(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射量を設定し、所定の噴射時期に燃料噴射弁のニードルバルブを移動して噴射口を開放することで前記燃料噴射量を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の燃料噴射口を開放する駆動パルスを、前記ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しないパルス幅に制御することにより燃料の噴射時に前記ニードルバルブを噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻すことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記ニードルバルブが前記噴射口の全閉位置にくるまでに前記設定燃料噴射量の噴射が完了していない場合は、前記ニードルバルブを前記噴射口の全閉位置の手前で、開方向に付勢するように、駆動パルスの間隔を前記ニードルバルブが噴射口の全閉位置まで移動しない間隔に設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記駆動パルス幅を、前記ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しない駆動パルス幅となる燃料噴射の分割数により、複数回に分割して燃料噴射口を開放することにより燃料の噴射時に前記ニードルバルブを噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻すことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射量を設定し、所定の噴射時期に燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に一般的な筒内噴射火花点火式内燃機関に適用される燃料系の概略、図９にインジェクタの取付構造を表す断面、図１０に従来の燃料噴射制御によるインジェクタの駆動パルスとニードルバルブのリフト位置とインジェクタの駆動騒音との関係を表すグラフを示す。
【０００３】
図８に示すように、１０１は燃料タンクであって、燃料フィルタ１０２及び低圧燃料ポンプ１０３を有している。この低圧燃料ポンプ１０３から連結される燃料通路１０４の送給路１０４ａには逆止弁１０５及び燃料フィルタ１０６を介して高圧燃料ポンプ１０７が連結されている。そして、この高圧燃料ポンプ１０７の下流にはデリバリパイプ１０８が連結され、デリバリパイプ１０８にはエンジン１０９の各燃焼室に燃料を噴射する複数のインジェクタ１１０が装着されている。また、高圧燃料ポンプ１０７を迂回させるバイパス通路１１１には逆止弁１１２が装着されている。更に、デリバリパイプ１０８の下流側には高圧制御弁１１３が連結され、燃料通路１０４の返送路１０４ｂによって燃料タンク１０１に接続されている。そして、燃料通路１０４の送給路１０４ａにおける高圧燃料ポンプ１０７の上流側と返送路１０４ｂの最下流側との間に設けられた連通路１１４には低圧制御弁１１５が装着されている。
【０００４】
従って、このような燃料系において、燃料タンク１０１の低圧燃料ポンプ１０３はある程度加圧された燃料を燃料通路１０４の送給路１０４ａに送出し、この低圧燃料は高圧燃料ポンプ１０７でさらに加圧されることで、燃料の圧力を所定圧まで高められる。このとき、低圧燃料ポンプ１０３からの吐出圧は低圧制御弁１１５によって所定範囲に安定化され、更に、高圧燃料ポンプ１０７からの吐出圧は高圧制御弁１１３によって所定範囲に安定化される。そして、デリバリパイプ１０８の各インジェクタ１１０からは所定圧力の燃料がエンジン１０９の各燃焼室に所定量噴射されることとなる。
【０００５】
このような燃料系にあっては、前述したように、インジェクタ１１０は高圧燃料ポンプ１０７によって所定圧まで高められた燃料を噴射しており、その噴射反力が作用することから、このインジェクタ１１０をデリバリパイプ１０８に強固に取付ける必要がある。即ち、図９に示すように、シリンダブロック１２１上にはシリンダヘッド１２２が固定されることで燃焼室１２３が構成され、この燃焼室１２３には吸気ポート１２４と排気ポート（図示略）が連通し、吸気バルブ１２５と排気バルブ（図示略）によって開閉自在となっている。また、シリンダヘッド１２２には先端部が燃焼室１２３内に臨み、この燃焼室１２３内に燃料を噴射する前述したインジェクタ１１０が装着されており、このインジェクタ１１０は基端部がエンジン本体に固定されたデリバリパイプ１０８の取付孔１０８ａにシール部材１２６を介して圧入して取付けられている。
【０００６】
インジェクタ１１０にて、内部にはデリバリパイプ１０８の送給路１０４ａに連通する貫通孔１３１が形成され、この貫通孔１３１内には先端部にニードルバルブ１３２が取付けられたロッド１３３が移動自在に装着され、スプリング１３４の付勢力によってニードルバルブ１３２が噴射口１３５を閉止している。一方、ロッド１３３の周辺部にはコイル１３６が設けられており、このコイル１３６に通電することで電圧を印加し、ロッド１３３と共にニードルバルブ１３２を移動して噴射口１３５を開放することができる。
【０００７】
従って、デリバリパイプ１０８の送給路１０４ａには、前述したように、高圧燃料が送給されており、この高圧燃料は取付孔１０８ａからインジェクタ１１０の貫通孔１３１に供給される。そして、このインジェクタ１１０にて、コイル１３６に通電してロッド１３３と共にニードルバルブ１３２を上方に移動することで噴射口１３５を開放すると、この噴射口１３５から高圧燃料を燃焼室１２３に噴射することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成されたインジェクタ１１０による燃料噴射時に、ニードルバルブ１３２は、先端がバルブシート１３７に着座して噴射口１３５を全閉する位置と、後端フランジ部１３３ａがストッパ１３８に着座して噴射口１３５を全開する位置との間でストロークすることとなる。そのため、図１０に示すグラフからもわかるように、ニードルバルブ１３２が往復動することによる燃料噴射時において、噴射口１３５の開弁時に後端フランジ部１３３ａがストッパ１３８に当接して着座音が発生すると共に、噴射口１３５の閉弁時置にニードルバルブ１３２の先端がバルブシート１３７に当接して着座音が発生している。
【０００９】
この筒内噴射火花点火式内燃機関では、アイドル運転時や低速運転時に層状超リーン燃焼によるリーン運転を実現して燃費を向上させるために圧縮行程中に燃料噴射を行っている。そのため、従来の吸気ポート噴射エンジンに比べて燃料圧力を高めることとなり、ニードルバルブ１３２を作動するのに必要なエネルギも大きく、また、インジェクタ本体の先端部が燃焼室１２３内に挿入されているので、燃焼圧力が洩れないようにインジェクタ１１０がシリンダヘッド１２２に強固に固定されている。その結果、ニードルバルブ１３２の着座振動は直接シリンダヘッド１２２に伝わることとなり、このニードルバルブ１３２の着座音が聞こえやすく、運転者は不快感を感じてしまう。そのため、従来は、インジェクタ１１０にカバーを装着したり、エンジンルームに遮音材を貼り付けたりしてこの着座音の漏洩を防止してしたが、重量増やコスト高を招いてしまうという問題がある。また、インジェクタ１１０をデリバリパイプ１０８の取付孔１０８ａに弾性支持することも考えられるが、前述したように、インジェクタ１１０には高圧燃料の噴射反力や燃料圧力が作用するために強固に取付ける必要があり、弾性支持は困難である。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するものであって、重量増やコスト高を招くことなくニードルバルブの着座音の発生を抑制した内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射量を設定し、所定の噴射時期に燃料噴射弁のニードルバルブを移動して噴射口を開放することで前記燃料噴射量を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁の燃料噴射口を開放する駆動パルス幅を、前記ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しないパルス幅に制御することにより燃料の噴射時に前記ニードルバルブを噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻すことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射量が設定されると、噴射時期に、ニードルバルブが移動して噴射口を開放して燃料の噴射を開始するが、このとき、駆動パルス幅を、ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しないパルス幅に制御することにより、ニードルバルブは噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻ることとなり、このニードルバルブは全開位置にあるストッパへの着座音の発生が抑制され、騒音の発生を防止できる。
【００１３】
また、請求項２の発明の内燃機関の燃料噴射制御装置では、ニードルバルブが前記噴射口の全閉位置にくるまでに前記設定燃料噴射量の噴射が完了していない場合は、前記ニードルバルブを前記噴射口の全閉位置の手前で、開方向に付勢するように、駆動パルスの間隔を前記ニードルバルブが噴射口の全閉位置まで移動しない間隔に設定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明の内燃機関の燃料噴射制御装置では、前記駆動パルス幅を、前記ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しない駆動パルス幅となる燃料噴射の分割数により、複数回に分割して燃料噴射口を開放することにより、燃料の噴射時に、前記ニードルバルブを噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻すことを特徴とするものである。
【００１４】
従って、所定の噴射時期に、１回のニードルバルブの往復移動で設定燃料噴射量の噴射が完了していない場合は、ニードルバルブを複数回往復移動して複数回に分けて燃料噴射を行うことで、所定の燃料量を噴射することができる。この場合、燃料を噴射してニードルバルブが噴射口の全閉位置へ戻るとき、全閉位置の手前でこのニードルバルブを噴射口の開方向に戻ることとなり、全閉位置にあるバルブシートへの着座音の発生を抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された筒内噴射火花点火式内燃機関の概略構成、図２にインジェクタの断面、図３にインジェクタの駆動パルスとニードルバルブのリフト位置とインジェクタの駆動騒音との関係を表すグラフ、図４にインジェクタの駆動パルス幅に対する燃料噴射量を表すグラフ、図５にインジェクタの異なる駆動パルス幅に対するインジェクタの駆動騒音を表すグラフ、図６にインジェクタの異なる駆動パルス幅に対する電流及び電圧を表すグラフ、図７に本実施形態の内燃機関の燃料噴射制御装置の制御のフローチャートを示す。
【００１７】
本実施形態の内燃機関の燃料噴射制御装置において、図１に示すように、エンジン１０は燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射型直列４気筒ガソリンエンジンであって、シリンダヘッド１１には各気筒毎に点火プラグ１２が取付けられると共に、電磁式のインジェクタ（燃料噴射弁）１３が取付けられている。燃焼室１４内にはインジェクタ１３の噴射口が開口し、ドライバ１５を介してインジェクタ１３から噴射される燃料が燃焼室１４内に直接噴射されるようになっている。筒内噴射エンジン１０のシリンダ１６にはピストン１７が上下に摺動自在に支持され、ピストン１７の頂面には半球状に窪んだキャビティ１８が形成されており、キャビティ１８によって吸気流に通常のタンブル流とは逆の逆タンブル流を発生させることができる。
【００１８】
シリンダヘッド１１には燃焼室１４を臨む吸気ポート１９及び排気ポート２０が形成され、吸気ポート１９は吸気弁２１の駆動によって開閉され、排気ポート２０は排気弁２２の駆動によって開閉される。シリンダヘッド１１の上部には吸気側のカムシャフト２３及び排気側のカムシャフト２４が回転自在に支持され、吸気側のカムシャフト２３の回転により吸気弁２１が駆動され、排気側のカムシャフト２４の回転により排気弁２２が駆動される。
【００１９】
筒内噴射エンジン１０のシリンダ１６の近傍には冷却水温を検出する水温センサ２５が設けられている。また、各気筒の所定のクランク位置（例えば７５度ＢＴＤＣ及び５度ＢＴＤＣ）でクランク角信号ＳＧＴ  を出力するベーン型のクランク角センサ２６が設けられ、クランク角センサ２６はエンジン回転速度を検出可能としている。また、クランクシャフトの半分の回転数で回転するカムシャフト２３，２４には気筒識別信号ＳＧＣ  を出力する識別センサ２７が設けられ、気筒識別信号ＳＧＣ  によりクランク角信号ＳＧＴ  がどの気筒のものか識別可能とされている。
【００２０】
吸気ポート１９には吸気マニホールド２８を介して吸気管２９が接続され、吸気管２９の空気取入口にはエアクリーナ３０が取付けられている。また、吸気管２９にはスロットルボデー３１が設けられ、スロットルボデー３１には流路を開閉するバタフライ式のスロットル弁３２が設けられると共に、スロットル弁３２の開度を検出するスロットルポジションセンサ３３が取付けられている。このスロットルポジションセンサ３０からは、スロットル弁３２の開度に応じたスロットル電圧が出力され、スロットル電圧に基づいてスロットル弁３２の開度が認識されるようになっている。また、スロットルボデー３１にはスロットル弁３２の全閉状態を検出して筒内噴射エンジン１０のアイドリング状態を認識するアイドルスイッチ３４が備えられている。更に、吸気管２９には吸入空気量を検出するエアフローセンサ３５と吸気温度を検出する吸気温センサ３６が取付けられており、エアフローセンサ３５はカルマン渦式フローセンサが用いられている。
【００２１】
一方、排気ポート２０には排気マニホールド３７を介して排気管３８が接続され、排気マニホールド３７にはＯ２センサ３９が取付けられている。また、排気管３８には三元触媒４０及び図示しないマフラーが備えられている。
【００２２】
燃料タンク４１に貯留された燃料は、電動式の低圧燃料ポンプ４２に吸い上げられ、低圧フィードパイプ４３を介して筒内噴射エンジン１０側に送給される。低圧フィードパイプ４３内の燃料圧力は、リターンパイプ４４に設けられた第１燃圧レギュレータ４５により比較的低圧（低燃圧）に調圧される。筒内噴射エンジン１０側に送給された燃料は、高圧燃料ポンプ４６により高圧フィードパイプ４７及びデリバリパイプ４８を介して各インジェクタ１３に送給される。そして、デリバリパイプ４８内の燃料圧力は、リターンパイプ４９に設けられた第２燃圧レギュレータ５０により比較的高圧（高燃圧）に調圧される。第２燃圧レギュレータ５０には電磁式の燃圧切換弁５１が取付けられ、燃圧切換弁５１はオン状態で燃料をリリーフしてデリバリパイプ４８内の燃料圧力を低燃圧に低下させることが可能である。なお、５２は、高圧燃料ポンプ４６の潤滑や冷却等に利用された一部の燃料を燃料タンク４１に還流させるリターンパイプである。
【００２３】
車両には制御装置としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）５３が設けられ、このＥＣＵ５３には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が具備されており、このＥＣＵ５３によって筒内噴射エンジン１０の総合的な制御が実施される。前述した各種センサ類の検出情報はＥＣＵ５３に入力され、ＥＣＵ５３は各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして点火時期等を決定し、インジェクタ１３のドライバ１５や点火プラグ１２等を駆動制御する。
【００２４】
なお、ＥＣＵ５３の入力側には、前述した各種センサ類の他に、図示しない多数のスイッチ類等が接続され、また、出力側にも図示しない各種警告手段や機器類が接続されている。
【００２５】
ここで、前述したインジェクタ１３について詳細に説明する。図２に示すように、インジェクタ１３のハウジング６１は基端部がデリバリパイプ４８の取付孔４８ａにＯリング６２を介して取付けられている。このハウジング６１内にはコア６３及びボディ６４が固定され、このコア６３及びボディ６４を貫通して貫通孔６５が形成され、貫通孔６５はデリバリパイプ４８の燃料送給孔４８ｂに連通している。この貫通孔６５内には先端部にニードルバルブ６６が取付けられたロッド６７が上下移動自在に装着され、スプリング６８の付勢力によって下方に付勢支持されている。そして、ボディ６４の下端部にはアダプタ６９を介してバルブシート７０が固定され、このバルブシート７０に燃料噴射口７１が形成されている。また、ロッド６７にはアーマチュア７２が固定される一方、このアーマチュア７２の上方周辺部にはコイル７３が装着されている。更に、ニードルバルブ６６の上端部にはフランジ部７４が固定される一方、ハウジング６１にはこのフランジ部７４が当接するストッパ７５が固定されている。
【００２６】
従って、通常、ニードルバルブ６６はスプリング６８の付勢力によって先端部がバルブシート７０に着座して燃料噴射口７１を閉止しており、コイル７３に通電して電圧を印加すると、アーマチュア７２を介してロッド６７と共にニードルバルブ６６が上方に移動し、燃料噴射口７１を開放することができる。このとき、デリバリパイプ４８の送給路４８ｂに高圧燃料が送給されると、高圧燃料が取付孔４８ａから貫通孔６５を通って噴射口７１から燃焼室１４に噴射される。
【００２７】
このように構成された筒内噴射エンジン１０において、図１に示すように、図示しないイグニッションキースイッチをスタータオン位置に入れてエンジン１０を始動させると、このエンジン１０の始動と共に低圧燃料ポンプ４２及び高圧燃料ポンプ４６が作動する。すると、低圧燃料ポンプ４２は始動後は速やかに所定圧（数気圧）の出力圧状態になり、高圧燃料ポンプ４６も次第に燃料圧力が高くなって吐出圧が十分なレベルに上昇し、高い燃料噴射圧力が得られる。そして、高圧燃料はこの高圧燃料ポンプ４６により高圧フィードパイプ４７及びデリバリパイプ４８を介して各インジェクタ１３に送給され、ＥＣＵ５３からの指令によってドライバ１５がインジェクタ１３を駆動制御し、噴射口７１を開放して高圧燃料を燃焼室１４内に直接噴射する。
【００２８】
ところで、インジェクタ１３が噴射する燃料噴射量は、水温センサ２５からの冷却水温、スロットルポジションセンサ３０からのスロットル開度、エアフローセンサ３５からの吸入空気量、吸気温センサ３６からの吸気温度、Ｏ２センサ３９からの排気ガス中の酸素濃度などに基づいて、エンジンの特性に合わせた設定された空燃比となるようにＥＣＵ５３が決定している。この燃料噴射量は、ニードルバルブ６６が移動して燃料噴射口７１を開放する時間によって決定されるものであり、ＥＣＵ５３は燃料噴射量に応じて燃料噴射口７１の開放時間に対応するコイル７３への通電時間を、所定幅の駆動パルスとしてドライバ１５に送り、ドライバ１５はこの駆動パルスに応じてニードルバルブ６６を駆動する。
【００２９】
従来は、１回の燃料噴射に対してＥＣＵ５３が１つの駆動パルスを送り、この駆動パルスのパルス幅に対応する時間だけ、ニードルバルブ６６が移動して燃料噴射口７１を開放して所定の燃料量を噴射していた。そのため、図２に示すように、ニードルバルブ６６が噴射口７１を全開した位置で、フランジ部７４がストッパ７５に当接するために着座音が発生すると共に、その後、ニードルバルブ６６が噴射口７１を全閉した位置で、先端部がバルブシート７０に当接するために着座音が発生していた。
【００３０】
そこで、本実施形態では、インジェクタ１３による燃料の噴射時に、ニードルバルブ６６が移動して燃料噴射口７１を開放するとき、このニードルバルブ６６を燃料噴射口７１の全開位置の手前で閉方向に戻すようにしている。そのため、ニードルバルブ６６は燃料噴射口７１の全開位置まで移動しないので、フランジ部７４がストッパ７５には当接せず、ニードルバルブ６６の着座音がなくなる。そして、１回の燃料噴射では所定の燃料量を噴射できないときには、ニードルバルブ６６を複数回往復移動して複数回に分けて燃料噴射を行うことで、所定の燃料量を噴射すればよい。
【００３１】
以下、上述したインジェクタ１３の制御を具体的に説明する。図３に示すように、ＥＣＵ５３が設定した燃料噴射量に応じた燃料噴射口７１の開弁時間（駆動パルス幅）をＴとすると、ここでは、この開弁時間Ｔを３回に分割している。つまり、開弁時間Ｔ／３ずつ３回に分けてニードルバルブ６６を移動して燃料噴射口７１を開閉し、燃料噴射を３回行うことで所定量の燃料を噴射する。そして、このとき、前述したように、ニードルバルブ６６を燃料噴射口７１の全開位置（フルリフト位置）まで移動せずに途中で戻している。そのため、燃料噴射口７１を開放したときの駆動騒音、つまり、ニードルバルブ６６がフランジ部７４がストッパ７５に当接しないのでその着座音がなくなる。
【００３２】
このインジェクタ１３において、図４に示すように、駆動パルス幅（開弁時間Ｔ）の増加に伴って燃料噴射量も比例して増加するものであり、本実施形態では、極低流量域（例えば、駆動パルス幅０．２５ｍｓ）を用いることとしている。
【００３３】
また、所定の噴射時期に所定の燃料量を噴射する必要があるため、前述したように、ニードルバルブ６６を複数回往復移動して複数回に分けて燃料噴射を行っている。この場合、燃料噴射口７１を開放して燃料を噴射した後にニードルバルブ６６が燃料噴射口７１の閉側へ戻るとき、全閉位置の手前でこのニードルバルブ６６を燃料噴射口７１の開放方向に戻すようにすることが望ましい。すると、ニードルバルブ６６は燃料噴射口７１の全閉位置まで移動しないので、先端部がバルブシート７０に当接せずにニードルバルブ６６の着座音がなくなる。
【００３４】
この場合、燃料噴射量に応じた燃料噴射口７１の開弁時間Ｔを３回に分割したとすると、各開弁時の噴射間隔（時間）が重要である。図５（ａ）に示すように、従来のように所定の燃料量を燃料噴射口７１の１回の開弁時間Ｔで噴射すると、ニードルバルブ６６の開弁時と閉弁時とで騒音が発生している。一方、図５（ｂ）に示すように、所定の燃料量を燃料噴射口７１の３回の開弁時間Ｔ／３＝０．２５ｍｓで、且つ、各噴射間隔を０．５ｍｓとして噴射すると、ニードルバルブ６６の開弁時では騒音がなくなるが、閉弁時では騒音が発生している。そして、図５（ｃ）に示すように、所定の燃料量を燃料噴射口７１の３回の開弁時間Ｔ／３＝０．２５ｍｓで、且つ、各噴射間隔を０．２ｍｓとして噴射すると、ニードルバルブ６６の開弁時及び閉弁時で騒音がなくなっている。
【００３５】
即ち、燃料噴射口７１の開弁時間（駆動パルス幅）を０．２５ｍｓとして噴射間隔を０．２ｍｓでＥＣＵ５３が駆動信号を出力すると、ニードルバルブ６６は燃料噴射口７１の全開位置の手前と全閉位置の手前との間で複数往復移動しながら燃料噴射口７１を開閉して燃料噴射を行うこととなり、ニードルバルブ６６の開弁時及び閉弁時での着座音がなくなって騒音が抑制される。
【００３６】
なお、実際にニードルバルブ６６が移動して燃料噴射口７１を開放する時間（駆動パルス幅）は、インジェクタ１３のコイル７３への通電時間であり、図６（ａ）に示すように、従来の１回の開弁時間Ｔで全量の燃料を噴射すると、通電開始と同時に電圧が降下してニードルバルブ６６が燃料噴射口７１を開放して燃料噴射が開始され、電流値はピーク時からなだらかに下降して停止すると、電圧が上昇してニードルバルブ６６が燃料噴射口７１を閉止して燃料噴射が終了する。一方、図６（ｂ）に示すように、燃料噴射口７１の開弁時間を０．２５ｍｓとして噴射間隔を０．５ｍｓで燃料噴射すると、従来と同様の電流波形となるが、２回目と３回目の電流ピーク値は低く、また、図６（ｃ）に示すように、噴射間隔を０．２ｍｓで燃料噴射すると、２回目と３回目の電流ピーク値は更に低くなる。
【００３７】
ここで、所定の燃料噴射量を何回に分割して噴射するか、つまり、１回の噴射時間に対応する開弁時間としての駆動パルス幅を設定する制御を図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１において、通常の燃料噴射モードか、始動時または全開時のように多量の多量の燃料を必要として噴射弁を連続して開いておく必要がある連続噴射モードかを判断する。そして、連続噴射モードのときはステップＳ２で噴射時間を演算し、ステップＳ３で燃料噴射を実行する。一方、ステップＳ１にて通常モードと判断すると、インジェクタ１３のニードルバルブ６６が全開位置まで移動しない駆動パルス幅を設定するために、ステップＳ４において、所定の燃料噴射量に対応する駆動パルス幅Ｔがニードルバルブ６６が全開位置まで移動しない駆動パルス幅ＴＭＡＸ  以下かどうかを判定する。ここで、Ｔ≦ＴＭＡＸ  であれば、ステップＳ５にて１回全量噴射とし、ステップＳ６でその噴射終了時期を設定してから、ステップＳ３で燃料噴射を実行する。
【００３８】
また、ステップＳ４にて、Ｔ≦ＴＭＡＸ  でなければ、ステップＳ７に移行してＴ≦２ＴＭＡＸ  を判定することで、２回分割噴射が可能であるかを判定し、可能であれば、ステップＳ８で駆動パルス幅を（Ｔ／２）＋ＫＴＤとする２回分割噴射とし、ステップＳ９でその噴射終了時期を設定してから、ステップＳ３で燃料噴射を実行する。なお、ＫＴＤはインジェクタ１３の駆動デッドタイム補正値である。また、ステップＳ７にて、Ｔ≦２ＴＭＡＸ  でなければ、ステップＳ１０に移行してＴ≦３ＴＭＡＸ  を判定することで、３回分割噴射が可能であるかを判定し、可能であれば、ステップＳ１１で駆動パルス幅を（Ｔ／３）＋ＫＴＤとする３回分割噴射とし、ステップＳ１２でその噴射終了時期を設定してから、ステップＳ３で燃料噴射を実行する。更に、ステップＳ１０にて、Ｔ≦３ＴＭＡＸ  でなければ、ステップＳ１３に移行してＴ≦４ＴＭＡＸ  を判定することで、４回分割噴射が可能であるかを判定し、前述と同様の処理を行うと共に、分割回数を増加して処理する。
【００３９】
なお、上述の実施形態では、ニードルバルブ６６の全開位置でフランジ部７４とストッパ７５との当接を阻止すると共に、ニードルバルブ６６の全閉位置でニードルバルブ６６の先端部とバルブシート７０との当接を阻止することで、ニードルバルブ６６の開弁時及び閉弁時の着座音の発生を防止したが、燃料噴射口７１の全開位置あるいは全閉位置の手前で逆方向に戻す制御信号を出力することで、ニードルバルブ６６の移動力にブレーキを作用させて当接力を吸収して着座音の発生を抑制してもよい。
【００４０】
また、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置を筒内噴射型直列４気筒ガソリンエンジンに適用して説明したが、燃料を吸気ポートに噴射するタイプのエンジンにも適用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射量を設定し、所定の噴射時期に燃料噴射弁のニードルバルブを移動して噴射口を開放することで燃料を噴射可能とし、駆動パルス幅を、ニードルバルブが噴射口の全開位置まで移動しないパルス幅に制御することにより、この燃料の噴射時にニードルバルブを噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻すようにしたので、燃料の噴射時にニードルバルブが移動して噴射口を開放して燃料の噴射を開始するが、このとき、ニードルバルブは噴射口の全開位置の手前で閉方向に戻ることとなり、このニードルバルブは全開位置にあるストッパへの着座音の発生が抑制され、その結果、重量増やコスト高を招くことなく燃料噴射弁の騒音の発生を防止することができる。
【００４２】
以上、実施形態において詳細に説明したように本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、ニードルバルブが噴射口の全閉位置にくるまでに設定燃料噴射量の噴射が完了していない場合は、このニードルバルブを噴射口の全閉位置の手前で開方向に付勢するように、駆動パルスの間隔をニードルバルブが噴射口の全閉位置まで移動しない間隔に設定したので、所定の噴射時期に、１回のニードルバルブの往復移動で設定燃料噴射量の噴射が完了していない場合は、ニードルバルブを複数回往復移動して複数回に分けて燃料噴射を行うことで、所定の燃料量を噴射することができ、このとき、燃料を噴射してニードルバルブが噴射口の全閉位置へ戻るとき、全閉位置の手前でニードルバルブを噴射口の開方向に戻ることとなり、このニードルバルブは全閉位置にあるバルブシートへの着座音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が適用された筒内噴射火花点火式内燃機関の概略構成図である。
【図２】インジェクタの断面図である。
【図３】インジェクタの駆動パルスとニードルバルブのリフト位置とインジェクタの駆動騒音との関係を表すグラフである。
【図４】インジェクタの駆動パルス幅に対する燃料噴射量を表すグラフである。
【図５】インジェクタの異なる駆動パルス幅に対するインジェクタの駆動騒音を表すグラフである。
【図６】インジェクタの異なる駆動パルス幅に対する電流及び電圧を表すグラフ図である。
【図７】本実施形態の内燃機関の燃料噴射制御装置の制御のフローチャートである。
【図８】一般的な筒内噴射火花点火式内燃機関に適用される燃料系の概略図である。
【図９】インジェクタの取付構造を表す断面図である。
【図１０】従来の燃料噴射制御によるインジェクタの駆動パルスとニードルバルブのリフト位置とインジェクタの駆動騒音との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１０  筒内噴射エンジン
１３  インジェクタ（燃料噴射弁）
１４  燃焼室
２５  水温センサ
２６  クランク角センサ
２７  識別センサ
３３  スロットルポジションセンサ
３４  アイドルスイッチ
３５  エアフローセンサ
３６  吸気温センサ
５３  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６６  ニードルバルブ
７０  バルブシート
７１  燃料噴射口
７３  コイル
７５  ストッパ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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