(57)【要約】【課題】ハーフリフト領域とフルリフト領域とで、噴射指示期間に対する燃料噴射量の関係が異なるため、中間リフト領域の流量特性をフルリフト領域の流量特性に近づけ、微少燃料噴射量の制御性を向上させることにある。【解決手段】燃料噴射弁の弁体が開弁動作に必要な磁力を発生させるピーク電流供給期間と、ピーク電流供給期間後、前記ピーク電流より小さい電流を所定期間通電するリフト量調整期間とを備え、更には前記リフト量調整期間前に前記駆動電流を速やかに低下させる電流遮断期間を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁のソレノイドに駆動電流を供給することで生じる電磁吸引力によって弁体を開弁させ燃料を噴射する制御手段を備える電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記駆動電流が複数の前記燃料噴射弁の機差ばらつきに基づいて予め定められた開弁可能最低保証電流値を上回るように、バッテリ電圧を昇圧した昇圧電圧を前記ソレノイドに印加し、
前記駆動電流が前記開弁可能最低保証電流値以上の電流値となった後に前記昇圧電圧の印加を遮断し、
前記昇圧電圧の遮断後、前記駆動電流が開弁保持可能最低保証電流値を上回るように前記バッテリ電圧を前記ソレノイドに印加する電磁燃料噴射弁の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記駆動電流が前記開弁可能最低保証電流値を上回るように、前記昇圧電圧の印加に基づくピーク電流の供給期間を設定する電磁燃料噴射弁の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記開弁可能最低保証電流値以上の前記駆動電流を前記ソレノイドに供給した場合における前記弁体の最低リフト量が、前記制御手段から前記駆動電流が供給される複数の前記燃料噴射弁の間で所定の範囲内に収まるように、前記ピーク電流の供給期間を補正する電磁燃料噴射弁の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記弁体の開弁期間を検知または推定する検知部を備え、
複数の前記燃料噴射弁の間での前記開弁期間の差に基づいて、前記ピーク電流の供給期間を補正する電磁燃料噴射弁の制御装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記弁体が開弁を開始する前に前記昇圧電圧を遮断して前記駆動電流を低下させる電磁燃料噴射弁の制御装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の電磁燃料噴射弁の制御装置であって、
前記制御手段は、
前記昇圧電圧の印加を遮断する期間が、前記昇圧電圧の印加に基づく前記ピーク電流の供給期間よりも短くなるように、前記ソレノイドに供給する前記駆動電流を制御する電磁燃料噴射弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式燃料噴射弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射弁の性能を示す指標として、最大噴射量と最低噴射量が定義されている。最大噴射量は、所定期間（例えば、1秒間）において燃料噴射弁の開弁を維持し、燃料噴射弁が噴射でき得る燃料量を最大噴射量と定義している。また、最大噴射量の要求は単位時間内に寄り多くの噴射量を噴射することが望ましく、決定因子として、燃料噴射弁内の弁体リフト量（移動量）や燃料噴射弁先端に備わる噴口径などに代表される部分の設計値を大きくすることで対応することができる。一方、最低噴射量は、燃料噴射弁が安定的に噴射でき得る最も少ない噴射量を指し、要求としては、より少ない噴射量にできることが望まれる。ちなみに、安定的に噴射でき得る噴射量とは、燃料噴射弁に対する開弁指令時間を短くすると、必然的に噴射量は少なくできるが、同一仕様の燃料噴射弁毎で、同じ駆動指令時間でもその噴射量にばらつきが発生するため、この噴射量ばらつきが所定範囲内であることを条件としている。
【０００３】
近年、特に直噴式内燃機関の電磁式燃料噴射弁では、該述の最大噴射量と最小噴射量の範囲（以下、ダイナミックレンジ）を拡大する技術開発が盛んに行われている。特に従来の最大噴射量を確保しつつ、最低噴射量を更に低減するため、燃料噴射弁の弁体が完全に開弁しない状態から積極的な燃料噴射を制御する所謂、ハーフリフト制御が注目されている。
【０００４】
例えば特許文献１の技術では、弁体のリフト量を高リフトと低リフトの２段階で固定できる様に燃料噴射弁の機構に改良を加え、燃料噴射弁の駆動電流をそれぞれ設定することで、ハーフリフト制御を実現している。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、燃料噴射弁上流の燃料圧力に逆らって弁体を開弁させるための開弁電流を短い時間供給することで弁体が完全に開弁する状態に達する前に閉弁を開始させ、弁体のリフト量が放物運動するように制御することで電磁式燃料噴射弁のハーフリフト制御を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２-２６６７２２号公報
【特許文献２】特開２０１３-    ２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術では、ハーフリフト制御を実現するために燃料噴射弁の機構に改良を加える必要があり、またハーフリフト領域でのリフト量を連続的に可変することが出来ない。
【０００８】
また特許文献２記載の技術においても、弁体がフルリフトに至る前に燃料噴射を終了するハーフリフト領域のリフト量を連続的に可変する具体的手法は考慮されていない。また、特許文献２記載の技術を基にハーフリフト領域のリフト量を可変制御したとしても、弁体がフルリフト位置に達した後に燃料噴射指令を終了するフルリフト領域とで、噴射指示期間に対する燃料噴射量の関係が異なるという課題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ハーフリフト領域の流量特性をフルリフト領域の流量特性に近づけ、微少燃料噴射量の制御性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明の制御装置は、ソレノイドに駆動電流を供給して磁力により弁体を開弁させ、内燃機関に燃料を噴射する電磁式燃料噴射弁の制御装置において、前記駆動電流の供給期間は、前記弁体の開弁動作に必要な磁力を発生させるピーク電流供給期間と、前記ピーク電流供給期間後、前記ピーク電流より小さい電流を所定期間通電するリフト量調整期間と、を備え、前記リフト量調整期間の長さに応じて、前記弁体のリフト量、前記弁体がフルリフトに至る前の実開弁期間、または前記弁体がフルリフトに至る前に前記内燃機関に噴射する燃料噴射量のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハーフリフト領域とフルリフト領域とで、噴射指示期間に対する燃料噴射量の関係を近づけることができるので、微少燃料噴射量の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の全体構成に関する説明図である。
【図２】燃料噴射弁制御装置の構成図である。
【図３】従来の燃料噴射弁駆動方法の説明図である。
【図４】従来の燃料噴射量特性図である。
【図５】従来制御におけるハーフリフト制御の説明図である。
【図６】本発明における燃料噴射弁の駆動方法の説明図である。
【図７】本発明における燃料噴射弁の弁挙動の説明図である。
【図８】本発明におけるハーフリフト時のタイミングチャートの一例である。
【図９】本発明におけるハーフリフト時のタイミングチャートの他の例である。
【図１０】本発明における燃料噴射量特性の説明図である。
【図１１】実施例２の駆動方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図1は、燃料噴射制御装置における基本構成の1例を示したものである。まず、車載バッテリから供給されるバッテリ電圧１０９は、ヒューズ１０３とリレー１０４を介して、図示しないエンジンコントロールユニット(以下ＥＣＵと称す)内に備わる燃料噴射弁制御装置１０１へ供給される。
【００１５】
燃料噴射弁制御装置１０１が制御する燃料噴射弁１０８として、本実施例では通常時閉型の電磁式燃料噴射弁について説明する。燃料噴射弁１０８はソレノイドに通電することによって磁気吸引力を生じさせ、弁体を開方向に駆動し、ソレノイドへの通電を遮断することによってばね力や供給燃力の圧力等に応じて閉弁する。
【００１６】
燃料噴射弁制御装置101内の構成について述べると、バッテリ電圧１０９を元に、燃料噴射弁１０８内に備わる弁体が開弁する際に必要となる高い電源電圧（以下、高電圧１１０）を生成する高電圧生成手段１０６を備え、高電圧生成手段１０６は、駆動ＩＣ１０５からの指令に基づき、所望の目標高電圧に至る様にバッテリ電圧１０９を昇圧する。高電圧生成手段としては、例えばコイル、コンデンサ、スイッチ素子を含む昇圧回路にて実装可能である。以上より、燃料噴射弁１０８の電源は、弁体の開弁力確保を目的とした高電圧１１０と開弁した後に弁体が閉弁しない様に開弁保持をさせるバッテリ電圧１０９の２系統が備わることになる。
【００１７】
また、燃料噴射弁１０８の上流側と下流側に燃料噴射弁駆動手段１０７ａ、１０７ｂが備わり、燃料噴射弁１０８に対し駆動電流の供給を行う。詳細は後述するため、ここでの説明は省略する。
【００１８】
高電圧生成手段１０６及び燃料噴射弁駆動手段１０７ａ、１０７ｂは、駆動ＩＣ１０５により制御されて、燃料噴射弁１０８に高電圧１１０もしくはバッテリ電圧１０９を印加し、所望の駆動電流になるよう制御する。また、駆動ＩＣ１０５内では、燃料噴射弁１０８の駆動期間（ 燃料噴射弁１０８の通電時間 ）、及び駆動電圧の選択、駆動電流の設定値は、ＥＣＵ(図示せず)内ブロック１０２に備わる燃料噴射弁パルス信号演算ブロック１０２ａと、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック１０２ｂにて算出された指令値に基づき、制御されるものである。
【００１９】
次に図２にて、図１で示した燃料噴射弁108の駆動手段１０７ａ、１０７ｂの説明を行う。図１で説明した様に、燃料噴射弁１０８の上流の駆動手段107aは、燃料噴射弁１０８を開弁させる為に必要となる電流を供給するため、高電圧１１０を図中の高電圧生成手段１０６から、電流逆流防止の為に備わるダイオード２０１を介し、図中のＴＲ＿Ｈｉｖｂｏｏｓｔ２０３のスイッチ素子を用いて、燃料噴射弁１０８に供給する。一方、燃料噴射弁１０８を開弁させた後は、燃料噴射弁108の開弁状態を保持する為に必要となるバッテリ電圧１０９を高電圧１１０同様に、電流逆流防止の為のダイオード２０２を介し、図中のＴＲ＿Ｈｉｖｂ２０４のスイッチ素子を用いて、燃料噴射弁１０８に供給する。
【００２０】
次に、燃料噴射弁１０８の下流の燃料噴射弁駆動手段107bには、ＴＲ＿Ｌｏｗ２０５のスイッチ素子が備わっており、この駆動回路ＴＲ＿Ｌｏｗ２０５をONにする事で、上流側の燃料噴射弁駆動手段１０７ａから供給された電源を燃料噴射弁１０８に印加することができ、また、シャント抵抗２０６によって、燃料噴射弁１０８にて消費した電流を検出する事で、後述する所望の燃料噴射弁１０８の電流制御を行うものである。尚、本説明は燃料噴射弁１０８の駆動方法について1例を示したものであり、例えば、燃料圧力が比較的低い場合や高電圧生成手段１０６の故障時などにおいて、燃料噴射弁１０８の開弁時に高電圧１１０ではなくバッテリ電圧１０９を用いても良い。
【００２１】
次に図３と図４を用いて従来技術における燃料噴射弁１０８の電流制御について説明を行う。一般的に直噴式内燃機関の燃料噴射弁１０８を駆動する場合、燃料噴射弁１０８の特性に基づき、電流プロフィール３０２を予め設定し、この電流プロフィール３０２による燃料噴射弁１０８の噴射量特性をＥＣＵ(図示せず)内に記録する。燃料噴射弁制御装置１０１は、内燃機関(図示せず)の運転状態（吸入空気量）と、燃料噴射弁１０８の噴射量特性から、燃料噴射弁１０８の駆動指令時間（以下、パルス信号３０１）を算出する。
【００２２】
図３は、この制御方法の一例を示したもので、パルス信号３０１は、ＥＣＵで演算された所望の噴射タイミングＴ３０４からＯＮとなり、予めECU内に記憶している駆動電流プロフィール３０２に基づき、燃料噴射弁108の電流制御が行われる。
【００２３】
図３の例における駆動電流プロフィール３０２は、燃料噴射弁１０８の開弁を行う開弁ピーク電流３０２ａ、開弁保持を行う第1保持電流３０２ｂと第2保持電流３０２ｃなどの複数の目標電流値から構成され、燃料噴射弁制御装置１０１は、予め設定された制御シーケンスに基づき、それぞれの目標電流値（ 図３内では、３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ ）を切り替えることで、燃料噴射弁108の動作を行い、パルス信号３０１がＯＦＦとなるｔ３０８まで燃料噴射弁１０８に対し、駆動電流を印加し続ける。
【００２４】
次に、燃料噴射弁１０８の弁体挙動について説明する。パルス信号がＯＮとなってから(T304)、開弁電流３０２ａに至るまで、前記高電圧が燃料噴射弁１０８に印加される。燃料噴射弁固有の電気的特性に基づく、残留磁場が所定量となった時点（図３内では、Ｔ３０５）から、弁体は開弁を開始する。その後も開弁電流(302Aに至るまでの電流挙動)による開弁力が持続することで、弁体は、開弁動作を継続し、弁体が開弁側のストッパ位置に到達する（Ｔ３０６）。その際、余剰な開弁力により、弁体はバウシング動作を暫く発生させ(３０１の期間)、安定した開弁状態へ以降する（Ｔ３０７）。その後、パルス信号がＯＦＦとなる時点（Ｔ３０８）まで完全に弁体が開いた状態を持続し、その後、燃料噴射弁１０８の残留磁場が低下し、閉弁動作を経て、完全に弁体が閉弁する（T309）。この挙動において、弁体が完全に開いた状態を本発明では、フルリフトと定義する。フルリフトに達し、安定した開弁状態となった時刻Ｔ３０７以降においては、フルリフトの位置を保持する時間を第1保持電流３０２ｂや第2保持電流３０２ｃを供給する時間で制御することで、燃料噴射量を調整している。
【００２５】
次に図３の駆動電流302を用いた場合の噴射量特性について図４を用いて説明する。噴射量特性は、駆動電流プロフィール302と、パルス信号３０１がＯＮとなっている期間から決定されることを説明したが、このパルス信号３０１の長さを横軸とし、駆動時間毎の燃料噴射量を縦軸とした場合、４０１に示す特性となる。
【００２６】
これを詳しく述べると、弁体が開弁し始めた時点Ｔ３０５から、弁体がフルリフトに至る時点Ｔ３０６までの間402は、開弁ピーク電流３０２ａの供給時間に基づき、弁体のリフト量が増加することで燃料噴射量が増加する。この期間では、弁体の開弁速度に応じて燃料噴射量の傾き４０１ａが決定され、ピーク電流の電源電圧が高電圧１１０によることから、４０１ａの傾きが急勾配で増加する特性となる。
【００２７】
その後、弁体がストッパに衝突することで、該述のバウシング動作３１０によって、噴射量特性にもバウシングが生じる（Ｔ３０６からＴ３０７の期間）。このバウンシング期間４０３は、燃料噴射弁毎の特性ばらつきが大きいことや、噴射動作毎の再現性に乏しいことなどの理由から、一般的に使用することはない。
【００２８】
その後、バウンシングが収束した(Ｔ３０７)後の弁体は、フルリフト位置を維持するため、パルス信号の長さに比例した傾き４０１ｂの増加特性となり、従来の燃料噴射弁１０８の最低噴射量は、フルリフト時の燃料噴射量405＋余裕分として扱われている。
【００２９】
次に図３にて説明した従来の燃料噴射弁１０８の駆動方法に基づいてハーフリフト制御を行う例を図５を用いて説明する。まず、本発明のハーフリフト制御とは、弁体が開弁を開始してから、ストッパに接触するまでの(図３内Ｔ３０５からＴ３０６の期間)期間にパルス信号をＯＦＦにすることで、弁体の挙動が放物線を描くが如く動作することと定義する。
【００３０】
図５内において、時間軸スケールを分かり易くするため、図３で説明したフルリフト時のパルス信号３０１、駆動電流３０２、弁挙動３０３を破線で記載している。
【００３１】
パルス信号５０１がＯＮとなった時点T304から開弁ピーク電流が上昇する(５０５、５０６、５０７)。その後、弁体がストッパに衝突する時点Ｔ３０６より前の段階(Ｔ５０２、Ｔ５０３、Ｔ５０４)にて、パルス信号５０１をＯＦＦにすることで、Ｔ５０２は５０５、Ｔ５０３は５０６、Ｔ５０４は５０７の軌跡を描き、駆動電流が０Ａとなる。弁挙動は、該述の経緯によりＴ３０６から開弁動作を開始して、パルス信号５０１がＴ５０２でＯＦＦとなった場合、５０７の様な弁挙動を示し、同様にＴ５０３で５０８、Ｔ５０４で５０９となる。弁体は、ストッパに衝突する前であるため、弁体挙動は、ハーフリフト制御可能となるのであるが、この時の課題として、このときの噴射量特性の傾き４０１ａが急勾配となるため、フルリフト領域の傾き４０１ｂと異なる特性になることが挙げられる。詳しくは、この場合の噴射量特性は、図４内の４０２で示した期間である。開弁ピーク電流をＴ５０３より延長すると、やがて弁体は勢い良くストッパ位置５１０まで成長した後、該述のバウシング動作が生じる。このため、図５の様なハーフリフト制御を実現するためには、４０１ａの急勾配に対する制御対応、詳しくは、燃圧補正に代表されるパルス信号５０１の補正のゲインが従来制御401bの傾きと同等に適応できる様にすることや、バウシング期間４０３を使用しない様に制御分解能に対する工夫が必要となる。
【００３２】
１つの例として、該述の最低噴射量を下回る要求噴射量がＥＣＵにて算出された場合、図５に示したハーフリフト制御期間４０２へ飛ばすことで、４０３期間を使用しない方法が考えられるが、この飛ばし制御を行う際に生じる噴射量のばらつきへの配慮が必要であること、飛ばし制御に関する演算処理が複雑になることは言うまでもない。
【００３３】
これらの課題を解決すべく、本発明における燃料噴射弁１０８の駆動方法を示す。図6は、本発明に示す駆動方法でフルリフト制御を行った場合の模式図である。まず、燃料噴射弁１０８内に備わる弁体の開弁動作に必要な磁力を発生させるピーク電流供給期間６０９を備える。この期間は、パルス信号６０１がＯＮとし(Ｔ６０４)、駆動電流６０２は開弁ピーク電流値６１０に達するまでもしくは、所定の期間に達するまでのいずれかが成立するまでとなり、図３で示した開弁ピーク電流と同様に高電圧１１０により燃料噴射弁１０８を駆動する。
【００３４】
またこのピーク電流供給期間６０９は、燃料噴射弁１０８が使用される最高燃圧下においても、確実に開弁できる開弁可能最低保証電流値６１１以上、もしくはこれに該当する期間以上であることが必要となる。つまり、このピーク電流供給期間６０９は、少なくとも燃料噴射弁１０８の開弁動作に最低限必要な磁力を発生させ、燃料噴射弁の開弁保証を行うためのものである。
【００３５】
ピーク電流供給期間が完了する条件が成立した後、ピーク電流より小さい電流を燃料噴射弁１０８へ所定の期間通電するリフト量調整期間６０３を備える。このリフト量調整期間６０３は、バッテリ電圧１０９に代表される低電圧を燃料噴射弁１０８へ印加する。
【００３６】
本発明は、このリフト量調整期間603の長さに応じてフルリフトへ至る前のハーフリフト状態での弁体のリフト量を制御することを特徴とする。この点の詳細は、図７以降を用いて後述するが、リフト量調整期間６０３の目標電流値６１２は、燃料噴射弁１０８が開弁状態を保持できる開弁保持可能最低保証電流値６１３以上である必要がある。
【００３７】
また、ピーク電流供給期間６０９後、リフト量調整期間６０３に移行する前に、ピーク電流を速やかに低下させる電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６の間)を備えることを特徴としている。これは、ピーク電流供給期間に生じた過剰な開弁力（例えば燃圧が低い場合など）を電流遮断期間(T605からＴ６０６の間)により、相殺することを目的とする。これにより、開弁時の弁体の勢いが一度相殺されるので、その後のリフト量調整期間６０３におけるハーフリフト状態でのリフト量の制御性が向上する。
【００３８】
なお、電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)にピーク電流を速やかに低下させる方法として、高電圧１１０およびバッテリ電圧１０９の燃料噴射弁１０８への供給を遮断するとよい。さらにピーク電流を速やかに低下させる方法としては、燃料噴射弁１０８へ負の電圧を印加するとよい。負の電圧を印加する方法としては、例えば燃料噴射弁１０８のソレノイドに生じる逆起電力を用いるとよい。駆動手段１０７ａ、１０７ｂを共にＯＦＦしたときに逆起電力により燃料噴射弁１０８に生じる逆方向の電流の逃げ道となる、アースと高電圧生成手段１０６（または車載電源）とに整流素子を介して接続された経路を設けることで燃料噴射弁１０８の通電電流をより速やかに低下できる。
【００３９】
ここで、電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)の間の完了条件は、所定の電流値まで低下した場合もしくは、所定の期間が経過した場合のいずれか１つを満足することでリフト量調整期間６０３へ移行する。尚、リフト量調整期間６０３へ以降する際は、バッテリ電圧１０９もしくは高電圧１１０のいずれかにより所定の目標電流値６１２になる様に制御する。
【００４０】
次に図６の燃料噴射弁駆動方法により弁挙動について図７で説明する。パルス信号７０１は、図６と同じタイミングでＯＮ/ＯＦＦを行う。また説明の便宜上、図３で示した弁挙動３０３を破線にて記載しており、図６による弁挙動を７０２とする。
【００４１】
開弁動作では、図３の駆動方法では、７０５の様な速い開弁速度でリフト量が増加し、バウシング期間７０７を経て、フルリフト位置で安定するが、本発明の図６の様な駆動方法を用いることで、７０６に示す挙動となる。これは、主に弁挙動の成長をリフト量調整期間６０３にて制御することにより、得ることができる。安定した開弁動作、つまり、最小リフト量のハーフリフト制御は、ピーク電流もしくは、ピーク電流と電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)により生成し（詳しきは図８にて説明する）、その後のリフト量増加分は、リフト量調整期間６０３の長さにより制御する。
【００４２】
リフト量調整期間６０３は、バッテリ電圧１０９により制御されるため、弁速度の速さが緩和されるため、バウシング期間７０７が生じることなく、ソフトランディングされた状態７０８でフルリフト位置に到達する。
【００４３】
次に、本発明のハーフリフト制御について図８から図１０を用いて説明を行う。まず、該述の最小リフト量によりハーフリフト制御について図８を用いて説明する。図８のパルス信号８０１をＯＦＦするタイミングＴ８０５は、図６で説明したピーク電流供給期間６０９の終了条件から電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)の間である場合を想定している。
【００４４】
説明の便宜上、図６の駆動電流６０２を破線にて記載し、その際の弁挙動を７０２の破線とする。このシーンでは、燃料噴射弁１０８へ供給される電流は、ピーク電流供給期間６０９だけとなるため、高電圧１１０だけで駆動した場合を指す。また、Ｔ８０５にてパルス信号８０１がＯＦＦされるが、図６で示した駆動電流６０２では、電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)を設けているため、この期間中にパルス信号８０１がＯＦＦされた場合においても、同じ軌跡となる。
【００４５】
また、この際の弁挙動８０３は、ハーフリフト制御の最小リフト量となるように設定してよい。何故ならば、ピーク電流供給期間６０９にて供給されるピーク電流は、燃料噴射弁１０８が開弁する際に必要となる開弁可能最低保証電流値６１１を超える設定にすることが必要としているため、同じ特性の燃料噴射弁１０８でも、機差ばらつきや、目標燃圧に対する脈動幅を考慮した程度を想定しているため、これ以下の電流となった場合、弁体が開かない畏れがあるからである。当然ではあるが、ピーク電流は、これらの因子に対してある程度の余裕は持っているが、基本的な考えは、ピーク電流供給期間６０９もしくは、ピーク電流供給期間６０９と電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)とによって構成される電気的エネルギは、図８に示した通りの再現性がある最小リフト量となる。
【００４６】
これを踏まえて、図９の説明を行う。図９は、図８のパルス信号801のＯＦＦタイミングから、任意のタイミングでパルス信号６０１をＯＦＦした場合の駆動電流と弁挙動を示した図である。
【００４７】
図９のパルス信号９０１は、Ｔ９０３からＯＮとなり、それぞれＴ８０５、Ｔ９０４、Ｔ９０５、Ｔ９０６、Ｔ９０７のタイミングでＯＦＦとしている。この際、駆動電流は、Ｔ８０５及びＴ９０４では、図８で示した通り同じ軌跡となる。この部分については、図８にて説明したため、省略する。Ｔ９０５でパルス信号をＯＦＦした場合の駆動電流を９０８、 以後はそれぞれ、９０９、９１０となる。またＴ８０５及びＴ９０４の場合の弁挙動は、８０３の破線で示した軌跡を描き、Ｔ９０５でパルス信号がＯＦＦした場合、９１１の弁挙動、以後、順に９１２、９１３となる。この様に、図７で説明したフルリフト時の弁挙動７０２をトレースしながら、パルス信号９０１の長さに応じて、弁リフト量が成長する。そして、ピーク電流供給期間６０９と電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)とを略一定期間となるように設定すれば、リフト量調整期間６０３の長さはパルス信号９０１の長さに応じて定まる。そして、図８で示した通り、８０３の弁挙動が本発明の最低リフト量に該当し、その後の弁リフト量は、リフト量調整期間603の長さに基づき、決定される。言い換えると、リフト量調整期間６０３の長さに基づき、ハーフリフト状態での燃料噴射弁108の実開弁期間または燃料噴射量が制御される。
【００４８】
これにより、緩やかな開弁動作を提供しつつ、バウシングを生じさせずにフルリフト位置までリフト量を連続的に増大させることが可能となる。これを燃料噴射量特性として見ると、図１０の様な特性となる。弁体が開弁動作を開始した時点Ｔ１００２から、噴射量特性１００１は、ピーク電流６１０に達した時点Ｔ６０５まで上昇し、電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)へ移行する。電流遮断期間Ｔ６０５からＴ６０６では、どこでパルス信号９０１をＯＦＦとしても、駆動電流９０２は変わらないため、弁挙動も同じ軌跡を描く(Ｔ８０３）。このため、噴射量特性１００１は、電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)が完了する時点Ｔ１００３までフラットな特性となり、その後、リフト量調整期間６０３へ移行することでバッテリ電圧１０９による電流供給が行われることで、噴射量特性は再び上昇を開始する。
【００４９】
図９の弁挙動にて説明した通り、本発明では、ハーフリフトとなる期間１００６と、フルリフトとなる期間１００７の間で、噴射量特性の傾きに大きな差は生じることはない。このため、ハーフリフト領域とフルリフト領域とを意識することなく、制御を実行することが可能となる。
【００５０】
本発明においては、図８にて説明した状態が最低噴射量となるため、Ｔ１００３時点の噴射量がこれに該当する。
【００５１】
本実施例は、本発明を効果的に使用できる一例を示したものであり、例えば、リフト量調整期間６０３における目標電流値６１２を時間経過により可変にすることで、図７に示した弁挙動７０６の開弁動作を適正な状態することも含まれる。尚、ここで言う最適な状態とは、図１０の１００６及び１００７の噴射量特性１００１の傾きを制御に影響しない程度に合わせ込むことを指し、これは目標電流値６１２を適合などにより最適化することを指す。
【実施例２】
【００５２】
本発明に係る別の実施例について、図１１を用いて説明を行う。
【００５３】
実施例１にて、本発明の最小リフト量について図８を用いて説明したが、この点についての更になる効果向上手段について説明する。
【００５４】
該述の通り、ピーク電流供給期間６０９もしくはピーク電流供給期間６０９と電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)により保証される安定した弁挙動８０３は、同一仕様の燃料噴射弁１０８においても、同じ特性とは限らない。つまり、燃料噴射弁１０８の機差ばらつきに起因して、ピーク電流供給期間６０９の長さもしくは、ピーク電流値６１０を変えることが想定される。
【００５５】
言い換えると、図８の８０３に示した弁挙動は少なくとも、同じ内燃機関に備わる複数の燃料噴射弁１０８間で同じ様な挙動になることが望ましい。本発明の発明者が検証した結果によると、この際の弁挙動ばらつきが一定量以下であれば、ピーク電流供給期間６０９の長さによる弁リフト量もその範囲内で成長することが確認されている。よって、図８の８０３に示したリフト量が一定の範囲内に収まる様にピーク電流供給期間６０９に供給される電流を調整する。
【００５６】
この場合、直接弁リフト量を検知できる手段を備えた制御装置であれば、リフト量に基づき、ピーク電流供給期間６０９の長さもしくはピーク電流値６１０の少なくとも１つ以上と電流遮断期間(Ｔ６０５からＴ６０６)の長さ、もしくは電流遮断時の目標電流のいずれか１つ以上を補正すれば良いが、ここでは、リフト量と相関のある実開弁期間７１１を用いた補正について説明をする。
【００５７】
図１１では、駆動電流は図6の602を前提にパルス信号１１０１が同じタイミング（Ｔ１１０９からＴ１１１０までＯＮ）における異なる燃料噴射弁１０８の弁挙動を示したものである (８０３、１１０２)。
【００５８】
この場合、８０３の実開弁期間は、１１０４となり、１１０２の実開弁期間は１１０５となる。この２つの期間を検知する機能を用いて、最終的にそれぞれの差を演算し、ピーク電流供給期間６０９へ補正する。図１１ではハーフリフトとなっているが、フルリフト時におけるそれぞれの差を検知する方法でも効果を得ることが可能である。また、フルリフト時の差である場合、フルリフト量１１０８の差を検知するため、ピーク電流供給期間６０９時のリフト量との割合をそれぞれの差に除算することで、ピーク電流供給期間６０９の長さもしくはピーク電流値６１０へ補正する。
【００５９】
またこの際の補正は、同一の内燃機関内に備わる燃料噴射弁１０８で相対的に補正することを前提とし、たとえば、最も長い実開弁期間７１１を基準として、他の燃料噴射弁１０８との差を算出し、フルリフト量と基本となるピーク電流供給期間６０９やピーク電流６１０に対して補正を行う。
【００６０】
尚、基本となる基本となるピーク電流供給期間６０９やピーク電流６１０とは、例えば、最も開弁し難い燃料噴射弁１０８における図８で説明したピーク電流供給期間６０９やピーク電流６１０を指す。これにより、図８における機差ばらつき等に起因した弁リフト量のばらつきを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１…燃料噴射弁制御装置
１０６…高電圧生成手段
１０８…燃料噴射弁
１０９…バッテリ電圧
６０１…パルス信号
６０２…駆動電流
６０３…リフト量調整期間
６０９…ピーク電流供給帰還
６１０…ピーク電流値
６１１…開弁可能最低保証電流値
６１２…目標電流値
６１３…開弁保持可能最低保証電流値。
【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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【図１１】
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