(57)【要約】【課題】電磁弁（燃料噴射弁）の構造を変えることなく最小噴射量の大幅な縮小を達成し、以って燃料噴射量の高精度な制御を実現可能な燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了する通電制御手段を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了する通電制御手段を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のインダクタンスに基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、
前記通電制御手段は、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を用いて、前記インダクタンスの算出値に対応するリフト量を取得することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射弁に流れる駆動電流を測定する電流測定手段を備え、
前記通電制御手段は、前記通電開始後に前記電流測定手段から一定周期で取得した前記駆動電流の測定値を用いて前記駆動電流の変化量を算出し、前記駆動電流の変化量に基づいて前記インダクタンスを算出することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のリフト速度とリフト加速度の少なくとも一方に基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することを特徴とする燃料噴射制御方法。
【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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン制御性やエミッション対応において、燃料噴射量を微細に制御することは考慮すべき項目の１つである。燃料噴射量を微細に制御するために最小噴射量を縮小させる手法の１つとして、燃料噴射弁として使用される電磁弁のバウンス（プランジャの跳ね返り現象）を低減させることが挙げられる。一般的に、電磁弁の通電開始時期から立上がりバウンスが安定するまでの期間が燃料の最小噴射期間として設定されているため、バウンスを低減させることは最小噴射量の縮小に直結し、その結果、燃料噴射量の制御性を向上させることができる。このため、従来から電磁弁の構造的な改良や制御手法の改良によりバウンスを低減させる技術が開発されている。
【０００３】
下記特許文献１には、電磁弁の構造的な改良によりバウンスを低減させる技術として、電磁弁の固定鉄心に対向した可動鉄心（プランジャ）の面において、固定鉄心のコイルと対応した位置に環状凹部を設けて、可動鉄心と固定鉄心間に形成される空間の容積を増大させる技術が開示されている。また、下記特許文献２には、電磁弁の制御手法の改良によりバウンスを低減させる技術として、電磁弁のコイルに所定レベルの吸引電流を流した後、一旦ゼロまたは吸引電流より低レベルの電流に切り換え、プランジャがストッパに衝突する直前で一時的に保持電流よりも大きなレベルの電流に切り換える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６８３６２号公報
【特許文献２】特公平３−７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、電磁弁構造の複雑化に伴う製造コストの上昇を招くことになる。また、上記特許文献２の技術は、開弁動作後（プランジャのフルリフト後）のバウンス低減を目的としているため、開弁期間より短い最小噴射期間を得ることができず、最小噴射量の縮小は困難である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電磁弁（燃料噴射弁）の構造を変えることなく最小噴射量の大幅な縮小を達成し、以って燃料噴射量の高精度な制御を実現可能な燃料噴射制御装置及び方法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】
上記目的を達成するために、本発明に係る燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了する通電制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のインダクタンスに基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通電制御手段は、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を用いて、前記インダクタンスの算出値に対応するリフト量を取得することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁に流れる駆動電流を測定する電流測定手段を備え、前記通電制御手段は、前記通電開始後に前記電流測定手段から一定周期で取得した前記駆動電流の測定値を用いて前記駆動電流の変化量を算出し、前記駆動電流の変化量に基づいて前記インダクタンスを算出することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のリフト速度とリフト加速度の少なくとも一方に基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする。
【０００９】
一方、本発明に係る燃料噴射制御方法は、燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することにより、燃料噴射弁の開弁動作中における任意のタイミングで閉弁動作に切替えることが可能となる。これにより、最小噴射量を大幅に縮小させることができ、その結果、燃料噴射量の高精度な制御を実現可能となる。また、本発明では、最小噴射量を縮小させるために、バウンス低減を目的とした燃料噴射弁の構造的改良を行う必要がないため、製造コストの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるエンジン制御システムの構成概略図である。
【図２】本実施形態における燃料噴射制御装置（ＥＣＵ３）のブロック構成図である。
【図３】本実施形態における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。
【図４】インジェクタ２２の通電開始後において、ソレノイドコイル２２ａに印加される駆動電圧Ｖと、ソレノイドコイル２２ａに流れる駆動電流Ｉと、プランジャのリフト量Ｘとの時間的関係を表すタイムチャートである。
【図５】本実施形態におけるインジェクタ２２（ソレノイドコイル２２ａ）のインダクタンスＬとプランジャのリフト量Ｘとの対応関係を表すＬ−Ｘ変換マップの一例である。
【図６】変形例における燃料噴射制御に関する動作を表す第１フローチャートである。
【図７】変形例における燃料噴射制御に関する動作を表す第２フローチャートである。
【図８】変形例に関する補足説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）を備えるエンジン制御システムの構成概略図である。この図１に示すように、本実施形態におけるエンジン制御システムは、エンジン１、燃料供給部２、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３から概略構成されている。
【００１３】
エンジン１は、４サイクルエンジンであり、シリンダ１０、ピストン１１、コンロッド１２、クランクシャフト１３、吸気バルブ１４、排気バルブ１５、点火プラグ１６、点火コイル１７、吸気管１８、排気管１９、エアクリーナ２０、スロットルバルブ２１、インジェクタ（燃料噴射弁）２２、吸気圧センサ２３、吸気温センサ２４、スロットル開度センサ２５、冷却水温センサ２６及びクランク角度センサ２７から概略構成されている。
【００１４】
シリンダ１０は、内部に設けられたピストン１１を、吸気、圧縮、燃焼（膨張）、排気の４行程を繰り返すことによって往復運動させるための中空の円筒形状部材であり、空気と燃料との混合気を燃焼室１０ｂに供給するための流路である吸気ポート１０ａ、上記混合気を留め、圧縮行程において圧縮された混合気を燃焼行程において燃焼させるための空間である燃焼室１０ｂ、排気行程において燃焼室１０ｂから排気ガスを外部に排出するための流路である排気ポート１０ｃが設けられている。また、このシリンダ１０の外壁には、冷却水を循環させるための冷却水路１０ｄが設けられている。
【００１５】
ピストン１１には、ピストン１１の往復運動を回転運動に変換するためのクランクシャフト１３がコンロッド１２を介して連結されている。クランクシャフト１３は、ピストン１１の往復方向と直交する方向に延在しており、不図示のフライホイール、ミッションギア等と連結されている。また、このクランクシャフト１３には、クランク角度を検出するために用いられるロータ１３ａが同軸接続されている。このロータ１３ａの外周には、複数の突起が回転方向に対して、各突起の後端が等角度間隔（例えば２０°間隔）になるように設けられている。
【００１６】
吸気バルブ１４は、吸気ポート１０ａにおける燃焼室１０ｂ側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。排気バルブ１５は、排気ポート１０ｃにおける燃焼室１０ｂ側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。
【００１７】
点火プラグ１６は、燃焼室１０ｂの内側に電極が露出するように燃焼室１０ｂの上部に設置されており、点火コイル１７から供給される高電圧信号によって電極間に火花を発生する。点火コイル１７は、１次巻線と２次巻線からなるトランスであり、ＥＣＵ３から１次巻線に供給される点火用電圧信号を昇圧して２次巻線から点火プラグ１６に供給する。
【００１８】
吸気管１８は、空気供給用の配管であり、内部の吸気流路１８ａが吸気ポート１０ａと連通するようにシリンダ１０に連結されている。排気管１９は、排気ガス排出用の配管であり、内部の排気流路１９ａが排気ポート１０ｃと連通するようにシリンダ１０に連結されている。エアクリーナ２０は、吸気管１８の上流側に設けられており、外部から取り込まれる空気を清浄化して吸気流路１８ａに送り込む。
【００１９】
スロットルバルブ２１は、吸気流路１８ａの内部に設けられており、スロットル操作（もしくはアクセル操作）に応じて回動する。つまり、スロットルバルブ２１の回動によって吸気流路１８ａの断面積が変化し、吸気量が変化する。インジェクタ２２は、吸気ポート１０ａ側に噴射口が露出するように吸気管１８に設置された電磁弁（例えばソレノイドバルブ等）であり、ＥＣＵ３による通電制御に応じて、燃料供給部２から供給される燃料を噴射口から噴射する。具体的には、このインジェクタ２２は、ＥＣＵ３から供給される駆動パルス信号に応じて開弁動作及び閉弁動作を行うことで燃料を噴射する。つまり、燃料噴射量は、ＥＣＵ３からインジェクタ２２に供給される駆動パルス信号の通電時間（パルス幅）によって制御されている。
【００２０】
吸気圧センサ２３は、例えばピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサであり、スロットルバルブ２１の下流側において吸気流路１８ａ側に感度面が露出するように吸気管１８に設置されており、吸気管１８内の吸気圧に応じた吸気圧信号をＥＣＵ３に出力する。吸気温センサ２４は、スロットルバルブ２１の上流側において吸気流路１８ａ側に感部が露出するように吸気管１８に設置されており、吸気管１８内の吸気温度に応じた吸気温信号をＥＣＵ３に出力する。スロットル開度センサ２５は、スロットルバルブ２１の開度に応じたスロットル開度信号をＥＣＵ３に出力する。
【００２１】
冷却水温センサ２６は、冷却水路１０ｄ側に感部が露出するようにシリンダ１０に設置されており、冷却水路１０ｄを流れる冷却水の温度に応じた冷却水温信号をＥＣＵ３に出力する。クランク角度センサ２７は、例えば電磁式ピックアップセンサであり、ロータ１３ａの外周に設けられた各突起がセンサ近傍を通過する毎に極性の異なる１対のパルス状の信号をＥＣＵ３に出力する。より詳細には、クランク角度センサ２７は、回転方向に対して各突起の前端が通過した場合、負極性の振幅を有するパルス状の信号を出力し、回転方向に対して各突起の後端が通過した場合、正極性の振幅を有するパルス状の信号を出力する。
【００２２】
燃料供給部２は、燃料タンク３０及び燃料ポンプ３１から構成されている。燃料タンク３０は、例えばガソリン燃料、或いはアルコール燃料などの燃料を貯留するための容器である。燃料ポンプ３１は、燃料タンク３０内に設けられており、ＥＣＵ３から入力されるポンプ駆動信号に応じて、燃料タンク３０内の燃料を汲み出してインジェクタ２２に圧送する。
【００２３】
ＥＣＵ３は、エンジン制御システムの全体動作を統括制御するものであり、図２に示すように、波形整形回路４０、回転数カウンタ４１、Ａ／Ｄ変換器４２、点火回路４３、インジェクタ駆動回路４４、ポンプ駆動回路４５、ＲＯＭ(Read Only Memory)４６、ＲＡＭ(Random Access Memory)４７、タイマ４８及びＣＰＵ（Central Processing Unit）４９を備えている。なお、上記のインジェクタ駆動回路４４及びＣＰＵ４９は、本実施形態における通電制御手段を構成するものである。
【００２４】
波形整形回路４０は、クランク角度センサ２７から入力されるクランク信号を、方形波のパルス信号（例えば負極性のクランク信号をハイレベルとし、正極性及びグランドレベルのクランク信号をローレベルとする）に波形整形し、回転数カウンタ４１及びＣＰＵ４９に出力する。つまり、この方形波のパルス信号は、クランクシャフト１３が２０°回転する際に要した時間を周期とする信号である。以下では、この波形整形回路４０から出力される方形波のパルス信号をクランクパルス信号と称す。
【００２５】
回転数カウンタ４１は、上記波形整形回路４０から入力されるクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をＣＰＵ４９に出力する。Ａ／Ｄ変換器４２は、吸気圧センサ２３から入力される吸気圧信号、吸気温センサ２４から入力される吸気温信号、スロットル開度センサ２５から入力されるスロットル開度信号、及び冷却水温センサ２６から入力される冷却水温信号を、デジタル信号（吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値）に変換してＣＰＵ４９に出力する。
【００２６】
点火回路４３は、不図示のバッテリから供給される電源電圧を蓄積するコンデンサを備え、ＣＰＵ４９から入力される点火制御信号に応じて、コンデンサに蓄積された電荷を点火用電圧信号として点火コイル１７の１次巻線に放電する。インジェクタ駆動回路４４は、インジェクタ２２のソレノイドコイル２２ａと電気的に接続されており、ＣＰＵ４９から入力される通電開始信号に応じて、駆動電圧Ｖを発生しソレノイドコイル２２ａに印加する（通電を開始する）一方、ＣＰＵ４９から入力される通電終了信号に応じて、駆動電圧Ｖの発生を停止する（通電を終了する）ことにより、インジェクタ２２に供給すべき駆動パルス信号を生成する。
【００２７】
また、このインジェクタ駆動回路４４は、駆動電圧Ｖの印加によってソレノイドコイル２２ａに流れる駆動電流Ｉを測定し、その測定値をＣＰＵ４９に出力する電流測定回路４４ａを内蔵している。ポンプ駆動回路４５は、ＣＰＵ４９から入力される燃料供給制御信号に応じて、燃料ポンプ３１を駆動するためのポンプ駆動信号を生成し、当該ポンプ駆動信号を燃料ポンプ３１に出力する。
【００２８】
ＲＯＭ４６は、ＣＰＵ４９の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。また、このＲＯＭ４６は、予め実験的に求めておいた、インジェクタ２２（ソレノイドコイル２２ａ）のインダクタンスＬとプランジャのリフト量Ｘとの対応関係を表すＬ−Ｘ変換マップ（図５参照）を記憶している。ＲＡＭ４７は、ＣＰＵ４９がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。タイマ４８は、ＣＰＵ４９による制御の下、タイムカウントを行い、その結果をＣＰＵ４９に出力する。
【００２９】
ＣＰＵ４９は、ＲＯＭ４６に記憶されているエンジン制御プログラムに従い、波形整形回路４０から入力されるクランクパルス信号と、回転数カウンタ４１から得られるエンジン回転数と、Ａ／Ｄ変換器４２から得られる吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値及び冷却水温値と、電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値とに基づいて、エンジン１の燃料噴射制御及び点火制御を行う。
【００３０】
具体的には、ＣＰＵ４９は、波形整形回路４０から入力されるクランクパルス信号に基づいてクランクシャフト１３の回転状態（換言すれば、シリンダ１０内におけるピストン１１の位置）を監視し、ピストン１１が点火時期に対応する位置に到達した時点で、点火制御信号を点火回路４３に出力することにより、点火プラグ１６をスパークさせる。
【００３１】
また、ＣＰＵ４９は、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２（ソレノイドコイル２２ａ）の通電を開始する。ここで、ＣＰＵ４９は、本実施形態における特徴的な機能として、インジェクタ２２の通電開始後、電流測定回路４４ａから一定周期（サンプリングタイムＴｓ）で取得した駆動電流Ｉの測定値を用いて駆動電流Ｉの変化量を算出し、その算出結果に基づいてソレノイドコイル２２ａのインダクタンスＬを算出する機能を有している。
【００３２】
さらに、ＣＰＵ４９は、ＲＯＭ４６に記憶されているＬ−Ｘ変換マップを用いてインダクタンスＬの算出値に対応するプランジャのリフト量Ｘを取得し、当該取得したリフト量Ｘが要求リフト量ＸＲに到達した時点で通電終了信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２の通電を終了する機能を有している。
【００３３】
次に、上記のように構成されたエンジン制御システムにおけるＥＣＵ３のエンジン制御に関する動作、特に燃料噴射制御に関する動作について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。図３は、燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。図４は、インジェクタ２２の通電開始後において、ソレノイドコイル２２ａに印加される駆動電圧Ｖと、ソレノイドコイル２２ａに流れる駆動電流Ｉと、プランジャのリフト量Ｘとの時間的関係を表すタイムチャートである。
【００３４】
なお、図４において、実線は本実施形態、従来技術Ｂ１及びＢ２で共通するＶ、Ｉ、Ｘの変化を示し、点線は本実施形態によるＶ、Ｉ、Ｘの変化を示し、一点鎖線は従来技術Ｂ１によるＶ、Ｉ、Ｘの変化を示し、二点鎖線は従来技術Ｂ２によるＶ、Ｉ、Ｘの変化を示している。ここで、従来技術Ｂ１とは、上述した特許文献２（特公平３−７８３４号公報）に開示された技術のように、制御手法の改良によりバウンス低減を実現し、インジェクタ２２の開弁動作後（プランジャのフルリフト後）、すぐに閉弁動作に移行させる技術を指す。また、従来技術Ｂ２とは、インジェクタ２２の通電開始時期から立上がりバウンスが安定するまでの期間を燃料の最小噴射期間として設定し、立上がりバウンスが安定してから閉弁動作に移行させる技術（バウンス低減を行わない手法）を指す。
【００３５】
上述したように、ＥＣＵ３のＣＰＵ４９は、波形整形回路４０から入力されるクランクパルス信号に基づいてピストン１１の位置を常に監視しており、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で図３に示す動作を実施する。この図３に示すように、ＣＰＵ４９は、まず、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２（ソレノイドコイル２２ａ）の通電を開始する（ステップＳ１）。
【００３６】
これにより、図４に示すように、インジェクタ駆動回路４４によって駆動電圧Ｖがインジェクタ２２のソレノイドコイル２２ａに印加されることになる。なお、図４では、駆動電圧Ｖがソレノイドコイル２２ａに印加された時期ｔ０を通電開始時期としている。一方、図４に示すように、ソレノイドコイル２２ａに流れる駆動電流Ｉは、ソレノイドコイル２２ａの誘導特性により、通電開始時期ｔ０から漸次増加していく。そして、この駆動電流Ｉが所定値に到達した時点からインジェクタ２２は開弁動作を開始し、プランジャが開弁方向に動き出すことになる。つまり、図４に示すように、通電開始時期ｔ０から駆動電流Ｉが所定値に到達するまでの期間Ｔｎｌにおいて、プランジャのリフト量Ｘは「０」のままである。
【００３７】
そして、ＣＰＵ４９は、通電開始時期ｔ０において電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値を通電開始時期ｔ０の駆動電流Ｉ０としてサンプリングしてＲＡＭ４７に格納すると共に、タイマ４８に対してサンプリングタイムＴｓのリピートカウント動作を指示する（ステップＳ２）。これにより、以降はサンプリングタイムＴｓが経過する毎に、タイマ４８からＣＰＵ４９へサンプリングタイミング信号が出力される。
【００３８】
そして、ＣＰＵ４９は、タイマ４８からサンプリングタイミング信号を受けたか否か、つまりサンプリングタイムＴｓが経過したか否かを判断し（ステップＳ３）、「Ｙｅｓ」の場合には変数ｎ（初期値「０」）をインクリメントし（ステップＳ４）、電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値をサンプリングタイミングｔｎの駆動電流ＩｎとしてサンプリングしてＲＡＭ４７に格納する（ステップＳ５）。
【００３９】
そして、ＣＰＵ４９は、ＲＡＭ４７から今回サンプリングしたサンプリングタイミングｔｎの駆動電流Ｉｎと、前回サンプリングしたサンプリングタイミングｔｎ−１の駆動電流Ｉｎ−１とを読み出し、これら隣り合う２点間の駆動電流Ｉの変化量（Ｉｎ−Ｉｎ−１）、駆動電圧Ｖ及びサンプリングタイムＴｓから成る下記（１）式に基づいて、ソレノイドコイル２２ａのインダクタンスＬの現在値（今回値）Ｌｎを算出する（ステップＳ６）。
【００４０】
【数１】
2011163156.tif 000003
【００４１】
そして、ＣＰＵ４９は、ＲＯＭ４６に記憶されているＬ−Ｘ変換マップ（図５参照）を用いて、上記ステップＳ６で算出したインダクタンスＬｎに対応するプランジャのリフト量Ｘの現在値（今回値）Ｘｎを取得し（ステップＳ７）、その取得したリフト量Ｘｎと、運転状況に応じて求められる燃料噴射量を満たす要求リフト量ＸＲとを比較して、取得した（推定した）リフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲより大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００４２】
上記ステップＳ８において「Ｎｏ」の場合、ＣＰＵ４９は、ステップＳ３の処理に戻ってステップＳ３〜Ｓ８の処理を繰り返し、サンプリングタイムＴｓが経過する毎に、駆動電流Ｉｎのサンプリング、インダクタンスＬｎの算出、リフト量Ｘｎの取得（推定）を行うことにより、リフト量Ｘｎの推移を監視する。一方、上記ステップＳ８において「Ｙｅｓ」の場合、つまり取得したリフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲに到達した場合、ＣＰＵ４９は、通電終了信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２の通電を終了する（ステップＳ９）。
【００４３】
図４では、サンプリングタイミングｔｋ（ｎ＝ｋ）で取得したリフト量Ｘｋが要求リフト量ＸＲより大きくなり、このタイミングでインジェクタ２２の通電を終了した（駆動電圧Ｖをオフにした）場合を図示している。この図４に示すように、通電開始時期ｔ０以降、駆動電流Ｉが所定値に到達した時点（ｔ０＋Ｔｎｌ）からインジェクタ２２は開弁動作を開始し、プランジャのリフト量Ｘは徐々に開弁方向に増加するが、取得した（推定した）リフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲに到達し、駆動電圧Ｖがオフされた時点（ｔｋ）でインジェクタ２２は閉弁動作に切替わり、プランジャのリフト量Ｘは徐々に閉弁方向に減少することがわかる。
【００４４】
このように、本実施形態では、インジェクタ２２の通電開始後、プランジャのリフト量Ｘの現在値（サンプリングタイミングｔｎにおけるリフト量Ｘｎ）を推定し、当該推定したリフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲに到達した時点でインジェクタ２２の通電を終了することにより、開弁動作中における任意のタイミングで閉弁動作に切替えることが可能となる。燃料噴射量は、プランジャのリフト量Ｘの時間推移曲線と時間軸とで囲まれた領域の面積で表されるため、図４からわかるように、従来技術Ｂ１及びＢ２と比較すると、本実施形態を採用することにより、最小噴射量を大幅に縮小させることができ、その結果、燃料噴射量の高精度な制御を実現可能となる。また、本実施形態では、最小噴射量を縮小させるために、バウンス低減を目的としたインジェクタ２２の構造的改良を行う必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００４５】
これに対して、従来技術Ｂ１では、インジェクタ２２の開弁動作後（プランジャのフルリフト後）に閉弁動作に移行させるため、バウンス低減を行わない従来技術Ｂ２と比べて最小噴射量を縮小させることはできるが、その縮小量は本実施形態に到底及ばない。一方、バウンス低減を行わない従来技術Ｂ２では、通電開始時期ｔ０から立上がりバウンスが安定するまで駆動電圧Ｖをオフにすることができないため、必然的に最小噴射量が最も大きくなり、燃料噴射量の高精度な制御は困難である。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、インジェクタ２２のインダクタンスＬに基づいてリフト量Ｘを推定する場合を説明したが、リフト量Ｘの推定手法はこれに限らず、例えば、プランジャの位置を検出するポジションセンサを設け、そのセンサ出力からリフト量Ｘを推定するようにしても良い。また、上記実施形態では、電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値を利用してインダクタンスＬを算出する場合を説明したが、インダクタンスＬを直接測定するような測定回路を設けても良い。
【００４７】
（２）上記実施形態では、インジェクタ２２のインダクタンスＬに基づいてリフト量Ｘを推定する場合を説明したが、この手法を採用すると、推定したリフト量が要求リフト量に到達するまで、サンプリングタイミング毎に駆動電流のサンプリングを行う必要があるため、ＣＰＵ４９の負荷が大きくなる。これに対し、インジェクタ２２のリフト速度に基づいてリフト量を推定することにより、ＣＰＵ４９の負荷を軽減することが可能となる。以下、その手法について具体的に説明する。
【００４８】
図６は、本変形例における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。この図６に示すように、ＣＰＵ４９は、まず、ピストン１１が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２の通電を開始する（ステップＳ１１）。
【００４９】
そして、ＣＰＵ４９は、通電開始時期ｔ０において電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値を通電開始時期ｔ０の駆動電流Ｉ０としてサンプリングしてＲＡＭ４７に格納すると共に、タイマ４８に対してサンプリングタイムＴｓのリピートカウント動作を指示する（ステップＳ１２）。これにより、以降はサンプリングタイムＴｓが経過する毎に、タイマ４８からＣＰＵ４９へサンプリングタイミング信号が出力される。
【００５０】
そして、ＣＰＵ４９は、タイマ４８からサンプリングタイミング信号を受けたか否か、つまりサンプリングタイムＴｓが経過したか否かを判断し（ステップＳ１３）、「Ｙｅｓ」の場合には変数ｎ（初期値「０」）をインクリメントし（ステップＳ１４）、インダクタンスに基づくリフト量Ｘｎの推定を行う（ステップＳ１５）。
【００５１】
このステップＳ１５の処理は、図３のフローチャートで説明したステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同じである。すなわち、ステップＳ１５において、ＣＰＵ４９は、電流測定回路４４ａから得られる駆動電流Ｉの測定値をサンプリングタイミングｔｎの駆動電流Ｉｎとしてサンプリングし、今回サンプリングしたサンプリングタイミングｔｎの駆動電流Ｉｎと、前回サンプリングしたサンプリングタイミングｔｎ−１の駆動電流Ｉｎとを用いてインダクタンスＬｎを算出し、さらに、Ｌ−Ｘ変換マップを用いてインダクタンスＬｎに対応するリフト量Ｘｎを取得する（推定する）。
【００５２】
そして、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ１５で取得したリフト量Ｘｎが「０」より大きいか否かを判断し（ステップＳ１６）、「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ１３の処理に戻る。一方、上記ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」の場合、つまりリフト量Ｘｎが「０」より大きくなり、インジェクタ２２が開弁動作に移行したと判断される場合、ＣＰＵ４９は、今回取得したリフト量Ｘｎと前回取得したリフト量Ｘｎ−１とを用い、下記（２）式に基づいてプランジャのリフト速度Ｖの現在値（今回値）Ｖｎを算出する（ステップＳ１７）。
【００５３】
【数２】
2011163156.tif 000004
【００５４】
そして、ＣＰＵ４９は、変数ｃ（初期値「０」）をインクリメントし（ステップＳ１８）、変数ｃが「２」以上か否かを判断する（ステップＳ１９）。ＣＰＵ４９は、ステップＳ１９において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１３の処理に戻る一方、「Ｙｅｓ」の場合には後述のステップＳ２０の処理に移行する。つまり、ステップＳ１９で「Ｙｅｓ」と判断された時点（ｃ≧２になった時点）で、今回のサンプリングタイミングｔｎに算出したリフト速度Ｖｎと、前回のサンプリングタイミングｔｎ−１に算出したリフト速度Ｖｎ−１とが得られることになる。
【００５５】
そして、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ１９において「Ｙｅｓ」の場合、今回のサンプリングタイミングｔｎに算出したリフト速度Ｖｎと、前回のサンプリングタイミングｔｎ−１に算出したリフト速度Ｖｎ−１とを用い、下記（３）式に基づいてリフト速度Ｖの変化度合いｋＶを算出する（ステップＳ２０）。
【００５６】
【数３】
2011163156.tif 000005
【００５７】
ここで、図８（ａ）に示すように、インジェクタ２２の開弁動作移行後において、リフト速度Ｖの対数値（縦軸）は時間軸とほぼ線形の関係を示しているため、上記（３）式を用いてリフト速度Ｖの変化度合いｋＶを算出することにより、以降は、駆動電流をサンプリングすることなく、後述の（４）式及び（５）式を用いてリフト量Ｘｎを算出する（推定する）ことが可能となる。
【００５８】
すなわち、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ２０においてリフト速度Ｖの変化度合いｋＶを算出した後、今回のサンプリングタイミングｔｎに得られたリフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲより大きいか否かを判断する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１において「Ｎｏ」の場合、つまりリフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲに到達していない場合、ＣＰＵ４９は、タイマ４８からサンプリングタイミング信号を受けたか否かを判断し（ステップＳ２２）、「Ｙｅｓ」の場合には変数ｎをインクリメントする（ステップＳ２３）。
【００５９】
そして、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ２０で算出したリフト速度Ｖの変化度合いｋＶを用い、下記（４）式に基づいてリフト速度Ｖｎを算出し（ステップＳ２４）、さらに、この算出したリフト速度Ｖｎを用い、下記（５）式に基づいてリフト量Ｘｎを算出する（ステップＳ２５）。
【００６０】
【数４】
2011163156.tif 000006
【００６１】
そして、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ２５でリフト量Ｘｎを算出した後、ステップＳ２１の処理に戻ってリフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲより大きいか否かを再判断し、「Ｙｅｓ」の場合、つまり算出した（推定した）リフト量Ｘｎが要求リフト量ＸＲに到達した場合、通電終了信号をインジェクタ駆動回路４４に出力することにより、インジェクタ２２の通電を終了する（ステップＳ２６）。
【００６２】
以上のように、本変形例によれば、インジェクタ２２の開弁動作移行後、インジェクタ２２のリフト速度に基づいてリフト量を推定することにより、駆動電流をサンプリングする必要がなくなり、ＣＰＵ４９の負荷を軽減することが可能となる。
【００６３】
（３）上記変形例（２）では、インジェクタ２２のリフト速度に基づいてリフト量を推定する場合を説明したが、ＣＰＵ４９の負荷を軽減するために、インジェクタ２２の開弁動作移行後、インジェクタ２２のリフト加速度に基づいてリフト量を推定する手法を採用しても良い。図８（ｂ）に示すように、インジェクタ２２の開弁動作移行後において、リフト加速度Ａの対数値（縦軸）も時間軸とほぼ線形の関係を示しているため、リフト加速度Ａの変化度合いｋＡを算出することにより、以降は、駆動電流をサンプリングすることなく、リフト量Ｘｎを算出する（推定する）ことが可能となる。
【００６４】
図７は、本変形例における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。この図７のフローチャートにおいて、図６のフローチャートと同じ処理を行うステップには同一の符号を付している。つまり、図７と図６とで異なる点は、図６のステップＳ２０が、図７ではステップＳ２０ａ〜Ｓ２０ｄに替わり、また、図６のステップＳ２４、Ｓ２５が、図７ではステップＳ２４ａ、Ｓ２５ａに替わっている点のみである。以下では、これら図７と図６とで異なる点に着目して説明する。
【００６５】
まず、図７のステップＳ２０ａにおいて、ＣＰＵ４９は、今回のサンプリングタイミングｔｎに算出したリフト速度Ｖｎと、前回のサンプリングタイミングｔｎ−１に算出したリフト速度Ｖｎ−１とを用い、下記（６）式に基づいてリフト加速度Ａｎを算出する（ステップＳ２０ａ）。
【００６６】
【数５】
2011163156.tif 000007
【００６７】
そして、ＣＰＵ４９は、変数ｄ（初期値「０」）をインクリメントし（ステップＳ２０ｂ）、変数ｄが「２」以上か否かを判断する（ステップＳ２０ｃ）。ＣＰＵ４９は、ステップＳ２０ｃにおいて「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１３の処理に戻る一方、「Ｙｅｓ」の場合には後述のステップＳ２０ｄの処理に移行する。つまり、ステップＳ２０ｃで「Ｙｅｓ」と判断された時点（ｄ≧２になった時点）で、今回のサンプリングタイミングｔｎに算出したリフト加速度Ａｎと、前回のサンプリングタイミングｔｎ−１に算出したリフト加速度Ａｎ−１とが得られることになる。
【００６８】
そして、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ２０ｃにおいて「Ｙｅｓ」の場合、今回のサンプリングタイミングｔｎに算出したリフト加速度Ａｎと、前回のサンプリングタイミングｔｎ−１に算出したリフト加速度Ａｎ−１とを用い、下記（７）式に基づいてリフト加速度Ａの変化度合いｋＡを算出する（ステップＳ２０ｄ）。
【００６９】
【数６】
2011163156.tif 000008
【００７０】
一方、ステップＳ２４ａにおいて、ＣＰＵ４９は、上記ステップＳ２０ｄで算出したリフト加速度Ａの変化度合いｋＡを用い、下記（８）式に基づいてリフト加速度Ａｎを算出し（ステップＳ２４ａ）、さらに、この算出したリフト加速度Ａｎを用い、下記（９）式に基づいてリフト量Ｘｎを算出する（ステップＳ２５ａ）。
【００７１】
【数７】
2011163156.tif 000009
【００７２】
このように、本変形例によっても、インジェクタ２２の開弁動作移行後、インジェクタ２２のリフト加速度に基づいてリフト量を推定することにより、駆動電流をサンプリングする必要がなくなり、ＣＰＵ４９の負荷を軽減することが可能となる。
【符号の説明】
【００７３】
１…エンジン、２…燃料供給部、３…ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、１０…シリンダ、１１…ピストン、１２…コンロッド、１３…クランクシャフト、１４…吸気バルブ、１５…排気バルブ、１６…点火プラグ、１７…点火コイル、１８…吸気管、１９…排気管、２０…エアクリーナ、２１…スロットルバルブ、２２…インジェクタ、２３…吸気圧センサ、２４…吸気温センサ、２５…スロットル開度センサ、２６…冷却水温センサ、２７…クランク角度センサ、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、４０…波形整形回路、４１…回転数カウンタ、４２…Ａ／Ｄ変換器、４３…点火回路、４４…インジェクタ駆動回路、４５…ポンプ駆動回路、４６…ＲＯＭ(Read Only Memory)、４７…ＲＡＭ(Random Access Memory)、４８…タイマ、４９…ＣＰＵ（Central Processing Unit）
【図１】
2011163156.tif 000010
【図２】
2011163156.tif 000011
【図３】
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【図４】
2011163156.tif 000013
【図５】
2011163156.tif 000014
【図６】
2011163156.tif 000015
【図７】
2011163156.tif 000016
【図８】
2011163156.tif 000017