JP2009162114A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁へのパルス幅であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【解決手段】燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、内燃機関の運転状態と燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力とから、燃料噴射弁を開弁駆動する駆動パルス幅を算出する。燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、開弁指令がオンし、高電圧源から燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を燃料噴射弁に供給した後放電して、燃料噴射弁が開弁状態を維持できる小さい保持電流Ｉｈ２を低電圧源から供給するとともに、開弁電流を供給した後、保持電流Ｉｈ２の値に到達するまで間に、開弁指令がオンしてから、予め設定した急速放電開始時間Ｔｓｙの経過後に、保持電流Ｉｈ２まで急速に放電する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、最小燃料噴射量を改善できる内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関には、運転状態に応じて適切な燃料噴射量の演算を行い、燃料を供給する燃料噴射弁を駆動させる燃料噴射制御装置が備えられている。燃料噴射弁は、内蔵されているコイルに噴射弁が開弁及び開弁状態を保持できる電流を流すことによって発生する磁気力によって燃料噴射弁を構成している弁体の開閉を行い、該開弁期間に応じた燃料の噴射を行う。噴射される燃料量は、主に燃料の圧力と燃料噴射弁の噴口部の雰囲気圧力との差圧、及び弁体を開状態に維持し、燃料が噴射されている時間により決定される。従って、適切な量の燃料噴射行うには、燃料の圧力に応じて燃料噴射弁の開弁を維持する時間を設定すると共に、弁体の開閉動作を迅速かつ精度良く行う必要がある。

しかしながら、燃料噴射弁へ通電を終了してから実際に弁体が閉弁するまでには、電流回路の応答遅れなどにより、弁体の閉動作には遅れが伴う。従来、これらの応答遅れを考慮して燃料噴射弁への通電時間の設定（無効パルス幅として予め、噴射パルス演算に補正を加える）を行うことが一般的に行われている。

あるいは、燃料噴射弁を開弁する為の高い電流（以下、「開弁電流」と称す）から開弁状態を保持する為の低い電流（以下、「保持電流」と称す）に供給電流を切替える際に、開弁電流を急速放電する事で電流回路の応答遅れを最小限に留める方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、燃料圧力に応じて燃料噴射弁の開弁力を強化する為に、開弁電流のピークに到達し、当該ピーク電流を供給する時間を可変設定し、燃料噴射弁のパルス幅が短い場合に、開弁電流のピーク電流保持時間を短くする事で、燃料噴射弁へ通電を終了する際に、燃料噴射弁を保持電流となるようにする事で電流回路の応答遅れを安定させる方法が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。

特許第３５６２１２５号公報 特開２００３−６５１２９号公報 特許第３７６８７２３号公報

近年、燃料消費率低減の観点から内燃機関のアイドル回転数の低下が求められ、燃料噴射弁から噴射可能な最小量に対する要求は低下傾向にある。同じく、燃料消費率低減のため、内燃機関の出力が不要な場合に燃料の噴射を行わない燃料カットを行う機会が増加し、併せて燃料の噴射を再開する頻度も増加している。燃料噴射を再開する際には無負荷相当の少ない燃料量を噴射する必要がある。また出力の増加や排気性能の向上を目的として、分割噴射が行われている。これは本来１回の噴射に必要な燃料を複数回に分割して、適切な時期に噴射することで内燃機関の性能を向上させようとするもので、１回当たりの燃料噴射量を少なくすることが求められる場合がある。

このように内燃機関の性能向上の要求に伴い、少量の燃料噴射が可能な燃料噴射弁、燃料噴射装置が求められている。少量の燃料噴射を行う場合、燃料噴射弁の開弁を維持する時間を小さくする必要があり、その際には燃料噴射弁の開弁維持時間に対して、弁体が開弁状態から閉弁状態に至るまでに占める時間（以下、「閉弁遅れ」と称す）の割合が大きくなる。よって、この閉弁遅れの誤差は、噴射量の精度に直接大きな影響を与えることになる。また、この開弁遅れは、電流回路の応答遅れによって変化する。このため、燃料噴射弁へ通電を終了するタイミングで、燃料噴射弁に流れている電流値の状態により燃料噴射弁の閉弁遅れのばらつき要因となり、内燃機関の性能向上を妨げていた。

特許文献１，２，３記載の方法は、いずれも、開弁遅れや閉弁遅れの解消には有効であるが、さらに、最小燃料噴射量を少なくしたい場合には、十分なものでなかった。

本発明の目的は、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間（パルス幅）であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃焼室内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出する燃料圧力センサとを有する内燃機関に用いられ、内燃機関の運転状態と前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力とから、前記燃料噴射弁を開弁駆動する駆動パルス幅を算出して、前記燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁の制御装置であって、開弁指令がオンし、高電圧源から燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電して、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる小さい保持電流Ｉｈ２を低電圧源から供給するとともに、前記開弁電流を供給した後、前記保持電流Ｉｈ２の値に到達するまで間に、前記開弁指令がオンしてから、予め設定した急速放電開始時間Ｔｓｙの経過後に、前記保持電流Ｉｈ２まで急速に放電する駆動波形指令部を備えるようにしたものである。
かかる構成により、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間（パルス幅）であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを可変するものであり、前記駆動パルス幅が短い程、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを短くし、また、前記燃料の圧力が低い程、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを短くするようにしたものである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記急速放電開始時間Ｔｓｙの最小値を、前記開弁指令がオンし、前記開弁電流が所定のピーク電流に到達するまでの時間よりも長くするようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電開始する時のピーク電流Ｉｐａを可変するものであり、前記駆動パルス幅が短い程、前記ピーク電流Ｉｐａを大きくし、また、前記燃料の圧力が低い程、前記ピーク電流Ｉｐａを小さくするようにしたものである。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを可変するものであり、前記駆動パルス幅が短い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを高くし、また、前記燃料の圧力が低い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを低くするようにしたものである。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記開弁指令がオンする前に、前記燃料噴射弁の弁体が作動するよりも小さい励磁電流Ｉｐｒを前記燃料噴射弁にプリチャージするようにしたものである。

（７）また、上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃焼室内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出する燃料圧力センサとを有する内燃機関に用いられ、内燃機関の運転状態と前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力とから、前記燃料噴射弁を開弁駆動する駆動パルス幅を算出して、前記燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁の制御装置であって、開弁指令がオンし、高電圧源から燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電して、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる小さい第１の保持電流Ｉｈ１を低電圧源から供給した後、前記第１の保持電流Ｉｈ１よりも小さく、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる第２の保持電流Ｉｈ２を低電圧源から供給するとともに、前記開弁指令がオンしてから、前記第１の保持電流Ｉｈ１を供給する保持時間Ｔｈｏｌｄ１を可変する駆動波形指令部を備えるようにしたものである。
かかる構成により、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間（パルス幅）であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

（８）上記（７）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を可変するものであり、前記駆動パルス幅が短い程、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くし、また、前記燃料の圧力が低い程、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くするようにしたものである。

（９）上記（７）において、好ましくは、前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを可変するものであり、前記駆動パルス幅が短い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを高くし、また、前記燃料の圧力が低い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを低くするようにしたものである。

本発明によれば、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁へのパルス幅であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成図である。

エンジン１には、ピストン２、吸気弁３、排気弁４が備えられる。吸気は、空気流量計（ＡＦＭ）２０を通過してスロットル弁１９に入り、分岐部であるコレクタ１５より吸気管１０、吸気弁３を介してエンジン１の燃焼室２１に供給される。燃料は、燃料タンク２３から低圧燃料ポンプ２４によって内燃機関へと供給され、さらに高圧燃料ポンプ２５によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。高圧燃料ポンプ２５によって昇圧された燃料は、燃料噴射弁５から、エンジン１の燃焼室２１に噴射供給され、点火コイル７、点火プラグ６で点火される。燃料噴射弁５は、燃料噴射弁のコイルへ励磁電流を供給することで弁体を作動させ、直接内燃機関の燃焼室内に燃料噴射を行うものである。燃料の圧力は、燃料圧力センサ２６によって計測される。

燃焼後の排気ガスは、排気弁４を介して排気管１１に排出される。排気管１１には、排気ガス浄化のための三元触媒１２が備えられている。ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）９には、燃料噴射制御装置２７が内蔵され、エンジン１のクランク角度センサ１６の信号、ＡＦＭ２０の空気量信号、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１３の信号、アクセル開度センサ２２のアクセル開度、燃料圧力センサ２６等の信号が入力される。ＥＣＵ９は、アクセル開度センサ２２の信号からエンジンへの要求トルクを算出するとともに、アイドル状態の判定等を行う。ＥＣＵ９には、クランク角度センサ１６の信号からエンジン回転数を演算する回転数検出手段と、水温センサ８から得られる内燃機関の水温とエンジン始動後の経過時間等から三元触媒１２が暖機されて状態であるかを判断する暖気判定手段が備えられている。

また、ＥＣＵ９は、エンジン１に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号をスロットル弁１９に出力する。また、ＥＣＵ９は、燃料噴射制御装置２７は吸入空気量に応じた燃料量を算出して、燃料噴射弁５に燃料噴射信号を出力し、点火プラグ６に点火信号を出力する。

排気管１１とコレクタ１５との間は、ＥＧＲ通路１８により接続されている。ＥＧＲ通路１９の途中には、ＥＧＲ弁１４が備えられている。ＥＧＲ弁１４の開度は、ＥＣＵ９によって制御され、必要に応じて、排気管１１の中の排気ガスが、吸気管１０に還流される。

次に、図２を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を示すブロック回路図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

燃料噴射制御装置２７は、高電圧生成回路２７ａと、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂと、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃと、駆動回路２７ｄとを備えている。

高電圧生成回路２７ａは、内燃機関のバッテリの電源の電圧ＶＢを元に、燃料噴射弁の開弁に必要な高電源電圧を生成する。高電圧生成回路２７ａとしては、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることができる。高電源電圧は、駆動回路２７ｄにより、高電源電圧の生成の為の指令により、所望の電源電圧を生成する。バッテリ電圧ＶＢが１４Ｖのとき、高電圧生成回路２７ａが生成する高電圧は、例えば、６０Ｖである。なお、これ以上の高電圧を生成することもできる。

高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂは、高圧側スイッチング素子ＴＲ１と、低圧側スイッチング素子ＴＲ２とを備えている。高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂは、駆動回路２７ｄからの指令に応じて、燃料噴射弁５に対し、高電源電圧とバッテリ電源である低電源電圧の何れかを選択し、供給する。燃料噴射弁５の閉弁から開弁する際には、高電源電圧を供給することで開弁に必要な開弁電流を流し、燃料噴射弁の開弁状態を維持する場合には、電源電圧をバッテリ電圧に切替えて、保持電流を流す。なお、高電圧生成回路２７ａと高圧側スイッチング素子ＴＲ１との間、及びバッテリ電圧ＶＢと低圧側スイッチング素子ＴＲ２との間には、それぞれ、逆流防止用ダイオードが接続されている。

低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃは、下流側スイッチング素子ＴＲ３と、シャント抵抗ＳＲを備えている。低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂと同様に、駆動回路２７ｄからの指令に応じて、燃料噴射弁５に駆動電流を流す為の燃料噴射弁の下流に設けた駆動回路である。下流側スイッチング素子ＴＲ３は、電流還流のための寄生ダイオードＲＤ２を有している。シャント抵抗ＳＲは、燃料噴射弁５に流れる電流Ｉｉｎｊを検出するために備えられる。シャント抵抗ＳＲの両端電圧は、駆動回路２７ｄに取り込まれる。

また、高圧側スイッチング素子ＴＲ１と下流側スイッチング素子ＴＲ３との間には、還流ダイオードＲＤ２を備えている。

高電圧生成回路２７ａ，高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂ，低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃは、駆動回路２７ｄにより駆動制御されて、燃料噴射弁５に所望の駆動電源及び駆動電流を流す。駆動回路２７ｄの駆動期間（燃料噴射弁への通電時間）及び駆動電源電圧値、駆動電流値は、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａ及び燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂにて算出された指令により、制御される。

燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、燃料噴射弁パルス幅ＴＩの信号を、駆動回路２７ｄ及び燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂに出力する。燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、燃料噴射弁パルス幅ＴＩの信号に基づいて、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１，第２保持時間Ｔｈｏｌｄ２，第１保持電流Ｉｈ１，第２保持電流，ピーク電流Ｉｐ，急速放電開始時間Ｔｓｙ，高電圧指令ＶＨＶなどを出力する。これらの各時間，各電流については、図３以降を用いて後述する。なお、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、プリチャージ期間の情報Ｔｐｒを出力することもある。この場合、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、マイナスプリチャージ期間−Ｔｐｒを出力する。

次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作について説明する。
図３及び図４は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図３は、燃料噴射パルス幅が長い場合の動作を示している。図４は、燃料噴射パルス幅が短い場合の動作を示している。図４では、横軸の時間を、図３よりも拡大して図示している。

最初に、図３を用いて、燃料噴射パルス幅が長い場合の動作について説明する。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）の横軸は時間を示している。図３（Ａ）の縦軸は、図２の燃料噴射弁パルス幅演算部９ａにより算出され、その演算値に基づいて、駆動回路２７ｄに出力するパルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを示している。図３（Ｂ）の縦軸は、図２の燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂにより算出され、その演算値に基づいて、駆動回路２７ｄに出力する第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを示している。図３（Ｃ）の縦軸は、図２のシャント抵抗ＳＲによって検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊを示している。図３（Ｄ）の縦軸は、図２の燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖを示している。図３（Ｅ）の縦軸は、図２の駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔを示している。図３（Ｆ）の縦軸は、図２の駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂを示している。図３（Ｇ）の縦軸は、図２の駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌを示している。

図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを出力することで、開弁指令がオンする。ここで、本実施形態において、燃料噴射パルス信号のパルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓから５ｍｓの範囲で可変なものとする。燃料噴射パルス幅が長い場合とは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．８ｍｓから５ｍｓの範囲の場合である。

また、時刻ｔ０には、図３（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを出力する。なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、例えば、０．６ｍｓ以上で、燃料噴射パルス幅ＴＩに応じて可変している。すなわち、燃料噴射パルス幅ＴＩが短いほど、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くしている。

時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図３（Ｅ）に示すように、駆動回路２７ｄは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオンし、また、図３（Ｇ）に示すように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンする。これによって、高電圧生成回路２７ａからの高電圧が燃料噴射弁５に供給され、図３（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れる。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが増加し、燃料噴射弁５を開弁するに必要な電流に達すると、図３（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。

時刻ｔ１において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁に必要な高いピーク電流Ｉｐに達したことを検出すると、図３（Ｅ）に示すように、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオフする。これにより、図３（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが減少する。なお、ピーク電流Ｉｐは、例えば、１０Ａである。

時刻ｔ２において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された第１ホールド電流Ｉｈ１に達したことを検出すると、図３（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第１ホールド電流Ｉｈ１を維持するように制御する。

第１ホールド電流Ｉｈ１は、燃料噴射弁５が開弁状態を十分に維持できる比較的高い励磁電流（保持電流）であり、後述の第２ホールド電流Ｉｈ２よりは大きく、例えば、４Ａである。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊをピーク電流Ｉｐまで流すことで、燃料噴射弁にかかる高い燃圧の環境下であっても、燃料噴射弁内のバルブは確実に開弁することができ、また、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊを比較的高い第１ホールド電流Ｉｈ１に維持することで、燃料噴射弁にかかる高い燃圧の環境下であっても、燃料噴射弁内のバルブは開弁状態に保持される。

次に、時刻ｔ３において、図３（Ｂ）に示す第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃがオフすると、駆動回路２７ｄは、図３（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第２ホールド電流Ｉｈ２を維持するように制御する。

第２ホールド電流Ｉｈ２は、燃料噴射弁５が開弁状態をかろうじて維持できる小さい励磁電流（保持電流）であり、例えば、２．５Ａである。

そして、時刻ｔ４において、図３（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフすると、図３（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂがオフし、同時に、図３（Ｇ）に示すように、駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌがオフする。これにより、図３（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが遮断され、図３（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが減少し、燃料噴射弁５が閉じる。

ここで、前述の燃料噴射弁駆動電流切替信号Ｔｈｏｌｄ１は、図２の燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂにより算出された演算値に基づいて発生するパルス信号であり、燃料噴射弁に流す電流値を切替えるタイミングを制御するものである。燃料噴射弁駆動パルスＴＩ及びＴｈｏｌｄ１により、燃料噴射弁５には、燃料噴射弁が開弁に必要な高い電流Ｉｐまで電流を流し、その後、電流値を減衰させて燃料噴射弁駆動電流切替信号Ｔｈｏｌｄ１までの間、比較的高い第１ホールド電流Ｉｈ１に電流制御を行い、開弁を確実に維持するとともに、燃料噴射弁駆動電流切替信号Ｔｈｏｌｄ１がオフとなり、燃料噴射弁駆動パルスＴＩがオンの期間中は、燃料噴射弁には比較的小さな第２ホールド電流Ｉｈ２で制御を行い、燃料噴射弁駆動パルスＴＩパルス信号がオフとなった時点で、速やかに燃料噴射弁に流す電流を遮断する。

次に、図４を用いて、燃料噴射パルス幅が短い場合の動作について説明する。なお、図４（Ａ）〜図４（Ｇ）の縦軸は、図３（Ａ）〜図３（Ｇ）の縦軸と同様である。

図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを出力する。ここで、本実施形態において、燃料噴射パルス信号のパルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓから５ｍｓの範囲で可変なものとする。燃料噴射パルス幅が短い場合とは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓから０．８ｍｓの範囲の場合である。ここでは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓの場合を例示している。

また、時刻ｔ０には、図４（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを出力する。なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、例えば、０．６ｍｓであり、固定の値である。

なお、時刻ｔｐ〜時刻ｔ０の間には、図４（Ａ）に示すように、プリチャージパルスＴｐｒが出力しているが、この点については、後述する。

時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図４（Ｅ）に示すように、駆動回路２７ｄは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオンし、また、図４（Ｇ）に示すように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンする。これによって、高電圧生成回路２７ａからの高電圧が燃料噴射弁５に供給され、図４（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れる。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが増加し、燃料噴射弁５を開弁するに必要な電流に達すると、図４（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。

時刻ｔ１１において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁に必要な高いピーク電流Ｉｐに達したことを検出すると、図４（Ｅ）に示すように、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオフする。これにより、図４（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが減少する。なお、ピーク電流Ｉｐは、例えば、１０Ａである。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊをピーク電流Ｉｐまで流すことで、燃料噴射弁にかかる高い燃圧の環境下であっても、燃料噴射弁内のバルブは確実に開弁することができる。

時刻ｔ１２において、図２の燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂにより設定された急速放電開始時間Ｔｓｙが経過すると、駆動回路２７ｄは、図４（Ｇ）に示すように、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオフする。これによって、燃料噴射弁５の電流は、図２の環流ダイオードＲＤ１により高電圧生成回路２７ａの側に戻るように環流することで、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の間よりも、急速に放電されることで、急速に減少する。急速放電開始時間Ｔｓｙとしては、例えば、０．５〜０．５５ｍｓとする。また、急速放電開始時間Ｔｓｙは、図５を用いて後述するように、燃料噴射パルス幅ＴＩ及び燃料圧力（燃圧）に応じて可変する。

次に、時刻ｔ１３において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁を維持できる第２ホールド電流Ｉｈ２に達したことを検出すると、図４（Ｇ）に示すように、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンするとともに、図４（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第２ホールド電流Ｉｈ２を維持するように制御する。第２ホールド電流Ｉｈ２は、燃料噴射弁５が開弁状態をかろうじて維持できる小さい励磁電流（保持電流）であり、例えば、２．５Ａである。

そして、時刻ｔ１４において、図４（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフすると、図４（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂがオフし、同時に、図４（Ｇ）に示すように、駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌがオフする。これにより、図４（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが遮断され、図４（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが減少し、燃料噴射弁５が閉じる。

なお、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）において、点線は、時刻ｔ１２における急速放電を行わない場合の、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊ、及び、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖを示している。

本例では、燃料噴射弁駆動パルス信号が所定値よりも小さい場合には、時刻ｔ０に示す高電圧供給タイミングからの急速放電開始時間Ｔｓｙの時間後に、燃料噴射弁に供給する電流を急峻に放電する。このとき、図３で説明した第１ホールド電流Ｉｈ１の供給を行わず、第２ホールド電流Ｉｈ２に制御する。これにより、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に点線で示した場合に比べて、実線で示した場合では、時刻ｔ１４において燃料噴射弁駆動パルス信号がオフとなるタイミングでは、第２ホールド電流Ｉｈ２の供給状態にしているので、図４（Ｄ）に示すように、オフタイミングからの燃料噴射弁の閉弁動作が速くなる。すなわち、バルブの開期間は、時間Ｔｏｐ２から、時間Ｔｏｐ１まで短縮できる。これにより、燃料噴射弁駆動パルスが所定値よりも短い場合であっても、安定した燃料噴射弁の閉弁動作を制御する事が可能となる。

次に、プリチャージ期間Ｔｐｒを設ける理由について説明する。燃料噴射弁の閉弁制御については、燃料噴射弁駆動パルスが短い場合でも、安定した燃料噴射弁の閉弁動作を行うためには、急速放電開始時間Ｔｓｙの時間後に、燃料噴射弁に供給する電流を急峻に放電することで達成される。プリチャージ期間Ｔｐｒは、燃料噴射弁の開弁動作を安定化するために用いるものである。

急速放電開始時間Ｔｓｙのタイミングにより、燃料噴射弁の開弁に必要な電流を抑えることにより、燃料噴射弁に掛かる燃圧が高い場合には、安定した燃料噴射弁の開弁動作制御が行えない場合が生じる。それを改善するために、図４（Ａ）に示すプリチャージ期間Ｔｐｒの間、駆動回路２７ｄは、図４（Ｇ）に示すように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンするとともに、図４（Ｆ）に示すように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊがプリチャージ電流Ｉｐｒを維持するように制御する。プリチャージ電流Ｉｐｒは、燃料噴射弁５が開弁しない程度の小さい励磁電流であり、例えば、２．０Ａである。

その結果、図４（Ｃ）に示すように、時刻ｔｐ〜時刻ｔ０の間は、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊがプリチャージ電流Ｉｐｒに保持される。プリチャージ電流Ｉｐｒは、急速放電開始時間Ｔｓｙによる燃料噴射弁駆動電流の放電分または、第１ホールド電流Ｉｈ１の供給をキャンセルする事による燃料噴射弁駆動電流低下分を補うために、用いられる。

そして、時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図４（Ｃ）に示すように燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが急速に流れ、図４（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。なお、図４（Ｄ）において、実線はプリチャージ電流を流した場合の燃料噴射弁５のバルブのリフト量を示し、破線はプリチャージ電流を流さない場合の燃料噴射弁５のバルブのリフト量を示している。

このように、実際に燃料噴射開始する前に、燃料噴射弁が開弁しない程度のプリチャージ電流を供給することで、安定した燃料噴射弁開弁制御が行える。

ここで、プリチャージを供給するか否かは、燃料噴射弁を駆動する駆動パルス幅に基づいて決定する。例えば、プリチャージは、駆動パルス幅ＴＩが０．８ｍｓ以下の場合に実行する。プリチャージを供給するか否かは、燃料圧力に基づいて決定する。例えば、プリチャージは、燃料圧力が高圧である１２ＭＰａ以上の場合に実行する。

また、プリチャージ電流を供給する時間または、プリチャージ電流値は、安定した燃料噴射弁の開弁制御を実現するために、燃料噴射弁駆動パルス幅または、燃圧に基づいて設定する。燃料噴射パルス幅が短い程、プリチャージの時間を長くまたは、プリチャージ電流を高くする。燃圧値が高いほど、プリチャージ時間を長くし、または、プリチャージ電流を高くする。

ここで、プリチャージの時間と電流は、両方または何れか１つを最低減制御すれば良く、内燃機関が要求する燃料噴射量要求を満足する場合であれば、一定の時間または一定の電流値であってもよいものである。

次に、図５を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる急速放電開始時間Ｔｓｙについて説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる急速放電開始時間の説明図である。

図５の横軸は燃料噴射パルス幅ＴＩを示し、縦軸は急速放電開始時間Ｔｓｙを示している。図中の点線は、急速放電開始時間Ｔｓｙが燃料噴射パルス幅ＴＩに等しい場合の仮想的な線である。

図５において、実線Ｔｓｙ−Ｈは、燃圧が高い場合の燃料噴射パルス幅ＴＩに対する、急速放電開始時間Ｔｓｙの関係を示している。実線Ｔｓｙ−Ｌは、燃圧が低い場合の燃料噴射パルス幅ＴＩに対する、急速放電開始時間Ｔｓｙの関係を示している。ここでは、２種類の燃圧に対する燃料噴射パルス幅ＴＩ−急速放電開始時間Ｔｓｙの関係を示しているが、実際には、燃圧に応じて、燃料噴射パルス幅ＴＩ−急速放電開始時間Ｔｓｙの関係をさらに細かく変更する。

実線Ｔｓｙ−Ｈ，Ｔｓｙ−Ｌに示すように、急速放電開始時間Ｔｓｙは、燃料噴射パルス幅ＴＩよりも、短くしている。また、急速放電開始時間Ｔｓｙは、図４に示した（時間ｔ１１−ｔ０），すなわち、の燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンして燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れ、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊがピーク電流Ｉｐに到達するまでの時間（Ｉｐ到達時間）よりも、長くしている。これにより、図４に示したように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊがピーク電流Ｉｐに到達した後，すなわち、燃料噴射弁のバルブが完全に開いた後、急速放電を行うことができる。

また、実線Ｔｓｙ−Ｈ，Ｔｓｙ−Ｌに示すように、急速放電開始時間Ｔｓｙは、燃料噴射パルス幅ＴＩが長いほど長く、短いほど短くする。また、実線Ｔｓｙ−Ｈ，Ｔｓｙ−Ｌに示すように、燃圧が高いほど、急速放電開始時間Ｔｓｙは長くする。これにより、安定した燃料噴射弁の開弁動作とその後の閉弁動作を得ることができる。

なお、急速放電開始時間Ｔｓｙは、燃料噴射パルス幅と燃圧の何れか最低１つのパラメータによる演算式またはマップによる算出を行う。そして、内燃機関の要求する噴射量性能範囲内を満足するのであれば、急速放電開始時間Ｔｓｙは一定値とすることもできる。

次に、図６を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容を示すフローチャートである。

ステップＳ１０において、ＥＣＵ９は、内燃機関の運転状態を判定する。

次に、ステップＳ１５において、ＥＣＵ９は、内燃機関の燃料圧力を検出する。

次に、ステップＳ２０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、ステップＳ１０とＳ１５にて判定検出された情報に基づいて、所望の空燃比となるように、燃料噴射弁の駆動パルス幅ＴＩを算出する。

次に、ステップＳ３０において、ＥＣＵ９は、図４で説明した燃料噴射弁にプリチャージ電流Ｉｐｒを供給するプリチャージを設定するか否かを判定する。プリチャージを設定する場合には、ステップＳ３５において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、プリチャージ電流及びプリチャージ時間を設定する。図４に示したプリチャージ電流Ｉｐｒ及びプリチャージ時間Ｔｐｒは、このステップＳ３５の処理により設定される。

次に、ステップＳ４０において、ＥＣＵ９は、図４で説明した燃料噴射弁に供給する電流を急激に放電するか否かを判定する。電流の急激放電を行う場合には、ステップＳ４５において、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、急速放電開始時間Ｔｓｙを設定する。図４に示した急速放電開始時間Ｔｓｙは、このステップＳ４５の処理により設定される。

次に、ステップＳ５０において、ＥＣＵ９は、図３で説明した燃料噴射弁の第１保持電流Ｉｈ１の供給有無と供給時間の可変設定要否を判定する。必要な場合には、ステップＳ５５において、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持電流Ｉｈ１の電流値Ｉｈ１と供給時間Ｔｈｏｌｄ１を設定する。図３に示した第１保持電流Ｉｈ１の電流値Ｉｈ１と供給時間Ｔｈｏｌｄ１は、このステップＳ５５の処理により設定される。なお、図４の例では、第１保持電流Ｉｈ１は設定しないものである。

ここで、保持電流供給時間Ｔｈｏｌｄ１は、燃料噴射駆動パルス幅よりも短く設定に制限（上限）すると共に、開弁電流Ｉｐまでの到達時間よりも長い設定に制限（下限）する。また、第１保持電流の電流値Ｉｈ１は、燃料噴射弁駆動パルス幅ＴＩ（ステップＳ２０）と燃圧値（ステップＳ１５）のパラメータの両方または、少なくても一方を用いて算出する。ここで、演算方法は演算式で算出してもよく、マップによる予め設定された値を用いてもよいものである。

次に、ステップＳ６０において、ＥＣＵ９は、燃料噴射弁に供給する開弁電流Ｉｐを可変設定するか否かを判定する。開弁電流Ｉｐの可変設定については、図１０を用いて後述する。必要な場合には、ステップＳ６５において、可変設定する開弁電流Ｉｐの電流値を設定する。なお、図４の例では、開弁電流Ｉｐの可変設定は行わないものである。

ここで、開弁電流Ｉｐは、燃料噴射弁が最速で駆動できる設定に制限（上限）すると共に、燃料噴射弁が充分に開弁できる設定に制限（下限）する。開弁電流Ｉｐの電流値は、燃料噴射弁駆動パルス幅ＴＩ（ステップＳ２０）と燃圧値（ステップＳ１５）のパラメータの両方または、少なくても一方を用いて算出する。

次に、ステップＳ７０において、ＥＣＵ９は、燃料噴射弁に供給する高電圧（Ｖｂｏｏｓｔ）の設定電圧を変更するか否かを判定する。燃料噴射弁に供給する高電圧（Ｖｂｏｏｓｔ）の可変設定については、図９を用いて後述する。必要な場合には、ステップＳ７５において、可変設定する高電圧（Ｖｂｏｏｓｔ）の電圧値を設定する。なお、図４の例では、高電圧の可変設定は行わないものである。

そして、ステップＳ８０において、駆動回路２７ｄは、燃料噴射弁の駆動波形（図３や図４に示したもの）をセットし、ステップＳ８５において、駆動回路２７ｄは、燃料噴射パルス出力を制御する。

次に、図７を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射弁の流量特性について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射弁の流量の特性図である。図７において、横軸は燃料噴射パルス幅ＴＩを示し、縦軸は燃料噴射流量Ｑｆを示している。

図中の点線は、従来の燃料噴射弁の流量特性図である。すなわち、燃料噴射パルス幅ＴＩが最小パルス幅ＴＩ−ｍ１よりも大きい範囲では、燃料噴射パルス幅ＴＩの増加に対して、燃料噴射流量Ｑｆは比例して増加する。しかしながら、燃料噴射パルス幅ＴＩが最小パルス幅ＴＩ−ｍ１よりも小さいとき、燃料噴射パルス幅ＴＩが減少しても、燃料噴射流量Ｑｆが増加するという特性になる。例えば、最小パルス幅ＴＩ−ｍ１は０．８ｍｓであり、そのときの燃料噴射流量Ｑｆ−ｍ１は、７ｍｍ^３／ストロークである。

一方、本実施形態では、燃料噴射弁閉弁時の動作は、燃料噴射弁駆動パルス幅に影響されず一定の駆動電流値から行われるために、燃料噴射弁の動作が安定する。すなわち、図４に示したような燃料噴射制御を行うことで、従来の燃料噴射パルス幅ＴＩが最小パルス幅ＴＩ−ｍ１よりも小さい最小パルス幅ＴＩ−ｍ２よりも大きい範囲では、燃料噴射パルス幅ＴＩの増加に対して、燃料噴射流量Ｑｆは比例して増加する。したがって、最小パルス幅ＴＩ−ｍ１から最小パルス幅ＴＩ−ｍ２の範囲でも、燃料流量の制御が可能となる。例えば、最小パルス幅ＴＩ−ｍ２は０．６ｍｓであり、そのときの燃料噴射流量Ｑｆ−ｍ１は、５ｍｍ^３／ストロークである。

以上説明したように、本実施形態によれば、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

次に、図８を用いて、本発明の第２の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成及び動作について説明する。本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成は、図２に示したものと同様である。また、燃料噴射パルス幅が長い場合の本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作は、図３に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容は、図６に示したものと同様である。

以下、図８を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の、燃料噴射パルス幅が短い場合の動作について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）の縦軸は、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）の縦軸と同様である。

図８（Ａ）に示すように、時刻ｔ０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを出力する。ここで、本実施形態において、燃料噴射パルス信号のパルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓから５ｍｓの範囲で可変なものとする。本例は、燃料噴射パルス幅が短い場合を示しており、パルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓから０．８ｍｓの範囲の場合である。ここでは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓの場合を例示している。

また、時刻ｔ０には、図８（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを出力する。なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、図４に示した例では、例えば、０．６ｍｓで固定であったが、本実施形態では、パルス幅ＴＩに応じて、０．４５ｍｓ〜０．５５ｍｓの範囲で可変している。

その他の動作は、図３に示したパルス幅ＴＩが長い場合と同様である。すなわち、時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図３（Ｅ）と同様に、駆動回路２７ｄは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオンし、また、図３（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンする。これによって、高電圧生成回路２７ａからの高電圧が燃料噴射弁５に供給され、図８（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れる。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが増加し、燃料噴射弁５を開弁するに必要な電流に達すると、図８（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。

時刻ｔ２１において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁に必要な高いピーク電流Ｉｐに達したことを検出すると、図３（Ｅ）に示したように、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオフする。これにより、図８（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが減少する。なお、ピーク電流Ｉｐは、例えば、１０Ａである。

時刻ｔ２２において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された第１ホールド電流Ｉｈ１に達したことを検出すると、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第１ホールド電流Ｉｈ１を維持するように制御する。

第１ホールド電流Ｉｈ１は、燃料噴射弁５が開弁状態を十分に維持できる比較的高い励磁電流（保持電流）であり、後述の第２ホールド電流Ｉｈ２よりは大きく、例えば、４Ａである。ここで、第１保持電流Ｉｈ１の電流値Ｉｈ１と供給時間Ｔｈｏｌｄ１は、図６のステップＳ５５の処理により設定される。

次に、時刻ｔ２３において、図８（Ｂ）に示す第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃがオフすると、駆動回路２７ｄは、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第２ホールド電流Ｉｈ２を維持するように制御する。

なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、燃料噴射パルス幅ＴＩに応じて可変している。すなわち、燃料噴射パルス幅ＴＩが短いほど、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くしている。また、燃料圧力センサによって検出された燃料圧力が低いほど、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くしている。また、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１には、下限値（例えば、０．４５ｍｓ）を設けている。なお、駆動パルス幅ＴＩが所定値（０．６ｍｓ）よりも短い場合、第１保持電流Ｉｈｏｌｄ１を供給せずに、開弁電流を供給した後、第２保持電流Ｉｈｏｌｄ２で燃料噴射弁を駆動する。

第２ホールド電流Ｉｈ２は、燃料噴射弁５が開弁状態をかろうじて維持できる小さい励磁電流（保持電流）であり、例えば、２．５Ａである。

そして、時刻ｔ２４において、図８（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフすると、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂがオフし、同時に、図３（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌがオフする。これにより、図８（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが遮断され、図８（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが減少し、燃料噴射弁５が閉じる。

図８（Ｂ）に点線で示す波形は、パルス幅ＴＩが、例えば、０．６ｍｓに対して、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１を、０．６ｍｓで固定した場合である。この場合、図８（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフしたとき、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊは、図８（Ｃ）に点線の三角波で示すように、第２ホールド電流Ｉｈ２に保持されているため、この電流からオフすると、図８（Ｄ）に点線で示すように、閉弁する時間が遅れることになる。

このように、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１の時間を短くすることで、燃料噴射弁駆動パルスオフのタイミングでは、第１保持電流Ｉｈ１ではなく、第２保持電流Ｉｈ２の電流の状態で燃料噴射弁の閉弁制御を行うことが可能となり、安定した燃料噴射弁の閉弁制御が可能となる。この場合でも、図４と同様に、プリチャージ電流を供給してもよいものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

次に、図９を用いて、本発明の第３の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成及び動作について説明する。本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成は、図２に示したものと同様である。また、燃料噴射パルス幅が長い場合の本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作は、図３に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容は、図６に示したものと同様である。

以下、図９及び図１０を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の、燃料噴射パルス幅が短い場合の動作について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）の縦軸は、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）の縦軸と同様である。

図９において、実線は本実施形態による動作波形を示している。点線は、図８に実線で示した動作波形を比較のため示している。

図９（Ａ）に示すように、時刻ｔ０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを出力する。ここで、本実施形態において、燃料噴射パルス信号のパルス幅ＴＩが、例えば、０．５ｍｓから５ｍｓの範囲で可変なものとする。本例は、燃料噴射パルス幅が短い場合を示しており、パルス幅ＴＩが、例えば、０．５ｍｓから０．８ｍｓの範囲の場合である。ここでは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．５５ｍｓの場合を例示している。点線で示すパルス幅は、例えば、０．６ｍｓである。

また、時刻ｔ０には、図９（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを出力する。なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、図４に示した例では、例えば、０．６ｍｓで固定であったが、本実施形態では、パルス幅ＴＩに応じて、０．３５ｍｓ〜０．５５ｍｓの範囲で可変している。

また、本実施形態では、図２に示した高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧を、図２で説明した，例えば、６０Ｖよりも高い９０Ｖとしている。ここで、高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、図６のステップＳ７５の処理により設定される。

時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図３（Ｅ）と同様に、駆動回路２７ｄは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオンし、また、図３（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンする。これによって、高電圧生成回路２７ａからの高電圧が燃料噴射弁５に供給され、図９（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れる。このとき、高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、例えば、９０Ｖとしてるため、図９（Ｃ）に示す高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値が、例えば、６０Ｖとしているときよりも、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊの立ち上がりの傾斜が大きくなっている。従って、ピーク電流Ｉｐに到達する時間（時刻ｔ３１−時刻ｔ０）は、点線で示す場合のピーク電流Ｉｐに到達する時間（時刻ｔ２１−時刻ｔ０）よりも短くなる。なお、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、図１０を用いて後述するように、燃圧に応じて可変する。すなわち、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、燃圧が高いほど、高くする。ただし、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値には、上限を設けており、例えば、上限は１２０Ｖである。この上限値以上の電圧を掛けても、燃料噴射弁の応答遅れにより、開弁電流の立ち上がりを、これ以上早くできないからである。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが増加し、燃料噴射弁５を開弁するに必要な電流に達すると、図９（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。

時刻ｔ３１において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁に必要な高いピーク電流Ｉｐに達したことを検出すると、図３（Ｅ）に示したように、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオフする。これにより、図９（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが減少する。なお、ピーク電流Ｉｐは、例えば、１０Ａである。

時刻ｔ３２において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された第１ホールド電流Ｉｈ１に達したことを検出すると、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第１ホールド電流Ｉｈ１を維持するように制御する。

第１ホールド電流Ｉｈ１は、燃料噴射弁５が開弁状態を十分に維持できる比較的高い励磁電流（保持電流）であり、後述の第２ホールド電流Ｉｈ２よりは大きく、例えば、４Ａである。ここで、第１保持電流Ｉｈ１の電流値Ｉｈ１と供給時間Ｔｈｏｌｄ１は、図６のステップＳ５５の処理により設定される。

次に、時刻ｔ３３において、図９（Ｂ）に示す第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃがオフすると、駆動回路２７ｄは、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第２ホールド電流Ｉｈ２を維持するように制御する。

第２ホールド電流Ｉｈ２は、燃料噴射弁５が開弁状態をかろうじて維持できる小さい励磁電流（保持電流）であり、例えば、２．５Ａである。

そして、時刻ｔ３４において、図９（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフすると、図３（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂがオフし、同時に、図３（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌがオフする。これにより、図９（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが遮断され、図９（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが減少し、燃料噴射弁５が閉じる。

次に、図１０を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる可変高電圧Ｖｂｏｏｓｔについて説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる可変高電圧の説明図である。

図８に示した例では、第１保持時間Ｉｈ１が短縮されるためで、燃料噴射弁の開弁動作の遅延等影響がでてくる恐れがある。そこで、本実施形態では、燃料噴射弁の開弁電流がピーク電流Ｉｐに到達する時間を短縮するようにしている。そのため、燃料噴射弁に供給する電流の立上げ傾きを大きくして、安定した燃料噴射弁の開弁動作を安定させるようにしている。

燃料噴射弁に流れる電流の挙動は、供給する電圧と燃料噴射弁内のコイルの抵抗（その他、結線の抵抗を含む）とインダクタンスにより決定される。ここで、抵抗とインダクタンスは、可変制御できないので、本実施形態では、高電圧の電源の設定電圧を可変とすることで、ピーク電流Ｉｐに到達する時間を制御する。

図１０の横軸は燃料噴射パルス幅ＴＩを示し、縦軸は高電圧Ｖｂｏｏｓｔを示している。

図１０において、実線Ｖｂｏｏｓｔ−Ｈは、燃圧が高い場合の燃料噴射パルス幅ＴＩに対する、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの関係を示している。実線Ｖｂｏｏｓｔ−Ｌは、燃圧が低い場合の燃料噴射パルス幅ＴＩに対する、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの関係を示している。ここでは、２種類の燃圧に対する燃料噴射パルス幅ＴＩ−高電圧Ｖｂｏｏｓｔの関係を示しているが、実際には、燃圧に応じて、燃料噴射パルス幅ＴＩ−高電圧Ｖｂｏｏｓｔの関係をさらに細かく変更する。

実線Ｖｂｏｏｓｔ−Ｈ，ＴＶｂｏｏｓｔに示すように、高電圧Ｖｂｏｏｓｔは、燃料噴射パルス幅ＴＩが長いほど低く、短いほど高くする。また、実線Ｖｂｏｏｓｔ−Ｈ，Ｖｂｏｏｓｔ−Ｌに示すように、燃圧が高いほど、高電圧Ｖｂｏｏｓｔは高くする。これにより、安定した燃料噴射弁の開弁動作を提供するが可能となる。ここで、高電圧値は燃料噴射パルス幅と燃圧の何れか最低１つのパラメータによる演算式またはマップによる算出を行うことができる。ただし、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値には、上限を設けており、例えば、上限は１２０Ｖである。この上限値以上の電圧を掛けても、燃料噴射弁の応答遅れにより、開弁電流の立ち上がりを、これ以上早くできないからである。なお、内燃機関の要求する噴射量性能範囲内を満足するのであれば、高電圧値は一定値であってもよいものである。

このように、燃料噴射弁に供給する高電圧を高くすることで、ピーク電流Ｉｐに到達するまでの時間を短くでき、短い燃料噴射弁への通電時間の際にも、安定した燃料噴射弁の閉弁制御が可能となる。この場合でも、図４と同様に、プリチャージ電流を供給してもよいものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

次に、図１１を用いて、本発明の第４の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成及び動作について説明する。本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成は、図２に示したものと同様である。また、燃料噴射パルス幅が長い場合の本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作は、図３に示したものと同様である。また、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容は、図６に示したものと同様である。

以下、図１１を用いて、本実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の、燃料噴射パルス幅が短い場合の動作について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。なお、図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）の縦軸は、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）の縦軸と同様である。

図１１において、実線は本実施形態による動作波形を示している。点線は、図４に実線で示した動作波形を比較のため示している。

図１１（Ａ）に示すように、時刻ｔ０において、燃料噴射弁パルス幅演算部９ａは、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊを出力する。ここで、本実施形態において、燃料噴射パルス信号のパルス幅ＴＩが、例えば、０．５ｍｓから５ｍｓの範囲で可変なものとする。本例は、燃料噴射パルス幅が短い場合を示しており、パルス幅ＴＩが、例えば、０．５ｍｓから０．８ｍｓの範囲の場合である。ここでは、パルス幅ＴＩが、例えば、０．５５ｍｓの場合を例示している。点線で示すパルス幅は、例えば、０．６ｍｓである。

また、時刻ｔ０には、図１１（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂは、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１のパルス信号Ｐｅｘｃを出力する。なお、第１保持時間Ｔｈｏｌｄ１は、図４に示した例では、例えば、０．６ｍｓで固定であったが、本実施形態では、パルス幅ＴＩに応じて、０．３５ｍｓ〜０．５５ｍｓの範囲で可変している。

また、本実施形態では、図２に示した高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧を、図２で説明した，例えば、６０Ｖよりも高い９０Ｖとしている。ここで、高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、図６のステップＳ７５の処理により設定される。

時刻ｔ０において、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオンすると、図３（Ｅ）と同様に、駆動回路２７ｄは、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオンし、また、図３（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄは、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンする。これによって、高電圧生成回路２７ａからの高電圧が燃料噴射弁５に供給され、図１１（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが流れる。このとき、高電圧生成回路２７ａが出力する高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、例えば、９０Ｖとしてるため、図１１（Ｃ）に示す高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値が、例えば、６０Ｖとしているときよりも、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊの立ち上がりの傾斜が大きくなっている。なお、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、図１１にて説明したように、燃圧に応じて可変する。すなわち、高電圧Ｖｂｏｏｓｔの値は、燃圧が高いほど、高くする。

燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが増加し、燃料噴射弁５を開弁するに必要な電流に達すると、図１１（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが増加し、燃料噴射弁５が開き始める。

時刻ｔ４１において、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁に必要な高いピーク電流Ｉｐａに達したことを検出すると、図３（Ｅ）に示したように、高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの高圧側スイッチング素子ＴＲ１に供給される高圧側ブーストパルス信号Ｈ−Ｖｂｓｔをオフする。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが減少する。ここで、ピーク電流Ｉｐａは、図４にて説明したピーク電流Ｉｐ（例えば、１０Ａ）よりも、高い１３Ａとしている。ここで、ピーク電流Ｉｐａの値は、図６のステップＳ６５の処理により設定される。設定されたピーク電流Ｉｐａの値は、燃料噴射弁を駆動する駆動パルス幅ＴＩに基づいて、可変する。具体的には、駆動パルス幅ＴＩが短いほど、設定されたピーク電流Ｉｐａの値を大きくする。また、設定されたピーク電流Ｉｐａの値は、燃料の圧力が低い程、小さくなるように可変する。

時刻ｔ４２において、図２の燃料噴射弁駆動波形指令部９ｂにより設定された急速放電開始時間Ｔｓｙが経過すると、駆動回路２７ｄは、図４（Ｇ）に示したように、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオフする。これによって、燃料噴射弁５の電流は、図２の環流ダイオードＲＤ１により高電圧生成回路２７ａの側に戻るように環流することで、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の間よりも、急速に放電されることで、急速に減少する。急速放電開始時間Ｔｓｙとしては、例えば、０．４〜０．５５ｍｓとする。また、急速放電開始時間Ｔｓｙは、図５にて説明したように、燃料噴射パルス幅ＴＩ及び燃料圧力（燃圧）に応じて可変する。

次に、駆動回路２７ｄは、シャント抵抗ＳＲにより検出された燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが予め設定された開弁を維持できる第２ホールド電流Ｉｈ２に達したことを検出すると、図４（Ｇ）に示したように、低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌをオンするとともに、図４（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂをオンオフして、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが第２ホールド電流Ｉｈ２を維持するように制御する。第２ホールド電流Ｉｈ２は、燃料噴射弁５が開弁状態をかろうじて維持できる小さい励磁電流（保持電流）であり、例えば、２．５Ａである。

そして、時刻ｔ４４において、図１１（Ａ）に示す、パルス幅ＴＩの燃料噴射パルス信号Ｐｉｎｊがオフすると、図４（Ｆ）に示したように、駆動回路２７ｄから高圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｂの低圧側スイッチング素子ＴＲ２に供給される高圧側バッテリ電圧パルス信号Ｈ−Ｖｂがオフし、同時に、図４（Ｇ）に示したように、駆動回路２７ｄから低圧側燃料噴射弁駆動回路２７ｃのスイッチング素子ＴＲ３に供給される低圧パルス信号Ｌがオフする。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁駆動電流Ｉｉｎｊが遮断され、図１１（Ｄ）に示すように、燃料噴射弁５のバルブリフト量Ｖｌｖが減少し、燃料噴射弁５が閉じる。

このように、燃料噴射弁に供給する高電圧を高くすることで、ピーク電流Ｉｐに到達するまでの時間を短くでき、かつ、ピーク電流Ｉｐを高く設定することで、燃料噴射駆動パルス幅が短い場合であっても安定した燃料噴射弁の開弁動作及び制御を行う事が可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、要求噴射量が少ない、短い燃料噴射弁への通電時間であっても、精度良く燃料噴射弁の弁体を開閉できるものとなる。

本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成図である。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の構成を示すブロック回路図である。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる急速放電開始時間の説明図である。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における制御内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置における燃料噴射弁の流量の特性図である。 本発明の第２の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置において用いる可変高電圧の説明図である。 本発明の第４の実施形態による内燃機関の燃料噴射制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…エンジン
２…ピストン
３…吸気弁
４…排気弁
５…燃料噴射弁
６…点火プラグ
７…点火コイル
８…水温センサ
９…ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
９ａ…燃料噴射弁パルス幅演算部
９ｂ…燃料噴射弁駆動波形指令部
１０…吸気管
１１…排気管
１２…三元触媒
１３…酸素センサ
１４…ＥＧＲ弁
１５…コレクタ
１６…クランク角センサ
１８…ＥＧＲ通路
１９…スロットル弁
２０…ＡＦＭ
２１…燃焼室
２２…アクセル開度センサ
２３…燃料タンク
２４…低圧燃料ポンプ
２５…高圧燃料ポンプ
２６…燃料圧力センサ
２７…燃料噴射制御装置
２７ａ…高電圧生成回路
２７ｂ…高圧側燃料噴射弁駆動回路
２７ｃ…低圧側燃料噴射弁駆動回路
２７ｄ…駆動回路

Claims (9)

1. 内燃機関の燃焼室内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁と、
   前記燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出する燃料圧力センサとを有する内燃機関に用いられ、
   内燃機関の運転状態と前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力とから、前記燃料噴射弁を開弁駆動する駆動パルス幅を算出して、前記燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁の制御装置であって、
   開弁指令がオンし、高電圧源から燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電して、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる小さい保持電流Ｉｈ２を低電圧源から供給するとともに、
   前記開弁電流を供給した後、前記保持電流Ｉｈ２の値に到達するまで間に、前記開弁指令がオンしてから、予め設定した急速放電開始時間Ｔｓｙの経過後に、前記保持電流Ｉｈ２まで急速に放電する駆動波形指令部を備えることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを可変するものであり、
   前記駆動パルス幅が短い程、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを短くし、
   また、前記燃料の圧力が低い程、前記急速放電開始時間Ｔｓｙを短くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
3. 請求項２記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記急速放電開始時間Ｔｓｙの最小値を、前記開弁指令がオンし、前記開弁電流が所定のピーク電流に到達するまでの時間よりも長くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
4. 請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電開始する時のピーク電流Ｉｐａを可変するものであり、
   前記駆動パルス幅が短い程、前記ピーク電流Ｉｐａを大きくし、
   また、前記燃料の圧力が低い程、前記ピーク電流Ｉｐａを小さくすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
5. 請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを可変するものであり、
   前記駆動パルス幅が短い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを高くし、
   また、前記燃料の圧力が低い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを低くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
6. 請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記開弁指令がオンする前に、前記燃料噴射弁の弁体が作動するよりも小さい励磁電流Ｉｐｒを前記燃料噴射弁にプリチャージすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
7. 内燃機関の燃焼室内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁と、
   前記燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出する燃料圧力センサとを有する内燃機関に用いられ、
   内燃機関の運転状態と前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力とから、前記燃料噴射弁を開弁駆動する駆動パルス幅を算出して、前記燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射弁の制御装置であって、
   開弁指令がオンし、高電圧源から燃料噴射弁を開弁するための高い開弁電流を前記燃料噴射弁に供給した後放電して、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる小さい第１の保持電流Ｉｈ１を低電圧源から供給した後、前記第１の保持電流Ｉｈ１よりも小さく、前記燃料噴射弁が開弁状態を維持できる第２の保持電流Ｉｈ２を低電圧源から供給するとともに、
   前記開弁指令がオンしてから、前記第１の保持電流Ｉｈ１を供給する保持時間Ｔｈｏｌｄ１を可変する駆動波形指令部を備えることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
8. 請求項７記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を可変するものであり、
   前記駆動パルス幅が短い程、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くし、
   また、前記燃料の圧力が低い程、前記保持時間Ｔｈｏｌｄ１を短くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
9. 請求項７記載の燃料噴射弁の制御装置において、
   前記駆動波形指令部は、前記駆動パルス幅及び前記前記燃料圧力センサによって検出された燃料の圧力の少なくとも一方に基づいて、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを可変するものであり、
   前記駆動パルス幅が短い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを高くし、
   また、前記燃料の圧力が低い程、前記高電圧源の電圧Ｖｂｏｏｓｔを低くすることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。

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