(57)【要約】【課題】  噴射間隔が短く、コンデンサ４４の充電完了前にインジェクタ３が噴射を開始する場合であっても、目標噴射タイミングで燃料噴射を開始させるとともに、目標噴射量をインジェクタ３から噴射させる。【解決手段】  制御装置は、目標噴射タイミングで噴射を開始するための指令噴射タイミング、および目標噴射量を得るための指令噴射期間を求める。また、制御装置には、指令噴射タイミングa1、b1、c1の直前Ｓに、コンデンサ４４の充電電圧をモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける充電電圧を推定し、その推定値V1、V2、V3が規定値よりも低下している場合は、低下量に応じて指令噴射タイミングを早める補正を実施するとともに、低下量に応じて指令噴射期間を長くする補正を実施する。【選択図】  図１
2005171928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを蓄えるチャージ回路と、
このチャージ回路に蓄えられた電気エネルギーによって駆動されるアクチュエータと、  前記チャージ回路から前記アクチュエータに与える電気エネルギーを制御して、前記アクチュエータに所定の動作を実行させる制御装置と、
を備えるアクチュエータ駆動装置において、
前記制御装置は、前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に応じて前記アクチュエータに与える電気エネルギーを補正して、前記アクチュエータに所定の動作を実行させる補正手段を備えることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
電気エネルギーを蓄えるチャージ回路と、
このチャージ回路に蓄えられた電気エネルギーによって駆動されるアクチュエータ、このアクチュエータによって直接的あるいは間接的に開閉駆動される弁体を有し、この弁体の開閉によって高圧燃料を噴射するインジェクタと、
内燃機関の運転状態に応じた目標噴射タイミングを求め、この目標噴射タイミングに噴射を開始させるための指令噴射タイミングを求め、この指令噴射タイミングに前記チャージ回路から前記アクチュエータに電気エネルギーを与えて、前記目標噴射タイミングに前記インジェクタから燃料を噴射させる制御装置と、
を備える燃料噴射装置において、
前記制御装置は、前記指令噴射タイミングの直前に、前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて前記指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて前記指令噴射タイミングを補正して、前記目標噴射タイミングに前記インジェクタから燃料を噴射させる通電タイミング補正手段を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
電気エネルギーを蓄えるチャージ回路と、
このチャージ回路に蓄えられた電気エネルギーによって駆動されるアクチュエータ、このアクチュエータによって直接的あるいは間接的に開閉駆動される弁体を有し、この弁体の開閉によって高圧燃料を噴射するインジェクタと、
内燃機関の運転状態に応じた目標噴射量を求め、この目標噴射量を得るための指令噴射期間を求め、この指令噴射期間にわたって前記チャージ回路から前記アクチュエータに電気エネルギーを与えて、前記インジェクタから前記目標噴射量を噴射させる制御装置と、を備える燃料噴射装置において、
前記制御装置は、前記指令噴射期間の直前に、前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて前記指令噴射期間の開始時における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて前記指令噴射期間を補正して、前記インジェクタから前記目標噴射量を噴射させる噴射期間補正手段を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
電気エネルギーを蓄えるチャージ回路と、
このチャージ回路に蓄えられた電気エネルギーによって駆動されるアクチュエータ、このアクチュエータによって直接的あるいは間接的に開閉駆動される弁体を有し、この弁体の開閉によって高圧燃料を噴射するインジェクタと、
内燃機関の運転状態に応じた目標噴射タイミングを求め、この目標噴射タイミングに噴射を開始させるための指令噴射タイミングを求め、この指令噴射タイミングに前記チャージ回路から前記アクチュエータに電気エネルギーを与えて、前記目標噴射タイミングに前記インジェクタから燃料を噴射させるとともに、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標噴射量を求め、この目標噴射量を得るための指令噴射期間を求め、この指令噴射期間にわたって前記チャージ回路から前記アクチュエータに電気エネルギーを与えて、前記インジェクタから前記目標噴射量を噴射させる制御装置と、
を備える燃料噴射装置において、
前記制御装置は、
前記指令噴射タイミングの直前に、前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて前記指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて前記指令噴射タイミングを補正して、前記目標噴射タイミングに前記インジェクタから燃料を噴射させる通電タイミング補正手段を備えるとともに、
前記指令噴射期間の直前に、前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて前記指令噴射期間の開始時における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて前記指令噴射期間を補正して、前記インジェクタから前記目標噴射量を噴射させる噴射期間補正手段を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、一度の圧縮膨張行程内に複数回の噴射を行うマルチ噴射を実施するように前記チャージ回路から前記アクチュエータに与える電気エネルギーを制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記モニター値が規定値よりも低い時、その低下量に応じて前記指令噴射タイミングを早める制御を実行する、あるいは前記指令噴射期間を長くする制御を実行し、
逆に、前記モニター値が規定値よりも高い時、その上昇量に応じて前記指令噴射タイミングを遅らせる制御を実行する、あるいは前記指令噴射期間を短くする制御を実行することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記制御装置において、前記推定値に応じて補正する前記指令噴射タイミングの可変量、あるいは前記指令噴射期間の可変量は、
前記チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーが規定値よりも減少あるいは増加することによって生じる前記アクチュエータの応答時間変化分を補正する量に相当することを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーによって駆動されるアクチュエータを搭載するアクチュエータ駆動装置および燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来の技術）
アクチュエータ駆動装置および燃料噴射装置の一例を、図５を参照して説明する。
図５（ａ）に示すように、チャージ回路４１のコンデンサ４４に大きい電気エネルギー（高電圧）を蓄え、インジェクタ３の駆動時に、コンデンサ４４に蓄えた電気エネルギーと、定電流回路４２によって与えられる電気エネルギーとをインジェクタ３に搭載された電磁弁３２に与え、電磁弁３２の応答性を高めてインジェクタ３の応答性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この動作を図５を参照して説明する。
インジェクタ３を作動させるべく、図５中、指令噴射タイミングa1（インジェクタ３に指令信号を与えるタイミング）にてインジェクタ３の通電回路に配置された選択スイッチ４３をON（図５の例ではマルチスイッチング方式による通電方法を採用している）すると、コンデンサ４４に蓄えられた電気エネルギー、および定電流回路４２から与えられる電気エネルギーが、インジェクタ３に与えられ（図中、駆動電流a2参照）、インジェクタ３が目標噴射タイミングにて噴射を開始する。この時、スイッチ４７は、所定の駆動電流（ピーク電流）に到達したら、コンデンサ４４を切り離す。
この時、コンデンサ４４に蓄えられていた電気エネルギーがインジェクタ３に与えられるため、コンデンサ４４は放電して充電電圧が低下する（図中、放電a3参照）。
コンデンサ４４の充電電圧を制御する制御装置は、コンデンサ４４の充電電圧をモニターしており、コンデンサ４４の充電電圧が規定値（満充電電圧）より低下すると、コンデンサ４４の電圧が規定値となるようにチャージ回路４１中の充電回路４５を作動させる。この充電作動によって、コンデンサ４４の充電電圧が規定値へ上昇する（図中、充電a4参照）。
【０００４】
（従来の技術の不具合）  
近年、エンジン振動およびエンジン騒音の防止、排気ガスの浄化、エンジン出力と燃費を高い次元で両立させる目的で、１気筒当たり一度の圧縮膨張行程内（エンジントルクを発生させるための燃料噴射を実施する適切な期間内）に複数回の燃料噴射（マルチ噴射）を実行することが求められている。
マルチ噴射を実行しない場合は、噴射回数が少ないため、コンデンサ４４の放電後に充電する時間が十分ある。しかし、マルチ噴射を実行することにより、噴射と次の噴射の間隔が狭くなり、コンデンサ４４の充電電圧が規定値に達する前に、次の噴射が開始する場合が想定される。
【０００５】
上記の例を図５を参照して説明する。
指令噴射タイミングa1と、次の指令噴射タイミングb1との間隔が、ある程度離れていれば、指令噴射タイミングa1で実行されたコンデンサ４４の放電は、次の指令噴射タイミングb2までに充電される。
このため、指令噴射タイミングb1にて選択スイッチ４３をONすると、コンデンサ４４に蓄えられた電気エネルギー、および定電流回路４２から与えられる電気エネルギーが、インジェクタ３に与えられ（図中、駆動電流b2参照）、インジェクタ３は規定通りの噴射動作（所定の動作：この場合は目標噴射タイミングでの噴射開始と、目標噴射期間にわたる噴射の実行）を行う。
この時も、コンデンサ４４は放電して充電電圧が低下するため（図中、放電b3参照）、コンデンサ４４の電圧が規定値となるように充電動作が実行されて充電電圧が上昇する（図中、充電b4参照）。
【０００６】
しかし、指令噴射タイミングb1と、次の指令噴射タイミングc1との間隔が短く、先の充電電圧の上昇途中（図中、充電b4参照）に指令噴射タイミングc1になる場合が想定される。
その場合は、充電途中（満充電電圧に達する前）の指令噴射タイミングc1にて選択スイッチ４３がONされると、コンデンサ４４に蓄えられた「規定値に達しない電気エネルギー」と、定電流回路４２から与えられる電気エネルギーが、インジェクタ３に与えられることになる。即ち、インジェクタ３に与えられる電気エネルギー（図中、駆動電流c2参照）は、低下してしまう。
【０００７】
このように、インジェクタ３に与えられる電気エネルギーが低下すると、電磁弁３２の駆動力の低下による電磁弁３２の応答遅れによって実噴射タイミング（実際にインジェクタ３から燃料の噴射が開始される時期）が目標噴射タイミングよりも遅れてしまう。
また、実噴射タイミングが遅れると、実噴射期間（インジェクタ３が実際に燃料噴射する期間）が短くなり、目標噴射量を噴射できなくなってしまう。
【０００８】
一方、図５に示す従来技術のように、チャージ回路４１の他に、定電流回路４２を搭載するものでは、インジェクタ３に与えられる駆動電圧が規定値よりも低下した状態で、定電流回路４２の定電流スイッチ４６がONされると、定電流回路４２が電流を出力し始める時の電流の立ち上がりが変化してしまう。すると、この電流の立ち上がりの変化によっても、インジェクタ３に与えられる電気エネルギーが変化するため、インジェクタ３の応答性が変化し、実噴射タイミングおよび実噴射量が変化してしまう。
【０００９】
なお、上記の不具合を解決するために、コンデンサ４４の容量を大きくして、必要以上の電気エネルギーをコンデンサ４４に蓄える方法や、マルチ噴射の各噴射に対応できるようにコンデンサ４４を複数搭載することなどが考えられる。しかし、チャージ回路４１の体格が大型化するとともに、チャージ回路４１のコストが高価になってしまう。
【特許文献１】特開平７−７１６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１の目的は、アクチュエータに与えられる電気エネルギーが規定値より変動していても、アクチュエータに所定の動作を実行させることのできるアクチュエータ駆動装置の提供にある。
本発明の第２の目的は、インジェクタに与えられる電気エネルギーが規定値より変動していても、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させることのできる燃料噴射装置の提供にある。
本発明の第３の目的は、インジェクタに与えられる電気エネルギーが規定値より変動していても、目標噴射量と実噴射量を一致させることのできる燃料噴射装置の提供にある。  本発明の第４の目的は、インジェクタに与えられる電気エネルギーが規定値より変動していても、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させるとともに、目標噴射量と実噴射量を一致させることのできる燃料噴射装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用するアクチュエータ駆動装置の制御装置は、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に応じてアクチュエータに与える電気エネルギーを補正することにより、アクチュエータに与えられる電気エネルギーが規定値より変動していても、アクチュエータに所定の動作を実行させることができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射タイミングの直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射タイミングを補正して、目標噴射タイミングにインジェクタから燃料を噴射させるものである。  即ち、モニター値から推定されるチャージ回路の電気エネルギーに応じて指令噴射タイミングを補正して、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させるものである。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射期間の直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射期間の開始時（指令噴射タイミングと同じ）における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射期間を補正して、インジェクタから目標噴射量を噴射させるものである。
即ち、モニター値から推定されるチャージ回路の電気エネルギーに応じて指令噴射期間を補正して、目標噴射量と実噴射量を一致させるものである。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する燃料噴射装置は、上記請求項２と請求項３を組み合わせたものである。
つまり、燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射タイミングの直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射タイミングを補正して、目標噴射タイミングにインジェクタから燃料を噴射させるとともに、指令噴射期間の直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射期間の開始時（指令噴射タイミングと同じ）における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射期間を補正して、インジェクタから目標噴射量を噴射させるものである。
即ち、モニター値から推定されるチャージ回路の電気エネルギーに応じて指令噴射タイミングと指令噴射期間の双方を補正して、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させるとともに、目標噴射量と実噴射量を一致させるものである。
【００１５】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する燃料噴射装置の制御装置は、一度の圧縮膨張行程内に複数回の噴射を行うマルチ噴射を実施するようにチャージ回路からアクチュエータに与える電気エネルギーを制御するものである。
マルチ噴射により、噴射と次の噴射の間隔が短く、インジェクタに与えられる電気エネルギーが規定値に満たない場合であっても、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させたり、目標噴射量と実噴射量を一致させたりできる。
【００１６】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する燃料噴射装置の制御装置は、モニター値が規定値よりも低い時、その低下量に応じて指令噴射タイミングを早める制御を実行する、あるいは指令噴射期間を長くする制御を実行する。逆に、モニター値が規定値よりも高い時、その上昇量に応じて指令噴射タイミングを遅らせる制御を実行する、あるいは指令噴射期間を短くする制御を実行するものである。
【００１７】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する燃料噴射装置の制御装置において、推定値に応じて補正する指令噴射タイミングの可変量、あるいは指令噴射期間の可変量は、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーが規定値よりも減少あるいは増加することによって生じるアクチュエータの応答時間変化分を補正する量に相当するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔最良の形態１〕
アクチュエータ駆動装置の制御装置は、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に応じてアクチュエータに与える電気エネルギーを補正して、アクチュエータに所定の動作を実行させる補正手段を備える。
【００１９】
〔最良の形態２〕
燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射タイミングの直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射タイミングを補正して、目標噴射タイミングにインジェクタから燃料を噴射させる通電タイミング補正手段を備える。
【００２０】
〔最良の形態３〕
燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射期間の直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射期間の開始時における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射期間を補正して、インジェクタから目標噴射量を噴射させる噴射期間補正手段を備える。
【００２１】
〔最良の形態４〕
燃料噴射装置の制御装置は、指令噴射タイミングの直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射タイミングを補正して、目標噴射タイミングにインジェクタから燃料を噴射させる通電タイミング補正手段を備えるとともに、指令噴射期間の直前に、チャージ回路に蓄えられた電気エネルギーをモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射期間の開始時における電気エネルギーを推定し、その推定値に基づいて指令噴射期間を補正して、インジェクタから目標噴射量を噴射させる噴射期間補正手段を備える。
【実施例１】
【００２２】
本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した実施例１を図１〜図４を参照して説明する。まず、コモンレール式燃料噴射装置の構成を図３を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジン（以下、エンジン）１に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール２、インジェクタ３、サプライポンプ４、制御装置５等から構成される。
エンジン１は、吸入・圧縮・爆発・排気の各工程を連続して行う気筒を複数備えたものであり、図３では一例として４気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数のエンジンであっても良い。
【００２３】
コモンレール２は、インジェクタ３に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ４の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ３からのリーク燃料は、リーク配管（燃料還流路）７を経て燃料タンク８に戻される。
また、コモンレール２から燃料タンク８へのリリーフ配管（燃料還流路）９には、プレッシャリミッタ１１が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１１は圧力安全弁であり、コモンレール２内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール２の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
【００２４】
インジェクタ３は、エンジン１の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール２より分岐する複数の高圧燃料配管１０の下流端に接続されて、コモンレール２に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。
インジェクタ３の具体的な一例を図４を参照して説明する。
インジェクタ３は、制御室（背圧室）３１の圧力を電磁弁３２で制御し、制御室３１の圧力によってニードル（弁体に相当する）３３を駆動する電磁燃料噴射弁である。電磁弁３２は、電磁ソレノイド３２ａとバルブ（可動子）３２ｂとから構成されるもので、アクチュエータに相当する。
【００２５】
このインジェクタ３は、電磁弁３２の電磁ソレノイド３２ａに噴射信号（パルス信号：図１中、a2、b2、c2参照）が与えられると、バルブ３２ｂがリフトアップを開始する。すると、アウトオリフィス３４が開いて、インオリフィス３５で減圧された制御室３１の圧力が低下を開始する。
制御室３１の圧力が開弁圧以下まで低下すると、ニードル３３が上昇を開始する。ニードル３３がノズルシート３６から離座すると、ノズル室３７と噴孔３８とが連通し、ノズル室３７に高圧供給された燃料が噴孔３８から噴射する。
【００２６】
電磁弁３２の電磁ソレノイド３２ａに与えられている噴射信号（パルス信号）が停止すると、バルブ３２ｂがリフトダウンを開始する。そして、バルブ３２ｂがアウトオリフィス３４を閉じると、制御室３１の圧力が上昇を開始する。制御室３１の圧力が閉弁圧以上まで上昇すると、ニードル３３が下降を開始する。
ニードル３３が下降して、ニードル３３がノズルシート３６に着座すると、ノズル室３７と噴孔３８の連通が遮断されて、噴孔３８からの燃料噴射が停止する。
【００２７】
サプライポンプ４は、コモンレール２へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料をサプライポンプ４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール２へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフト１２によって駆動される。なお、このカムシャフト１２は、図３に示されるように、エンジン１のクランク軸１３等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ４には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整する吸入調量弁（図示しない）が搭載されており、この吸入調量弁が制御装置５によって調整されることにより、コモンレール圧が調整されるようになっている。
【００２８】
制御装置５は、各種の演算を行ってエンジン制御のための指令信号を出力するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）と、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路を搭載したＥＤＵ（エレクトリック・ドライブ・ユニットの略）とを搭載する。なお、図３では、１つの制御装置５の内部にＥＣＵとＥＤＵを搭載する例を示すが、ＥＣＵとＥＤＵを別々に搭載して制御装置５を構成しても良い。
【００２９】
ＥＣＵは、制御演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、スタンバイＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータであり、センサ類の信号（エンジンパラメータ：乗員の運転状態、エンジン１の運転状態等に応じた信号）に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、ＥＣＵに接続されるセンサ類は、図３に示すように、アクセル開度を検出するアクセルセンサ２１、エンジン回転数を検出する回転数センサ２２、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ２３、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサ２４、およびその他のセンサ類２５がある。
【００３０】
ＥＤＵのインジェクタ駆動回路の要部構成を図１（ａ）を用いて説明する。
この実施例のインジェクタ駆動回路は、チャージ回路４１、定電流回路４２、各インジェクタ３の選択スイッチ（気筒スイッチ）４３を備え、インジェクタ３の駆動時（選択スイッチ４３のON時）に、チャージ回路４１のコンデンサ４４に蓄えた電気エネルギーをインジェクタ３（具体的には、電磁弁３２）に与え、インジェクタ３の応答性（具体的には、インジェクタ３に搭載される電磁弁３２の応答性）を向上させるようになっている。
【００３１】
チャージ回路４１は、バッテリ電圧を昇圧させて高電圧を発生させる充電回路４５と、この充電回路４５で発生した高電圧を蓄えるコンデンサ４４とを備える。
ここで、制御装置５は、コンデンサ４４の充電電圧をモニターするように設けられており（モニター回路は図示しない）、コンデンサ４４の充電電圧が規定値（予め設定された満充電電圧）より低下すると、コンデンサ４４の電圧が規定値となるようにチャージ回路４１中の充電回路４５を作動させて、コンデンサ４４の充電電圧を規定値へ上昇させるように設けられている。
定電流回路４２は、所定の電流値を発生させる回路を用いても良いし、バッテリと直接接続する回路であっても良い。
【００３２】
［実施例１の特徴］
本発明にかかるインジェクタ制御について説明する。
この実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、エンジン１の運転状態に応じて１度の圧縮膨張行程中に複数回の燃料噴射（マルチ噴射）を実施可能に設けられており、マルチ噴射を実施することにより、エンジン振動の防止、エンジン騒音の防止、排気ガスの浄化、エンジン出力と燃費を高い次元で両立するようになっている。制御装置５のＥＣＵは、燃料の各噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラム（マップ等）と、ＲＡＭに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、インジェクタ３の駆動制御を実行する。
【００３３】
制御装置５のＥＣＵは、インジェクタ３の駆動制御のプログラムとして、噴射タイミング算出機能と、噴射期間算出機能とを備える。
噴射タイミング算出機能は、現運転状態に応じた目標噴射タイミングを求め、この目標噴射タイミングに噴射を開始させるための指令噴射タイミングを求め、この指令噴射タイミングにおいてＥＤＵに噴射開始信号（具体的にはインジェクタ信号の立ち上がり：インジェクタ信号はインジェクタ３を動作させるための信号であり、信号ONでインジェクタ作動、信号OFF でインジェクタ停止を行わせる信号である）を発生する制御プログラムである。
噴射期間算出機能は、現運転状態に応じた目標噴射量を求め、その目標噴射量を得るための指令噴射期間を求め、この指令噴射期間にわたって噴射を実行させる噴射継続信号（具体的にはインジェクタ信号）を発生する制御プログラムである。
【００３４】
一方、制御装置５のＥＤＵは、ＥＣＵからインジェクタ信号（信号ONの立ち上がりが上述した噴射開始信号、信号ONの継続時間が上述した噴射継続信号）が与えられている期間にわたり、定電流回路４２の定電流スイッチ４６をONするとともに、噴射するインジェクタ３の回路上に配置された選択スイッチ４３を高速でスイッチングするものである。
このように設けられることにより、ＥＣＵからＥＤＵにインジェクタ信号が与えられると、先ず、主にチャージ回路４１のコンデンサ４４に蓄えられた大きな電気エネルギー（高電圧）が電磁弁３２に与えられるため、高い応答性でインジェクタ３が燃料噴射を開始し、その後、駆動電流のピークが所定の電流値に達すると、スイッチ４７をOFF し、コンデンサ４４を切り離すとともに、インジェクタ信号が与えられている期間にわたり、主に定電流回路４２から与えられる定電流が電磁弁３２に与えられてインジェクタ３の開弁が継続される（図１中、駆動電流a2、b2、c2参照）。
【００３５】
この実施例では、上述したように、マルチ噴射を実行するため、噴射と次の噴射の間隔が狭くなり、コンデンサ４４の充電電圧が規定値に達する前に、次の噴射が開始する場合が想定される。
このことを、図１（ｂ）を参照して説明する。なお、図１において、図５と同一符号は同一機能を示すものである。
指令噴射タイミングa1と、次の指令噴射タイミングb1との間隔が、ある程度離れていれば、指令噴射タイミングa1で実行されたコンデンサ４４の放電は、次の指令噴射タイミングb2までに充電される。このため、インジェクタ３は規定通りの噴射動作（所定の動作に相当する：目標噴射タイミングでの噴射開始と、目標噴射期間にわたる噴射の実行）を行う。
【００３６】
しかし、指令噴射タイミングb1と、次の指令噴射タイミングc1との間隔が短く、先の充電電圧の上昇途中（図中、充電b4参照）に指令噴射タイミングc1になると、充電途中の指令噴射タイミングc1にて選択スイッチ４３がONされる。このとき、コンデンサ４４の充電電圧は規定値に達していないため、インジェクタ３に与えられる電気エネルギー（図中、駆動電流c2参照）が低下してしまう。すると、インジェクタ３（具体的には電磁弁３２）の応答遅れが生じて開弁時間に遅れが生じる。即ち、実噴射タイミングが目標噴射タイミングよりも遅れてしまう。
また、実噴射タイミングが遅れると、実噴射期間が短くなり、目標噴射量を噴射できなくなってしまう。
【００３７】
上記の不具合を解決するために、この実施例では、噴射タイミング算出機能および噴射期間算出機能には、次の補正手段が設けられている。
噴射タイミング算出機能には、指令噴射タイミング（図１中、a1、b1、c1参照）の直前（例えば、数十μｓｅｃ前：図１中サンプリング時Ｓ参照）に、チャージ回路４１に蓄えられた電気エネルギー（コンデンサ４４の充電電圧）をモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミングにおける電気エネルギー（充電電圧）を推定し、その推定値（図１中、V1、V2、V3参照）に基づいて指令噴射タイミング（インジェクタ信号の発生時期）を補正して、目標噴射タイミングにインジェクタ３から燃料を噴射させる通電タイミング補正手段が設けられている。
具体的に通電タイミング補正手段は、推定値（推定電圧）が規定値（満充電電圧）よりも低い時、その低下量に応じて指令噴射タイミング（インジェクタ信号の開始時期）を早める制御を実行するものであり、推定値に応じて補正する指令噴射タイミングの可変量は、コンデンサ４４に蓄えられた電気エネルギー（充電電圧）が規定値よりも低下することによって生じるインジェクタ３（具体的には電磁弁３２）の応答時間変化分を補正する量に相当する。
【００３８】
ここで、コンデンサ４４の充電電圧の上昇特性（充電の傾き）は、バッテリ電圧に依存している。そこで、制御装置５は、モニター値の読み取り時（図１中、Ｓ参照）に、バッテリ電圧を図示しないバッテリ電圧検出手段で読み取り、そのバッテリ電圧に基づく充電電圧の上昇特性と、モニター値の読み取り時（図１中、Ｓ参照）から指令噴射タイミングまでの間隔に基づき、モニター値から推定値（推定電圧）をマップや演算式を用いて求めている。
【００３９】
また、噴射期間算出機能には、指令噴射タイミング（図１中、a1、b1、c1参照）の直前（図１中、Ｓ参照）で求めた推定値（図１中、V1、V2、V3参照）に基づいて指令噴射期間を補正して、インジェクタ３から目標噴射量を噴射させる噴射期間補正手段が設けられている。
具体的に噴射期間補正手段は、推定値（推定電圧）が規定値（満充電電圧）よりも低い時、その低下量に応じて指令噴射期間（インジェクタ信号の発生期間）を長くする制御を実行するものであり、推定値に応じて補正する指令噴射期間の可変量は、コンデンサ４４に蓄えられた電気エネルギー（充電電圧）が規定値よりも低下することによって生じるインジェクタ３（具体的には電磁弁３２）の応答時間変化分を補正する量に相当する。
【００４０】
噴射タイミング算出機能および噴射期間算出機能を設けたことにより、噴射と次の噴射の間隔が狭く、コンデンサ４４の充電電圧が規定値に達する前に、次の噴射が開始する場合の具体的な作動を図１（ｂ）を参照して説明する。
指令噴射タイミングb1と、次の指令噴射タイミングc1との間隔が短く、先の充電電圧の上昇途中（図中、充電b4参照）に指令噴射タイミングc1になる場合、指令噴射タイミングc1の直前（図１中、サンプリング時Ｓ参照）において、コンデンサ４４の電気エネルギー（充電電圧）をモニターし、そのモニター値に基づいて指令噴射タイミング（＝指令噴射期間の開始時）における電気エネルギー（充電電圧）を推定する。そして、その推定値V3（推定電圧）に基づいて、指令噴射タイミングc1を補正後の指令噴射タイミングc1’に変更するとともに、指令噴射期間αを補正後の指令噴射期間α’に変更する。
【００４１】
上記の作動を図２を参照して説明する。なお、この図２の作動説明では、わかり易く説明することを主目的として、目標噴射量から目標噴射期間（目標となるインジェクタ３の噴射期間）を求め、その目標噴射期間を得るための指令噴射期間を求める例を示すが、目標噴射量から直接的に指令噴射期間を求めても良い。
【００４２】
運転状態に応じて求められた目標噴射タイミングがｄ1 、目標噴射量に対応した目標噴射期間がｅ1 であった場合、制御装置５のＥＣＵは、マップ等を用いて目標噴射タイミングｄ1 に応じた指令噴射タイミングｄ2 を求めるとともに、目標噴射期間ｅ1 に応じた指令噴射期間ｅ2 を求める。
そして、指令噴射タイミングｄ2 になると、指令噴射期間ｅ2 にわたって燃料噴射を行うインジェクタ３の回路上にある選択スイッチ４３をON（具体的には高速断続）し、インジェクタ３に電気エネルギーを与える。
【００４３】
コンデンサ４４に蓄えられる電気エネルギー（電圧値）が規定値であれば、図２（ａ）の実線Ａに示すように、目標噴射タイミングｄ1 で噴射を開始するとともに（目標噴射タイミングｄ1 と実噴射タイミングｄ3 の一致）、目標噴射期間ｅ1 にわたって噴射を実行する（目標噴射期間ｅ1 と実噴射期間ｅ3 の一致）。
【００４４】
しかし、コンデンサ４４に蓄えられる電気エネルギー（電圧値）が規定値より低下していると、本発明の補正を適用しない場合、電磁ソレノイド３２ａによるバルブ３２ｂの駆動力が低下して電磁弁３２に応答遅れが生じ、結果的にインジェクタ３に応答遅れが生じてしまうため、図２（ｂ）の実線Ｂ（破線Ａは正常時）に示すように、実噴射タイミングｄ3 が目標噴射タイミングｄ1 よりも遅れてしまう。また、実噴射タイミングｄ3 の遅れにより、実噴射期間ｅ3 が目標噴射期間ｅ1 よりも短くなってしまい、目標噴射量を噴射できなくなってしまう。
【００４５】
上記に対し、コンデンサ４４に蓄えられる電気エネルギー（電圧値）が規定値より低下していても、本発明の補正技術を適用することにより、補正前の指令噴射タイミングｄ2 が早められて、補正された指令噴射タイミングｄ2 ’に変更され、図２（ｃ）の実線Ｃ（破線Ｂは不具合発生時）に示すように、インジェクタ３の応答遅れ分が補正され、結果的に目標噴射タイミングｄ1 で噴射を開始できる。
また、補正前の指令噴射期間ｅ2 が長く補正された指令噴射期間e2’に変更され、インジェクタ３の応答遅れ分が補正され、結果的に目標噴射期間ｅ1 にわたって噴射が実行され、目標噴射量が噴射される。
【００４６】
上記で示したように、本発明が適用されたコモンレール式燃料噴射装置は、指令噴射タイミングの直前で求めた推定値に基づいて、指令噴射タイミングと指令噴射期間の双方を補正することにより、インジェクタ３の応答遅れ分を補正して、目標噴射タイミングと実噴射タイミングを一致させるとともに、目標噴射量と実噴射量を一致させることができる。
即ち、チャージ回路４１からアクチュエータ（この実施例では電磁弁３２）に与える電気エネルギーが規定値より変動していても、アクチュエータに所定の動作を実行させることができる。
【００４７】
［変形例］
上記の実施例では、アクチュエータの一例として、電磁ソレノイド３２ａによってバルブ３２ｂ（可動子の一例）を駆動する例を示したが、磁歪素子によって駆動子を駆動するアクチュエータを用いたり、圧電素子（ピエゾ素子）によって駆動子を駆動するアクチュエータを用いるなど、他のアクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、電磁弁３２（アクチュエータの一例）で制御室３１の圧力を制御して、その制御室３１の圧力変化によってニードル３３を駆動するインジェクタ３を例に示したが、アクチュエータ（電磁アクチュエータ、磁歪素子を用いたアクチュエータ、圧電素子を用いたアクチュエータ）がニードル（弁体）３３を直接的に駆動するインジェクタを用いても良い。
【００４８】
上記の実施例では、チャージ回路４１からアクチュエータに与えられる電気エネルギーの一例として充電電圧の大きさに基づいて、アクチュエータの動作が所定の動作を行うように補正する例を示したが、チャージ回路４１からアクチュエータに与えられる電流値の大きさに基づいて、アクチュエータの動作が所定の動作を行うように補正しても良い。
【００４９】
上記の実施例では、チャージ回路４１からアクチュエータに与えられる電気エネルギーが、規定値よりも小さい場合に、アクチュエータの作動開始時期を早め、アクチュエータの動作期間を長くする補正を実施する例を示したが、チャージ回路４１からアクチュエータに与えられる電気エネルギーが、規定値よりも大きい場合に、アクチュエータの作動開始時期を遅らせたり、アクチュエータの動作期間を短くする補正を実施するように設けても良い。
【００５０】
上記の実施例では、本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した例を示したが、コモンレールを用いない燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。つまり、ディーゼルエンジン以外の例えばガソリンエンジン等に用いられる燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。
また、本発明をインジェクタ３の制御に適用した例を示したが、インジェクタ３以外のアクチュエータの制御に本発明を適用して、チャージ回路４１からアクチュエータに与えられる電気エネルギーの大きさに基づいて、アクチュエータの動作が所定の動作を行うように補正しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】制御装置の要部回路図、および充電電圧と駆動波形を示すタイムチャートである（実施例１）。
【図２】目標噴射タイミング、指令噴射タイミング、実噴射タイミングおよび目標噴射期間、指令噴射期間、実噴射期間の説明図である。
【図３】コモンレール式燃料噴射装置の概略図である。
【図４】インジェクタの概略断面図である。
【図５】制御装置の要部回路図、および充電電圧と駆動波形を示すタイムチャートである（従来例）。
【符号の説明】
【００５２】
１  エンジン（内燃機関）
２  コモンレール（インジェクタに供給される高圧燃料を蓄える蓄圧室）
３  インジェクタ
５  制御装置
３２  電磁弁（アクチュエータ）
３３  ニードル（弁体）
４１  チャージ回路
４４  コンデンサ
【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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