(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、
前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、
を備え、
前記インジェクタは、固定電極と、この固定電極に隙間を介して対向することでコンデンサを構成し前記ニードルの移動に応じて前記固定電極に対して相対移動する可動電極とを備え、
前記コンデンサは、前記インジェクタを流れる交流電流が供給されるように配線され、
前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出し、
前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルを備え、このソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、
前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、
前記交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、当該ソレノイドコイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出手段と、
前記インダクタンス検出手段により検出される前記インダクタンスに基づいて、前記ニードルの移動量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするインジェクタ状態検出装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の包絡線に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出することを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ状態検出装置。
【請求項３】
前記固定電極および前記可動電極は、前記ニードルの移動方向にて対向配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のインジェクタ状態検出装置。
【請求項４】
供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、
前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、
を備え、
前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルを備え、このソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、
前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、
前記交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、当該ソレノイドコイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出手段と、
前記状態検出手段は、前記インジェクタの状態を、前記インダクタンス検出手段により検出される前記インダクタンスとして検出することを特徴とするインジェクタ状態検出装置。
【請求項５】
供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、
前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、
を備え、
前記インジェクタは、固定電極と、この固定電極に隙間を介して対向することでコンデンサを構成し前記ニードルの移動に応じて前記固定電極に対して相対移動する可動電極とを備え、
前記コンデンサは、前記インジェクタを流れる交流電流が供給されるように配線され、
前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出し、
前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルとこのソレノイドコイルに並列に接続される抵抗成分とを備え、前記ソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、
前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、
前記交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、前記抵抗成分の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、
前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗値に基づいて、前記ニードルの移動量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするインジェクタ状態検出装置。
【請求項６】
前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の包絡線に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出することを特徴とする請求項５に記載のインジェクタ状態検出装置。
【請求項７】
前記固定電極および前記可動電極は、前記ニードルの移動方向にて対向配置されることを特徴とする請求項５または６に記載のインジェクタ状態検出装置。
【請求項８】
供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、
前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、
前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、
を備え、
前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルとこのソレノイドコイルに並列に接続される抵抗成分とを備え、前記ソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、
前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、
前記交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、前記抵抗成分の抵抗値を検出する抵抗値検出手段を備え、
前記状態検出手段は、前記インジェクタの状態を、前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗値として検出することを特徴とするインジェクタ状態検出装置。
【請求項９】
前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗成分の抵抗値に基づいて当該抵抗成分の温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載のインジェクタ状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インジェクタ（電磁弁）の状態、例えば、当該インジェクタのインダクタンスや温度等を検出するインジェクタ状態検出装置に関する技術として、下記特許文献１に開示される燃料噴射ノズルのニードルリフトセンサが知られている。このニードルリフトセンサでは、ニードルと同軸芯上に検出コイルが配置され、この検出コイルが励磁されるとき、ニードルと一緒に動くプレッシャピンのフランジ部の動きにあわせて当該検出コイルのインダクタンスが変化するため、その検出インダクタンスから、インジェクタの状態としてニードルリフト量を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７６００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のようにニードルの移動量（インジェクタの状態）を検出する構成のインジェクタ状態検出装置では、非可動部を通る磁束を小さくしてインジェクタのソレノイドによる磁束の影響を抑制するために、可動部の検出部分を非磁性体で囲う必要がある。また、検出コイル用のハーネスが別途必要になるなど、構成が複雑となり、低コスト化が困難であるだけでなく信頼性を確保することも困難である。これは、ニードルの移動量に限らず、他のインジェクタの状態を検出する構成においても同様の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成でインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のインジェクタ状態検出装置では、供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、を備え、前記インジェクタは、固定電極と、この固定電極に隙間を介して対向することでコンデンサを構成し前記ニードルの移動に応じて前記固定電極に対して相対移動する可動電極とを備え、前記コンデンサは、前記インジェクタを流れる交流電流が供給されるように配線され、前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出し、前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルを備え、このソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、当該ソレノイドコイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出手段と、前記インダクタンス検出手段により検出される前記インダクタンスに基づいて、前記ニードルの移動量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のインジェクタ状態検出装置において、前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の包絡線に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のインジェクタ状態検出装置において、前記固定電極および前記可動電極は、前記ニードルの移動方向にて対向配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、を備え、前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルを備え、このソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、当該ソレノイドコイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出手段と、前記状態検出手段は、前記インジェクタの状態を、前記インダクタンス検出手段により検出される前記インダクタンスとして検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、を備え、前記インジェクタは、固定電極と、この固定電極に隙間を介して対向することでコンデンサを構成し前記ニードルの移動に応じて前記固定電極に対して相対移動する可動電極とを備え、前記コンデンサは、前記インジェクタを流れる交流電流が供給されるように配線され、前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出し、前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルとこのソレノイドコイルに並列に接続される抵抗成分とを備え、前記ソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、前記抵抗成分の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗値に基づいて、前記ニードルの移動量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載のインジェクタ状態検出装置において、前記状態検出手段は、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の包絡線に基づいて、前記インジェクタの状態として前記ニードルの移動量を検出することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項５または６に記載のインジェクタ状態検出装置において、前記固定電極および前記可動電極は、前記ニードルの移動方向にて対向配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、供給される直流電流に応じてニードルを移動させることで噴孔の開閉を制御するインジェクタの状態を検出するインジェクタ状態検出装置であって、前記直流電流に対して交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能な供給手段と、前記インジェクタを流れる交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態を、前記交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて検出する状態検出手段と、を備え、前記インジェクタは、供給される直流電流に応じた磁力を生じるソレノイドコイルとこのソレノイドコイルに並列に接続される抵抗成分とを備え、前記ソレノイドコイルに生じた磁力に応じて前記ニードルを移動させるように構成され、前記供給手段は、前記直流電流に対して所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳して前記インジェクタに供給可能に構成され、前記交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、前記抵抗成分の抵抗値を検出する抵抗値検出手段を備え、前記状態検出手段は、前記インジェクタの状態を、前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗値として検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項５〜８のいずれか一項に記載のインジェクタ状態検出装置において、前記抵抗値検出手段により検出される前記抵抗成分の抵抗値に基づいて当該抵抗成分の温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、供給手段により、直流電流に対して交流電流が重畳してインジェクタに供給され、インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態が、交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、状態検出手段により検出される。
【００１６】
インジェクタのインダクタンスや温度等が変化すると、この変化がインジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼし、当該交流電流が変化する。すなわち、インジェクタを流れる交流電流を検出することで、当該インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼすインジェクタのインダクタンスや温度等のインジェクタの状態を検出することができる。
【００１７】
特に、供給手段により、インジェクタ状態検出用の交流電流がインジェクタ駆動用の直流電流に対して重畳してインジェクタに供給されるので、直流電流が供給されるハーネス等を交流電流供給用として兼用することができる。これにより、上記交流電流を供給するためのハーネス等が別途必要となることもないので、簡易な構成でインジェクタの状態を検出することができる。
【００１８】
また、固定電極とニードルの移動に応じて固定電極に対して相対移動する可動電極とにより構成されるコンデンサは、インジェクタを流れる交流電流が供給されるように配線されている。そして、交流電流検出手段により検出される交流電流に基づいて、インジェクタ状態としてニードルの移動量が、状態検出手段により検出される。
【００１９】
上記固定電極および可動電極により構成されるコンデンサは、その静電容量がニードルの移動に応じて変化するため、ニードルの移動に応じてインジェクタを流れる交流電流も変化する。すなわち、インジェクタを流れる交流電流を検出することで、インジェクタの状態としてニードルの移動量を検出することができる。
特に、交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、インダクタンス検出手段によりソレノイドコイルのインダクタンスが検出される。そして、このように検出されるインダクタンスに基づいて、補正手段によりニードルの移動量が補正される。
インジェクタの状態変化に応じてソレノイドコイルのインダクタンスが変化すると、ニードルが移動していない場合でも交流電流検出手段により検出される交流電流が変化してしまい、ニードルの移動量の検出精度が低下してしまう。
交流電流検出手段により検出される交流電流の共振周波数は、供給手段の容量成分とソレノイドコイルとを含むように構成される共振回路の共振周波数に相当するため、上記共振周波数とソレノイドコイルのインダクタンスとが１対１で対応するので、上記共振周波数からソレノイドコイルのインダクタンスを求めることができる。
そこで、補正手段により、検出されるインダクタンスに応じてニードルの移動量を補正することで、上述のようにインダクタンスが変化する場合でも、ニードルの移動量の検出精度の低下を抑制することができる。
【００２０】
請求項２の発明では、交流電流検出手段により検出される交流電流の包絡線に基づいて、インジェクタ状態としてニードルの移動量が、状態検出手段により検出される。交流電流の波高値を包絡線検波して得られる包絡線は、ニードルの移動に応じて変化するコンデンサの静電容量を反映して変化するので、上記包絡線を検波することで、複雑な演算処理を実施することなく、ニードルの移動量を検出することができる。
【００２１】
請求項３の発明では、固定電極および可動電極は、ニードルの移動方向にて対向配置されるため、両電極間の距離（隙間）が小さくなれば上記コンデンサの静電容量が大きくなり、上記距離が大きくなれば上記静電容量が小さくなる。このように両電極間の距離に応じてコンデンサの静電容量が大きく変化するため、ニードルの移動量に応じたインジェクタを流れる交流電流の変化が大きくなるので、ニードルの移動量の検出精度を向上させることができる。
【００２６】
請求項４の発明では、交流電流検出手段により検出される交流電流の周波数分析から求められる共振周波数に基づいて、インダクタンス検出手段によりソレノイドコイルのインダクタンスが検出される。そして、状態検出手段により、このように検出されるインダクタンスがインジェクタの状態として検出される。
【００２７】
請求項１の発明のように検出されたソレノイドコイルのインダクタンスをニードルの移動量の補正に利用することに限らず、インジェクタの状態としてソレノイドコイルのインダクタンスを検出してもよい。また、このようにソレノイドコイルのインダクタンスが検出されるので、交流電流供給用のハーネス等を別途設けることなく、当該インダクタンスに関連するインジェクタの製造上のばらつき等を簡易な構成で検出することができる。
【００２８】
請求項５の発明では、交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、抵抗値検出手段により上記抵抗成分の抵抗値が検出される。そして、このように検出される抵抗値に基づいて、補正手段によりニードルの移動量が補正される。
【００２９】
インジェクタの状態変化に応じてソレノイドコイルに並列に接続される抵抗成分の抵抗値が変化すると、ニードルが移動していない場合でも交流電流検出手段により検出される交流電流が変化してしまい、ニードルの移動量の検出精度が低下してしまう。
【００３０】
交流電流検出手段により検出される交流電流の共振周波数は、供給手段の容量成分とソレノイドコイルと上記抵抗成分とを含むように構成される共振回路の共振周波数に相当するため、上記抵抗成分の抵抗値が大きくなるほど共振時の電流値が大きくなるので、共振時の電流値から上記抵抗成分の抵抗値を求めることができる。
【００３１】
そこで、補正手段により、検出される抵抗値に応じてニードルの移動量を補正することで、抵抗成分の抵抗値が変化するようにインジェクタが影響を受ける場合でも、ニードルの移動量の検出精度の低下を抑制することができる。
【００３２】
請求項８の発明では、交流電流検出手段により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、抵抗値検出手段により上記抵抗成分の抵抗値が検出される。そして、このように検出される抵抗値がインジェクタの状態として検出される。
【００３３】
請求項５の発明のように検出された抵抗成分の抵抗値をニードルの移動量の補正に利用することに限らず、インジェクタの状態として上記抵抗成分の抵抗値を検出してもよい。また、このように抵抗値が検出されるので、交流電流供給用のハーネス等を別途設けることなく、当該抵抗値に関連するインジェクタの製造上のばらつき等を簡易な構成で検出することができる。
【００３４】
請求項９の発明では、抵抗値検出手段により検出される抵抗成分の抵抗値に基づいて、温度検出手段により上記抵抗成分の温度が検出される。上記抵抗成分の抵抗値は、当該抵抗成分の温度に応じて変化することから、交流電流供給用のハーネス等を別途設けることなく、当該抵抗成分の温度、すなわち、インジェクタの温度を簡易な構成で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係るインジェクタ状態検出装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のインジェクタの断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図２の断面３Ａ−３Ａを示す断面図であり、図３（Ｂ）は、図２の断面３Ｂ−３Ｂを示す断面図である。
【図４】図２のインジェクタの駆動期間におけるインジェクタ駆動装置の動作および作用を示すタイムチャートである。
【図５】図２のインジェクタの駆動期間におけるインジェクタ状態検出装置の動作および作用を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係るインジェクタ状態検出装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】掃引周波数とソレノイドコイルの高周波電流実効値との関係を示す説明図である。
【図８】共振周波数とソレノイドコイルのインダクタンスとの関係を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）は、ニードルの移動量とインダクタンスとの関係を示す説明図であり、図９（Ｂ）は、インジェクタに供給される電流とインダクタンスとの関係を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態に係るインジェクタ状態検出装置を採用した燃料噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】掃引周波数とソレノイドコイルの高周波電流実効値との関係を示す説明図である。
【図１２】電流値と抵抗成分の抵抗値との関係を示す説明図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、ニードルの移動量と抵抗成分の抵抗値との関係を示す説明図であり、図１３（Ｂ）は、インジェクタに供給される電流と抵抗成分の抵抗値との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係るインジェクタ状態検出装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るインジェクタ状態検出装置６０を採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図２は、図１のインジェクタ１１の断面図である。図３（Ａ）は、図２の断面３Ａ−３Ａを示す断面図であり、図３（Ｂ）は、図２の断面３Ｂ−３Ｂを示す断面図である。
図１に示す燃料噴射制御装置１０は、例えば車両に搭載されたエンジンに燃料を噴射供給する装置であって、エンジンの気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ１１と、このインジェクタ１１を駆動するインジェクタ駆動装置１２とを備えている。
【００３７】
図２に示すように、インジェクタ１１は、燃料を噴射する噴孔２１ａが形成されるノズル部２０と、このノズル部２０のニードル２２を軸方向（図２の上下方向）に移動させるソレノイド部３０と、高圧の燃料が供給される燃料供給部４０とを備えている。このインジェクタ１１は、燃料供給部４０を介して供給された燃料を、内部に形成された燃料流路を介して噴孔２１ａ側に導くとともに、ニードル２２を軸方向に移動させることにより噴孔２１ａを介した噴射を制御する。以下、図２において、説明の便宜上、図２の下側を先端側とし、図２の上側を後端側として、説明する。
【００３８】
ノズル部２０は、先端側に噴孔２１ａが形成されてエンジンヘッドの取付穴に取り付けられる略円筒状の本体部２１と、噴孔２１ａの開閉を制御するためのニードル２２とを備えている。ニードル２２は、本体部２１の内周面との間に燃料流路４５を形成するように、本体部２１内にて軸方向に摺動可能に収容支持されており、本体部２１の先端側に押圧されるように移動することで噴孔２１ａが閉弁し、噴孔２１ａから離れる方向に移動することで噴孔２１ａの閉弁状態が解除される。
【００３９】
ソレノイド部３０は、供給される直流電流に応じた磁気吸引力（磁力）を生じるソレノイドコイル３１と、このソレノイドコイル３１への通電により磁気吸引力を生じる略円筒状の固定コア３２と、固定コア３２の先端側に所定のギャップを介して配置され、固定コア３２に生じる磁気吸引力により後端側に磁気吸引される略円筒状の可動コア３３と、固定コア３２を固定して収容するコア収容部材３４と、可動コア３３を上記磁気吸引力に抗するように先端側に付勢するコイルスプリング３５と、を備えている。
【００４０】
ソレノイドコイル３１は、略有底円筒状のコイル巻回部（ボビン）３６にコイル素線を多数巻回することで設けられており、正側端子３７ａおよび負側端子３７ｂを有するコネクタを介してインジェクタ駆動装置１２から給電される。
【００４１】
固定コア３２は、外周側にてコア収容部材３４に固定されおり、その内周側には、コイルスプリング３５を収容する空間を兼ねた燃料流路４２が形成されている。
【００４２】
可動コア３３は、その後端部にてコイル巻回部３６に摺動自在に支持されており、先端部がコイル巻回部３６の底部３６ａに形成される開口３６ｂを挿通するニードル２２の後端部を挟持することで、ニードル２２と一体に軸方向に移動する。可動コア３３の内周面は、燃料流路４２に連通する燃料流路４３を形成し、可動コア３３の外周面は、コイル巻回部３６の内周面やニードル２２の後部外周面とともに燃料流路４４を形成し、燃料流路４３は、可動コア３３を径方向に貫通する複数の貫通孔３３ａにより燃料流路４４と連通する。燃料流路４４は、コイル巻回部３６の開口３６ｂを介して燃料流路４５と連通する。
【００４３】
図２および図３に示すように、コイル巻回部３６の底部３６ａのうち、可動コア３３の先端側端面３３ｂに対向する部分には、互いに直接接触しない２つの固定電極３８ａ，３８ｂが設けられている（図３（Ａ）参照）。固定電極３８ａは、先端側端面３３ｂのうち当該固定電極３８ａに対して隙間を介してニードル２２の移動方向（軸方向）にて対向配置される端面とにより、コンデンサＣ１を構成する。また、固定電極３８ｂは、先端側端面３３ｂのうち当該固定電極３８ｂに対して隙間を介してニードル２２の移動方向（軸方向）にて対向配置される端面とによりコンデンサＣ２を構成する。そして、固定電極３８ａは、正側端子３７ａに配線３９ａを介して電気的に接続され、固定電極３８ｂは、負側端子３７ｂに配線３９ｂを介して電気的に接続されている。
【００４４】
このため、正側端子３７ａおよび負側端子３７ｂには、ニードル２２の移動に応じて先端側端面３３ｂが可動電極として機能しその静電容量が変化する２つのコンデンサＣ１，Ｃ２が、互いに直列接続されて、ソレノイドコイル３１に対して並列となるように、接続されることとなる（図１参照）。そして、コンデンサＣ１，Ｃ２は、インジェクタ１１を流れる交流電流が、正側端子３７ａおよび負側端子３７ｂを介して供給されるように配線されることとなる。なお、固定電極３８ａ，３８ｂおよび先端側端面３３ｂは、特許請求の範囲に記載の「固定電極」および「可動電極」の一例に相当し得る。
【００４５】
燃料供給部４０は、燃料流路４２に連通する燃料流路４１を有し、外部から燃料を導入して図略のフィルタを経由させて燃料流路４１へ導く。
【００４６】
以上のような構成により、インジェクタ１１は、外部から供給される高圧の燃料を、燃料流路４１〜４５を順次に通過させて噴孔２１ａに導く。そして、インジェクタ１１は、ソレノイドコイル３１への通電に応じて可動コア３３およびニードル２２がコイルスプリング３５の付勢力に抗して後端側に移動することで、燃料流路４５を噴孔２１ａに対して開放し、噴孔２１ａを介して燃料を噴射する。
【００４７】
次に、インジェクタ駆動装置１２について説明する。
図１に示すように、インジェクタ駆動装置１２は、出力端子として、インジェクタ１１の正側端子３７ａが接続される第１端子Ｐ１と、負側端子３７ｂが接続される第２端子Ｐ２と、を備えている。また、インジェクタ駆動装置１２は、一端がグランドライン（ＧＮＤ＝０Ｖ）に接続された電流検出用の抵抗Ｒの他端と第２端子Ｐ２との間に直列に設けられた回収スイッチ５２と、アノードがグランドラインに接続されカソードが第１端子Ｐ１に接続されるフライバックダイオードＤ１と、インジェクタ１１を速やかに開弁状態へ移行させるためのピーク電流をソレノイドコイル３１に流すためのコンデンサＣと、コンデンサＣの正極側を第１端子Ｐ１に接続するための第１電流制御スイッチ５３と、直流電源（バッテリ）Ｂの電源電圧を昇圧してその電源電圧よりも高い高電圧を生成し、その高電圧をダイオードＤ２を介してコンデンサＣに供給することによりコンデンサＣを充電するＤＣＤＣコンバータ５４と、直流電源Ｂの電源電圧を直接印加することでインジェクタ１１の開弁状態を保持する保持電流をソレノイドコイル３１に流すための第２電流制御スイッチ５５と、当該インジェクタ駆動装置１２を全体的に制御する制御回路５１とを備えている。なお、各スイッチ５２，５３，５５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子であり、制御回路５１によりオンオフ制御またはスイッチング制御される。
【００４８】
また、第２端子Ｐ２とコンデンサＣの正極側との間には、ソレノイドコイル３１からコンデンサＣへフライバックエネルギーを回収するためのエネルギー回収用経路が設けられており、このエネルギー回収用経路上には、カソードをコンデンサＣ側にしてエネルギー回収用の回収ダイオードＤ３が設けられている。また、第２電流制御スイッチ５５の下流側には、逆流防止用の逆流防止ダイオードＤ４が設けられている。
【００４９】
一方、ＤＣＤＣコンバータ５４は、直流電源Ｂとグランドラインとの間に直列に設けられた昇圧コイル５４ａ及び昇圧スイッチ５４ｂを備えており、その昇圧スイッチ５４ｂがオンオフされることで昇圧コイル５４ａに蓄積したエネルギーがダイオードＤ２を通じてコンデンサＣを充電する周知のものである。
【００５０】
また、インジェクタ駆動装置１２は、インジェクタ１１の状態を検出するインジェクタ状態検出装置６０を備えている。このインジェクタ状態検出装置６０は、交流電源６１と、インジェクタ１１に供給される直流電流に対して交流電流を重畳する交流電流供給手段６２と、抵抗Ｒを流れる電流から交流成分を検出して抽出する抽出部６３と、この抽出部６３にて抽出された交流電流の波高値を包絡線検波して包絡線を取得する包絡線取部６４と、この包絡線取部６４にて取得された包絡線に基づいてニードル２２の移動量を測定（検出）する状態検出部６５と、を備えている。なお、交流電源６１の周波数は、ソレノイドコイル３１が十分に高いインピーダンスとなる周波数である。また、抽出部６３および状態検出部６５は、特許請求の範囲に記載の「交流電流検出手段」および「状態検出手段」の一例に相当し得る。
【００５１】
ここで、ニードル２２の移動量が、インジェクタ１１を流れる交流電流に基づいて検出される理由について、以下に説明する。
インジェクタ１１のソレノイドコイル３１に並列接続されるコンデンサＣ１，Ｃ２は、その静電容量がニードル２２の移動に応じて変化するため、ニードル２２の移動に応じてソレノイドコイル３１を流れる交流電流も変化する。
【００５２】
すなわち、インジェクタ状態検出装置６０は、交流電流供給手段６２により直流電流に対して交流電流を重畳してソレノイドコイル３１に供給し、抽出部６３等によりソレノイドコイル３１を流れる電流の交流成分を検出することで、インジェクタ１１を流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタ１１の状態としてニードル２２の移動量を検出することができる。
【００５３】
次に、上記のように構成されたインジェクタ駆動装置１２の作用を、図４を用いて説明する。図４は、図２のインジェクタ１１の駆動期間におけるインジェクタ駆動装置１２の動作および作用を示すタイムチャートであり、図４（Ａ）は、駆動信号の入力状態を示し、図４（Ｂ）は、回収スイッチ５２のオンオフ制御状態を示し、図４（Ｃ）は、第１電流制御スイッチ５３のオンオフ制御状態を示し、図４（Ｄ）は、第２電流制御スイッチ５５のオンオフ制御状態を示し、図４（Ｅ）は、インジェクタ１１に供給される電流の変化を示し、図４（Ｆ）は、閉弁状態を基準とするニードル２２の移動量の変化を示す。
【００５４】
まず、制御回路５１は、ＤＣＤＣコンバータ５４の昇圧スイッチ５４ｂをオンオフ制御することで、コンデンサＣに、インジェクタ１１の開弁開始時に必要なピーク電流を供給するための高電圧を蓄電する。その動作としては、昇圧スイッチ５４ｂがオンされて、直流電源Ｂから昇圧コイル５４ａを介して電流が流れ、このように流れた電流が電流検出用の抵抗５４ｃにて検出され、所定の電流値以上となった場合は昇圧スイッチ５４ｂがオフされる。これにより、昇圧コイル５４ａに蓄えられたエネルギーはダイオードＤ２を介してコンデンサＣに充電される。以降、所定の高電圧がコンデンサＣに蓄電されるまで動作が継続される。
【００５５】
このような状態において、エンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転情報に応じて外部から駆動信号が制御回路５１に入力され、インジェクタ１１の駆動期間の開始タイミングになると（図４（Ａ）参照）、制御回路５１は、回収スイッチ５２を通電状態（オン状態）にして（図４（Ｂ）参照）、第１電流制御スイッチ５３を通電状態（オン状態）にすることで（図４（Ｃ）参照）、ピーク電流をコンデンサＣからソレノイドコイル３１に供給する。すなわち、インジェクタ１１の駆動期間の開始時には、コンデンサＣの蓄積エネルギーがソレノイドコイル３１に放出され、そのソレノイドコイル３１にピーク電流が流れて、インジェクタ１１の開弁応答が早まる。このようにして、開弁応答が早められたインジェクタ１１により、燃料の噴射供給が開始される。
【００５６】
続いて、制御回路５１は、インジェクタ１１に流れる電流を抵抗Ｒにて検出し、検出される電流値がインジェクタ１１の開弁開始時に必要なピーク電流Ｉｐに達すると、第１電流制御スイッチ５３をオフ状態にする（図４（Ｃ），（Ｅ）参照）。このとき、インジェクタ１１のソレノイドコイル３１に蓄えられたエネルギーは、回収スイッチ５２からフライバックダイオードＤ１を介して還流する。
【００５７】
その後、インジェクタ１１に流れる電流が開弁状態を保持する保持電流Ｉｈまで低減すると、第２電流制御スイッチ５５をオンオフ制御することで、直流電源Ｂからインジェクタ１１に対してほぼ一定値の保持電流が直接供給される（図４（Ｄ），（Ｅ）参照）。
【００５８】
インジェクタ１１の閉弁時には、第２電流制御スイッチ５５がオフされると同時に、回収スイッチ５２がオフされる。これにより、インジェクタ１１が閉弁状態となり、当該インジェクタ１１による燃料噴射が終了される。このとき、インジェクタ１１のソレノイドコイル３１に蓄えられたエネルギーが回収ダイオードＤ３を介してコンデンサＣに回収される。
【００５９】
このようなインジェクタ駆動装置１２による駆動制御時では、ニードル２２は、図４（Ｆ）に示すように、上述のようにピーク電流がソレノイドコイル３１に供給される場合には、可動コア３３に生じる磁気吸引力に応じて先端側に移動する。そして、ニードル２２は、上記保持電流がソレノイドコイル３１に供給される場合には、その開弁位置に保持され、ソレノイドコイル３１への電流供給が停止されて上記磁気吸引力がなくなると、コイルスプリング３５の付勢力に応じて後端側に移動して閉弁位置に保持される。
【００６０】
次に、本発明の特徴的部分であるインジェクタ状態検出装置６０の作用を、図５を用いて説明する。図５は、図２のインジェクタ１１の駆動期間におけるインジェクタ状態検出装置６０の動作および作用を示すタイムチャートであり、図５（Ａ）は、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量の変化を示し、図５（Ｂ）は、抽出部６３にて抽出される交流電流を示し、図５（Ｃ）は、包絡線取部６４により取得される包絡線を示し、図５（Ｄ）は、状態検出部６５にて測定される閉弁状態を基準とするニードル２２の移動量の変化を示す。
【００６１】
上述のようなインジェクタ駆動装置１２による駆動制御時には、交流電源６１からの交流電流が交流電流供給手段６２によってインジェクタ駆動用の直流電流に重畳されてインジェクタハーネスを介してソレノイドコイル３１に供給される。このとき、インジェクタ１１の状態が変化しない場合には、ソレノイドコイル３１を流れる交流電流の振幅も一定となる。
【００６２】
一方、インジェクタ駆動装置１２により駆動制御されてニードル２２が後端側に移動すると、可動コア３３の先端側端面３３ｂと固定電極３８ａ，３８ｂとの隙間が大きくなるため、図５（Ａ）に示すように、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が小さくなる。このため、抽出部６３により抽出されるインジェクタ１１を流れる交流電流は、図５（Ｂ）に示すように、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が小さくなるほど、その振幅が小さくなるように変化する。
【００６３】
そして、このように変化する交流電流の波高値を包絡線取部６４により包絡線検波して得られる包絡線は、図５（Ｃ）に示すように、コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量の変化、すなわち、ニードル２２の移動量の変化に応じて変化する。このようにニードル２２の移動量の時間変化（図５（Ｄ）参照）と包絡線の時間変化（図５（Ｃ）参照）とは、１対１で対応するので、状態検出部６５により、包絡線の時間変化に基づいて、ニードル２２の移動量を検出することができる。すなわち、インジェクタ１１を流れる交流電流を検出することで、インジェクタ１１の状態としてニードル２２の移動量を検出することができる。
【００６４】
特に、交流電流供給手段６２により、インジェクタ状態検出用の交流電流がインジェクタ駆動用の直流電流に対して重畳してインジェクタ１１に供給されるので、直流電流が供給されるインジェクタハーネスを交流電流供給用として兼用することができる。これにより、上記交流電流を供給するためのハーネス等が別途必要となることもないので、簡易な構成でインジェクタ１１の状態を検出することができる。
【００６５】
また、包絡線取部６４により取得（検出）される交流電流の包絡線に基づいて、インジェクタ状態としてニードル２２の移動量が、状態検出部６５により測定（検出）される。交流電流の波高値を包絡線検波して得られる包絡線は、ニードル２２の移動に応じて変化するコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量を反映して変化するので、上記包絡線を検波することで、複雑な演算処理を実施することなく、ニードル２２の移動量を検出することができる。
【００６６】
さらに、固定電極３８ａ，３８ｂおよび先端側端面３３ｂは、ニードル２２の移動方向にて対向配置されるため、両電極間の距離（隙間）が小さくなれば上記コンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が大きくなり、上記距離が大きくなれば上記静電容量が小さくなる。このように両電極間の距離に応じてコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量が大きく変化するため、ニードル２２の移動量に応じたインジェクタ１１を流れる交流電流の変化が大きくなるので、ニードル２２の移動量の検出精度を向上させることができる。
【００６７】
なお、固定電極３８ａ，３８ｂは、例えば、可動コア３３の外周面に対して半径方向にて対向するように配置されてもよい。このようにしても、ニードル２２の移動に応じて静電容量が変化するコンデンサを構成することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るインジェクタ状態検出装置について図を参照して説明する。図６は、第２実施形態に係るインジェクタ状態検出装置６０ａを採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図７は、掃引周波数とソレノイドコイル３１の高周波電流実効値との関係を示す説明図である。図８は、共振周波数とソレノイドコイル３１のインダクタンスとの関係を示す説明図である。図９（Ａ）は、ニードル２２の移動量Ｓａとインダクタンスとの関係を示す説明図であり、図９（Ｂ）は、インジェクタ１１に供給される電流Ｉａとインダクタンスとの関係を示す説明図である。なお、図９では、３種類のインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３が比較対象であり、インダクタンスの小さな方からＬ１，Ｌ２，Ｌ３に設定される。そして、図９（Ａ）にて示すニードル２２の移動量Ｓａでは、符号Ｓａ１は、インダクタンスがＬ１であり、符号Ｓａ２は、インダクタンスがＬ２であり、符号Ｓａ３は、インダクタンスがＬ３である。また、図９（Ｂ）にて示すインジェクタ１１の電流値Ｉａでは、符号Ｉａ１は、インダクタンスがＬ１であり、符号Ｉａ２は、インダクタンスがＬ２であり、符号Ｉａ３は、インダクタンスがＬ３である。
【００６９】
本第２実施形態に係るインジェクタ状態検出装置６０ａは、上記第１実施形態に対して、ソレノイドコイル３１のインダクタンスを検出し、この検出されたインダクタンスに応じてニードル２２の移動量を補正するように構成される点が、上記第１実施形態に係るインジェクタ状態検出装置と異なる。したがって、第１実施形態のインジェクタ状態検出装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
図６に示すように、インジェクタ状態検出装置６０ａは、上述した交流電源６１および抽出部６３に加えて、交流電流供給手段６２ａと、共振周波数検出手段６６と、インダクタンス検出手段６７と、補正手段６８と、を備えている。交流電流供給手段６２ａは、制御回路５１に制御されて、インジェクタ駆動用の直流電流に対して、所定の周波数範囲で掃引した交流電流を重畳してインジェクタ１１に供給可能に構成されている。
【００７１】
共振周波数検出手段６６は、抽出部６３にて抽出された交流電流の周波数分析から共振周波数を求めて検出可能に構成されている。インダクタンス検出手段６７は、共振周波数検出手段６６にて検出された共振周波数に基づいて、ソレノイドコイル３１のインダクタンスを検出可能に構成されている。補正手段６８は、インダクタンス検出手段６７により検出されるインダクタンスに基づいて、ニードル２２の移動量を補正可能に構成されている。
【００７２】
次に、ソレノイドコイル３１のインダクタンスを検出し、この検出されたインダクタンスに応じてニードル２２の移動量を補正する理由について、以下に説明する。
インジェクタ１１の状態変化に応じてソレノイドコイル３１のインダクタンスが変化すると、ニードル２２が移動していない場合でも抽出部６３により抽出（検出）される交流電流が変化してしまい、ニードル２２の移動量の検出精度が低下してしまう。そのため、ニードル２２の移動量の検出精度の向上を図るためには、ソレノイドコイル３１のインダクタンスの変化を検出し、このインダクタンスの変化に応じてニードル２２の移動量を補正する必要がある。
【００７３】
抽出部６３により抽出される交流電流の共振周波数は、交流電流供給手段６２ａの容量成分とソレノイドコイル３１とを含むように構成される直列共振回路の共振周波数に相当する。また、図７に示すように、交流電源６１の周波数を掃引することで、共振周波数ではインピーダンスが低下するため、電流値が増加する。このため、抽出部６３にて抽出される交流電流の共振周波数とソレノイドコイル３１のインダクタンスとが１対１で対応するので、ソレノイドコイル３１のインダクタンスが変化すると、上記共振周波数が変化することとなる。
【００７４】
そこで、図８に示すように、ソレノイドコイル３１のインダクタンスと共振周波数との関係をマップにしてＲＯＭなどの記憶手段に予め記憶し、インダクタンス検出手段６７により、上記マップに基づいて上述のように検出される共振周波数からソレノイドコイル３１のインダクタンスを求めることができる。なお、図８では、３つのデータ（インダクタンスと共振周波数との関係）について例示しているが、これに限らず、インダクタンスの検出精度を向上させるため、更に多くのデータを記憶するようにしてもよい。また、共振周波数ｆと交流電流供給手段６２ａの容量Ｃから、ソレノイドコイル３１のインダクタンスＬを次式により求めてもよい。
Ｌ＝１／（２πｆ）２×Ｃ）
【００７５】
具体的には、共振周波数検出手段６６により、抽出部６３にて抽出された交流電流の周波数分析から共振周波数を検出する（図７参照）。次に、インダクタンス検出手段６７により、上記マップに基づいて上述のように検出された共振周波数からソレノイドコイル３１のインダクタンスを検出する（図８参照）。
【００７６】
続いて、補正手段６８により、検出されたインダクタンスに基づいて、ニードル２２の移動量を補正する。この補正方法としては、図９（Ａ）に例示するように、ニードル２２の移動量とソレノイドコイル３１のインダクタンスとの関係をマップにしてＲＯＭなどの記憶手段に予め記憶しておき、補正手段６８により、上記マップに基づいて上述のように検出されるインダクタンスからニードル２２の移動量を求める方法があげられる。図９（Ａ）からわかるように、ニードル２２の移動量は、例えば、インダクタンスが比較的小さい場合にはニードル２２の移動量の変化勾配が大きくなるように補正され、インダクタンスが比較的大きい場合にはニードル２２の移動量の変化勾配が小さくなるように補正される。なお、図９（Ｂ）からわかるように、インジェクタ１１に供給されるピーク電流は、インダクタンスが比較的小さい場合には変化勾配が大きくなり、インダクタンスが比較的大きい場合には変化勾配が小さくなる。また、ニードル２２の移動量の補正は、補正手段６８にて実施してもよいし、補正に関する情報を制御回路５１に入力することで制御回路５１にて実施してもよい。
【００７７】
このように本実施形態では、共振周波数検出手段６６により検出される交流電流の共振周波数に基づいて、インダクタンス検出手段６７によりソレノイドコイル３１のインダクタンスが検出され、このように検出されるインダクタンスに基づいて、補正手段６８によりニードル２２の移動量が補正される。
【００７８】
このように、検出されるインダクタンスに応じてニードル２２の移動量を補正することで、上述のようにインダクタンスが変化する場合でも、ニードル２２の移動量の検出精度の低下を抑制することができる。
【００７９】
本実施形態では、インジェクタ状態検出装置６０ａは、検出されるインダクタンスに応じてニードル２２の移動量を補正するための処理を実施しているが、上述のように検出されるソレノイドコイル３１のインダクタンスを、インジェクタ１１の状態として出力するように構成されてもよい。このようにソレノイドコイル３１のインダクタンスが検出されるので、交流電流供給用のハーネス等を別途設けることなく、当該インダクタンスに関連するインジェクタ１１の製造上のばらつき等を簡易な構成で検出することができる。また、インジェクタ状態検出装置６０ａは、固定電極３８ａ，３８ｂ等が設けられない通常のインジェクタにおけるソレノイドコイル３１のインダクタンスを、インジェクタの状態として検出することもできる。
【００８０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るインジェクタ状態検出装置について図を参照して説明する。図１０は、第３実施形態に係るインジェクタ状態検出装置６０ｂを採用した燃料噴射制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図１１は、掃引周波数とソレノイドコイル３１の高周波電流実効値との関係を示す説明図である。図１２は、電流値と抵抗成分７１の抵抗値との関係を示す説明図である。図１３（Ａ）は、ニードル２２の移動量Ｓｂと抵抗成分７１の抵抗値との関係を示す説明図であり、図１３（Ｂ）は、インジェクタ１１に供給される電流Ｉｂと抵抗成分７１の抵抗値との関係を示す説明図である。なお、図１３では、３種類の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が比較対象であり、抵抗値の小さな方からＲ１，Ｒ２，Ｒ３に設定される。そして、図１３（Ａ）にて示すニードル２２の移動量では、符号Ｓｂ１は、抵抗値がＲ１であり、符号Ｓｂ２は、抵抗値がＲ２であり、符号Ｓｂ３は、抵抗値がＲ３である。また、図１３（Ｂ）にて示すインジェクタ１１の電流値では、符号Ｉｂ１は、抵抗値がＲ１であり、符号Ｉｂ２は、抵抗値がＲ２であり、符号Ｉｂ３は、抵抗値がＲ３である。
【００８１】
本第３実施形態に係るインジェクタ状態検出装置６０ｂは、抵抗成分７１がソレノイドコイル３１に並列に接続されるインジェクタ１１ａが検出対象であり、抵抗成分７１の抵抗値を検出し、この検出された抵抗値に応じてニードル２２の移動量を補正するように構成される点が、上記第２実施形態に係るインジェクタ状態検出装置と異なる。したがって、第２実施形態のインジェクタ状態検出装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８２】
図１０に示すように、インジェクタ１１ａは、上述したインジェクタ１１に対して、固定電極３８ａ，３８ｂに代えて、抵抗成分７１と容量成分７２と誘導成分７３とがソレノイドコイル３１に並列に接続されるように構成されている。ここで、抵抗成分７１は、例えば、インジェクタ内の温度を測定するための抵抗素子であって、温度が高くなると抵抗値が増大するリニア抵抗器などである。また、容量成分７２は、交流電流供給手段６２ａを構成するコンデンサとインジェクタ１１ａのソレノイドコイル３１と共振状態を形成するためのコンデンサである。また、誘導成分７３は、等価直列インダクタンスである。
【００８３】
また、インジェクタ状態検出装置６０ｂは、上述した交流電源６１、交流電流供給手段６２ａおよび抽出部６３に加えて、電流値検出手段６９と、抵抗値検出手段７０と、補正手段６８ａと、を備えている。電流値検出手段６９は、抽出部６３にて抽出された交流電流の共振周波数での電流値を求めて検出するように構成されている。抵抗値検出手段７０は、電流値検出手段６９にて検出された電流値に基づいて、抵抗成分７１の抵抗値を検出するように構成されている。補正手段６８ａは、抵抗値検出手段７０により検出される抵抗成分７１の抵抗値に基づいて、ニードル２２の移動量を補正するように構成されている。
【００８４】
次に、抵抗成分７１の抵抗値を検出し、この検出された抵抗値に応じてニードル２２の移動量を補正する理由について、以下に説明する。
インジェクタ１１の状態変化に応じてソレノイドコイル３１に並列に接続される抵抗成分７１の抵抗値が変化すると、ニードル２２が移動していない場合でも抽出部６３により抽出（検出）される交流電流が変化してしまい、ニードル２２の移動量の検出精度が低下してしまう。そのため、ニードル２２の移動量の検出精度の向上を図るためには、抵抗成分７１の抵抗値を検出し、この抵抗値の変化に応じてニードル２２の移動量を補正する必要がある。
【００８５】
抽出部６３により抽出される交流電流の共振周波数は、交流電流供給手段６２ａの容量成分とソレノイドコイル３１と抵抗成分７１とを含むように構成される直並列共振回路の共振周波数に相当する。また、図１１に示すように、交流電源６１の周波数を掃引することで、共振周波数ではインピーダンスが低下するため、電流値が増加する。そして、抵抗成分７１の抵抗値が変化すると、共振のＱ値が変化するため、同じ共振周波数における電流値が変化する。このため、抽出部６３にて抽出される交流電流の共振時の電流値と抵抗成分７１の抵抗値とが１対１で対応するので、抵抗成分７１の抵抗値が変化すると、共振時の電流値が変化することとなる。
【００８６】
そこで、図１２に示すように、共振時の電流値と抵抗成分７１の抵抗値との関係をマップにしてＲＯＭなどの記憶手段に予め記憶し、抵抗値検出手段７０により、上記マップに基づいて上述のように検出される共振時の電流値から抵抗成分７１の抵抗値を求めることができる。なお、図１２では、４つのデータ（共振時の電流値と抵抗成分７１の抵抗値との関係）について例示しているが、これに限らず、抵抗値の検出精度を向上させるため、更に多くのデータを記憶するようにしてもよい。
【００８７】
具体的には、電流値検出手段６９により、抽出部６３にて抽出された交流電流の周波数分析から共振時の電流値を検出する（図１１参照）。次に、抵抗値検出手段７０により、上記マップに基づいて上述のように検出された共振時の電流値から抵抗成分７１の抵抗値を検出する（図１２参照）。
【００８８】
続いて、補正手段６８ａにより、検出された抵抗成分７１の抵抗値に基づいて、ニードル２２の移動量を補正する。この補正方法としては、図１３（Ａ）に例示するように、ニードル２２の移動量と抵抗成分７１の抵抗値との関係をマップにしてＲＯＭなどの記憶手段に予め記憶しておき、補正手段６８ａにより、上記マップに基づいて上述のように検出される抵抗成分７１の抵抗値からニードル２２の移動量を求める方法があげられる。図１３（Ａ）からわかるように、ニードル２２の移動量は、例えば、抵抗成分７１の抵抗値が比較的小さい場合にはニードル２２の移動量の変化勾配が大きくなるように補正され、抵抗成分７１の抵抗値が比較的大きい場合にはニードル２２の移動量の変化勾配が小さくなるように補正される。なお、図１３（Ｂ）からわかるように、インジェクタ１１に供給されるピーク電流は、抵抗成分７１の抵抗値が比較的小さい場合には変化勾配が大きくなり、抵抗成分７１の抵抗値が比較的大きい場合には変化勾配が小さくなる。また、ニードル２２の移動量の補正は、補正手段６８ａにて実施してもよいし、補正に関する情報を制御回路５１に入力することで制御回路５１にて実施してもよい。
【００８９】
このように本実施形態では、電流値検出手段６９により検出される交流電流の共振時の電流値に基づいて、抵抗値検出手段７０により抵抗成分７１の抵抗値が検出され、このように検出される抵抗成分７１の抵抗値に基づいて、補正手段６８ａによりニードル２２の移動量が補正される。
【００９０】
このように、検出される抵抗成分７１の抵抗値に応じてニードル２２の移動量を補正することで、抵抗成分７１の抵抗値が変化するようにインジェクタ１１ａが影響を受ける場合でも、ニードル２２の移動量の検出精度の低下を抑制することができる。
【００９１】
抵抗成分７１は、温度に応じてその抵抗値が変化するため、インジェクタ状態検出装置６０ｂは、上述のように検出される抵抗成分７１の抵抗値から求められる抵抗成分７１の温度を、インジェクタ１１ａの温度（インジェクタ１１ａの状態）として出力するように構成されてもよい。
【００９２】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）交流電流供給手段６２，６２ａにより、直流電流に対して交流電流を重畳してインジェクタに供給し、インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼす当該インジェクタの状態（例えば、第１実施形態ではニードル２２の移動量、第２実施形態ではソレノイドコイル３１のインダクタンス、第３実施形態では抵抗成分７１の抵抗値または温度）を、抽出部６３により抽出（検出）される交流電流に基づいて、検出してもよい。インジェクタのインダクタンスや温度等が変化すると、この変化がインジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼし、当該交流電流が変化する。すなわち、インジェクタを流れる交流電流を検出することで、当該インジェクタを流れる交流電流に影響を及ぼすインジェクタのインダクタンスや温度等のインジェクタの状態を検出することができる。
【００９３】
（２）本発明に係るインジェクタ状態検出装置６０，６０ａ，６０ｂは、車両に搭載されたエンジンの気筒に燃料を噴射供給するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に採用されることに限らず、入力される駆動信号に応じて開閉動作するインジェクタ（電磁弁）を駆動するインジェクタ駆動装置に採用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０…燃料噴射制御装置
１１，１１ａ…インジェクタ
１２…インジェクタ駆動装置
２０…ノズル部
２１ａ…噴孔
２２…ニードル
３１…ソレノイドコイル
３２…固定コア
３３…可動コア
３３ｂ…先端側端面（可動電極）
３８ａ，３８ｂ…固定電極
５１…制御回路
６０，６０ａ，６０ｂ…インジェクタ状態検出装置
６１…交流電源
６２，６２ａ…交流電流供給手段（供給手段）
６３…抽出部（交流電流検出手段）
６４…包絡線取部
６５…状態検出部（状態検出手段）
６６…共振周波数検出手段
６７…インダクタンス検出手段
６８，６８ａ…補正手段
６９…電流値検出手段
７０…抵抗値検出手段
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ
【図１】
0005472204.tif 000002
【図２】
0005472204.tif 000003
【図３】
0005472204.tif 000004
【図４】
0005472204.tif 000005
【図５】
0005472204.tif 000006
【図６】
0005472204.tif 000007
【図７】
0005472204.tif 000008
【図８】
0005472204.tif 000009
【図９】
0005472204.tif 000010
【図１０】
0005472204.tif 000011
【図１１】
0005472204.tif 000012
【図１２】
0005472204.tif 000013
【図１３】
0005472204.tif 000014