JP2012102657A

JP2012102657A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number: JP2012102657A
Application number: JP2010251215A
Authority: JP
Inventors: Minoru Torii; 稔鳥居
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】燃料の圧力が変化した場合においても、燃料噴射弁を確実に開弁することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】この内燃機関３の燃料噴射制御装置では、燃料噴射弁４のコイル６ｂに駆動電流ＩＡＣを供給することにより、燃料噴射弁４に供給された燃料の圧力に抗して弁体９を駆動し、開弁させることによって、燃料を噴射する。燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力ＰＦは、燃料圧力制御手段２により、設定された目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように制御される。また、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが高いほど、駆動電流の目標となる目標駆動電流は、より大きな値に設定される。さらに、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化したときに、コイル６ｂへの駆動電流ＩＡＣの供給を開始し、その後、供給された駆動電流ＩＡＣが目標駆動電流に達したときに、燃料圧力制御手段２による燃料圧力の制御を開始する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電磁式の燃料噴射弁からの燃料の噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に、燃料噴射弁に供給される燃料圧力に応じて燃料噴射弁の駆動電流を制御する燃料噴射制御装置に関する。

従来のこの種の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この燃料噴射弁は、電磁式のものであり、電磁コイルと、アーマチュアと、このアーマチュアに一体に設けられた弁体などで構成されている。この燃料噴射弁では、電磁コイルに大きな駆動電流（過励磁電流）が供給されると、電磁コイルが励磁され、アーマチュアが電磁コイルに引き付けられることにより、これと一体の弁体が燃料の圧力に抗して駆動されることによって、燃料噴射弁が開弁し、燃料が噴射される。

この燃料噴射制御装置では、燃料圧力センサで検出された燃料の圧力が高いほど、電磁コイルへの駆動電流の供給期間（過励磁期間）を、より長く設定する。これにより、弁体の閉弁方向に作用する燃料の圧力が大きい場合でも、燃料噴射弁を適切に開弁するようにしている。

特開２００１−１３２５２４号公報

上記のような構成の電磁式の燃料噴射弁では、電磁コイルのインダクタンスにより、設定された駆動電流が電磁コイルに実際に流れるまでに遅れが生じる。これに対し、従来の燃料噴射制御装置では、電磁コイルへの駆動電流の過励磁期間が、検出された燃料の圧力に応じて設定される。このため、例えば燃料の圧力が増大側に変化する場合には、燃料の圧力が実際に増大してから、駆動電流の過励磁期間がより長く設定されることになる。その結果、電磁コイルに実際に流れる駆動電流が設定値に達するまでの間、増大した燃料の圧力に対して駆動電流による電磁コイルの励磁が不足することで、燃料噴射弁が開弁しなかったり、開度が不足したりするなど、燃料噴射弁の作動不良が生じるおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃料の圧力が変化した場合においても、燃料噴射弁を確実に開弁することができる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。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、コイル６ｂおよび弁体９を有する電磁式の燃料噴射弁４を備え、コイル６ｂに駆動電流ＩＡＣを供給することにより、燃料噴射弁４に供給された燃料の圧力に抗して弁体９を駆動し、開弁させることによって、燃料噴射弁４から燃料を噴射する内燃機関３の燃料噴射制御装置であって、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤを設定する目標燃料圧力設定手段（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＣＵ２、図４のステップ１）と、燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力を設定された目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように制御する燃料圧力制御手段（ＥＣＵ２、図４のステップ８，１０）と、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが高いほど、駆動電流ＩＡＣの目標となる目標駆動電流（目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤ）をより大きな値に設定する目標駆動電流設定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ５）と、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化したときに、コイル６ｂへの目標駆動電流に基づく駆動電流ＩＡＣの供給を開始し、その後、供給された駆動電流ＩＡＣが目標駆動電流に達したときに、燃料圧力制御手段による燃料圧力の制御を開始する制御手段（ＥＣＵ２、図４のステップ４〜８）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の燃料噴射制御装置では、電磁式の燃料噴射弁のコイルに駆動電流を供給し、コイルを励磁することによって、燃料噴射弁の弁体が、燃料噴射弁に供給された燃料の圧力に抗して駆動され、開弁することによって、燃料が噴射される。燃料噴射弁に供給される燃料の圧力は、目標燃料圧力になるように制御される。また、コイルへの駆動電流の目標となる目標駆動電流は、目標燃料圧力が高いほど、より大きな値に設定される。燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど、弁体の閉弁方向に作用する燃料の圧力はより大きくなる。このため、目標燃料圧力が高いほど、駆動電流をより大きな値に設定することによって、燃料の圧力が高い場合においても、燃料噴射弁を所定の開度で確実に開弁することができる。

また、目標燃料圧力が増大側に変化したときに、コイルへの目標駆動電流に基づく駆動電流の供給を開始し、その後、供給された駆動電流が目標駆動電流に達したときに、燃料圧力制御手段による燃料圧力の制御を開始する。これにより、燃料の圧力が上昇する前に、より大きな駆動電流を供給でき、したがって、上昇する燃料の圧力に妨げられることなく、燃料噴射弁を確実に開弁することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料の圧力（燃料圧力ＰＦ）を検出する燃料圧力センサ４２をさらに備え、制御手段は、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが減少側に変化したときに、燃料圧力制御手段による燃料圧力の制御を開始し（図４のステップ４，１０）、その後、検出された燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに達したときに、コイル６ｂへの目標駆動電流に基づく駆動電流ＩＡＣの供給を開始する（図４のステップ１１〜１３）ことを特徴とする。

燃料の圧力が高い状態で駆動電流を小さくすると、駆動電流によるコイルの励磁が燃料の圧力に対して不足することで、弁体が良好に開弁しないおそれがある。本発明によれば、目標燃料圧力が減少側に変化したときに、まず、燃料圧力制御手段による燃料圧力制御を開始し、その後、燃料圧力センサで検出された燃料の圧力が目標燃料圧力まで減少したときに、コイルへの目標駆動電流に基づく駆動電流の供給を開始する。これにより、燃料の圧力が確実に低下した後に、より小さな駆動電流を供給でき、したがって、燃料噴射弁を確実に開弁することができる。

本発明の実施形態による燃料噴射制御装置を内燃機関とともに概略的に示す図である。インジェクタを概略的に示す図である。駆動回路の回路図である。燃料噴射制御処理を示すメインフローである。燃料噴射制御処理で用いられる、目標過励磁電流を算出するためのテーブルの一例である。燃料噴射制御処理で用いられる、目標保持電流を算出するためのテーブルの一例である。インジェクタ制御処理を示すサブルーチンである。目標燃料圧力が増大側に変化した場合の動作例を示すタイミングチャートである。目標燃料圧力が減少側に変化した場合の動作例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置が適用された内燃機関（以下「エンジン」という）３は、例えば４つの気筒（図示せず）を有するディーゼルエンジンであり、各気筒には燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が設けられている。

インジェクタ４は、供給路（図示せず）を有しており、この供給路を介して燃料供給装置３０に接続されている。燃料供給装置３０は、インジェクタ４に燃料を供給するとともに、その圧力を制御するものである。図２に示すように、インジェクタ４は、ケーシング５内に収容され、その上端部に固定された電磁石６と、ばね７と、電磁石６の下方に配置されたアーマチュア８と、このアーマチュア８の下側に一体に設けられた弁体９などで構成されている。

電磁石６は、ヨーク６ａと、その外周に巻かれたコイル６ｂで構成されており、コイル６ｂには、駆動回路１０が接続されている。ばね７は、ヨーク６ａとアーマチュア８の間に配置されており、アーマチュア８を介して弁体９を閉弁方向に付勢する。

駆動回路１０は、インジェクタ４を駆動するものであり、図３に示すように、昇圧回路２０と、Ｎチャネル型のＦＥＴでそれぞれ構成された第１〜第３スイッチ１１〜１３と、ツェナーダイオード１４などで構成されている。

昇圧回路２０は、スイッチ２１、コイル２２およびコンデンサ２３で構成されている。スイッチ２１は、Ｎチャネル型のＦＥＴで構成されており、そのドレインは、コイル２２を介してバッテリ２５に接続されるとともに、コンデンサ２３を介して第１スイッチ１１のドレインに接続されている。また、スイッチ２１のソースおよびゲートはそれぞれ、アースおよびＥＣＵ２に接続されている。

以上の構成の昇圧回路２０では、後述するＥＣＵ２からの駆動信号ＳＤにより、ドレイン−ソース間が通電状態になると、バッテリ２５からの電圧ＶＢが、コイル２２を介して昇圧される。この昇圧電圧ＶＣは、コンデンサ２３で平滑化された後、第１スイッチ１１のドレインに出力される。

第１スイッチ１１のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、昇圧回路２０、電磁石６のコイル６ｂおよびＥＣＵ２に接続されている。ＥＣＵ２からの第１駆動信号ＳＤ１がゲートに入力されると、第１スイッチ１１のドレイン−ソース間が通電状態になる。

第２スイッチ１２のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、バッテリ２５、電磁石６のコイル６ｂの一端およびＥＣＵ２に接続されている。ＥＣＵ２からの第２駆動信号ＳＤ２がゲートに入力されると、第２スイッチ１２のドレイン−ソース間が通電状態になる。

第３スイッチ１３のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、コイル６ｂの他端、アースおよびＥＣＵ２に接続されている。ＥＣＵ２からの第３駆動信号ＳＤ３が入力されると、第３スイッチ１３のドレイン−ソース間が通電状態になる。

ツェナーダイオード１４は、アノード側がアースに接続され、カソード側がコイル６ｂの他端に接続されている。

以上の構成から、駆動回路１０は、電圧ＶＢまたは昇圧電圧ＶＣを、ＥＣＵ２からの第１〜第３駆動信号ＳＤ１〜ＳＤ３に応じて、電磁石６のコイル６ｂに印加し、駆動電流ＩＡＣを供給する。具体的には、第１スイッチ１１を非通電状態にし、第２および第３スイッチ１２，１３を通電状態にすることによって、バッテリ２５の電圧ＶＢをコイル６ｂに印加し、駆動電流ＩＡＣを供給する。以下、このようにバッテリ２５から電圧ＶＢが印加されたときにコイル６ｂに供給される駆動電流ＩＡＣを、保持電流ＩＨという。

また、第２スイッチ１２を非通電状態にし、第１および第３スイッチ１１，１３を通電状態にすることによって、昇圧電圧ＶＣをコイル６ｂに印加し、駆動電流ＩＡＣを供給する。以下、このように昇圧回路２０から昇圧電圧ＶＣが印加されたときにコイル６ｂに供給される駆動電流ＩＡＣを、過励磁電流ＩＥＸという。後述するように、インジェクタ４を駆動する際、これらの過励磁電流ＩＥＸおよび保持電流ＩＨがその順にコイル６ｂに供給される。

以上の構成により、第１〜第３駆動信号ＳＤ１〜ＳＤ３が出力されていないときには、第１〜第３スイッチ１１〜１３が非通電状態になり、弁体９がばね７の付勢力で閉弁位置（図２（ａ））に位置することで、インジェクタ４は閉弁状態に保持される。

この状態から、第１および第３駆動信号ＳＤ１，３を出力し、電磁石６のコイル６ｂに過励磁電流ＩＥＸを供給すると、ヨーク６ａが励磁され、アーマチュア８が、ばね７の付勢力に抗して電磁石６に引き付けられ、吸着することによって、インジェクタ４は所定の開度で開弁する（図２（ｂ））。その後、第１駆動信号ＳＤ１の出力を停止し、過励磁電流ＩＥＸの供給を終了するとともに、第２駆動信号ＳＤ２を出力し、保持電流ＩＨを供給することによって、インジェクタ４は開弁状態に保持される。

この状態から、第２駆動信号ＳＤ２の出力を停止し、コイル６ｂへの保持電流ＩＨの供給を終了するとともに、第３駆動信号ＳＤ３の出力を停止すると、第２および第３スイッチ１２，１３が非通電状態になり、コイル６ｂに残留した保持電流ＩＨが、ツェナーダイオード１５を介してアースに流れることで、電圧がクランプ圧ＶＣＬＡＭＰまで低下するとともに、コイル６ｂは急速に非励磁状態になる（図８参照）。これにより、弁体９がばね７の付勢力で閉弁位置に移動することによって、インジェクタ４は閉弁する。

以上のように、インジェクタ４を開弁する際に、保持電流ＩＨの供給に先立ち、より大きな過励磁電流ＩＥＸを供給し、コイル６ｂを過励磁することによって、高い燃料の圧力に抗してインジェクタ４を開弁させるのに十分な磁力が確保される。また、その後、保持電流ＩＨを供給することによって、消費電力を抑制した状態で、インジェクタ４の開弁状態が保持される。

また、インジェクタ４には、電流計４１が取り付けられている。電流計４１は、コイル６ｂに実際に流れる駆動電流（以下「実駆動電流」という）ＩＡＣＡＣＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

図１に示すように、燃料供給装置３０は、燃料を貯留する燃料タンク３１と、高圧状態の燃料を貯留するコモンレール３２と、燃料タンク３１とコモンレール３２を接続する燃料供給路３３などを備えている。コモンレール３２は、燃料噴射路３７を介して、前述したインジェクタ４の供給路に接続されている。

燃料供給路３３には、燃料タンク３１側から順に、低圧ポンプ３４および高圧ポンプ３５が設けられている。低圧ポンプ３４は、ＥＣＵ２で制御される電動タイプのものであり、エンジン３の運転中、燃料タンク３１内の燃料を所定圧まで昇圧し、燃料供給路３３を介して高圧ポンプ３５に圧送する。高圧ポンプ３５は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に連結されており、クランクシャフトで駆動されることにより、燃料をさらに昇圧し、コモンレール３２に圧送する。

高圧ポンプ３５には、燃料調量弁３５ａが設けられている。燃料調量弁３５ａは、ソレノイドとスプール弁機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ソレノイドに供給される電流をＥＣＵ２で制御することにより、低圧ポンプ３４から高圧ポンプ３５に供給される燃料量を調整するとともに、不要な燃料を、燃料戻し路３６を介して燃料タンク３１に戻す。

以上の構成の燃料供給装置３０では、燃料調量弁３５ａにより、コモンレール３２に流入する燃料量を制御することによって、コモンレール３２内の燃料の圧力が制御されるとともに、圧力を制御された燃料が、コモンレール３２からインジェクタ４に供給される。

コモンレール３２には、燃料圧力センサ４２が取り付けられている。燃料圧力センサ４２は、コモンレール３２内の燃料の圧力（以下「燃料圧力」という）ＰＦを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

エンジン３のクランクシャフトには、クランク角センサ４３が設けられている。クランク角センサ４３は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒においてピストン（図示せず）が吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。

また、エンジン３には、気筒判別センサ（図示せず）が設けられている。この気筒判別センサは、気筒を判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これらの気筒判別信号、ＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号に基づいて、クランク角ＣＡを気筒ごとに算出する。具体的には、このクランク角ＣＡは、ＴＤＣ信号の発生時に値０にリセットされ、ＣＲＫ信号が発生するクランク角１°ごとにインクリメントされる。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ４４から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ４１〜４４の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、インジェクタ４による燃料噴射を制御する燃料噴射制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、目標燃料圧力設定手段、燃料圧力制御手段、目標駆動電流設定手段および制御手段に相当する。

図４は、上述した燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、燃料圧力ＰＦの目標となる目標燃料圧力ＰＦＣＭＤを算出する。このマップでは、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、要求トルクＰＭＣＭＤが高いほど、より高く設定されている。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、算出される。

次に、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤの今回値と前回値との差である目標圧力変化量ΔＰＦＣＭＤを算出する（ステップ２）とともに、この目標圧力変化量ΔＰＦＣＭＤが、所定の下限値ΔＰＦＬよりも大きく、かつ所定の上限値ΔＰＦＨよりも小さいか否かを判別する（ステップ３）。なお、上限値ΔＰＦＨは正値に、下限値ΔＰＦＬは負値にそれぞれ設定されている。

このステップ３の判別結果がＹＥＳのときには、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが変化していないとして、後述する目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤを、それらの前回値ＩＥＸＣＭＤＺおよびＩＨＣＭＤＺにそれぞれ設定する（ステップ１５，１６）。

前記ステップ３の判別結果がＮＯのときには、目標圧力変化量ΔＰＦＣＭＤが上限値ΔＰＦＨ以上であるか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＹＥＳのときには、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化したとして、ステップ１で算出した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに応じ、図５に示すテーブルを検索することによって、過励磁電流ＩＥＸの目標となる目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤを算出する（ステップ５）。このテーブルでは、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤは、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが高いほど、弁体９の閉弁方向に作用する燃料圧力ＰＦが大きくなるため、より大きな値に設定されている。

次に、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに応じ、図６に示すテーブルを検索することによって、保持電流ＩＨの目標となる目標保持電流ＩＨＣＭＤを算出する（ステップ６）。このテーブルでは、目標保持電流ＩＨＣＭＤは、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが高いほど、弁体９の閉弁方向に作用する燃料圧力ＰＦが大きくなるため、より大きな値に設定されている。また、目標保持電流ＩＨＣＭＤは、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤの全領域において、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤよりも小さな値に設定されている。

次に、電流計４１で検出された実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤ以上であるか否かを判別する（ステップ７）。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ７の判別結果がＹＥＳで、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに達したときには、燃料の昇圧制御を実行し（ステップ８）、本処理を終了する。この昇圧制御では、燃料圧力ＰＦと増大側に変化した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに応じ、燃料供給装置３０の燃料調量弁３５ａの開度を制御することによって、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように、燃料が昇圧される。

一方、前記ステップ３および４の判別結果がいずれもＮＯで、目標圧力変化量ΔＰＦＣＭＤが下限値ΔＰＦＬ以下のときには、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが減少側に変化したとして、燃料の降圧制御を実行する（ステップ１０）。この降圧制御では、燃料圧力ＰＦと減少側に変化した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに応じ、燃料調量弁３５ａの開度を制御することによって、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように、燃料が降圧される。

次に、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤ以下であるか否かを判別する（ステップ１１）。この判別結果がＮＯで、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤまで低下していないときには、前記ステップ１５に進み、目標過励磁電流の前回値ＩＥＸＣＭＤＺを今回値ＩＥＸＣＭＤとして設定するとともに、前記ステップ１６に進み、目標保持電流の前回値ＩＨＣＭＤＺを今回値ＩＨＣＭＤとして設定し、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１１の判別結果がＹＥＳで、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに達したときには、前記ステップ５および６と同様、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに応じ、図５および図６のテーブルをそれぞれ検索することによって、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤを算出し（ステップ１２，１３）、本処理を終了する。

次いで、上記のように算出された目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤに応じて、インジェクタ４を制御する（ステップ７）。

図７は、インジェクタ４の制御処理を示すフローチャートである。このインジェクタ制御処理は、上述した燃料噴射制御処理で算出された目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤに応じて、インジェクタ４を制御するものである。本処理はＴＤＣ信号の発生間隔よりも短い所定の周期で実行される。

本処理では、まずステップ２１において、ＴＤＣ信号が発生したか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、燃料噴射時期ＴＩＮＪを算出し（ステップ２２）、本処理を終了する。なお、燃料噴射時期ＴＩＮＪは、燃料の噴射が開始されるタイミングに相当し、クランク角ＣＡで表される。

一方、前記ステップ２１の判別結果がＮＯで、ＴＤＣ信号が発生していないときには、クランク角ＣＡが燃料噴射時期ＴＩＮＪに等しいか否かを判別する（ステップ２５）。この判別結果がＹＥＳのときには、インジェクタ４を開弁するものとして、インジェクタ４のコイル６ｂに過励磁電流ＩＥＸを供給する過励磁制御を開始する（ステップ２６）。

次に、アップカウント式のタイマの値ＴＭを０にリセットする（ステップ２７）。また、過励磁制御中であることを表すために、過励磁制御フラグＦ＿ＩＥＸを「１」にセットする（ステップ２８）とともに、燃料噴射の実行中であることを表すために、燃料噴射フラグＦ＿ＩＮＪを「１」にセットし（ステップ２９）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ２５の判別結果がＮＯで、クランク角ＣＡが燃料噴射時期ＴＩＮＪに等しくないときには、燃料噴射フラグＦ＿ＩＮＪおよび過励磁制御フラグＦ＿ＩＥＸがそれぞれ「１」であるか否かを判別する（ステップ３０，３１）。これらの判別結果がいずれもＹＥＳで、過励磁制御中のときには、電流計４１で検出された実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤ以上であるか否かを判別する（ステップ３２）。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、過励磁制御を継続する。

一方、上記ステップ３２の判別結果がＹＥＳで、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに達したときには、燃料の圧力に抗してインジェクタ４を開弁させるのに十分な過励磁電流が供給されたとして、その供給を終了する（ステップ３３）とともに、そのことを表すために、過励磁制御フラグＦ＿ＩＥＸを「０」にリセットし（ステップ３４）、本処理を終了する。

前記ステップ３１の判別結果がＮＯのとき、すなわち過励磁制御が終了した後には、後述する保持制御フラグＦ＿ＩＨが「１」であるか否かを判別する（ステップ３５）。この判別結果がＮＯで、コイル６ｂへの保持電流ＩＨの供給がまだ開始されていないときには、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標保持電流ＩＨＣＭＤ以下であるか否かを判別する（ステップ３６）。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ３６の判別結果がＹＥＳで、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標保持電流ＩＨＣＭＤまで低下したときには、インジェクタ４のコイル６ｂに保持電流ＩＨを供給する保持制御を開始する（ステップ３７）。次に、保持制御中であることを表すために、保持制御フラグＦ＿ＩＨを「１」にセットし（ステップ３８）、本処理を終了する。

この保持制御は、保持電流ＩＨを目標保持電流ＩＨＣＭＤに保持するものであり、図８に示すように、具体的には次のようにして行われる。まず、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標保持電流ＩＨＣＭＤまで低下したときに、第２および第３スイッチ１２，１３を通電状態にすることによって、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴを増大させる。その後、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標保持電流ＩＨＣＭＤにヒステリシスＩＨＨＹＳを加算した値まで増大したときに、第２スイッチ１２を非通電状態にすることによって、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴを低下させる。このような第２スイッチ１２の通電／非通電を繰り返すことによって、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標保持電流ＩＨＣＭＤ付近に保持される。

前記ステップ３５の判別結果がＹＥＳで、保持制御中のときには、前記ステップ２７でリセットしたタイマ値ＴＭが、所定時間ＴＭＲＥＦに等しいか否かを判別する（ステップ３９）。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、保持制御を継続する。

一方、上記ステップ３９の判別結果がＹＥＳで、コイル６ｂへの駆動電流ＩＡＣの供給の開始後、所定時間ＴＭＲＥＦが経過したときには、インジェクタ４による燃料噴射を終了するものとして、保持電流ＩＨの供給を終了する（ステップ４０）とともに、保持制御フラグＦ＿ＩＨおよび燃料噴射フラグＦ＿ＩＮＪをそれぞれ「０」にリセットし（ステップ４１，４２）、本処理を終了する。

このステップ４２の実行により、その後は前記ステップ３０の判別結果がＮＯになり、その場合には、そのまま本処理を終了する。

図８は、これまでに説明した燃料噴射制御によって得られる動作例を、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化した場合について示している。この例では、タイミングｔ０の直前において、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化しており、それに応じて、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤはより大きな値に設定されている（ステップ５，６）。その後、クランク角ＣＡが燃料噴射時期ＴＩＮＪになると（ｔ０）、過励磁制御が開始され（ステップ２６）、それによる過励磁電流ＩＥＸの供給に伴い、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが漸増するとともに、インジェクタ４の弁体９が開き始める。

その後、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに達したときに（ｔ１）、過励磁制御が終了する（ステップ３３）。この時点で、インジェクタ４の弁体９のリフトはほぼ所定リフトに達する。また、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに達した後に、燃料の昇圧制御が開始され（ステップ８）、燃料圧力ＰＦが増大側に変化した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように制御される。

さらにその後、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤまで低下したときに（ｔ２）、保持制御が開始され、保持電流ＩＨが供給される（ステップ３７）。この保持制御により、弁体９のリフトが所定リフトに保持される。

そして、過励磁制御の開始時から所定時間ＴＭＲＥＦが経過したときに（ｔ３）、保持制御が終了することで、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが値０まで低下する（ｔ４）とともに、弁体９のリフトが値０になり、インジェクタ４が閉弁する（ｔ５）。

以上のように、本実施形態によれば、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化したときには、まず過励磁電流ＩＥＸの供給を開始し、その後、実駆動電流ＩＡＣＡＣＴが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに達したときに、増大した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに基づく燃料の昇圧制御を開始する。これにより、燃料圧力ＰＦが上昇する前に、より大きな過励磁電流ＩＥＸをコイル６ｂに供給でき、したがって、上昇する燃料の圧力に妨げられることなく、インジェクタ４を所定の開度で確実に開弁することができる。

また、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが高いほど、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤを大きな値に設定するので、燃料圧力ＰＦが高い場合においても、インジェクタ４を確実に開弁することができる。

図９は、燃料噴射制御によって得られる動作例を、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが減少側に変化した場合について示している。この例では、タイミングｔ０’の前に、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが減少側に変化しており、それに応じて、燃料の降圧制御が行われ（ステップ１０）、燃料圧力ＰＦが減少側に変化した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるように制御される。また、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに達したときに、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤおよび目標保持電流ＩＨＣＭＤがより小さな値に設定される（ステップ５，６）。その後、クランク角ＣＡが燃料噴射時期ＴＩＮＪになると（ｔ０’）、過励磁制御が開始され、以降の動作は前述した図８の場合と同様である。

以上のように、本実施形態によれば、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが減少側に変化したときには、まず、減少した目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに基づく燃料の降圧制御を開始し、その後、燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤに達したときに、目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤに基づく過励磁電流ＩＥＸの供給を開始する。これにより、燃料の圧力が確実に低下した後に、より小さな過励磁電流ＩＥＸを供給でき、したがって、インジェクタ４を確実に開弁することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤを、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて設定しているが、これに限らず、エンジン３の運転状態を判別し、判別された運転状態ごとに設定してもよい。

また、実施形態では、設定された目標燃料圧力ＰＦＣＭＤへの燃料の圧力の制御を、検出された燃料圧力ＰＦが目標燃料圧力ＰＦＣＭＤになるようにフィードバック的に行っているが、例えば目標燃料圧力ＰＦＣＭＤと燃料調量弁３５ａの開度との関係を規定したマップなどを用い、フィードフォワード的に行ってもよい。

さらに、実施形態では、目標燃料圧力ＰＦＣＭＤが増大側に変化した際、コイル６ｂに供給された駆動電流ＩＡＣが目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤ達したか否かの判定を、検出された実駆動電流ＩＡＣＡＣＴと目標過励磁電流ＩＥＸＣＭＤとの比較結果に基づいて行っているが、これに限らず、過励磁電流ＩＥＸの供給の開始時からの経過時間に基づいて行ってもよい。

さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の直噴式またはポート噴射式のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

２ＥＣＵ（目標燃料圧力設定手段、燃料圧力制御手段、目標駆動電流設定手段
および制御手段）
３エンジン
４インジェクタ（燃料噴射弁）
６ｂコイル
９弁体
４２燃料圧力センサ
ＩＡＣ駆動電流
ＩＥＸ過励磁電流（駆動電流）
ＰＦ燃料圧力（燃料の圧力）
ＰＦＣＭＤ目標燃料圧力
ＩＥＸＣＭＤ目標過励磁電流（目標駆動電流）

Claims

コイルおよび弁体を有する電磁式の燃料噴射弁を備え、前記コイルに駆動電流を供給することにより、前記燃料噴射弁に供給された燃料の圧力に抗して前記弁体を駆動し、開弁させることによって、当該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であって、
目標燃料圧力を設定する目標燃料圧力設定手段と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を前記設定された目標燃料圧力になるように制御する燃料圧力制御手段と、
前記目標燃料圧力が高いほど、前記駆動電流の目標となる目標駆動電流をより大きな値に設定する目標駆動電流設定手段と、
前記目標燃料圧力が増大側に変化したときに、前記コイルへの前記目標駆動電流に基づく駆動電流の供給を開始し、その後、当該供給された駆動電流が前記目標駆動電流に達したときに、前記燃料圧力制御手段による燃料圧力の制御を開始する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
燃料の圧力を検出する燃料圧力センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記目標燃料圧力が減少側に変化したときに、前記燃料圧力制御手段による燃料圧力の制御を開始し、その後、前記検出された燃料圧力が前記目標燃料圧力に達したときに、前記コイルへの前記目標駆動電流に基づく駆動電流の供給を開始することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。