JP2014202147A - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇圧回路による設定電圧への昇圧電圧の昇圧動作中に電磁弁を開弁させる昇圧中駆動制御の開始時に、電磁弁に電圧を十分に印加でき、それにより、電磁弁の制御性を向上させることができる電磁弁駆動装置を提供する。
【解決手段】電磁弁駆動装置１では、昇圧回路による昇圧電圧を電磁弁に印加することによって電磁弁を開弁させる駆動制御が実行され、駆動制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを昇圧回路により設定電圧に昇圧する昇圧動作中に行われる駆動制御である昇圧中駆動制御が行われるか否かが予測され（ステップ１、３）、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、昇圧中駆動制御の開始時における昇圧電圧が設定電圧に近づくように、駆動制御が実行される（ステップ４、５）。
【選択図】図９

Description

本発明は、流体の流量を調整するための電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置に関する。

従来、この種の電磁弁駆動装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。電磁弁駆動装置は、エンジンの燃料噴射弁に適用されたものであり、このエンジンでは、燃料噴射弁により、メイン噴射と、それに先立つパイロット噴射が実行される。電磁弁駆動装置は、電源の電圧を昇圧するための昇圧回路を備えており、昇圧回路は、コイル、パイロット用コンデンサ及びメイン用コンデンサなどで構成されている。昇圧回路では、電源の電圧がコイルなどにより昇圧され、昇圧された昇圧電圧がパイロット用及びメイン用のコンデンサに印加されることによって、両コンデンサが充電される。

また、この従来の電磁弁駆動装置では、パイロット噴射の開始時にはパイロット用コンデンサから燃料噴射弁に、メイン噴射の開始時にはメイン用コンデンサから燃料噴射弁に、チャージ電圧を印加し、それにより、燃料噴射弁に電流を供給することによって、燃料噴射弁を開弁させる。さらに、パイロット噴射とメイン噴射の時間間隔が短いときには、メイン用コンデンサのチャージ電圧を低減し、それによりメイン噴射の開始時に燃料噴射弁に供給される電流を低減することによって、装置の発熱を防止するようにしている。

特開２００１−２２７３９２号公報

また、近年、単一のコンデンサを用いた昇圧回路を有する電磁弁駆動装置が知られている。この電磁弁駆動装置において、燃料噴射弁に供給される電流を上述した従来の電磁弁駆動装置のように制御した場合には、次のような問題がある。すなわち、この従来の電磁弁駆動装置では、上述したようにメイン噴射の開始時に燃料噴射弁に供給される電流を低減するにすぎないので、パイロット噴射が終了してからメイン噴射が開始されるまでの間に、パイロット噴射により放電されたコンデンサを十分に充電できず、コンデンサのチャージ電圧が不足する場合がある。その場合には、パイロット噴射に続くメイン噴射の開始時に、コンデンサから燃料噴射弁に電圧を十分に印加することができなくなり、それにより、燃料噴射弁の開弁が遅れ、その制御性が低下してしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、昇圧回路による設定電圧への昇圧電圧の昇圧動作中に電磁弁を開弁させる昇圧中駆動制御の開始時に、電磁弁に電圧を十分に印加でき、それにより、電磁弁の制御性を向上させることができる電磁弁駆動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に、請求項１に係る発明は、流体の流量を調整するための電磁弁（実施形態における（以下、本項において同じ）インジェクタ４）を駆動する電磁弁駆動装置１であって、電源（バッテリ２５）の電圧（バッテリ電圧ＶＢ）を所定の設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧するための昇圧回路２０と、昇圧回路２０による昇圧電圧ＶＣを電磁弁に印加することによって電磁弁を開弁させる駆動制御を実行する制御手段（ＥＣＵ２、図５）と、駆動制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを昇圧回路２０により設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に行われる駆動制御である昇圧中駆動制御が行われるか否かを予測する予測手段（ＥＣＵ２、ステップ１、３、１１）と、を備え、制御手段は、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、昇圧中駆動制御の開始時における昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに近づくように、駆動制御を実行する（ステップ４、５）ことを特徴とする。

この構成によれば、昇圧回路によって、電源の電圧が所定の設定電圧に昇圧されるとともに、制御手段により、駆動制御が実行されることによって、昇圧回路による昇圧電圧が電磁弁に印加され、それにより電磁弁が開弁する。電磁弁への昇圧電圧の印加後、それに伴って低下した昇圧電圧が昇圧回路で設定電圧に昇圧される前に、再度、駆動制御が実行された場合には、この駆動制御において、電磁弁に印加される電圧が不足し、電磁弁の制御性が低下する可能性がある。

上述した構成によれば、駆動制御に伴って低下した昇圧電圧を昇圧回路により設定電圧に昇圧する昇圧動作中に行われる駆動制御である昇圧中駆動制御が行われるか否かが、予測手段によって予測されるとともに、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、昇圧中駆動制御の開始時における昇圧電圧が設定電圧に近づくように、駆動制御が実行される。これにより、昇圧中駆動制御の開始時に、電磁弁に電圧を十分に印加できるので、電磁弁の制御性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電磁弁駆動装置１において、電磁弁によって調整される流体の圧力を取得する流体圧取得手段（燃圧センサ３５）をさらに備え、制御手段は、駆動制御の実行中、電磁弁に供給される電流（駆動電流ＩＡＣ）が第１電流値（目標電流値ＩＯＢＪ）になるように、電磁弁に昇圧電圧ＶＣを印加し、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、取得された流体圧（燃圧ＰＦ）に応じて、第１電流値を設定する第１電流値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４、５、図１０）をさらに備えることを特徴とする。

電磁弁は、流体の流量を調整するものであるので、流体の圧力に応じて、電磁弁の開弁に必要な電流の大きさが変化する。上述した構成によれば、駆動制御の実行中、電磁弁に供給される電流が第１電流値になるように、電磁弁に昇圧電圧が印加される。また、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、第１電流値が、取得された流体の圧力に応じ、第１電流値設定手段によって設定される。これにより、昇圧中駆動制御の直前の駆動制御において、電磁弁に供給される電流を、流体の圧力に見合った適切な大きさに制御できるので、それにより昇圧回路の消費電力を抑制でき、したがって、昇圧回路の熱損失を低減することができるとともに、駆動制御の実行後に昇圧電圧を設定電圧に早期に昇圧することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の電磁弁駆動装置１において、制御手段は、昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、駆動制御及び昇圧中駆動制御を同一の電磁弁に対して実行するときには、昇圧中駆動制御の実行中、電磁弁に供給される電流が第２電流値（目標電流値ＩＯＢＪ）になるように、電磁弁に昇圧電圧ＶＣを印加し、取得された流体圧に応じて、第２電流値を設定する第２電流値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４、５、図１０）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、駆動制御及び昇圧中駆動制御を同一の電磁弁に対して実行するときには、昇圧中駆動制御の実行中、電磁弁に供給される電流が第２電流値になるように、昇圧電圧が電磁弁に印加される。また、この第２電流値が、取得された流体圧に応じ、第２電流値設定手段によって設定される。これにより、昇圧中駆動制御において、電磁弁に供給される電流を、流体の圧力に見合った適切な大きさに制御できるので、請求項２に係る発明の作用と相俟って、昇圧回路の消費電力のさらなる抑制と、昇圧回路の熱損失のさらなる低減を図ることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁弁駆動装置１において、制御手段は、駆動制御の実行中、電磁弁に昇圧電圧ＶＣを印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、電磁弁に電源の電圧を印加することによって、電磁弁を開弁状態に保持し、電磁弁への電源の電圧の印加が終了してから昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴを算出する予測時間間隔算出手段（ＥＣＵ２、ステップ６）と、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、算出された予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じて、昇圧中駆動制御の開始タイミング（噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡ）を変更する開始タイミング変更手段（ＥＣＵ２、ステップ７、８）と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、駆動制御の実行中、電磁弁に昇圧電圧を印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、電磁弁に電源の電圧を印加することによって、電磁弁が開弁状態に保持される。電磁弁への電源の電圧の印加が終了してから、すなわち駆動制御が終了してから、昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔が短くなるほど、昇圧電圧が昇圧される時間がより短くなるため、昇圧中駆動制御の開始時、電磁弁に印加される昇圧電圧が低くなり、それにより電磁弁が開弁するまでに必要な時間がより長くなる。このため、電磁弁の閉弁タイミングが予め定められている場合には、上述したように電磁弁の開弁に必要な時間がより長くなることによって、流体の所望の流量が得られなくなる可能性がある。

上述した構成によれば、駆動制御が終了してから昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔が、予測時間間隔算出手段によって算出される。また、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、算出された予測時間間隔に応じ、開始タイミング変更手段によって、昇圧中駆動制御の開始タイミングが変更される。これにより、予測時間間隔、すなわち昇圧電圧が昇圧される時間の予測値の長短に応じて、昇圧中駆動制御の開始タイミングを適切に変更できるので、流体の所望の流量を得ることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁弁駆動装置１において、電磁弁は、内燃機関３の気筒＃１〜＃４内に燃料を噴射する燃料噴射弁４であり、燃料噴射弁４によって、内燃機関３の吸気行程中の燃料噴射と、内燃機関３の圧縮行程中の燃料噴射が行われることを特徴とする。

この構成によれば、電磁弁は、いわゆる直噴式の内燃機関の燃料噴射弁であり、この燃料噴射弁によって、内燃機関の吸気行程中の燃料噴射と、内燃機関の圧縮行程中の燃料噴射とが行われる。これらの吸気行程中及び圧縮行程中の燃料噴射の間の時間間隔は比較的短いので、吸気行程中の燃料噴射用の制御として駆動制御が、圧縮行程中の燃料噴射用の制御として昇圧中駆動制御が、それぞれ実行される場合がある。この燃料噴射弁に本発明を適用することによって、少なくとも圧縮行程中の燃料噴射を適切に行うことができるので、内燃機関の燃焼の安定化や排ガス特性の向上を図ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項２に記載の電磁弁駆動装置１において、電磁弁は少なくとも、互いに別個の第１電磁弁及び第２電磁弁で構成され、制御手段は、昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、駆動制御を第１電磁弁に対して、昇圧中駆動制御を第２電磁弁に対して、それぞれ実行するときには、第２電磁弁に供給される電流が第２電流値（目標電流値ＩＯＢＪ）になるように、第２電磁弁に昇圧電圧ＶＣを印加し、取得された流体圧に応じて、第２電流値を設定する第２電流値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ４、５、図１０）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、駆動制御を第１電磁弁に対して、昇圧中駆動制御を第２電磁弁に対して、それぞれ実行するときには、第２電磁弁に供給される電流が第２電流値になるように、第２電磁弁に昇圧電圧が印加される。また、この第２電流値が、取得された流体圧に応じ、第２電流値設定手段によって設定される。これにより、請求項３に係る発明と同様、昇圧中駆動制御において、第２電磁弁に供給される電流を、流体の圧力に見合った適切な大きさに制御できるので、請求項２に係る発明の作用と相俟って、昇圧回路の消費電力のさらなる抑制と、昇圧回路の熱損失のさらなる低減を図ることができる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の電磁弁駆動装置１において、制御手段は、駆動制御の実行中、第１電磁弁に昇圧電圧ＶＣを印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、第１電磁弁に電源の電圧を印加することによって、第１電磁弁を開弁状態に保持し、第１電磁弁への電源の電圧の印加が終了してから昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴを算出する予測時間間隔算出手段（ＥＣＵ２、ステップ６）と、昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、予測された予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じて、昇圧中駆動制御の開始タイミングを変更する開始タイミング変更手段（ＥＣＵ２、ステップ７、８）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、駆動制御の実行中、第１電磁弁に昇圧電圧を印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、第１電磁弁に電源の電圧を印加することによって、第１電磁弁が開弁状態に保持される。

第１電磁弁への電源の電圧の印加が終了してから、すなわち駆動制御が終了してから、昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔が短くなるほど、昇圧電圧が昇圧される時間がより短くなるため、昇圧中駆動制御の開始時、第２電磁弁に印加される昇圧電圧が低くなり、それにより第２電磁弁が開弁するまでに必要な時間がより長くなる。このため、請求項４に係る発明で述べたように、第２電磁弁の閉弁タイミングが予め定められている場合には、上述したように第２電磁弁の開弁に必要な時間がより長くなることによって、流体の所望の流量が得られなくなる可能性がある。

上述した構成によれば、駆動制御が終了してから昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔が、予測時間間隔算出手段によって算出されるとともに、算出された予測時間間隔に応じ、開始タイミング変更手段によって、昇圧中駆動制御の開始タイミングが変更される。これにより、予測時間間隔、すなわち昇圧電圧が昇圧される時間の予測値の長短に応じて、昇圧中駆動制御の開始タイミングを適切に変更できるので、流体の所望の流量を得ることができる。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の電磁弁駆動装置１において、第１電流値設定手段は、取得された流体圧に応じた第１電流値の設定を、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短いときに行い（ステップ１１、４、５）、開始タイミング変更手段は、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じた昇圧中駆動制御の開始タイミングの変更を、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短い第２所定時間ＩＮＴＲＥＦ２よりも短いときに行う（ステップ２１、７、８）ことを特徴とする。

請求項７に係る発明の説明で述べたように、予測時間間隔が非常に短いときには、昇圧電圧が昇圧される時間が非常に短いため、昇圧中駆動制御の開始時、第２電磁弁に印加される昇圧電圧が低くなる。このため、その場合には、請求項２に係る発明の説明で述べた第１電流値の設定だけでは、昇圧中駆動制御の開始時、電磁弁に印加される電圧が低くなり、それにより電磁弁を迅速に開弁することができない可能性がある。

上述した構成によれば、この流体圧に応じた第１電流値の設定が、予測時間間隔が第１所定時間よりも短いときに行われ、請求項７に係る発明で述べた、予測時間間隔に応じた昇圧中駆動制御の開始タイミングの変更が、予測時間間隔が第１所定時間よりも短い第２所定時間よりも短いときに行われる。これにより、予測時間間隔が非常に短いときに、流体圧に応じた第１電流値の設定と、昇圧中駆動制御の開始タイミングの変更とを組み合わせて行うことができるので、請求項７に係る発明による効果、すなわち流体の所望の流量を得ることができるという効果を、有効に得ることができる。

請求項９に係る発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載の電磁弁駆動装置１において、第１及び第２電磁弁はそれぞれ、内燃機関３の第１気筒及び第２気筒にそれぞれ燃料を供給するための第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁であることを特徴とする。

この構成によれば、第１及び第２電磁弁はそれぞれ、内燃機関の第１気筒及び第２気筒にそれぞれ燃料を供給するための第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁である。複数の気筒を有する内燃機関では、複数の気筒の間で、燃料噴射弁の開弁タイミングの時間間隔が比較的短くなる場合があり、その場合には、第１燃料噴射弁に対して駆動制御が、第２燃料噴射弁に対して昇圧中駆動制御が、それぞれ実行されることがある。これらの第１及び第２燃料噴射弁に本発明を適用することによって、少なくとも第２燃料噴射弁の燃料噴射を適切に行うことができるので、内燃機関の燃焼の安定化や排ガス特性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態による電磁弁駆動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。 昇圧回路及び駆動回路を示す回路図である。 昇圧回路及び１番気筒用の駆動回路を示す回路図である。 通常時用の燃料噴射制御における昇圧電圧などの推移の一例である。 吸気行程噴射の噴射期間や圧縮行程噴射の噴射期間などの関係を、１番〜４番気筒の各々において吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が終了する前に圧縮行程噴射が開始される場合について示す図である。 吸気行程噴射の噴射期間や圧縮行程噴射の噴射期間などの関係を、１番気筒の吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が終了する前に２番気筒の圧縮行程噴射が開始されるとともに、１番気筒の圧縮行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が終了する前に４番気筒の吸気行程噴射が開始される場合について示す図である。 低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中にインジェクタの通常時用の燃料噴射制御が行われた場合における昇圧電圧ＶＣなどの推移の一例を示す図である。 第１実施形態による制御処理を示すフローチャートである。 図９の処理で用いられるマップの一例である。 図９の処理で用いられる図１０とは異なるマップの一例である。 図９の制御処理による動作例を比較例とともに示す図である。 図９の制御処理による、図１２とは異なる動作例を示す図である。 第２実施形態による制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態による制御処理を示すフローチャートである。

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に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３は、１番〜４番の４つの気筒＃１〜＃４を有する４サイクルタイプのガソリンエンジンであり、各気筒には、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が、燃焼室に燃料を直接、噴射するように設けられている。また、エンジン３の排気管には、排ガス浄化用の触媒が設けられている（いずれも図示せず）。さらに、図１に示すように、本発明の第１実施形態による電磁弁駆動装置１は、インジェクタ４を駆動するためのものであり、後述するＥＣＵ２を備えている。

図２に示すように、インジェクタ４は、ケーシング５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。インジェクタ４には、エンジン３を動力源とする燃料ポンプを有する燃料供給装置（図示せず）から、高圧の燃料が供給される。インジェクタ４に供給される燃料の圧力（以下「燃圧」という）は、弁体９を閉弁方向に押圧するように作用する。また、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、このコイル６ｂには、図３に示す駆動回路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。

また、図３に示すように、電磁弁駆動装置１は、駆動回路１０と単一の昇圧回路２０を備えている。駆動回路１０は、１番〜４番気筒＃１〜＃４用の駆動回路から成り、これらの駆動回路は互いに同様に構成されているので、以下これらを代表して、１番気筒＃１用の駆動回路１０Ａについて、図４を参照しながら説明する。また、昇圧回路２０についても併せて説明する。なお、図３及び図４では、各コイル６ｂが１番〜４番気筒＃１〜＃４のどれに対応するのかを表すために、各コイル６ｂの符号の付近に、対応する気筒の符号をカッコ書きで付している。

図４に示すように、駆動回路１０Ａは、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を有しており、昇圧回路２０は、スイッチ２１、コイル２２及び単一のコンデンサ２３を有している。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。バッテリ２５は、１２Ｖバッテリであり、エンジン３を動力源とする発電機を用いて充電される。また、スイッチ２１のソース及びゲートはそれぞれ、アース及びＥＣＵ２の後述するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２ａ（図２参照）に接続されている。

以上の構成の昇圧回路２０では、マイコン２ａからの駆動信号ＳＤにより、スイッチ２１のドレイン−ソース間が通電状態になると、バッテリ２５からの電圧（以下「バッテリ電圧」という）ＶＢが、コイル２２を介して昇圧される。昇圧された昇圧電圧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、ソース及びゲートはそれぞれ、昇圧回路２０、電磁石６のコイル６ｂの一端及びマイコン２ａに接続されている。マイコン２ａ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、ソース及びゲートはそれぞれ、バッテリ２５、コイル６ｂの一端及びマイコン２ａに接続されている。マイコン２ａ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、ソース及びゲートはそれぞれ、コイル６ｂの他端、アース及びマイコン２ａに接続されている。マイコン２ａからの第３駆動信号ＳＤ３がゲートに入力されると、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。

以上の構成の駆動回路１０Ａでは、マイコン２ａからの第１〜第３駆動信号ＳＤ１〜ＳＤ３に応じて、バッテリ電圧ＶＢ又は昇圧電圧ＶＣが、インジェクタ４のコイル６ｂに印加され、駆動電流ＩＡＣが供給される。具体的には、第１スイッチ１１をＯＦＦ（非通電状態）し、第２及び第３スイッチ１２，１３をＯＮ（通電状態）することによって、インジェクタ４に、バッテリ電圧ＶＢを印加し、駆動電流ＩＡＣを供給する。以下、このようにバッテリ電圧ＶＢが印加されたときに供給される駆動電流ＩＡＣを適宜、「保持電流ＩＨ」という。

また、第２スイッチ１２をＯＦＦ（非通電状態）するとともに、第１及び第３スイッチ１１，１３をＯＮ（通電状態）することによって、インジェクタ４に、昇圧電圧ＶＣを印加し、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供給される駆動電流ＩＡＣを適宜、「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及び保持電流ＩＨが、この順でインジェクタ４に供給される。

なお、１番気筒＃１用の第１及び第２スイッチ１１、１２は、４番気筒＃４用の第１及び第２スイッチ（いずれも図示せず）としてそれぞれ兼用されている。また、２番気筒＃２用及び３番気筒＃３用の第１及び第２スイッチ（いずれも図示せず）も、互いにそれぞれ兼用されている。

また、昇圧回路２０には、電圧計３１が設けられており、この電圧計３１は、実際の昇圧電圧ＶＣ（以下「実昇圧電圧ＶＣＡＣＴ」という）を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、インジェクタ４には、電流計３２が取り付けられており、この電流計３２は、コイル６ｂに実際に流れる駆動電流ＩＡＣ（以下「実駆動電流ＩＡＣＡＣＴ」という）を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）には、クランク角センサ３３が設けられている。クランク角センサ３３は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号及び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サイクル４気筒タイプの場合には、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信号及びＴＤＣ信号に基づいて、クランク角ＣＡを算出する。具体的には、このクランク角ＣＡは、１番気筒＃１の吸気行程の開始時における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。

ＥＣＵ２にはさらに、水温センサ３４から、エンジン３の冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、燃圧センサ３５から、前述した燃圧（燃料供給装置からインジェクタ４に供給される燃料の圧力）ＰＦを表す検出信号が、アクセル開度センサ３６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、それぞれ出力される。

ＥＣＵ２は、マイコン２ａとＩ／Ｏインターフェース（図示せず）で構成されており、マイコン２ａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ３１〜３６の検出信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、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による燃料噴射を気筒ごとに制御する。

以下、ＥＣＵ２によるインジェクタ４の通常時用の燃料噴射制御について、図５に示す昇圧電圧ＶＣなどのパラメータの推移の一例を参照しながら説明する。昇圧電圧ＶＣは、前述したスイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦ制御により、所定の設定電圧ＶＣＳＥＴ（例えば６０Ｖ）になるように、常に制御される。当該制御は、検出された実昇圧電圧ＶＣＡＣＴに基づいて行われる。また、図５に示すように、第１〜第３スイッチ１１〜１３がいずれもＯＦＦで、それにより昇圧電圧ＶＣがインジェクタ４のコイル６ｂに印加される前の状態では（時点ｔ０〜）、昇圧電圧ＶＣは、通常、上述した制御により設定電圧ＶＣＳＥＴに保持されている。

この状態から、算出されたクランク角ＣＡが噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡと等しくなると（時点ｔ１）、前述した第１及び第３スイッチ１１、１３をＯＮすることによって、コイル６ｂに昇圧電圧ＶＣが印加され、それにより、昇圧電圧ＶＣが減少するとともに、駆動電流ＩＡＣが急増し、駆動電流ＩＡＣとしての過励磁電流ＩＥＸがコイル６ｂに供給される。その結果、インジェクタ６のヨーク６ａが励磁され、アーマチュア８が弁体９とともに、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、弁体９のリフト（以下「弁体リフト」という）が急増し、インジェクタ４は所定の開度で迅速に開弁する（図２（ｂ）参照）。それに伴い、インジェクタ４からエンジン３の燃焼室に、燃料が噴射される。

この場合、第１及び第３スイッチ１１，１３のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、駆動電流ＩＡＣとしての前述した過励磁電流ＩＥＸが、目標電流値ＩＯＢＪになるように制御される。当該制御は、検出された実駆動電流ＩＡＣＡＣＴに基づいて行われる。また、目標電流値ＩＯＢＪは、通常目標電流値ＩＯＢＪ１に設定される。この通常目標電流値ＩＯＢＪ１は、検出された燃圧ＰＦに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。このマップでは、通常目標電流値ＩＯＢＪ１は、燃圧ＰＦが高いほど、より大きな値に設定されており、その最大値が例えば８Ａである。これは、燃圧ＰＦは、前述したようにインジェクタ４の弁体９を閉弁方向に押圧するように作用することから、燃圧ＰＦが高いほど、インジェクタ４がより開弁しにくくなるためである。

さらに、前記噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡは、インジェクタ４の燃料噴射の開始タイミングを規定するものであり、クランク角ＣＡで表され、算出されたエンジン回転数ＮＥ及び要求トルクに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。この要求トルクは、エンジン３に要求されるトルクであり、エンジン回転数ＮＥ及び検出されたアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。

そして、駆動電流ＩＡＣが目標電流値ＩＯＢＪに達すると（時点ｔ２）、第１スイッチ１１をＯＦＦすることによって、コイル６ｂへの昇圧電圧ＶＣの印加と過励磁電流ＩＥＸの供給が停止されるとともに、第２および第３スイッチ１２，１３をＯＮすることによって、バッテリ電圧ＶＢがコイル６ｂに印加され、それにより、駆動電流ＩＡＣが目標電流値ＩＯＢＪから減少する。

この場合、第２および第３スイッチ１２，１３のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、駆動電流ＩＡＣとしての前述した保持電流ＩＨが、上限値ＩＨＯＢＪＨと下限値ＩＨＯＢＪＬの間に保持されるように制御される。これにより、弁体リフトが一定値に保持され、インジェクタ４が開弁状態に保持される結果、インジェクタ４からの燃料噴射が継続される。また、上述したインジェクタ４への昇圧電圧ＶＣの印加の停止と、前述した昇圧電圧ＶＣの制御とによって、昇圧電圧ＶＣは、設定電圧ＶＣＳＥＴに向かって上昇する。

そして、クランク角ＣＡが噴射終了タイミングと等しくなると（時点ｔ３）、第２及び第３スイッチ１２、１３をＯＦＦすることによって、インジェクタ４へのバッテリ電圧ＶＢの印加が停止される。これにより、コイル６ｂへの駆動電流ＩＡＣの供給が終了されることによって、弁体９がばね７の付勢力で閉弁位置に移動し、弁体リフトが値０になり、インジェクタ４が閉弁する。それに伴い、インジェクタ４による燃料の噴射が終了する。また、昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに収束する（時点ｔ４）。以下、昇圧電圧ＶＣの印加の開始（時点ｔ１）から、昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに復帰するまで（時点ｔ４）に必要とされる期間を、「必要昇圧復帰期間」という。

また、駆動電流ＩＡＣとしての保持電流ＩＨの供給の終了に伴い、第２及び第３スイッチ１２，１３がＯＦＦになることによって、コイル６ｂに残留した保持電流ＩＨが、前述したツェナーダイオード１４を介してアースに流れることで、コイル６ｂは急速に非励磁状態になる。

さらに、上記の噴射終了タイミングは、インジェクタ４の燃料噴射の終了タイミングを規定するものであり、クランク角ＣＡで表され、前述した噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡ及び燃料噴射時間によって規定される。この燃料噴射時間は、インジェクタ４の開弁時間を規定するものであり、燃圧ＰＦ及び要求燃料噴射量に応じて算出される。要求燃料噴射量は、インジェクタ４から噴射すべき燃料噴射量を規定するものであり、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出される。以上により、インジェクタ４の燃料噴射時間、すなわちインジェクタ４の開弁時間は、要求燃料噴射量が得られるように制御される。

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、高い燃圧ＰＦ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、ＥＣＵ２は、前述した排ガス浄化用の触媒を早期に昇温し、活性化するために、触媒昇温制御を実行する。この触媒昇温制御では、エンジン３の吸気行程中の燃料噴射（以下「吸気行程噴射」）と、触媒を昇温すべく後燃えを生じやすくするために、圧縮行程中の燃料噴射（以下「圧縮行程噴射」）とが行われる。また、エンジン３の運転状態に応じて、エンジン３の出力を得るために、圧縮行程噴射に加え、エンジン３の燃焼を安定化させるために、吸気行程噴射が行われる。

また、図６及び図７は、上述した吸気行程噴射及び圧縮行程噴射が行われた場合における吸気行程噴射の噴射期間（縦線のハッチングで図示）と、圧縮行程噴射の噴射期間（横線のハッチングで図示）と、吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間（右上がりのハッチングで図示）と、圧縮行程噴射に対する必要昇圧復帰期間（左上がりのハッチングで図示）との関係を示している。図６に示すように、１番〜４番気筒＃１〜＃４の各々において、吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間（図５参照）が終了する前に、すなわち、吸気行程噴射に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、圧縮行程噴射が開始され、圧縮行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が開始することがある。

また、エンジン３が４つの気筒＃１〜＃４を有する４サイクルエンジンであるため、図７に示すように、例えば、１番気筒＃１の吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が終了する前に、２番気筒＃２の圧縮行程噴射が開始され、圧縮行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が開始することがある。同様に、１番気筒＃１の圧縮行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が終了する前に、４番気筒＃４の吸気行程噴射が開始され、吸気行程噴射に対する必要昇圧復帰期間が開始することがある。以上のように、互いに異なる気筒の間で、必要昇圧復帰期間が終了する前に、燃料噴射が開始することがある。

また、図８は、図６及び図７を用いて述べたような制御動作、すなわち一旦、低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、図５を用いて説明したインジェクタ４の通常時用の燃料噴射制御が行われた場合における昇圧電圧ＶＣなどの推移の一例を示している。なお、図８では、駆動電流ＩＡＣ及び弁体リフトについては、気筒ごとに示しておらず、４つのインジェクタ４の全体について、同一の時間軸上に示している。

図８に示すように、吸気行程噴射又は圧縮行程噴射のための１段目の燃料噴射制御の実行に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、続く同じ気筒の圧縮行程噴射又は異なる気筒の吸気行程噴射のための２段目の燃料噴射制御（以下、この２段目の燃料噴射制御を適宜、「昇圧中２段目噴射制御」という）が開始される（時点ｔ５）と、コイル６ｂに印加される昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴよりも低くなる。これにより、昇圧中２段目噴射制御の開始時に、駆動電流ＩＡＣの増加度合（傾き）が、より小さくなることによって、昇圧電圧ＶＣの印加を開始（時点ｔ５）してから駆動電流ＩＡＣが目標電流値ＩＯＢＪに達するまで（時点ｔ６）に、時間がかかり、その結果、インジェクタ４の開弁が遅くなってしまう。

また、昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧されないうちに、再度、コイル６ｂに印加されるため、この昇圧電圧ＶＣの再度の印加の終了時（時点ｔ６）において、昇圧電圧ＶＣが非常に小さな値になり、ひいては、昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに復帰するまでに、非常に長い時間がかかってしまう。

さらに、インジェクタ４の開弁が上述したように遅くなるのに対して、インジェクタ４の噴射終了タイミングが前述したように定められており、それにより、クランク角ＣＡが噴射終了タイミングと等しくなったとき（時点ｔ７）に、コイル６ｂへの駆動電流ＩＡＣの供給を停止し、インジェクタ４を閉弁しなければならない。以上から、図８に示す弁体リフトから明らかなように、インジェクタ４の開弁期間が短くなり、ひいては、インジェクタ４による所望の燃料噴射量が得られなくなってしまう。

また、１段目の燃料噴射制御が終了してから昇圧中２段目噴射制御が開始されるまでの時間間隔が短くなるほど、昇圧電圧ＶＣが昇圧される時間がより短くなるため、図８を用いて上述した不具合は、より顕著になる。

そこで、第１実施形態では、図８を用いて上述したような不具合を防止するために、図９に示す制御処理が実行される。本処理は、１番気筒＃１の吸気行程の開始時におけるＴＤＣ信号の発生に同期して、繰り返し実行される。まず、図９のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、触媒昇温制御フラグＦ＿ＦＩＲＥが「１」であるか否かを判別する。この触媒昇温制御フラグＦ＿ＦＩＲＥは、前述した触媒昇温制御の実行中であることを「１」で表すものであり、検出されたエンジン水温ＴＷに応じて設定される。この触媒昇温制御は、本出願人による特開２０１２−１５９００６に開示されているので、その詳細な説明については省略する。

このステップ１の答がＹＥＳで、触媒昇温制御の実行中であるときには、検出された燃圧ＰＦが所定圧ＰＦＲＥＦよりも低いか否かを判別する（ステップ２）。この答がＹＥＳで、ＰＦ＜ＰＦＲＥＦのときには、２段噴射フラグＦ＿ＰＲＥが「１」であるか否かを判別する（ステップ３）。この２段噴射フラグＦ＿ＰＲＥは、各気筒において、前述した吸気行程噴射及び圧縮行程噴射から成る２段噴射が実行されていることを「１」で表すものである。

このステップ３の答がＹＥＳのときには、前述した触媒昇温制御や２段噴射の実行により、吸気行程噴射又は圧縮行程噴射のための１段目の燃料噴射制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、続く同じ気筒の圧縮行程噴射又は異なる気筒の吸気行程噴射のための２段目の燃料噴射制御、すなわち昇圧中２段目噴射制御が行われる可能性があると予測する。そして、それによる不具合（図８）を防止するために、ステップ４以降の処理を実行する。

一方、ステップ１〜３の答のいずれかがＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、それにより、図５を用いて説明した通常時用の燃料噴射制御が実行される。これは、触媒昇温制御や２段噴射の実行中でないときには（ステップ１、３：ＮＯ）、図８を用いて説明した不具合が生じるおそれがないことから、これを防止するための後述するステップ４以降の処理を実行する必要がないためである。

また、ステップ４以降の処理では、図８を用いて説明した不具合を防止するために、駆動電流ＩＡＣとしての過励磁電流ＩＥＸが、通常時用の燃料噴射制御（図５）の場合よりも小さな値に制御される。これに対して、燃圧ＰＦは、前述したようにインジェクタ４の弁体９を閉弁方向に押圧するように作用するため、燃圧ＰＦが所定圧ＰＦＲＥＦ以上の場合（ステップ２：ＮＯ）において、上記のように過励磁電流ＩＥＸを小さな値に制御したときには、インジェクタ４を適切に開弁させることができない可能性があるためである。

ステップ４では、燃圧ＰＦに応じ、図１０に示すマップを検索することによって、昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２を算出する。図１０に示すように、このマップでは、昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２は、前述した通常目標電流値ＩＯＢＪ１と同様、燃圧ＰＦが高いほど、より大きな値に設定され、同じ燃圧ＰＦに対して、通常目標電流値ＩＯＢＪ１よりも小さな値に設定されており、その最大値が例えば６Ａである。次いで、算出された昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２を、目標電流値ＩＯＢＪとして設定する（ステップ５）。この場合、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射における１番〜４番気筒＃１〜＃４のインジェクタ４のすべての目標電流値ＩＯＢＪが、昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定される。

次に、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴを算出する（ステップ６）。この予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴは、１段目の燃料噴射制御が終了してから昇圧中２段目噴射制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である。

予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴの算出は、次のようにして行われる。すなわち、まず、前述した各気筒の噴射終了タイミング及び噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡを、エンジン３の１燃焼サイクルにわたって算出する。これらの噴射終了タイミング及び噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡには、圧縮行程噴射のものと、吸気行程噴射のものが含まれる。次いで、算出された各気筒の噴射終了タイミング及び噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡに応じて、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御に該当する噴射終了タイミング又は噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡを特定する。この特定は、各気筒の噴射終了タイミング及び噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡの間の期間を、すべての組合わせについて算出し、算出された期間をエンジン回転数ＮＥに基づいて時間に換算するとともに、換算された期間が所定期間よりも短いか否かを判別することによって、行われる。

次に、特定された、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御に該当する噴射終了タイミング又は噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡに応じて、１段目の燃料噴射制御が終了してから昇圧中２段目噴射制御が開始されるまでの期間を、クランク角（°）として算出するとともに、エンジン回転数ＮＥに基づいて時間（ｓｅｃ）に換算することによって、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが算出される。

前述したように、４つの気筒＃１〜＃４の噴射終了タイミング及び噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡがいずれも、クランク角ＣＡ、すなわち、１番気筒＃１のＴＤＣ信号の発生時を基準（値０）としたクランク角度位置で表されるので、上述したように予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴを算出することによって、この算出を精度良く行うことができる。

次いで、前記ステップ６に続くステップ７では、算出された予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じ、図１１に示すマップを検索することによって、通電早期化時間ＯＦＴＩＭを算出する。図１１に示すように、このマップでは、通電早期化時間ＯＦＴＩＭは、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが短いほど、より大きな値に設定されている。その理由については後述する。また、通電早期化時間ＯＦＴＩＭは、クランク角（°）で表される。

次に、算出された通電早期化時間ＯＦＴＩＭに応じて、昇圧中２段目噴射制御の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡを補正し（ステップ８）、本処理を終了する。具体的には、前述したように要求トルクなどに応じて算出された噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡから、通電早期化時間ＯＦＴＩＭを減算した値を、噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡとして設定する。これにより、噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡは、通電早期化時間ＯＦＴＩＭの分、進角側に（早められるように）補正され、変更される。なお、噴射終了タイミングは、補正前の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡと燃料噴射時間によって規定され、変更されることはない。

また、図１２は、上述した制御処理の動作例（実線）を比較例（二点鎖線）とともに、昇圧中２段目噴射制御（１段目の燃料噴射制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に行われる２段目の燃料噴射制御）が行われた場合について示している。この比較例は、本処理と異なり、目標電流値ＩＯＢＪを通常目標電流値ＩＯＢＪ１に設定した場合の動作例である。なお、図１２では、駆動電流ＩＡＣ及び弁体リフトについては、図８と同様、気筒ごとに示しておらず、４つのインジェクタ４の全体について、同一の時間軸上に示している。

図１２に二点鎖線で示すように、比較例では、目標電流値ＩＯＢＪが、通常目標電流値ＩＯＢＪ１に設定される。このため、１段目の燃料噴射制御で消費される昇圧回路２０の電気エネルギが比較的大きいことによって、図８を用いて前述したように、昇圧中２段目噴射制御の開始時（時点ｔ８）に、コイル６ｂに印加される昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴよりも低くなる。これにより、駆動電流ＩＡＣの増加度合（傾き）が、より小さくなることによって、昇圧中２段目噴射制御のために昇圧電圧ＶＣの印加を開始（時点ｔ８）してから、駆動電流ＩＡＣが通常目標電流値ＩＯＢＪ１に達するまで（時点ｔ９’）に時間がかかり、インジェクタ４の開弁が遅くなってしまう。

また、低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、昇圧中２段目噴射制御が実行され、当該昇圧中２段目噴射制御によって消費される昇圧回路２０の電気エネルギも、上述した通常目標電流値ＩＯＢＪ１への目標電流値ＩＯＢＪの設定により比較的大きくなる。このため、図１２に二点鎖線で示すように、昇圧中２段目噴射制御のための昇圧電圧ＶＣの印加の終了時（時点ｔ９’）において、昇圧電圧ＶＣが過小になり、ひいては、昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに復帰するまでに、非常に長い時間がかかってしまう。それに加え、図１２に二点鎖線で示す弁体リフトから明らかなように、比較例では、インジェクタ４の開弁期間が短くなり、ひいては、インジェクタ４による所望の燃料噴射量が得られなくなってしまう。

これに対して、本処理の動作例によれば、図１２に実線で示すように、前記ステップ４及び５の実行により、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射における１番〜４番気筒＃１〜＃４のインジェクタ４のすべての目標電流値ＩＯＢＪが、通常目標電流値ＩＯＢＪ１よりも小さな昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定される。このため、１段目の燃料噴射制御で消費される昇圧回路２０の電気エネルギが比較的小さいことによって、昇圧中２段目噴射制御の開始時（時点ｔ８）に、コイル６ｂに印加される昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴとほぼ同じになる。これにより、二点鎖線で示す比較例の場合と異なり、駆動電流ＩＡＣの増加度合（傾き）が小さくならず、昇圧中２段目噴射制御のための昇圧電圧ＶＣの印加を開始（時点ｔ８）してから、駆動電流ＩＡＣが昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に達するまで（時点ｔ９）の時間が短くなり、インジェクタ４を迅速に開弁することができる。

また、昇圧中２段目噴射制御によって消費される昇圧回路２０の電気エネルギも、上述した昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２への目標電流値ＩＯＢＪの設定により比較的小さくなる。このため、図１２に実線で示すように、昇圧中２段目噴射制御のための昇圧電圧ＶＣの印加の終了時（時点ｔ９）において、昇圧電圧ＶＣが過小にならないため、昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに早期に復帰させることができる。それに加え、図１２に実線で示す弁体リフトから明らかなように、本処理の動作例では、インジェクタ４の開弁期間が短くなることがなく、インジェクタ４による所望の燃料噴射量を得ることができる。

また、第１実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第１実施形態におけるインジェクタ４が、本発明における電磁弁、第１電磁弁及び第２電磁弁に相当するとともに、第１実施形態におけるバッテリ２５が、本発明における電源に相当する。また、第１実施形態における燃圧センサ３５が、本発明における流体圧取得手段に相当するとともに、第１実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における制御手段、予測手段、第１電流値設定手段、第２電流値設定手段、予測時間間隔算出手段及び開始タイミング変更手段に相当する。

以上のように、第１実施形態によれば、１段目の燃料噴射制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを昇圧回路２０により設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に、２段目の燃料噴射制御、すなわち昇圧中２段目噴射制御が行われるか否かが予測される（ステップ１、３）。また、昇圧中２段目噴射制御が行われると予測された場合（ステップ１、３：ＹＥＳ）において、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御を、同じ１つの気筒のインジェクタ４に対して、異なる２つの気筒のインジェクタ４に対して、それぞれ実行するときに、１段目の燃料噴射制御における目標電流値ＩＯＢＪが、より小さな昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定される（ステップ４、５）。

これにより、１段目の燃料噴射制御において消費される電気エネルギが低減されることによって、昇圧中２段目噴射制御の開始時における昇圧電圧ＶＣが設定電圧ＶＣＳＥＴに近づくように、１段目の燃料噴射制御が実行される。それにより、昇圧中２段目噴射制御の開始時に、インジェクタ４に電圧を十分に印加できるので、インジェクタ４の制御性を向上させることができる。

また、昇圧中２段目噴射制御が行われると予測された場合において、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御を、同じ１つの気筒のインジェクタ４に対して、異なる２つの気筒のインジェクタ４に対して、それぞれ実行するときに、１段目の燃料噴射制御における目標電流値ＩＯＢＪが、検出された燃圧ＰＦに応じた昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定される（ステップ４、５）。これにより、昇圧中２段目噴射制御の直前の１段目の燃料噴射制御において、インジェクタ４の駆動電流ＩＡＣを、燃圧ＰＦに見合った適切な大きさに制御できるので、それにより昇圧回路２０の消費電力を抑制でき、したがって、昇圧回路２０の熱損失を低減することができるとともに、１段目の燃料噴射制御の実行後に昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに早期に昇圧することができる。

さらに、昇圧中２段目噴射制御が行われると予測された場合において、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御を、同じ１つの気筒のインジェクタ４に対して、異なる２つの気筒のインジェクタ４に対して、それぞれ実行するときに、昇圧中２段目噴射制御における目標電流値ＩＯＢＪが、検出された燃圧ＰＦに応じた昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定される。これにより、昇圧中駆動制御において、インジェクタ４の駆動電流ＩＡＣを、燃圧ＰＦに見合った適切な大きさに制御できるので、上述した作用・効果と相俟って、昇圧回路２０の消費電力のさらなる抑制と、昇圧回路２０の熱損失のさらなる低減を図ることができる。

また、１段目の燃料噴射制御の実行中、インジェクタ４に昇圧電圧ＶＣを印加した後、所望の要求燃料噴射量が得られるまで、インジェクタ４にバッテリ２５の電圧を印加することによって、インジェクタ４が開弁状態に保持される。１段目の燃料噴射制御におけるインジェクタ４へのバッテリ電圧ＶＢの印加が終了してから、すなわち、１段目の燃料噴射制御が終了してから、昇圧中２段目噴射制御が開始されるまでの時間間隔が短くなるほど、昇圧電圧ＶＣが昇圧される時間がより短くなるため、昇圧中２段目噴射制御の開始時、インジェクタ４に印加される昇圧電圧ＶＣが低くなり、それによりインジェクタ４が開弁するまでに必要な時間がより長くなる。このため、インジェクタ４の閉弁タイミングが予め定められている場合には、上述したようにインジェクタ４の開弁に必要な時間がより長くなることによって、燃料噴射量が小さくなり、要求燃料噴射量が得られなくなる可能性がある。

第１実施形態によれば、１段目の燃料噴射制御が終了してから昇圧中２段目噴射制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが算出される（ステップ６）。また、昇圧中２段目噴射制御が行われると予測された場合において、１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御を、同じ１つの気筒のインジェクタ４に対して、異なる２つの気筒のインジェクタ４に対して、それぞれ実行するときに、算出された予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じて、昇圧中２段目噴射制御の開始タイミングＩＮＪＳＴＡが変更される（ステップ７、８）。これにより、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴ、すなわち昇圧電圧ＶＣが昇圧される時間の予測値の長短に応じて、昇圧中２段目噴射制御の開始タイミングを適切に変更できるので、図１３に時点ｔ１０〜時点ｔ１１に示すように、上述したインジェクタ４の開弁遅れに応じた適切な開弁期間が得られ、所望の要求燃料噴射量を得ることができる。

この場合、前述した予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じた通電早期化時間ＯＦＴＩＭの設定によって（図１１参照）、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが短いほど、昇圧中２段目噴射制御の開始タイミングＩＮＪＳＴＡがより早められるので、上述した昇圧中２段目噴射制御の開始タイミングＩＮＪＳＴＡの変更を、より適切に行うことができる。

また、インジェクタ４は、いわゆる直噴式のエンジン３の１番から４番気筒＃１〜＃４にそれぞれ設けられた燃料噴射弁であり、これらのインジェクタ４によって、エンジン３の吸気行程噴射と圧縮行程噴射とが行われる。したがって、インジェクタ４について、これまでに述べた効果が得られることによって、エンジン３の燃焼の安定化や排ガス特性の向上を図ることができる。

次に、図１４を参照しながら、本発明の第２実施形態による制御処理について説明する。本処理は、前述した第１実施形態と比較して、昇圧中２段目噴射制御が行われるか否かを、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じて予測する点が主に異なっている。図１４において、図９に示す第１実施形態の制御処理と同じ実行内容の部分については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１４に示すように、本処理では、前記ステップ２に続いてステップ３が実行されず、前記ステップ６が実行され、それにより、前述した予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが算出される。このステップ６に続くステップ１１では、算出された予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短いか否かを判別する。

このステップ１１の答がＮＯ（ＩＮＪＩＮＴ≧ＩＮＴＲＥＦ１）のときには、そのまま本処理を終了する一方、ＹＥＳ（ＩＮＪＩＮＴ＜ＩＮＴＲＥＦ１）のときには、昇圧中２段目噴射制御（１段目の燃料噴射制御に伴って低下した昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに昇圧する昇圧動作中に行われる２段目の燃料噴射制御）が行われる可能性があると予測する。そして、それによる不具合を防止するために、前記ステップ４以降を実行し、本処理を終了する。この場合、前記ステップ５に続いてステップ６が実行されず、ステップ７が実行される。

以上のように、第２実施形態によれば、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴ、すなわち昇圧電圧ＶＣが昇圧される時間の予測値が第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短いときに、昇圧中２段目噴射制御が行われると予測するので、この予測を適切に行うことができる。したがって、第１実施形態による効果、すなわち、昇圧中２段目噴射制御の開始時にインジェクタ４の制御性を向上させることができるという効果を、適切に得ることができる。その他、第１実施形態による効果を同様に得ることができる。

次に、図１５を参照しながら、本発明の第３実施形態による制御処理について説明する。本処理は、上述した第２実施形態と比較して、前記ステップ７及び８による昇圧中２段目噴射制御の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡの補正の可否を、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じて決定する点が主に異なっている。図１５において、図１４に示す第２実施形態の制御処理と同じ実行内容の部分については、同じ符号を付している。以下、第１及び第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１５に示すように、本処理では、前記ステップ５に続いてステップ７が実行されず、ステップ２１が実行される。このステップ２１では、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが、第２所定時間ＩＮＴＲＥＦ２よりも短いか否かを判別する。この第２所定時間ＩＮＴＲＥＦ２は、前記ステップ１１で用いられる第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短い時間に設定されている。

このステップ２１の答がＮＯ（ＩＮＪＩＮＴ≧ＩＮＴＲＥＦ２）のときには、そのまま本処理を終了する一方、ＹＥＳ（ＩＮＪＩＮＴ＜ＩＮＴＲＥＦ２）のときには、前記ステップ７以降を実行することによって、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じた昇圧中２段目噴射制御の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡの補正を実行し、本処理を終了する。

以上のように、第３実施形態によれば、第１実施形態で述べた、燃圧ＰＦに応じた昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２の設定が、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短いときに行われる（ステップ１１、４、５）。また、第１実施形態で述べた、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴに応じた昇圧中２段目噴射制御の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡの変更が、予測時間間隔が第１所定時間ＩＮＴＲＥＦ１よりも短い第２所定時間ＩＮＴＲＥＦ２よりも短いときに行われる（ステップ２１、７、８）。これにより、予測時間間隔ＩＮＪＩＮＴが非常に短いときに、燃圧ＰＦに応じた昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２の設定と、昇圧中２段目噴射制御の噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡの変更とを組み合わせて行うことができるので、前述した効果、すなわち所望の要求燃料噴射量を得ることができるという効果を、有効に得ることができる。その他、第１実施形態による効果を同様に得ることができる。

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、昇圧中噴射制御の開始時の昇圧電圧ＶＣを設定電圧ＶＣＳＥＴに近づけるために、目標電流値ＩＯＢＪをより小さい昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定しているが、昇圧電圧ＶＣを印加する時間をより短く設定してもよい。

また、実施形態では、１段目の燃料噴射制御の目標電流値ＩＯＢＪと、昇圧中２段目噴射制御の目標電流値ＩＯＢＪを、互いに同じ昇圧中目標電流値ＩＯＢＪ２に設定しているが、互いに異なる値に設定してもよい。この場合、例えば、触媒昇温制御における１段目の燃料噴射制御及び昇圧中２段目噴射制御のうち、圧縮行程噴射用の目標電流値ＩＯＢＪを、吸気行程噴射用の目標電流値ＩＯＢＪよりも大きな値に設定してもよい。触媒昇温制御では、圧縮行程噴射は、触媒を昇温すべく後燃えを生じやすくするために行われる。このため、圧縮行程噴射用の目標電流値ＩＯＢＪをより大きな値に設定することによって、その噴射開始タイミングＩＮＪＳＴＡを適切に制御でき、ひいては、触媒を適切に昇温することができる。

さらに、実施形態では、燃圧ＰＦを、燃圧センサ３５によって検出しているが、燃料供給装置の燃料ポンプの運転状態や、燃料ポンプの動力源であるエンジン３の運転状態などに応じて、演算により算出してもよい。また、実施形態では、インジェクタ４の数は、４つであるが、任意である。さらに、実施形態は、本発明による電磁弁駆動装置１をインジェクタ４に適用した例であるが、本発明はこれに限らず、流体の流量を調整するための他の適当な電磁弁に適用可能である。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。

１ 電磁弁駆動装置
２ ＥＣＵ（制御手段、予測手段、第１電流値設定手段、第２電流値設定手 段、予測時間間隔算出手段、開始タイミング変更手段）
３ エンジン
＃１ １番気筒
＃２ ２番気筒
＃３ ３番気筒
＃４ ４番気筒
４ インジェクタ（電磁弁、第１電磁弁、第２電磁弁）
２０ 昇圧回路
２５ バッテリ（電源）
３５ 燃圧センサ（流体圧取得手段）
ＶＢ バッテリ電圧（電源の電圧）
ＶＣ 昇圧電圧
ＩＡＣ 駆動電流（電磁弁に供給される電流）
ＰＦ 燃圧（取得された流体圧）
ＶＣＳＥＴ 設定電圧
ＩＯＢＪ 目標電流値（第１電流値、第２電流値）
ＩＮＪＩＮＴ 予測時間間隔
ＩＮＪＳＴＡ 噴射開始タイミング（昇圧中駆動制御の開始タイミング）
ＩＮＴＲＥＦ１ 第１所定時間
ＩＮＴＲＥＦ２ 第２所定時間

Claims (9)

1. 流体の流量を調整するための電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置であって、
   電源の電圧を所定の設定電圧に昇圧するための昇圧回路と、
   当該昇圧回路による昇圧電圧を前記電磁弁に印加することによって前記電磁弁を開弁させる駆動制御を実行する制御手段と、
   前記駆動制御に伴って低下した前記昇圧電圧を前記昇圧回路により前記設定電圧に昇圧する昇圧動作中に行われる前記駆動制御である昇圧中駆動制御が行われるか否かを予測する予測手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、当該昇圧中駆動制御の開始時における前記昇圧電圧が前記設定電圧に近づくように、前記駆動制御を実行することを特徴とする電磁弁駆動装置。
2. 前記電磁弁によって調整される流体の圧力を取得する流体圧取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記駆動制御の実行中、前記電磁弁に供給される電流が第１電流値になるように、前記電磁弁に前記昇圧電圧を印加し、
   前記昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、前記取得された流体圧に応じて、前記第１電流値を設定する第１電流値設定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の電磁弁駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、前記駆動制御及び前記昇圧中駆動制御を同一の前記電磁弁に対して実行するときには、前記昇圧中駆動制御の実行中、前記電磁弁に供給される電流が第２電流値になるように、前記電磁弁に前記昇圧電圧を印加し、
   前記取得された流体圧に応じて、前記第２電流値を設定する第２電流値設定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記駆動制御の実行中、前記電磁弁に前記昇圧電圧を印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、前記電磁弁に前記電源の電圧を印加することによって、前記電磁弁を開弁状態に保持し、
   前記電磁弁への前記電源の電圧の印加が終了してから前記昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔を算出する予測時間間隔算出手段と、
   前記昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、前記算出された予測時間間隔に応じて、前記昇圧中駆動制御の開始タイミングを変更する開始タイミング変更手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。
5. 前記電磁弁は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁であり、
   前記燃料噴射弁によって、前記内燃機関の吸気行程中の燃料噴射と、前記内燃機関の圧縮行程中の燃料噴射が行われることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。
6. 前記電磁弁は少なくとも、互いに別個の第１電磁弁及び第２電磁弁で構成され、
   前記制御手段は、前記昇圧中駆動制御が行われると予測された場合において、前記駆動制御を前記第１電磁弁に対して、前記昇圧中駆動制御を前記第２電磁弁に対して、それぞれ実行するときには、前記第２電磁弁に供給される電流が第２電流値になるように、前記第２電磁弁に前記昇圧電圧を印加し、
   前記取得された流体圧に応じて、前記第２電流値を設定する第２電流値設定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁駆動装置。
7. 前記制御手段は、前記駆動制御の実行中、前記第１電磁弁に前記昇圧電圧を印加した後に、流体の所望の流量が得られるまで、前記第１電磁弁に前記電源の電圧を印加することによって、前記第１電磁弁を開弁状態に保持し、
   前記第１電磁弁への前記電源の電圧の印加が終了してから前記昇圧中駆動制御が開始されるまでの時間間隔の予測値である予測時間間隔を算出する予測時間間隔算出手段と、
   前記昇圧中駆動制御が行われると予測されたときに、当該予測された予測時間間隔に応じて、前記昇圧中駆動制御の開始タイミングを変更する開始タイミング変更手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の電磁弁駆動装置。
8. 前記第１電流値設定手段は、前記取得された流体圧に応じた前記第１電流値の設定を、前記予測時間間隔が第１所定時間よりも短いときに行い、
   前記開始タイミング変更手段は、前記予測時間間隔に応じた前記昇圧中駆動制御の開始タイミングの変更を、前記予測時間間隔が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間よりも短いときに行うことを特徴とする、請求項７に記載の電磁弁駆動装置。
9. 前記第１及び第２電磁弁はそれぞれ、内燃機関の第１気筒及び第２気筒にそれぞれ燃料を供給するための第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁であることを特徴とする、請求項６ないし８のいずれかに記載の電磁弁駆動装置。

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