の範囲を広げることができる。
【００９５】
また、凸部３３をニードル２４ｂに複数設けた場合、旋回燃料の流動抵抗となる凸部３３の数も増えることになるが、制御装置６０ｂによれば、燃料噴射量に基づいてニードル２４ｂのリフト量が第２の値に制御されることから、燃料噴射量に応じて旋回燃料の流動抵抗となる凸部３３の数を減少させることができる。その結果、旋回燃料の流速の減少を抑制して噴孔２７から噴射される燃料の微細化を確保しつつ旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【００９６】
なお図８（ａ）を参照して、凸部３３のピッチｗは、旋回溝３１のピッチＷと等しいことが好ましい。この場合、凸部３３のピッチｗが旋回溝３１のピッチＷと等しくない場合に比較して、旋回燃料を効率的に凸部３３に当接させることができる。それにより、例えば燃料噴射量が少ない場合であっても、ニードル２４ｂを効率的に回転させて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【００９７】
また制御装置６０ｂの制御部は、燃料噴射量に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行しているが、制御部が第４制御処理および第３制御処理を実行するか否かを判断するための指標は、燃料噴射量に限定されるものではない。制御部は、旋回燃料の流量と相関を有する指標（燃料噴射量、燃圧等）に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行すればよい。燃圧に基づいて第４制御処理および第３制御処理を実行する場合、制御部は、燃圧が所定値以上の場合に第４制御処理を実行し、燃圧が所定値より小さい場合に第３制御処理を実行すればよい。
【００９８】
また制御装置６０ｂの制御部は、本実施例に係る燃料噴射弁２２ｂを用いて、さらに実施例２に係る第１制御処理および第２制御処理を実行してもよい。この場合、制御装置６０ｂの制御部は、一例として、実施例２に係る図７のステップＳ２０において禁止条件を満たすと判定された場合、ステップＳ２１の第１制御処理を実行することで、ニードル２４ｂのリフト量を旋回燃料が全ての凸部３３に当接しないリフト量に制御する。また制御部は、ステップＳ２０において禁止条件を満たすと判定されなかった場合、ステップＳ２２の第２制御処理を実行することで、ニードル２４のリフト量を旋回燃料が少なくとも一つの凸部３３に当接するリフト量に制御する。この構成によれば、実施例２に係る制御装置６０ａの効果と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また制御装置６０ｂの制御部が本実施例に係る第３制御処理および第４制御処理に加えて実施例２に係る第１制御処理および第２制御処理を実行する場合、本実施例に係る図９のステップＳ３０の判定処理で用いられる第２所定値として、実施例２に係るステップＳ２０の判定処理で用いられる第１所定値よりも大きい値を用いることが好ましい。またこの場合、制御装置６０ｂは、実施例２に係る第２制御処理において、本実施例に係る第３制御処理または第４制御処理を実行してもよい。
【０１００】
具体的にはこの場合、制御装置６０ｂは、燃料噴射量が第１所定値以下か否かを判定することで禁止条件を満たすか否かを判定し（図７のステップＳ２０）、禁止条件を満たすと判定された場合、第１制御処理を実行することでニードル２４ｂのリフト量を旋回燃料が全ての凸部３３に当接しないリフト量に制御し（ステップＳ２１）、禁止条件を満たすと判定されなかった場合、燃料噴射量が第１所定値よりも大きい第２所定値以上であるか否かを判定し（図９のステップＳ３０）、燃料噴射量が第２所定値以上であると判定された場合、第４制御処理を実行し（ステップＳ３１）、燃料噴射量が第２所定値以上であると判定されなかった場合（この場合、燃料噴射量は第１所定値より大きく第２所定値より小さい値である）、第３制御処理（ステップＳ３２）を実行する。
【実施例４】
【０１０１】
続いて本発明の実施例４に係る制御装置（以下、制御装置６０ｃと称する）について説明する。図１０は、制御装置６０ｃおよび制御装置６０ｃが適用される燃料噴射装置２０ｃを説明するための図である。燃料噴射装置２０ｃは、アクチュエータ３７をさらに備えている点において、実施例１に係る燃料噴射装置２０と異なっている。制御装置６０ｃの制御部は、アクチュエータ３７を制御する制御処理（以下、アクチュエータ制御処理と称する）をさらに実行する点において、実施例１に係る制御装置６０の制御部と異なっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【０１０２】
アクチュエータ３７は、旋回燃料が凸部３３に当接した際のニードル２４の回転方向と同じ方向（本実施例では、ニードル２４の先端側からみて時計方向）に、ニードル２４を回転させる装置である。すなわち、アクチュエータ３７は、制御装置６０ｃの制御部の指示を受けてニードル２４を強制的に回転させる強制回転手段としての機能を有している。アクチュエータ３７として、例えば電動モータを用いることができる。この場合、電動モータの出力軸は、プランジャ３６（図２（ｄ））のニードル２４とは反対側の端部に、直接的または接続部材を介して間接的に接続されている。
【０１０３】
制御装置６０ｃの検出部は、実施例１に係る検出処理によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。制御装置６０ｃの制御部は、制御装置６０ｃの検出部による旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出結果に基づいて、アクチュエータ制御処理を実行する。具体的には制御部は、検出部による検出処理によって旋回溝３１にデポジット１００が存在していることが検出された場合、アクチュエータ３７が始動するようにアクチュエータ３７を制御する。
【０１０４】
この場合、ニードル２４には、旋回燃料が凸部３３に当接することによる回転力に加えて、アクチュエータ３７による回転力も加わる。その結果、ニードル２４の回転速度を増大させることができる。ニードル２４の回転速度が増大すると、凸部３３の回転速度も増大する。その結果、回転する凸部３３によって旋回燃料の流速を効果的に増大させることができる。それにより、旋回溝３１のデポジット１００を旋回燃料によって効果的に除去することができる。
【０１０５】
一方、制御装置６０ｃの制御部は、検出部による検出処理によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出されなかった場合、アクチュエータ３７が停止するようにアクチュエータ３７を制御する。なお、この場合であっても、ニードル２４は、旋回燃料が凸部３３に当接することによる回転力によって回転することができる。
【０１０６】
図１１は、制御装置６０ｃのフローチャートの一例を示す図である。制御装置６０ｃは、図１１のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、制御装置６０ｃの検出部は、実施例１に係る検出処理を実行することで、旋回溝３１にデポジット１００が有るか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には検出部は、ステップＳ４０において、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が基準値よりも小さいか否かを判定し、ソレノイド２１が発生した逆起電力の値が基準値よりも小さいと判定された場合、旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定する。
【０１０７】
ステップＳ４０において旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定された場合、制御部はアクチュエータ３７を始動させる（ステップＳ４１）。次いで制御装置６０ｃはフローチャートの実行を終了する。ステップＳ４０において旋回溝３１にデポジット１００が有ると判定されなかった場合、制御部はアクチュエータ３７を停止させる（ステップＳ４２）。次いで制御装置６０ｃはフローチャートの実行を終了する。
【０１０８】
本実施例に係る制御装置６０ｃによれば、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合にアクチュエータ３７を始動させてニードル２４の回転速度を増大させることができる。それにより、凸部３３の回転速度を増大させて、旋回燃料の流速を増大させることができることから、旋回溝３１のデポジット１００を旋回燃料によって効果的に除去することができる。それにより、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を促進することができる。
【０１０９】
なお制御装置６０ｃの制御部は、実施例２に係る制御処理（第１制御処理および第２制御処理）をさらに実行してもよい。また制御装置６０ｃの制御部は、実施例３に係る燃料噴射弁２２ｂを用いて、実施例３に係る制御処理（第３制御処理および第４制御処理）をさらに実行してもよい。また旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、制御装置６０ｃの制御部は、さらに実施例１に係る圧力上昇処理を実行してもよい。この場合、噴孔２７から噴射される燃料の微細化をさらに促進することができる。
【０１１０】
（変形例１）
なお本実施例において制御装置６０ｃの検出部は、ソレノイド２１が発生した起電力に代えて、アクチュエータ３７に通電される電流（以下、通電電流と称する。）を用いて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出してもよい。以下、本変形例に係るデポジット１００の存在の検出手法について説明する。
【０１１１】
まず本変形例に係る制御装置６０ｃの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無にかかわらず、アクチュエータ３７を所定の回転速度で回転させる。それにより、ニードル２４も所定の回転速度で回転する。ここで、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合に比較して、旋回燃料の流速が低減することから、ニードル２４の回転数を所定の回転数に制御するのに必要なアクチュエータ３７への通電電流の値は増加する。このように、アクチュエータ３７への通電電流の値は、旋回溝３１におけるデポジットの存在量と相関を有している。したがって、アクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【０１１２】
そこで本変形例に係る制御装置６０ｃの検出部は、アクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。この場合、内燃機関システム５は、アクチュエータ３７の通電電流を検出する電流センサを備えている。制御装置６０ｃの検出部は、電流センサの検出結果に基づいてアクチュエータ３７の通電電流を取得し、取得された通電電流の値が基準値以上であるか否かを判定し、通電電流の値が基準値以上であると判定した場合、旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１１３】
ここで、ソレノイド２１の逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する手法の場合、仮に逆起電力の変化を判断する際のベース電圧（例えば図３（ｂ）の電圧Ｖａ）にノイズが発生した場合には、逆起電力の変化を高い精度で検出することが困難となるおそれがある。特にベース電圧の値が高い場合には、ノイズが発生し易くなるため、逆起電力の変化を高い精度で検出することが困難になるおそれが高くなる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れが生じるおそれが生じる。
【０１１４】
これに対して本変形例に係る制御装置６０ｃによれば、ソレノイド２１の逆起電力に基づくことなく旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を高精度で検出することが容易になる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れを抑制することができる。
【０１１５】
なお本変形例に係る制御装置６０ｃの検出部は、本変形例に係るアクチュエータ３７への通電電流に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する検出処理と実施例１に係るソレノイド２１の逆起電力に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する検出処理とを両方とも実施してもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在の検出漏れをより抑制することができる。
【０１１６】
（変形例２）
実施例４において制御装置６０ｃの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無に関わらず、燃料噴射中においてアクチュエータ３７を常時駆動させていてもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の有無に関わらず旋回燃料の流速を増大させることができる。その結果、燃料の微細化を促進させることができる。また、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合には、旋回燃料によってデポジット１００を効果的に除去することができる。
【０１１７】
（変形例３）
実施例４において制御装置６０ｃの制御部は、所定の条件が満たされた場合、ニードル２４を上下方向にリフト移動させながら、アクチュエータ３７を駆動させてもよい。この場合、凸部３３は軸線２５方向に上下動しながら軸線２５の周りを回転することになる。その結果、旋回溝３１におけるデポジット１００を広範囲に亘って除去することが容易になる。なお、所定の条件は特に限定されるものではないが、一例として、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合（例えば図１１のステップＳ４０で肯定判定された場合）を用いることができる。あるいは所定の条件として、燃料噴射量が所定量よりも低い場合や、アクチュエータ３７への通電電流量が所定値よりも低い場合等を用いてもよい。
【実施例５】
【０１１８】
続いて本発明の実施例５に係る制御装置（以下、制御装置６０ｄと称する）について説明する。制御装置６０ｄは、検出部による検出処理の内容が実施例１に係る検出処理と異なっている。具体的には制御装置６０ｄの検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することに代えて、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する点において、実施例１に係る検出部と異なっている。なお、制御装置６０ｄが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【０１１９】
制御装置６０ｄの検出部による検出処理のメカ二ズムを説明する。まず、旋回溝３１にデポジット１００が存在していない場合、実施例１の図３（ｂ）において前述したような電圧ディップ１１０が発生する。この電圧ディップ１１０は、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない状況下において、旋回燃料の流速および旋回溝３１のピッチが一定の場合、一定の周期で発生する。そこで、制御装置６０ｄは、図３（ｂ）に示すような、旋回溝３１にデポジット１００が存在しない場合における電圧ディップ１１０の発生周波数を基準周波数として記憶部に記憶しておく。
【０１２０】
図１２（ａ）は、旋回溝３１にデポジット１００が存在している状態を示す模式図である。図１２（ａ）においてデポジット１００は、旋回溝３１に偏在している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のようにデポジット１００が旋回溝３１に偏在するように発生した場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。図１２（ｂ）を図３（ｂ）と比較すると分るように、デポジット１００が旋回溝３１に偏在する場合、電圧ディップ１１０の発生周波数は、デポジット１００が旋回溝３１に存在しない場合に対して変化している。これは、旋回溝３１に偏在したデポジット１００の影響を受けて旋回燃料の流速が一様でなくなることに起因するものと考えられる。
【０１２１】
このように電圧ディップ１１０の発生周波数の変化は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在と相関を有している。具体的には電圧ディップ１１０の発生周波数の変化は、旋回溝３１におけるデポジット１００の偏在量と相関を有している。したがって、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができるとともに、旋回溝３１においてデポジット１００が偏在して存在しているか否かも検出することができる。
【０１２２】
そこで、制御装置６０ｄの検出部は、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。具体的には検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて電圧ディップ１１０の発生周波数を取得し、取得された発生周波数と記憶部に記憶された基準周波数とを比較し、この比較結果に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１２３】
より具体的には検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いか否かを判定する。検出部は、電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定された場合に旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定することで、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。
【０１２４】
図１３は、制御装置６０ｄの検出部が検出処理を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。検出部は、図１３のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。まず、検出部は、電圧センサ７０の検出結果に基づいて取得した電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０において電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定されなかった場合、検出部はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ５０において電圧ディップ１１０の発生周波数が基準周波数よりも低いと判定された場合、検出部は旋回溝３１にデポジット１００が存在していると判定する（ステップＳ５１）。次いで制御装置６０ｄはフローチャートの実行を終了する。なお制御装置６０ｄは、本実施例に係るフローチャートの実行によって旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。
【０１２５】
本実施例に係る制御装置６０ｄによれば、電圧ディップ１１０の発生周波数に基づいて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出することができる。
【０１２６】
なお実施例２〜実施例４に係る制御装置の検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するに当たり、実施例１に係る検出処理に代えて本実施例に係る検出処理を実行してもよい。また制御装置６０ｄの検出部は、本実施例に係る検出処理と実施例１に係る検出処理の両方を実行してもよい。具体的には制御装置６０ｄの検出部は、実施例１に係る図４のフローチャートおよび本実施例に係る図１３のフローチャートの両方を実行してもよい。この場合、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在をより高い精度で検出することができることから、デポジット１００の検出漏れを抑制することができる。
【実施例６】
【０１２７】
続いて本発明の実施例６に係る制御装置（以下、制御装置６０ｅと称する）について説明する。制御装置６０ｅは、検出部による検出処理の内容が実施例１に係る検出処理と異なっている。具体的には制御装置６０ｅの検出部は、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいてデポジット１００の存在を検出する際の基準値（例えば図４のステップＳ１０の基準値）を、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更する点において、実施例１に係る制御装置６０の検出部と異なっている。なお、制御装置６０ｅが適用される燃料噴射装置２０および内燃機関１０の構成は実施例１と同様である。
【０１２８】
図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、制御装置６０ｅの検出部による検出処理を説明するための図である。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）には、燃料噴射時におけるニードル２４の最大リフト量を変化させたときの燃料噴射弁２２が図示されている。なお、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）においてデポジット１００は存在していない。燃料噴射弁２２のニードル２４のリフト量は、図１４（ａ）、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）の順に大きくなっている。図１４（ｄ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ａ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図であり、図１４（ｅ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ｂ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図であり、図１４（ｆ）は、ニードル２４のリフト量が図１４（ｃ）の場合における電圧センサ７０の検出結果と時間との関係を示す図である。図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）において電圧Ｖａの値は、ニードル２４のリフト量に応じて上昇している。
【０１２９】
ニードル２４のリフト量が変化すると、旋回溝３１に対する凸部３３の相対位置も変化する。したがって、ニードル２４が発生する逆起電力は、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変化する。具体的には図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）において、電圧ディップ１１０の値が燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて大きくなっている。したがって、ソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かに基づいてデポジット１００の存在を検出する際の基準値（電圧ディップ１１０の値）は、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて適切に変更されることが好ましいといえる。
【０１３０】
そこで、制御装置６０ｅの検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する際の判定処理に用いられる基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更し、変更された基準値を用いてソレノイド２１が発生した逆起電力が基準値よりも小さいか否かを判定する。具体的には制御装置６０ｅの記憶部は、複数の基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に関連づけて規定したマップを記憶しておく。制御装置６０ｅの検出部は、ニードル２４の燃料噴射時におけるリフト量に対応した基準値をマップから抽出し、抽出された基準値を用いて図４のステップＳ１０の判定処理を実行する。
【０１３１】
本実施例に係る制御装置６０ｅによれば、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する際に用いられる判定処理の基準値を燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて変更していることから、燃料噴射時におけるニードル２４のリフト量に応じて適切な基準値を選択することができる。それにより、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在をより高い精度で検出することができる。
【０１３２】
なお本実施例においても、制御装置６０ｅの制御部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在が検出された場合、実施例１に係る圧力上昇処理を実行する。それにより、旋回溝３１にデポジット１００が存在する場合であっても、噴孔２７から噴射される燃料の微細化を適切に図ることができる。
【０１３３】
なお実施例２〜実施例４に係る制御装置の検出部は、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するに当たり、実施例１に係る検出処理に代えて本実施例に係る検出処理を実行してもよい。
【０１３４】
また実施例１〜実施例６において、燃料噴射装置はニードル２４を駆動するソレノイド２１とは別に、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出するためのソレノイド（第２のソレノイド）を別途備えていてもよい。この第２のソレノイドの構成は、ニードル２４の回転速度に応じて起電力を発生できるものであれば、特に限定されない。この場合、制御装置は、ソレノイド２１に代えて第２のソレノイドを用いて、旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する。但し実施例１〜実施例６のようにニードル２４を駆動するソレノイド２１を用いて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する方が、第２のソレノイドを用いて旋回溝３１におけるデポジット１００の存在を検出する場合に比較して、第２のソレノイドが不要になる分、燃料噴射装置の構成をコンパクトにすることができる点で好ましい。
【０１３５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
５ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
２０ 燃料噴射装置
２１ ソレノイド
２２ 燃料噴射弁
２３ ノズルボディ
２４ ニードル
２７ 噴孔
３０ 燃料通路
３１ 旋回溝
３３ 凸部
３７ アクチュエータ
５０ ポンプ
６０ 制御装置
７０ 電圧センサ
７１ 圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディの前記噴孔に前記燃料を導く燃料通路が、前記ノズルボディと前記ノズルボディの内部に配置されて燃料噴射時にリフトすることで前記燃料通路の前記燃料の前記噴孔への到達を可能にするニードルとによって区画され、前記燃料通路の前記燃料を前記ニードルの周りに旋回させる旋回溝が前記ノズルボディに設けられた燃料噴射装置の前記旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、
前記ニードルの前記燃料通路に対向する部分には凸部が設けられ、前記ニードルは前記旋回溝によって旋回させられた前記燃料である旋回燃料が前記凸部に当接した際に前記凸部が前記旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、前記燃料噴射装置は前記ニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドを備え、
前記検出部は、前記ソレノイドが発生した前記起電力に基づいて前記デポジットの存在を検出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記検出部による前記デポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接しないリフト量に制御し、前記所定の条件が満たされない場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接するリフト量に制御する制御部を備える請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定の条件が満たされた場合は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量が所定値以下の場合である請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記ニードルのリフト量が第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合の方が前記旋回燃料に当接しない前記凸部の数が多くなるように、前記ニードルに複数設けられており、
前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量に基づいて前記ニードルのリフト量を前記第２の値に制御する制御部を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射装置は、前記旋回燃料が前記凸部に当接した際の前記ニードルの回転方向と同じ方向に前記ニードルを回転させるアクチュエータをさらに備え、
前記検出部による前記デポジットの存在の検出結果に基づいて前記アクチュエータを始動させる制御部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記検出部によって前記デポジットの存在が検出された場合に、前記デポジットの存在が検出される前に比較して前記燃料通路の前記燃料の圧力が上昇するように前記燃料通路の前記燃料の圧力を制御する制御部を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する噴孔を有するノズルボディの前記噴孔に前記燃料を導く燃料通路が、前記ノズルボディと前記ノズルボディの内部に配置されて燃料噴射時にリフトすることで前記燃料通路の前記燃料の前記噴孔への到達を可能にするニードルとによって区画され、前記燃料通路の前記燃料を前記ニードルの周りに旋回させる旋回溝が前記ノズルボディに設けられた燃料噴射装置の前記旋回溝におけるデポジットの存在を検出する検出部を備え、
前記ニードルの前記燃料通路に対向する部分には凸部が設けられ、前記ニードルは前記旋回溝によって旋回させられた前記燃料である旋回燃料が前記凸部に当接した際に前記凸部が前記旋回燃料から受ける力によって回転できるように軸支され、前記燃料噴射装置は前記ニードルの回転速度に応じて起電力を発生するソレノイドを備え、
前記検出部は、前記ソレノイドが発生した前記起電力に基づいて前記デポジットの存在を検出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記検出部による前記デポジットの存在の検出を禁止する所定の条件が満たされた場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接しないリフト量に制御し、前記所定の条件が満たされない場合、前記ニードルのリフト量を前記旋回燃料が前記凸部に当接するリフト量に制御する制御部を備える請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定の条件が満たされた場合は、前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量が所定値以下の場合である請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記ニードルのリフト量が第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合の方が前記旋回燃料に当接しない前記凸部の数が多くなるように、前記ニードルに複数設けられており、
前記噴孔から噴射される前記燃料の噴射量に基づいて前記ニードルのリフト量を前記第２の値に制御する制御部を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射装置は、前記旋回燃料が前記凸部に当接した際の前記ニードルの回転方向と同じ方向に前記ニードルを回転させるアクチュエータをさらに備え、
前記検出部による前記デポジットの存在の検出結果に基づいて前記アクチュエータを始動させる制御部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記検出部によって前記デポジットの存在が検出された場合に、前記デポジットの存在が検出される前に比較して前記燃料通路の前記燃料の圧力が上昇するように前記燃料通路の前記燃料の圧力を制御する制御部を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６０８３２（Ｐ２０１３−６０８３２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８５０５（Ｐ２０１１−１９８５０５）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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