(57)【要約】【課題】燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射するよう燃料噴射装置を制御できる燃料噴射制御装置を提供する【解決手段】  燃料を噴射する噴孔を開閉するニードルと、印加された電圧に応じて伸縮する圧電体と、圧電体の伸縮によって変化する油圧に応じて噴孔を開閉するようニードルを変位させる燃料が充填された油密室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、燃料噴射装置が備える油密室に充填された燃料へ気泡が混入したことを検知する検知手段と、検知手段が気泡の混入を検知すると、ニードルの変位速度を増加させるよう圧電体に印加される印加電圧を変化させる制御手段とを備える。これによれば、気泡の混入を検知するとニードルの変位速度を増加させるよう印加電圧を変化させるので、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射するよう燃料噴射装置を制御できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴孔を開閉するニードルと、印加された電圧に応じて伸縮する圧電体と、前記圧電体の伸縮によって変化する油圧に応じて前記噴孔を開閉するよう前記ニードルを変位させる燃料が充填された油密室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、
前記燃料噴射装置が備える前記油密室に充填された燃料へ気泡が混入したことを検知する検知手段と、
前記検知手段が気泡の混入を検知すると、前記ニードルの変位速度を増加させるよう前記圧電体に印加される印加電圧を変化させる制御手段とを備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知手段が気泡の混入を検知した後の噴射回数の増加に伴って、前記印加電圧を検知前の印加電圧から変化させる変化量を漸次減少させることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
燃料を噴射する噴孔を開閉するニードルと、印加された電圧に応じて伸縮する圧電体と、前記圧電体の伸縮によって変化する油圧に応じて前記噴孔を開閉するよう前記ニードルを変位させる燃料が充填された油密室とを備えた燃料噴射装置と、
前記燃料噴射装置が備える前記油密室に充填された燃料へ気泡が混入したことを検知すると、前記ニードルの変位速度を増加させるよう前記圧電体に印加される印加電圧を変化させる燃料噴射制御装置とを備えることを特徴とする燃料噴射システム。
【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システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電素子を積層したピエゾスタックを用いて燃料の噴射タイミングと噴射量とを制御するインジェクタが知られるに至った。このインジェクタは、電圧を受けて変位するピエゾスタックと、燃料を噴射する噴孔を下降時に塞ぐニードルと、ピエゾスタックの変位により生じた燃圧の変化を利用してニードルを上方へ変位させる油密室とを備える。
【０００３】
ここで、この油密室には、ピエゾスタックの変位をニードルへ伝達する媒体として、インジェクタに供給された燃料が充填される。このため、例えば、ガス欠又は燃料の加熱によって発生した気泡が油密室に混入する場合がある。この油密室へ混入した気泡はピエゾスタックの伸張により生じる変位を吸収する。このため、気泡が混入した場合には、ニードルの変位量（リフト量）及び変位速度が、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、気泡の混入が無い通常時と比べて小さくなる。また、インジェクタの燃料噴射率、及び噴射率の上昇速度も同様の理由から、図６（ｃ）に示すように通常時と比べて小さくなる。
【０００４】
このため、例えば、ＩＳＣ（Idle Speed Control）装置など、インジェクタの燃料噴射率が低下してもエンジンの回転数が所定値となるように燃料噴射時間を制御できる制御装置が知られるに至った。このＩＳＣ装置は、気泡の混入によるエンジン回転数の低下を検知すると、図７（ａ）に示す様に、ピエゾスタックに電圧を印加する印加時間を通常時に比べて延長する。よって、図７（ｂ）に示す様に、ピエゾスタックの伸張時間が延長されるため、図７（ｃ）に示す様に、ニードルの開く噴孔から燃料が噴射される噴射時間が延長される。このように、ＩＳＣ装置は、気泡の混入による噴射率の低下がもたらすエンジン回転数の低下を、噴射率時間の延長によって補っている。
【０００５】
また、燃料に気泡が発生するのを防止できる燃料供給装置が知られるに至った（例えば、特許文献１）。この燃料供給装置は、インジェクタの温度を検出する手段と、検出したインジェクタの温度に基づいてインジェクタ内における気泡の発生を判定する手段とを備える。また、この燃料供給装置は、気泡が発生したと判定すると、インジェクタの温度を下げて気泡の発生を抑制する。
【０００６】
更に、燃料に混入した気泡を容易に排出できるインジェクタの制御方法が知られるに至った（例えば、特許文献２）。この制御方法は、インジェクタが内燃機関を始動させるために必要な量の燃料を噴射するために要する時間よりも十分に長い時間に渡って、インジェクタを駆動させることで燃料に混入した気泡を排出する過程を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−７３９０１号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のＩＣＳ装置においては、インジェクタによる燃料の噴射時間を延長するため、燃料を噴射されたエンジンの排気及び燃費が悪化するという問題があった。また、インジェクタがマルチ噴射を行う場合には、燃料の噴射時間の延長によって、各噴射間のインターバルを確保することが困難になるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の燃料供給装置及び特許文献２に記載の制御方法においては、気泡が解消又は排出されるまで、気泡の混入による燃料噴射率の悪化を解消できないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射するよう燃料噴射装置を制御できる燃料噴射制御装置及び燃料噴射システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る燃料噴射制御装置は、燃料を噴射する噴孔を開閉するニードルと、印加された電圧に応じて伸縮する圧電体と、圧電体の伸縮によって変化する油圧に応じて噴孔を開閉するようニードルを変位させる燃料が充填された油密室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、燃料噴射装置が備える油密室に充填された燃料へ気泡が混入したことを検知する検知手段と、検知手段が気泡の混入を検知すると、ニードルの変位速度を増加させるよう圧電体に印加される印加電圧を変化させる制御手段とを備えることを特徴としている。
この構成によれば、気泡の混入を検知するとニードルの変位速度を増加させるよう印加電圧を変化させるので、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射できる。
【００１２】
上記構成において、制御手段は、検知手段が気泡の混入を検知した後の噴射回数の増加に伴って、印加電圧を検知前の印加電圧から変化させる変化量を漸次減少させる構成を採用できる。
この構成によれば、燃料に混入した気泡は燃料の噴射に伴って排出されるため、印加電圧の変化量を漸次減少させることで、適量の燃料を噴射するよう燃料噴射装置を制御できる。
【００１３】
本発明に係る燃料噴射システムは、燃料を噴射する噴孔を開閉するニードルと、印加された電圧に応じて伸縮する圧電体と、圧電体の伸縮によって変化する油圧に応じて噴孔を開閉するようニードルを変位させる燃料が充填された油密室とを備えた燃料噴射装置と、燃料噴射装置が備える油密室に充填された燃料へ気泡が混入したことを検知すると、ニードルの変位速度を増加させるよう圧電体に印加される印加電圧を変化させる燃料噴射制御装置とを備えることを特徴としている。
この構成によれば、気泡の混入を検知するとニードルの変位速度を増加させるよう印加電圧を変化させるので、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射できる。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書開示の燃料噴射制御装置及び燃料噴射システムによれば、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の燃料噴射システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】インジェクタの一構成例を表す側断面図である。
【図３】燃料噴射制御装置の一構成例を表す機能ブロック図である。
【図４】ピエゾスタックに充電するエネルギー量の一例を表す図である。
【図５】燃料噴射制御装置が実行する燃料噴射制御処理の一例を表すフローチャートである。
【図６】比較例のインジェクタにおけるピエゾスタックの伸張量とニードルリフト量との一関係例を表す図である。
【図７】比較例のインジェクタにおいてＩＳＣを行う場合における燃料噴射時間の一例を表す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の燃料噴射システム１の一実施形態を示す構成図である。
図１に示す燃料噴射システム１は、例えば、４気筒のエンジン５０に対して燃料を供給するシステムである。燃料噴射システム１は、車両に搭載される。
【００１８】
ここで、燃料噴射システム１について説明する前に、エンジン５０について説明を行う。図１に示すエンジン５０は、シリンダ５１、ピストン５２、クランク角ロータ５３ａ、及び検出装置５３ｂを備える。
シリンダ５１は、内部にピストン５２が設けられている。シリンダ５１は、燃料噴射システム１によって内部に燃料を噴射される。尚、シリンダ５１は、燃料噴射システム１による燃料のマルチ噴射にも対応できる。また、シリンダ５１に噴射される燃料は、本実施例において軽油であるとして説明するが、エマルジョン燃料を含む従来から車両の走行に用いられる燃料であれば良い。
【００１９】
クランク角ロータ５３ａは、ピストン５２の上下運動を回転運動に変換するクランクに設けられたロータである。このため、クランク角ロータ５３ａは、エンジン５０の回転に伴って回転する。
検出装置５３ｂは、例えば、回転数センサで構成される。検出装置５３ｂは、クランク角ロータ５３ａの回転数を検出すると共に、検出した回転数を表す信号（以下単に、ＮＥ信号：Number of Engine speed）を燃料噴射システム１へ出力する。
【００２０】
次に、本発明に係る燃料噴射システム１について説明する。
燃料噴射システム１は、燃料タンク１０ａ、検出装置１０ｂ、コモンレール２０、インジェクタ３０、及び燃料噴射制御装置４０を備える。
燃料タンク１０ａは、例えば、自動車用燃料タンクで構成される。燃料タンク１０ａは、蓄液する液体燃料をコモンレール２０へ供給する。
検出装置１０ｂは、例えば、フューエルレベルセンサで構成される。検出装置１０ｂは、燃料タンク１０ａが蓄液する液体燃料の残量を計測すると共に、計測した残量が所定値を下回る場合に、残量が所定値を下回ったことを表すエンプティ信号を燃料噴射制御装置４０へ出力する。
【００２１】
コモンレール２０は、燃料タンク１０から供給される液体燃料を高圧化して蓄液すると共に、蓄液した液体燃料をインジェクタ３０へ供給する。尚、図１において、インジェクタ３０を１つだけ図示しているが、コモンレール２０は、複数のインジェクタへそれぞれほぼ同圧の高圧燃料を供給する。
インジェクタ３０は、例えば、コモンレール２０と共に燃料噴射装置を構成する。インジェクタ３０は、コモンレール２０から供給された液体燃料をシリンダ５１に対してマルチ噴射する。
【００２２】
ここで、図２を参照して、インジェクタ３０の構成について説明する。図２は、インジェクタ３０の本体部であるボディー３０ａの一構成例を表す側断面図である。
図２に示すボディー３０ａは、先端に燃料を噴射する噴孔３１が形成されている。また、このボディー３０ａは、コモンレール２０から供給された高圧の燃料を噴孔３１へ送る高圧燃料経路Ｒ１と、高圧燃料経路Ｒ１を通った燃料の内で噴孔３１から噴射されなかった燃料を燃料タンク１０ａへ送り返すリターン経路Ｒ２とを有する。更に、このボディー３０ａは、噴孔３１を開閉するニードル３４、並びにニードル３４を変位させるピエゾスタック３５、ピストン３６、及び油密室３７を備える。
【００２３】
高圧燃料経路Ｒ１は、噴孔３１が設けられた燃料だまり室３２へ続く経路Ｒ１ａと、ニードル３４の基端側に設けられた制御室３３へと続く経路Ｒ１ｂとに分岐する。燃料だまり室３２は、噴孔３１がニードル３４の上昇によって開かれるまでの間、経路Ｒ１ａから供給された液体燃料を所定の圧力で溜め置く。
制御室３３は、ニードル３４の変位を制御する。具体的には、制御室３３は、経路Ｒ１ｂから供給された液体燃料の油圧をニードル３４に対して基端側から先端側へ向かって伝達する。ここで、ニードル３４は、制御室３３から先端側へ向かう油圧を受けると共に、油密室３７から基端側へ向かう油圧を受ける。このため、ニードル３４は、制御室３３及び油密室３７によって、それぞれ先端側又は基端側へ変位するよう制御される。尚、制御室３３へ供給された液体燃料の一部は、例えば、リーク等して油密室３７へ入り込む。また、油密室３７へ入り込んだ液体燃料の一部は、同様に、例えば、リーク等して経路２へ入り込んだ後に、経路２を通って再び燃料タンク１０へ戻る。
【００２４】
ニードル３４は、燃料を噴射する噴孔３１を開閉する。具体的には、ニードル３４は、制御室３３及び油密室３７からそれぞれ油圧を受けて先端側に変位すると噴孔３１を塞ぎ、基端側に変位すると噴孔３１を開く。
ピエゾスタック３５は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の電圧セラミック層と電極層とを交互に積層した圧電体で構成される。ピエゾスタック３５は、インジェクタ３０が備える駆動回路３０ｂにより印加された電圧に応じて油密室３７の油圧を変化させる。尚、駆動回路３０ｂは、例えば、ハードウェア回路で構成される。
【００２５】
具体的には、ピエゾスタック３５は、駆動回路３０ｂにより充電されて積層方向の先端側に伸張する。逆に、ピエゾスタック３５は、駆動回路３０ｂにより放電させられて基端側に縮小する。尚、伸張及び縮小したピエゾスタック３５は、それぞれ先端側及び基端側にピストン３６を変位させる。ここで、ピエゾスタック３５の伸張量は、蓄積したエネルギー量の増加に伴って増加するため、ピエゾスタック３５の伸張速度は、駆動回路３０ｂによって印加される電圧の増加に伴って増加する。
【００２６】
油密室３７には、ピエゾスタック３５の伸縮によって変化する油圧に応じて噴孔３１を開閉するようニードル３４を変位させる液体燃料が充填されている。具体的には、油密室３７に充填された燃料は、ピストン３６の先端側への変位を、基端側への変位に変換してニードル３４へ伝達する。尚、油密室３７は、ピストン３６の先端側への変位量を増幅又は減少させてニードル３４へ伝達する構成を採用できる。具体的には、ピストン３６が先端側へ変位すると、油密室３７に充填された燃料の油圧が増加するためニードル３４は基端側へ変位させられる。また逆に、ピストン３６が基端側へ変位すると、油密室３７に充填された燃料の油圧が減少するため、制御室３３の油圧によりニードル３４は先端側へ変位させられる。
【００２７】
ここで、上記の様に、コモンレール２０から供給された液体燃料の一部は油密室３７へ送り込まれる。このため、例えば、ガス欠後の再始動時又は燃料の加熱時において気泡が燃料に混入すると、混入した気泡が油密室３７へ到達する場合がある。
【００２８】
ここで、一旦、図６を参照して、油密室３７に気泡が混入した場合に、比較例として説明する燃料噴射システムに生じる問題点について説明を行う。図６（ａ）は、油密室３７に気泡が混入した場合において、比較例の燃料噴射システムが備えるピエゾスタックの伸張量とニードルの変位量との一関係例を表す図である。
図６（ａ）に示すように、油密室３７に気泡が混入していない通常時は、値「x」だけニードル３４を基端側に変位させる（以下、リフトするという）ために要するピエゾスタック３５（以下、アクチュエータともいう）の伸張量は値「y1」である。一方で、油密室３７に気泡が混入すると、値「x」だけニードル３４をリフトするために要するピエゾスタック３５の伸張量は値「y2」まで増加する。油密室３７に混入した気泡が、ピエゾスタック３５の伸張により生じた変位を吸収するため、ニードル３４の変位量が減少するからである。
【００２９】
よって、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、油密室３７に気泡が混入した場合には、ニードルがリフトされ始める時刻、及びニードルのリフトにより噴射率が増加し始める時刻が時刻「t1s」から「t2s」まで遅れる。また、油密室３７に気泡が混入した場合には、リフト量の増加速度が低下するため、噴射率の増加速度が低下する。
このため、図６（ｄ）に示すように、気泡の混入時と通常時とでピエゾスタック３５の充電エネルギーが同じになるように制御したのでは、燃料の噴射量が気泡の混入時に減少してしまうという問題があった。
【００３０】
次に、図７を参照して、気泡の混入により生じる燃料噴射量の減少を、燃料噴射時間の延長により補う比較例の燃料噴射システムの問題点について説明を行う。
図７（ａ）に示す様に、例えば、ＩＳＣ（Idle Speed Control）を行うことで、ピエゾスタック３５に対するエネルギーの充電時間をΔτだけ延長すると、燃料噴射時間が延長される。このため、気泡の混入による燃料噴射量の減少を、燃料噴射時間の延長で補うことができる。
【００３１】
しかし、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ニードルがリフトされ始める時刻及び噴射率が増加し始める時刻は、依然として通常時に比べて遅れている。
また、延長された充電時間Δτに基づいて噴射時間が値「t2e-t1e」だけ延長される。このため、比較例の燃料噴射システムでは、燃料を噴射されたエンジン５０の排気及び燃費が悪化するという問題が生じる。また、エンジン５０に対してインジェクタ３０がマルチ噴射を行う場合には、各噴射間のインターバルを確保することが困難になるという問題が生じる。
【００３２】
よって、図１に戻り、上記問題を解決する燃料噴射システム１の構成について引き続き説明を行う。
燃料噴射制御装置４０は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成される。燃料噴射制御装置４０は、ソフトウェア処理である燃料噴射制御処理を実行することで、インジェクタ３０がエンジン５０に対して燃料を噴射する噴射時間及び噴射量を制御する。
【００３３】
ここで、図１（ｂ）を参照して、ソフトウェア処理を実行するために燃料噴射制御装置４０が用いるハードウェアの構成について説明を行う。図１（ｂ）は、燃料噴射制御装置４０の一構成例を表すハードウェア構成図である。
図１（ｂ）に示す燃料噴射制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の実行装置４０ａ、ＲＯＭ（Read-Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置４０ｂ、及びＡＤ変換機（Analog-to-Digital）等の入出力装置４０ｃを備える。ソフトウェア処理は、実行装置４０ａが、記憶装置４０ｂに格納したプログラムを読み込み、読み込んだプログラムが表すソフトウェア処理の実行手順に従って演算を行うことにより実現される。尚、記憶装置４０ｂには、実行装置が行った演算結果が書き込まれる。また、必要に応じて入出力装置４０ｃは、検出装置１０ｂ、５３ｂ、及び６０ｂが入力する信号を演算対象として入力すると共に、演算結果をインジェクタ３０へ出力する。
【００３４】
次に、図３を参照して、燃料噴射制御装置４０の構成について、機能に着目して説明する。図３は、燃料噴射制御装置４０の一構成例を表す機能ブロック図である。
燃料噴射制御装置４０は、取得部４１、状態判定部４２、第１検知部４３、指令期間算出部４４、差異算出部４５、第２検知部４６、指令速度算出部４７、及び制御部４８を備える。
【００３５】
取得部４１は、実行装置４０ａが取得処理を実行することで実現される。取得部４１は、検出装置１０ｂ、５３ｂ、及び６０ｂからそれぞれが出力する信号を取得する。尚、検出装置６０ｂは、例えば、アクセルペダルセンサで構成され、アクセルペダル６０ａの踏込量を表す信号を出力する。
【００３６】
状態判定部４２は、実行装置４０ａが状態判定処理を実行することで実現される。状態判定部４２は、車両の状態を判定する。具体的には、状態判定部４２は、アイドル運転中であるか否かを判断する。具体例としては、状態判定部４２は、取得部４１が取得したアクセルペダル６０ａの踏込量を表す信号及び車両の車速に基づいてアイドル運転中であるか否かを判断する。
【００３７】
第１検知部４３は、実行装置４０ａが第１検知定処理を実行することで実現される。第１検知部４３は、車両がガス欠後であることを検知する。ガス欠後には、燃料に対して気泡が混入しているおそれがあるからである。ガス欠後とは、例えば、車両がガス欠になった後、所定の量だけ燃料をエンジン５０に噴射する前の状態をいう。尚、ガス欠後は、車両がガス欠になった後、所定の期間が経過する前の状態をいうとしても良い。また、第１検知部４３は、取得部４１が検出装置１０ｂからエンプティ信号を取得すると、車両がガス欠になったと判断する構成を採用できる。
【００３８】
指令期間算出部４４は、実行装置４０ａが指令期間算出処理を実行することで実現される。指令期間算出部４４は、状態判定部４２がアイドリング状態であると判定した場合に、アイドリングスピードを所定の値に保つためにニードル３４をリフトするようインジェクタ３０に指令する指令期間（つまり、燃料の噴射時間）τを算出する。具体例としては、指令期間算出部４４は、取得部４１が取得したＮＥ信号の表すエンジン５０の回転数が所定の値を下回った場合に指令期間τを延長し、そうでない場合に指令期間τを短縮する。
【００３９】
差異算出部４５は、実行装置４０ａが差異算出処理を実行することで実現される。差異算出部４５は、第１検知部４３がガス欠後であることを検知した場合であって、かつ状態判定部４２がアイドリング状態であると判定した場合に、指令期間の差異を算出する。具体的には、差異算出部４５は、通常時において所定の回転数でアイドリングをするために要する指令期間と、指令期間算出部４４が算出した指令期間τとの差異Δτを算出する。尚、通常時において所定の回転数でアイドリングをするために要する指令期間は、実験により定めることができる。また、この実験により定めた指令期間は、例えば、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶されている。
【００４０】
第２検知部４６は、実行装置４０ａが第２検知処理を実行することで実現される。第２検知部４６は、油密室３７に対する気泡の混入を検知する。具体的には、第２検知部４６は、差異算出部４５が算出した指令期間の差異Δτが所定値を超えた場合に、気泡の混入を検知する。油密室３７に気泡が混入すると、ニードル３４のリフト速度が低下して燃料噴射率の増加速度が低下するためである。つまり、エンジン５０の回転数を所定値にするために、通常時と比べて、長い燃料噴射時間が必要となるためである。
【００４１】
指令速度算出部４７は、実行装置４０ａが指令速度算出処理を実行することで実現される。指令速度算出部４７は、第２検知部４６が油密室３７に対する気泡の混入を検知した場合に、インジェクタ３０へ指令するニードル３４のリフト速度（以下単に、指令速度という）を算出する。具体的には、指令速度算出部４７は、ピエゾスタック３５に印加する電圧を算出する。これは、上記の様に、ピエゾスタック３５の伸張速度は、ピエゾスタック３５に対するエネルギーの充電速度で定まるためである。
【００４２】
ここで、図４を参照して、指令速度算出部４７が指令速度を算出するために用いる算出方法について説明する。図４（ａ）は、本実施例において、ピエゾスタック３５に充電するエネルギー量の一例を表す図である。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、指令速度算出部４７は、ピエゾスタック３５に充電するエネルギー量の初期傾き（以下、充電エネルギー初期傾きという）を、通常時の傾きαに比べて大きい値「α１」と決定する。具体的には、指令速度算出部４７は、ピエゾスタック３５に対する印加電圧を通常時の値より大きい値に定める。これは、気泡の混入により低下するニードル３４のリフト速度及びリフト量を補填するためである。
この構成によれば、気泡の混入を検知するとニードルの変位速度を増加させるよう印加電圧を変化させるので、燃料に気泡が混入しても短時間で適量の燃料を噴射できる。よって、気泡が解消又は排出されるまでの間において、気泡の混入による燃料噴射率の悪化を解消できる。
また、この構成によれば、短時間で適量の燃料を噴射できるため、燃料を噴射されたエンジン５０の排気及び燃費を改善できる。特に、インジェクタ３０がマルチ噴射を行うために要する各噴射間のインターバルを容易に確保できる。
【００４４】
また、指令速度算出部４７は、第２検知部４６が気泡の混入を検知した後に燃料を噴射するようインジェクタ３０を制御した回数に基づいて指令速度を算出する。これは、インジェクタ３０の燃料を噴射する動作に伴って、油密室３７に混入した気泡が、例えば、リターン経路Ｒ２を通じて徐々に排出されるためである。
【００４５】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、指令速度算出部４７は、気泡混入を検知した後に燃料をインジェクタ３０に噴射させた回数の増加に伴って、印加電圧を変化させる変化量を漸次減少させる。つまり、指令速度算出部４７は、気泡混入を検知した後にインジェクタ３０へ印加する印加電圧を通常時の値より大きな値へ変化させた回数の増加に伴って、印加電圧を変化させる変化量を漸次減少させる。具体的には、指令速度算出部４７は、充電エネルギー初期傾きを通常時の値「α」より大きな値へ変化させた回数の増加に伴って、充電エネルギー初期傾きを値「α」より大きな値へ変化させる変化量を漸次減少させる。
この構成によれば、燃料に混入した気泡は燃料の噴射に伴って排出されるため、印加電圧の変化量を漸次減少させることで、適量の燃料を噴射するよう燃料噴射装置を制御できる。
【００４６】
尚、本実施例において、指令速度算出部４７は、気泡混入を検知した後に充電エネルギー初期傾きを通常時の値より大きな値へ変化させるとして説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、指令速度算出部４７は、充電エネルギー初期傾きを通常時の値より大きな値へ変化させるだけでなく、ピエゾスタック３５に充電する充電エネルギー量を増加させることで、ピエゾスタック３５の伸張量をも増加させる構成を採用できる。
【００４７】
また、指令速度算出部４７は、差異算出部４５が算出した指令期間の差異Δτに基づいてニードル３４のリフト速度の低下量を算出すると共に、算出した低下量に基づいて指令速度を算出する構成を採用できる。気泡の混入量が増加するとニードル３４のリフト速度が低下し、リフト速度が低下するとエンジン５０の回転数が低下するため、指令期間の差異Δτが増加するからである。具体的には、指令速度算出部４７は、指令期間の差異Δτが増加すると、指令速度を増加させる構成を採用できる。
この構成によれば、燃料に混入する気泡が増加しても短時間で適量の燃料を噴射できる。
【００４８】
次に、図３に戻り、燃料噴射制御装置４０の構成について引き続き説明を行う。
制御部４８は、実行装置４０ａが制御処理を実行することで実現される。制御部４８は、第２検知部４６が油密室３７に対する気泡の混入を検知した場合に、予め定められた期間に渡って、指令速度算出部４７が算出した指令速度で、ニードル３４をリフトするようインジェクタ３０が備える駆動回路３０ｂを制御する。また、制御部４８は、第２検知部４６が気泡の混入を検知しなかった場合に、指令期間算出部４４が算出した指令期間に渡って、予め定められた速度で、ニードル３４をリフトするようインジェクタ３０が備える駆動回路３０ｂを制御する。尚、制御部４８によって制御された駆動回路３０ｂは、制御部４８に指令された期間に渡って、指令された印加電圧をピエゾスタック３５に印加する。
【００４９】
次に、図５を参照して、燃料噴射制御装置４０が実行する燃料噴射制御処理について説明する。図５は、燃料噴射制御装置４０が実行する燃料噴射制御処理の一例を表すフローチャートである。
先ず、燃料噴射制御装置４０は、上記の様にガス欠後であるか否かを判断する（ステップＳ０１）。燃料噴射制御装置４０は、ガス欠後であると判断する場合にはステップＳ０２の処理を、そうでない場合にはステップＳ０７の処理を実行する。
【００５０】
ステップＳ０１において、燃料噴射制御装置４０は、ガス欠後であると判断した場合には、上記の様にエンジン５０がアイドル運転中であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。燃料噴射制御装置４０は、アイドル運転中であると判断した場合にはステップＳ０３の処理を実行し、そうでない場合にはステップＳ０７の処理を実行する。
【００５１】
ステップＳ０２において、燃料噴射制御装置４０は、アイドル運転中であると判断した場合には、上記の様に、指令期間τを算出する（ステップＳ０３）。次に、燃料噴射制御装置４０は、上記の様に、指令期間の差異Δτを算出する（ステップＳ０４）。その後、燃料噴射制御装置４０は、指令期間の差異Δτが所定の値を超えるか否かの判断に基づいて、インジェクタ３０の備える油密室３７に対する気泡の混入を検知する（ステップＳ０５）。燃料噴射制御装置４０は、気泡の混入を検知した場合にはステップＳ０６の処理を、そうでない場合にはステップＳ０７の処理を実行する。
【００５２】
ステップＳ０５において、燃料噴射制御装置４０は、指令期間の差異Δτが所定の値を超えたため、気泡の混入を検知した場合には、通常時の速度に比べて速い速度でニードル３４をリフトするようインジェクタ３０を制御する（ステップＳ０６）。その後、燃料噴射制御装置４０は、燃料噴射制御処理の実行を終了する。尚、ステップＳ０６で行う制御を、単に、リフト制御と図示する。
【００５３】
ステップＳ０１において、ガス欠後でないと判断した場合、ステップＳ０２において、アイドル運転中でないと判断した場合、又はステップＳ０５において、気泡の混入を検知しなかった場合には、燃料噴射制御装置４０は、予め定められた通常時の速度でニードル３４をリフトするようインジェクタ３０を制御する（ステップＳ０７）。その後、燃料噴射制御装置４０は、燃料噴射制御処理の実行を終了する。尚、ステップＳ０７で行う制御を、以下単に、通常制御という。
【００５４】
図５において、ステップＳ０１が第１検知部４３を実現するための第１検知処理の一例に相当し、ステップＳ０２が状態判定部４２を実現するための状態判定処理の一例に相当し、ステップＳ０３が指令期間算出部４４を実現するための指令期間算出処理の一例に相当し、ステップＳ０４が差異算出部４５を実現するための差異算出処理の一例に相当し、ステップＳ０５が第２検知部４６を実現するための第２検知処理の一例に相当し、ステップＳ０６及びＳ０７が制御部４８を実現するための制御処理の一例に相当する。
【００５５】
本実施例において、第２検知部４５が検知手段の一例に相当し、制御部４８が制御手段の一例に相当する。
【００５６】
制御装置４０がソフトウェア処理を実行することで実現する機能の一部又は全部は、ハードウェア回路を用いて実現することができる。逆に、制御装置４０がハードウェア回路を用いて実現する機能の一部又は全部は、ソフトウェア処理を実行することで実現することができる。同様に、駆動回路３０ｂがハードウェア回路を用いて実現する機能の一部又は全部は、ソフトウェア処理を実行することで実現することができる。
【００５７】
制御装置４０が実行する処理手順を記述したプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより提供できる。
【００５８】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例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】
【００５９】
１…燃料噴射システム                      １０ａ…燃料タンク            
１０ｂ…検出装置（フューエルセンサー）    ２０…コモンレール
３０…インジェクタ                        ３０ａ…ボディー
３０ｂ…駆動回路                          ３１…噴孔
３２…燃料たまり室                        ３３…制御室
３４…ニードル                            ３５…ピエゾスタック（圧電体）
３６…ピストン                            ３７…油密室
４０…燃料噴射制御装置                    ４０ａ…ＣＰＵ
４０ｂ…ＲＯＭ                            ４０ｃ…入出力装置
４０ｆ…バス                              ４１…取得部
４２…状態判定部                          ４３…第１検知部
４４…指令期間算出部                      ４５…差異算出部
４６…第２検知部（検知手段）              ４７…指令速度算出部
４８…制御部（制御手段）                  ５０…エンジン
５１…シリンダ                            ５２…ピストン
５３ａ…クランク角ロータ                  ５３ｂ…検出装置（ＮＥセンサ）
６０ａ…アクセルペダル                    
６０ｂ…検出装置（アクセルペダルセンサ）  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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