JP2017096118A

JP2017096118A - エンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2017096118A
Application number: JP2015226825A
Authority: JP
Inventors: 裕明堀内; Hiroaki Horiuchi; 修平新谷; Shuhei Shintani; 滋中川; Shigeru Nakagawa
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2017-06-01
Also published as: US10859028B2; DE112016004781T5; WO2017086189A1; US20190055896A1; CN108138681A

Abstract

【課題】燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき燃料噴射制御を適切に実行する。【解決手段】ソレノイド式の燃料噴射弁６７を備えたエンジンの燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧を検出する電圧センサＳＷ１９と、エンジン１の運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁６７の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁６７を制御するＰＣＭ１０と、を有する。ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７を開弁させるときに電圧センサＳＷ１９によって検出された電圧（残留電圧）が大きいほど、設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき燃料噴射弁６７を制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、エンジンの燃料噴射制御装置に係わり、特に、ソレノイド式の燃料噴射弁（インジェクタ）を備えたエンジンの燃料噴射制御装置に関する。

従来から、ソレノイド式の燃料噴射弁を用いて、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射（多段噴射や分割噴射と呼ばれる。）を行うように燃料噴射弁を制御する技術が知られている。そのように２回以上の燃料噴射を行う場合、例えば２回の燃料噴射を行う場合、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁のソレノイドに残留磁気（換言すると残留磁束）が発生して、それにより、２回目の燃料噴射時に、燃料噴射弁の応答速度が速くなり、指令した時期よりも早く燃料噴射が開始され、燃料噴射弁が早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大することが知られている。特に、燃料噴射における噴射間隔が短いほど、このような残留磁気が大きくなり、その結果、２回目の燃料噴射がより早く開始されて、燃料噴射量がより増大することが知られている。

上記のような課題に対して、例えば特許文献１には、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁のソレノイドに発生した残留磁気に応じて、２回目の燃料噴射に適用する燃料噴射量や燃料噴射時期を補正する技術が開示されている。

特開平６−１０１５５２号公報

上記した特許文献１に記載された技術では、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気に基づいて、２回目以降の燃料噴射に適用する燃料噴射量や燃料噴射時期を補正しているが、このようなソレノイドの残留磁気を測定するのが困難であった。本発明の発明者らは、燃料噴射弁のソレノイドの電圧が、当該ソレノイドの残留磁気に応じた変化を行うことを見出した（以下では残留磁気に対応するソレノイドの電圧を「残留電圧」と呼ぶ）。つまり、１回目の燃料噴射により燃料噴射弁のソレノイドに発生する残留電圧に応じて、２回目以降の燃料噴射時に、燃料噴射が早く開始され、燃料噴射量が増大することがわかった。このような燃料噴射弁のソレノイドの電圧は、容易に検出することができるものである。したがって、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき、２回目以降の燃料噴射制御を実行することが望ましいと考えられる。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき燃料噴射制御を適切に実行することができる、エンジン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に、本発明は、ソレノイド式の燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射制御装置であって、燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧検出手段と、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を有し、燃料噴射制御手段は、燃料噴射弁を開弁させるときに電圧検出手段によって検出された電圧が大きいほど、設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気に対応する残留電圧を検出し、この検出された残留電圧が大きいほど、燃料噴射弁の開弁期間を短くするので、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁に適用することができる。これにより、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）を燃料噴射弁から適切に噴射させることができる。その結果、燃料噴射量が所望の量からずれることに起因する出力トルクの変動やエミッションの悪化などを適切に抑制することができる。
更に、燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧は、ソレノイドの残留磁気を適切に表すものであり、また、エンジンを制御する所定のコントローラ（ＰＣＭなど）と燃料噴射弁のソレノイドとを接続する配線上にセンサを設けることで適切に検出することができるものである。したがって、本発明による燃料噴射制御は、簡易な構成にて適切に実現することが可能である。

別の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、ソレノイド式の燃料噴射弁を備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって検出された電圧の変化に基づき、燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求める減衰特性算出手段と、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、を有し、燃料噴射制御手段は、減衰特性算出手段によって求められた減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき設定した開弁期間を補正する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明では、検出された燃料噴射弁のソレノイドの電圧変化に基づき残留電圧の減衰特性を求め、この減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定して燃料噴射弁の開弁期間を設定する。これによっても、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁から適切に噴射させることができる。

本発明において、好ましくは、燃料噴射制御手段は、残留電圧が大きいほど、設定した開弁期間を短く補正する。
このように構成された本発明では、推定した残留電圧に応じた適切な開弁期間を燃料噴射弁に適用することができ、燃料噴射弁から所望の量の燃料を確実に噴射させることが可能となる。

本発明において、好ましくは、燃料噴射制御手段は、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射を行うように燃料噴射弁を制御し、２回目以降の燃料噴射を行うときの燃料噴射弁の開弁期間を補正するのがよい。

本発明のエンジンの燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき燃料噴射制御を適切に実行することができる。

本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。本発明の実施形態によるエンジンの運転領域の説明図である。本発明の実施形態による分割噴射の説明図である。噴射間隔と燃料噴射量との関係を示す図である。１回目の燃料噴射終了からの経過時間と残留電圧（ソレノイド電圧）との関係を示す図である。残留電圧と噴射指示を出してから開弁するまでの時間との関係を示す図である。燃料噴射弁に供給する制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を示す図である。本発明の実施形態による燃料噴射制御の基本概念の説明図である。本発明の実施形態における第１実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。本発明の実施形態における第２実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置について説明する。

＜装置構成＞
図１は、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置が適用されたエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示し、図２は、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置を示すブロック図である。

エンジン１は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンであり、圧縮自己着火（具体的にはＨＣＣＩ（Homogeneous-Charge Compression Ignition）と呼ばれる予混合圧縮自己着火）を行うように構成されている。エンジン１は、複数の気筒１８が設けられたシリンダブロック１１（なお、図１では、１つの気筒のみを図示するが、例えば４つの気筒が直列に設けられる）と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン１３とを有している。各気筒１８内には、コンロッド１４２を介してクランクシャフト１５と連結されているピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。ピストン１４の頂面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ１４１が形成されている。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するときには、後述する燃料噴射弁６７に相対する。シリンダヘッド１２と、気筒１８と、キャビティ１４１を有するピストン１４とは、燃焼室１９を画定する。なお、燃焼室１９の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ１４１の形状、ピストン１４の頂面形状、及び、燃焼室１９の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。

このエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、１５以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。なお、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。

シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されていると共に、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７には、燃焼室１９側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。

吸気弁２１及び排気弁２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、排気側には、排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える、例えば油圧作動式の可変バルブリフト機構（図２参照。以下、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）と称する）７１と、クランクシャフト１５に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構（以下、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）と称する）７５と、が設けられている。ＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、例えば、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁２２に伝達するカムシフティング機構を含んで構成されている。この例では、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジンの運転状態に応じて切り替えられる。具体的には、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。なお、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。

ＶＶＴ７５は、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。排気弁２２は、ＶＶＴ７５によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。また、複数の気筒１８のそれぞれに設けられた排気弁２２を、各気筒１８ごとに別個に、ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５によってリフト量及び動作タイミングが制御できるようにしてもよい。

なお、内部ＥＧＲの実行は、上記したような排気弁２２の二度開きのみによって実現されるのではない。例えば吸気弁２１を二回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気弁２１及び排気弁２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを気筒１８内に残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。

ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５を備えた排気側の動弁系と同様に、吸気側には、図２に示すように、ＶＶＬ７４とＶＶＴ７２とが設けられている。吸気側のＶＶＬ７４は、排気側のＶＶＬ７１とは異なる。例えば、吸気側のＶＶＬ７４は、吸気弁２１のリフト量を相対的に大きくする大リフトカムと、吸気弁２１のリフト量を相対的に小さくする小リフトカムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、大リフトカム及び小リフトカムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に吸気弁２１に伝達するカムシフティング機構を含んで構成されている。この例では、ＶＶＬ７４が大リフトカムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、吸気弁２１は、相対的に大きいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も長くなる。これに対し、ＶＶＬ７４が小リフトカムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、吸気弁２１は、相対的に小さいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も短くなる。大リフトカムと小リフトカムとは、閉弁時期又は開弁時期を同じにして切り替わるように設定されている。

吸気側のＶＶＴ７２は、排気側のＶＶＴ７５と同様に、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。吸気弁２１もまた、ＶＶＴ７２によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。また、複数の気筒１８のそれぞれに設けられた吸気弁２１を、各気筒１８ごとに別個に、ＶＶＬ７４及びＶＶＴ７２によってリフト量及び動作タイミングが制御できるようにしてもよい。なお、吸気側にＶＶＬ７４を適用せずに、ＶＶＴ７２のみを適用し、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期のみを変更するようにしてもよい。

シリンダヘッド１２にはまた、気筒１８毎に、気筒１８内に燃料を直接噴射するソレノイド式の燃料噴射弁６７が取り付けられている。例えば、燃料噴射弁６７は、所定の電圧を付加することで開弁して、その後に所定の電流（保持電流）を印加し続けることで開弁状態を保持するように構成されている（電圧の印加は電流を印加したときに停止される）。また、燃料噴射弁６７は、その噴口が燃焼室１９の天井面の中央部分から、その燃焼室１９内に臨むように配設されている。燃料噴射弁６７は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１９内に直接噴射する。この例において、燃料噴射弁６７は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、燃料噴射弁６７は、燃料噴霧が、燃焼室１９の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室１９の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ１４１の壁面に沿って流動する。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型の燃料噴射弁６７とキャビティ１４１との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。なお、燃料噴射弁６７は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。

図外の燃料タンクと燃料噴射弁６７との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ６３とコモンレール６４とを含みかつ、燃料噴射弁６７に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム６２が介設されている。燃料ポンプ６３は、燃料タンクからコモンレール６４に燃料を圧送し、コモンレール６４は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。燃料噴射弁６７が開弁することによって、コモンレール６４に蓄えられている燃料が燃料噴射弁６７の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ６３は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン１によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム６２は、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力の燃料を、燃料噴射弁６７に供給することを可能にする。燃料圧力は、最高で１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。燃料噴射弁６７に供給される燃料の圧力は、エンジン１の運転状態に応じて変更される。なお、燃料供給システム６２は、この構成に限定されるものではない。

シリンダヘッド１２にはまた、燃焼室１９内の混合気に強制点火（具体的には火花点火）する点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この例では、エンジン１の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド１２内を貫通して配置されている。点火プラグ２５の先端は、圧縮上死点に位置するピストン１４のキャビティ１４１内に臨んで配置される。

エンジン１の一側面には、図１に示すように、各気筒１８の吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、エンジン１の他側面には、各気筒１８の燃焼室１９からの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。

吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設され、その下流側には、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１８毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１８の吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。

排気通路４０の上流側の部分は、気筒１８毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。

吸気通路３０におけるサージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分と、排気通路４０における直キャタリスト４１よりも上流側の部分とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０を介して接続されている。このＥＧＲ通路５０は、排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１を含んで構成されている。主通路５１には、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するためのＥＧＲ弁５１１が配設されている。

エンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下では「ＰＣＭ」と呼ぶ。）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。

ＰＣＭ１０には、図１及び図２に示すように、各種のセンサＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４〜ＳＷ１８の検出信号が入力される。具体的には、ＰＣＭ１０には、エアクリーナ３１の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１の検出信号と、新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２の検出信号と、ＥＧＲ通路５０における吸気通路３０との接続部近傍に配置されかつ、外部ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温センサＳＷ４の検出信号と、吸気ポート１６に取り付けられかつ、気筒１８内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサＳＷ５の検出信号と、シリンダヘッド１２に取り付けられかつ、気筒１８内の圧力を検出する筒内圧センサＳＷ６の検出信号と、排気通路４０におけるＥＧＲ通路５０の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサＳＷ７及び排気圧センサＳＷ８の検出信号と、直キャタリスト４１の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ₂センサＳＷ９の検出信号と、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ₂センサＳＷ１０の検出信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１の検出信号と、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ１２の検出信号と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ１３の検出信号と、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４、ＳＷ１５の検出信号と、燃料供給システム６２のコモンレール６４に取り付けられかつ、燃料噴射弁６７に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサＳＷ１６の検出信号と、エンジン１の油圧を検出する油圧センサＳＷ１７の検出信号と、エンジン１の油温を検出する油温センサＳＷ１８の検出信号と、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧（以下では適宜「ソレノイド電圧」と呼ぶ。）を検出する電圧検出手段としての電圧センサＳＷ１９の検出信号と、が入力される。なお、電圧センサＳＷ１９は、ＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７のソレノイドに接続された、当該ソレノイドを駆動する制御信号を供給するための配線上の何処かの箇所に設ければよい。

ＰＣＭ１０は、上記の検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じて、燃料噴射弁６７、点火プラグ２５、吸気弁側のＶＶＴ７２及びＶＶＬ７４、排気弁側のＶＶＴ７５及びＶＶＬ７１、燃料供給システム６２、並びに、各種の弁（スロットル弁３６、ＥＧＲ弁５１１）のアクチュエータへ制御信号を出力する。こうしてＰＣＭ１０は、エンジン１を運転する。本実施形態では、ＰＣＭ１０は、本発明における「エンジンの燃料噴射制御装置」として機能し、特に燃料噴射弁６７に対する制御を行う。具体的には、ＰＣＭ１０は、本発明における「燃料噴射制御手段」及び「減衰特性算出手段」に相当する。

＜運転領域＞
次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの運転領域について説明する。図３は、エンジン１の運転制御マップの一例を示している。このエンジン１は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域である第１の運転領域Ｒ１１では、点火プラグ２５による点火を行わずに、圧縮自己着火による圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン１の負荷が高くなるに従って、この圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、燃焼騒音が発生したり、着火時期の制御が困難になったりする（失火などが発生する傾向にある）。そのため、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域である第２の運転領域Ｒ１２では、圧縮着火燃焼の代わりに、点火プラグ２５を利用した強制点火燃焼（ここでは火花点火燃焼）を行うようにする。このように、このエンジン１は、エンジン運転状態、特にエンジン負荷に応じて、圧縮着火燃焼による運転を実行するＣＩ（Compression Ignition）運転と、火花点火燃焼による運転を実行するＳＩ（Spark Ignition）運転とを切り替えるように構成されている。

＜分割噴射＞
次に、図４を参照して、本発明の実施形態による分割噴射について説明する。図４は、横方向にクランク角を示し、縦方向にＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（換言すると駆動信号であり、電圧及び／又は電流で表される）を示している。また、図４において、符号Ｔは、分割噴射時において隣接する燃料噴射の間隔（噴射間隔）を示しており、この噴射間隔Ｔは、前回の燃料噴射の終了後から今回の燃料噴射の開始までの時間（基本的にはクランク角で表される）に相当する。加えて、符号ＰＷは、ＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（パルス信号）のパルス幅を示しており、このパルス幅ＰＷは、燃料噴射弁６７の開弁期間に相当し、この開弁期間は、無効噴射期間とも呼ばれる。

図４に示す例では、ＰＣＭ１０は、燃料の噴射を３回に分割して行うように燃料噴射弁６７を制御している。例えば、ＰＣＭ１０は、上記したＣＩ運転を行う第１の運転領域Ｒ１１では、均質な混合気を形成して着火性を確保すること等を図って分割噴射を実施し、上記したＳＩ運転を行う第２の運転領域Ｒ１２では、異常燃焼（特に混合気が点火時期よりも前に自着火するプリイグニッション）を抑制すること等を図って分割噴射を実施する。この場合、ＰＣＭ１０は、吸気行程と圧縮行程に渡って分割噴射を実施する。なお、図４では、３回の分割噴射を行う例を示したが、３回の分割噴射を行うことに限定はされず、２回又は４回以上の分割噴射を行ってもよい。

＜燃料噴射制御＞
次に、本発明の実施形態においてＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に対して実行する燃料噴射制御について説明する。本実施形態では、ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて発生した残留磁気（残留電圧に相当する）に基づき、燃料噴射弁６７に対する燃料噴射制御を実行する。したがって、最初に、図５乃至図８を参照して、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて発生する残留電圧について説明する。

図５は、燃料噴射弁６７からの燃料噴射における噴射間隔（横軸）と、燃料噴射弁６７からの燃料噴射量（縦軸）との関係を示している。具体的には、横軸の噴射間隔は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との間隔を示しており、縦軸の燃料噴射量は、２回目の燃料噴射における燃料噴射量を示している。図５に示すように、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との間隔が短くなると、より詳しくは噴射間隔が所定値Ｔ１（例えば３ｍｓｅｃ）以下になると、噴射間隔が短くなるほど、２回目の燃料噴射における燃料噴射量が増大していくことがわかる。

このような現象は、上述したように、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁６７のソレノイドに発生した残留磁気（換言すると残留磁束）に起因するものと考えられる。つまり、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁６７のソレノイドに残留磁気が発生して、それにより、２回目の燃料噴射時に、燃料噴射弁６７の応答速度が速くなり、指令した時期よりも早く燃料噴射が開始され、燃料噴射弁６７が早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大したものと考えられる。特に、燃料噴射の噴射間隔が短いほど、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気が大きくなり、その結果、２回目の燃料噴射がより早く開始されて、燃料噴射量がより増大したものと考えられる。

ここで、上記したような燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気は、実際に測定することが困難である。本発明の発明者らは、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧が、このようなソレノイドの残留磁気に応じた変化を行うことを見出した。このソレノイドの電圧は、ＰＣＭ１０と燃料噴射弁６７のソレノイドとを接続する配線上に電圧センサＳＷ１９を設けることで、容易に検出することができる。したがって、本実施形態では、残留磁気に対応する残留電圧（ソレノイド電圧）を電圧センサＳＷ１９によって検出し、この残留電圧に基づき燃料噴射弁６７に対する燃料噴射制御を行うこととした。

次に、図６は、１回目の燃料噴射を終了してからの経過時間（横軸）と、電圧センサＳＷ１９によって検出された、残留電圧に対応するソレノイド電圧（縦軸）との関係を示している。図６に示すように、１回目の燃料噴射を終了した後、つまり燃料噴射弁６７を閉弁させるようにソレノイドへの電流の印加を終了した後、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて残留電圧が生じる。このようなソレノイドの残留電圧は、電圧センサＳＷ１９によって負値として検出される。ソレノイドの残留電圧は、コイルに蓄えられたエネルギーを示す一般的な式「１／２ＬＩ²」に応じた電圧となる（「Ｉ」は電流であり、「Ｌ」はコイルのインダクタンスである）。また、残留電圧の初期値は、燃料噴射弁６７のソレノイドへの電流の印加を終了する直前におけるソレノイドの電流値に応じた値となる。基本的には、このときの電流値はほぼ一定値となるため、残留電圧の初期値もほぼ一定値となる。但し、燃料噴射弁６７の経年劣化や個体差や燃料噴射弁６７に供給される燃圧などにより変化し得る。

更に、図６に示すように、ソレノイドの残留電圧は、ある程度の間、一定値となっているが、この後に、時間の経過に従って徐々に減衰していく。この場合、ソレノイドの残留電圧は、所定の指数関数に従って減衰していく。この指数関数も、基本的には一意に決まるものであるが、燃料噴射弁６７の個体差や温度特性や経年劣化などにより変化し得る。なお、１つの例では、ソレノイドの残留電圧は、１回目の燃料噴射終了から５ｍｓｅｃ程度経過すると０になる。

このような１回目の燃料噴射からの経過時間と残留電圧との関係より、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的短い場合には、２回目の燃料噴射時における残留電圧が比較的大きいため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響を受けるのである。加えて、噴射間隔が短くなるほど、２回目の燃料噴射時における残留電圧が大きくなるので、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧から受ける影響の度合いが大きくなる。他方で、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的長い場合には、２回目の燃料噴射時に残留電圧が０になっているため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響を受けなくなる。

本実施形態では、図６に示したような燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧における時間変化の特性（減衰特性）を、電圧センサＳＷ１９の検出信号に基づき求めるようにする。例えば、所定時間ごとに、電圧センサＳＷ１９の検出信号を得て、これに基づき残留電圧の減衰特性を随時求めるようにする。

次に、図７は、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧（横軸）と、燃料噴射弁６７に噴射指示を出してから（燃料噴射弁６７に制御信号を供給したタイミングから）燃料噴射弁６７が実際に開弁するまでの時間（横軸）との関係を示している。ここでは、残留電圧を負値として示している。図７に示すように、ソレノイドの残留電圧（絶対値）が大きくなるほど、燃料噴射弁６７が早く開弁する、つまり燃料噴射弁６７からの燃料噴射が早期に開始される。これは、噴射指示を出したときのソレノイドの残留電圧（絶対値）が大きいほど、燃料噴射弁６７の応答速度が速くなるからである。このように燃料噴射弁６７が早く開弁すると、早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大することとなる。

次に、図８は、燃料噴射弁６７のソレノイドに供給する制御信号のパルス幅（横軸）と、燃料噴射弁６７からの燃料噴射量（縦軸）との関係を示している。図８において、グラフＧ１１は、１回目の燃料噴射についてのパルス幅と燃料噴射量との関係を示し、グラフＧ１２は、２回目の燃料噴射についてのパルス幅と燃料噴射量との関係を示している。具体的には、グラフＧ１２は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的短い場合（つまり１回目の燃料噴射で発生したソレノイドの残留電圧が２回目の燃料噴射に対して影響を与えるような場合）における、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を示している。なお、横軸に示す制御信号のパルス幅は、上述したように、燃料噴射弁６７の開弁期間に相当する。図８に示すように、基本的には、制御信号のパルス幅が長くなるにつれて、つまり燃料噴射弁６７の開弁期間が長くなるにつれて、燃料噴射量がほぼ線形に増大していく。より詳しくは、制御信号のパルス幅が所定値以上になると、制御信号のパルス幅が所定値未満のときよりも、パルス幅に対する燃料噴射量の変化率（傾き）が緩やかになる。

また、図８に示すように、２回目の燃料噴射でのパルス幅と燃料噴射量との関係を示すグラフＧ１２が、１回目の燃料噴射でのパルス幅と燃料噴射量との関係を示すグラフＧ１１に対して、全体的に左方向にシフト（詳しくは平行移動）している。これは、同じパルス幅を適用したときに、２回目の燃料噴射における燃料噴射量が１回目の燃料噴射における燃料噴射量よりも大きくなることを示している（換言すると、同じ燃料噴射量を噴射させようとすると、２回目の燃料噴射におけるパルス幅が１回目の燃料噴射におけるパルス幅よりも短くなることを示している）。こうなるのは、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が短いために、２回目の燃料噴射時におけるソレノイドの残留電圧が大きいことで、２回目の燃料噴射時において燃料噴射弁６７が早く開弁し、早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大したからである。

本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が短い場合について、具体的には１回目の燃料噴射で発生したソレノイドの残留電圧が２回目の燃料噴射に対して影響を与えるような場合について、燃料噴射弁６７に供給する制御信号のパルス幅と燃料噴射弁６７からの燃料噴射量との関係（グラフＧ１２参照）を事前に得ておくようにする。そして、ＰＣＭ１０は、そのような関係に基づいて、２回目の燃料噴射において所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）が得られるように、当該燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を燃料噴射弁６７に適用するようにする。例えば、種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前に得ておき、ＰＣＭ１０は、このような複数の関係の中から、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との実際の噴射間隔に対応するものを選択して、選択した関係に基づき、所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用するようにする。この場合、ＰＣＭ１０は、元のパルス幅（最初に適用することとした、燃料噴射量に応じた制御信号のパルス幅）を短く補正したパルス幅を、２回目の燃料噴射に適用することとなる。

次に、図９を参照して、本発明の実施形態による燃料噴射制御の基本概念について、より具体的に説明する。図９は、横方向にクランク角を示し、縦方向にＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（パルス信号）を示している。図９に示すように、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔Ｔ２が所定時間（例えば図５中の所定値Ｔ１に対応する時間）未満である場合に、制御信号の元のパルス幅ＰＷ１を短く補正したパルス幅ＰＷ２を（矢印Ａ１参照）、２回目の燃料噴射に適用する。このように制御信号のパルス幅を短く補正することは、燃料噴射弁６７の開弁期間を短くすることに相当する。この場合、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射に適用する制御信号のパルス幅を短くする補正のみを行うこととし、２回目の燃料噴射を開始するタイミング（換言すると燃料噴射弁６７を開弁させるタイミング）は固定する。

より詳しくは、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９が検出したソレノイド電圧から、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧における減衰特性を求めておき（図６参照）、この減衰特性に基づき２回目の燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき２回目の燃料噴射に適用するパルスＰＷ２を決定する。１つの例では、ＰＣＭ１０は、残留電圧の減衰特性などに基づき、２回目の燃料噴射時における種々の残留電圧について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の残留電圧について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際の２回目の燃料噴射時における残留電圧（推定した残留電圧を用いてもよいし、電圧センサＳＷ１９が検出した残留電圧を用いてもよい）に対応するマップを選択して、選択したマップに基づき、実現すべき所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用する。他の例では、ＰＣＭ１０は、残留電圧の減衰特性などに基づき、種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の噴射間隔について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際に適用する噴射間隔Ｔ２に対応するマップを選択して、選択したマップに基づき、実現すべき所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用する。

更に、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角ＣＲ１に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行うが、２回目の燃料噴射については、クランク角ＣＲ２の代わりに、１回目の燃料噴射後からの経過時間に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。これらのクランク角ＣＲ１、ＣＲ２は、エンジン１の運転状態などに応じて設定された燃料噴射を開始するタイミング（燃料噴射弁６７を開弁させるタイミング）である。より具体的には、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を監視し、このクランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ１になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにし、２回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を参照せずに、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーによってカウントアップを行い、カウントアップした時間が噴射間隔Ｔ２に対応する時間になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させる。この場合、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を行うべきクランク角ＣＲ２を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射を終了した時点からの時間（噴射間隔Ｔ２に対応する時間である）へと換算して、この換算した時間を判定時間として用いて、燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。

以下では、本発明の実施形態による燃料噴射制御の具体的な実施例（第１及び第２実施例）について説明する。

（第１実施例）
図１０を参照して、本発明の第１実施例による燃料噴射制御について説明する。図１０は、本発明の第１実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。このフローは、ＰＣＭ１０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１１では、ＰＣＭ１０は、エンジン１の運転状態（エンジン回転数やエンジン負荷やドライバからの要求出力など）に応じた、燃料噴射弁６７から燃料を噴射させるときの噴射パターンを取得する。この噴射パターンには、例えば、燃料噴射を分割する回数や、燃料噴射の噴射時期や、燃料噴射の噴射期間（燃料噴射量）などが規定されている。

次いで、ステップＳ１２では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１１で取得した噴射パターンから、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔を得て、この噴射間隔が所定時間（例えば図５中の所定値Ｔ１に対応する時間）未満であるか否かを判定する。この場合、噴射パターンに含まれる噴射間隔は、基本的にはクランク角によって規定されているため、ＰＣＭ１０は、現在のエンジン回転数に基づき、クランク角によって規定された噴射間隔を時間に換算し、時間に換算した噴射間隔を用いてステップＳ１２の判定を行う。

ステップＳ１２の判定の結果、噴射間隔が所定時間未満であると判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３に進む。これに対して、噴射間隔が所定時間未満であると判定されなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、つまり噴射間隔が所定時間以上である場合、処理はステップＳ１７に進む。この場合には、２回目の燃料噴射時にソレノイドの残留電圧がほぼ０になっているため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響をほとんど受けない。そのため、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１７において、通常通り、噴射パターンにそのまま従って燃焼噴射弁６７を駆動する。つまり、ＰＣＭ１０は、燃焼噴射弁６７の制御信号のパルス幅を補正したり、燃料噴射を開始するクランク角を時間に換算したりすることなく、噴射パターンに規定された燃料噴射時期及び燃料噴射期間にそのまま従って、燃焼噴射弁６７を制御する。
また、ステップＳ１７では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を監視し、このクランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ１になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにし、２回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ２になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにする。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射後からの経過時間ではなく、クランク角を基準として、２回目の燃料噴射制御を行う。ステップＳ１７に進んだ状況では、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響をほとんど受けないので、通常通り、クランク角ベースにて燃料噴射制御を行うことで、所望のピストン位置において適切に燃料噴射を実施するようにする。

他方で、ステップＳ１３では、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を開始するクランク角（つまり燃焼噴射弁６７を２回目に開弁させるクランク角）を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射の終了後からの時間に換算し、この時間を判定時間として設定する。そして、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を行った後に、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーでカウントアップを行い、ステップＳ１４において、このカウントアップした時間がステップＳ１３で設定した判定時間になったか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したか否かを判定する。その結果、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５に進む。他方で、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定されなかった場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理はステップＳ１４に戻り、ＰＣＭ１０は、カウントアップした時間が判定時間になるまで、ステップＳ１４の判定を繰り返す。

ステップＳ１５では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９が検出した、燃料噴射弁６７のソレノイド電圧（残留電圧）を取得する。そして、ステップＳ１６において、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１５で取得したソレノイド電圧（残留電圧）に応じた、燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定し、このパルス幅を有する制御信号によって燃焼噴射弁６７を駆動する。例えば、ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける種々の残留電圧について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の残留電圧について規定しておき）、そのようなマップの中から、ステップＳ１５で取得した残留電圧に対応するマップを選択して、選択したマップを参照して、噴射パターンに規定された燃料噴射量（所望の燃料噴射量）に対応する制御信号のパルス幅を採用することとする。

なお、図１０に示すフローチャートでは、電圧センサＳＷ１９によってソレノイドの残留電圧を常時検出しているが、ソレノイドの残留電圧を所定時間ごと（ある程度長い時間ごと）に検出してもよい。上述したように、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧の特性（減衰特性）は、ほとんど変化しないからである。このように残留電圧を所定時間ごとに検出する場合には、検出した残留電圧は減衰特性を求めるために利用することとし、残留電圧に基づき燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定する代わりに、例えば噴射間隔に基づき燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定してもよい。この場合、残留電圧の減衰特性などに基づき、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の噴射間隔について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際に適用する噴射間隔に対応するマップを選択して、選択したマップを参照して、噴射パターンに規定された燃料噴射量（所望の燃料噴射量）に対応する制御信号のパルス幅を採用すればよい。

（第２実施例）
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施例による燃料噴射制御について説明する。図１１は、本発明の第２実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。このフローも、ＰＣＭ１０によって繰り返し実行される。

ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２９の処理は、図１０のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１７の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。以下では、ステップＳ２３以降の処理について説明する。

ステップＳ２３の処理は、噴射間隔が所定時間未満であると判定された場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）に行われる。ステップＳ２３では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９の検出信号から事前に取得しておいた、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける残留電圧の減衰特性を参照して、２回目の燃料噴射の開始時（つまり２回目の燃料噴射における燃料噴射弁６７の開弁時）の残留電圧を推定する。この場合、２回目の燃料噴射の開始タイミングはクランク角で規定されているため、ＰＣＭ１０は、このクランク角を現在のエンジン回転数に基づき時間（具体的には１回目の燃料噴射を終了してからの経過時間）に換算し、残留電圧の減衰特性を参照して、換算した時間に対応する残留電圧を得る。残留電圧の減衰特性は、例えば、図６に示すような経過時間と残留電圧との関係を示すマップにて規定される（マップを規定するパラメータとして制御信号のパルス幅を更に用いてもよい）。なお、減衰特性に基づき２回目の燃料噴射の開始時の残留電圧を推定する場合に、ＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に供給した電圧又は電流を更に考慮してもよい。その場合、燃料噴射弁６７に供給される電圧又は電流を用いて減衰特性を規定しておけばよい。

次いで、ステップＳ２４では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２３で推定した残留電圧に基づき、２回目の燃料噴射において燃料噴射弁６７の開弁時期が早期化する量（開弁早期化量）を求める。この開弁早期化量は、ＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に対して開弁指示を与えたときに、基準となる開弁時期（ソレノイドの残留電圧がほぼ０である状況での燃料噴射弁６７の開弁時期）に対して、燃料噴射弁６７の開弁時期が早期化する度合いを示すものであり、時間（ｍｓｅｃ）にて表される。例えば、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける残留電圧と、残留電圧に応じた開弁早期化量との関係を示すマップを作成しておき（１つの例では、図７に示すような残留電圧と噴射指示を出してから開弁するまでの時間との関係を示すグラフから作成される）、ＰＣＭ１０は、そのようなマップを参照して、ステップＳ２３で推定した残留電圧に対応する開弁早期化量を取得する。

次いで、ステップＳ２５では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２４で求めた開弁早期化量に基づき、２回目の燃料噴射において燃料噴射弁６７に適用する制御信号のパルス幅を決定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、元の制御信号のパルス幅（例えばステップＳ２１で取得した噴射パターンに含まれるもの）から、開弁早期化量に応じて増加する燃料噴射量に対応するパルス幅だけ差し引くことで、最終的に適用する制御信号のパルス幅を決定する。この場合、ＰＣＭ１０は、開弁早期化量が大きいほど、最終的に適用する制御信号のパルス幅を短くする。

次いで、ステップＳ２６では、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を開始するクランク角を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射の終了後からの時間に換算し、この時間を判定時間として設定する。そして、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を行った後に、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーでカウントアップを行い、ステップＳ２７において、このカウントアップした時間がステップＳ２６で設定した判定時間になったか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したか否かを判定する。その結果、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２５で決定したパルス幅を有する制御信号によって燃焼噴射弁６７を駆動する。他方で、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定されなかった場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、処理はステップＳ２７に戻り、ＰＣＭ１０は、カウントアップした時間が判定時間になるまで、ステップＳ２７の判定を繰り返す。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気に対応する残留電圧を電圧センサＳＷ１９によって検出し、この検出された残留電圧が大きいほど、燃料噴射弁６７の開弁期間を短くするので（特に第１実施例を参照）、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁６７に適用することができる。これにより、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。その結果、燃料噴射量が所望の量からずれることに起因する出力トルクの変動やエミッションの悪化などを適切に抑制することができる。更に、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧は、ソレノイドの残留磁気を適切に表すものであり、また、ＰＣＭ１０と燃料噴射弁６７のソレノイドとを接続する配線上に電圧センサＳＷ１９を設けることで適切に検出することができるものであるので、本実施形態による燃料噴射制御は、簡易な構成にて適切に実現することが可能である。

また、本実施形態によれば、電圧センサＳＷ１９によって検出された電圧の変化に基づき燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求め、この減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定して燃料噴射弁６７の開弁期間を設定するので（特に第２実施例を参照）、具体的には推定された残留電圧が大きいほど燃料噴射弁６７の開弁期間を短くするので、これによっても、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。

また、本実施形態では、噴射間隔が短い場合に、１回目の燃料噴射についてはクランク角に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行い、２回目の燃料噴射については１回目の燃料噴射後からの経過時間に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。より具体的には、２回目の燃料噴射を行うべきクランク角を、エンジン回転数に基づき１回目の燃料噴射後からの経過時間へと換算して、この時間を判定時間として用いて燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。これにより、クランク角速度の変化に依らずに、所望の時期に燃料噴射弁６７を開弁させて、この開弁時期に応じた残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁６７に適用することができる。これによっても、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。

また、本実施形態によれば、上記したように減衰特性から残留電圧を推定する場合に、燃料噴射弁６７を開弁させるクランク角を時間に換算して、この換算した時間を用いて減衰特性から残留電圧を推定するので、残留電圧の推定精度を向上させることができる。具体的には、クランク角速度の変化に依らずに、残留電圧を適切に推定することができる。

＜変形例＞
上記では、本発明を２回目の燃料噴射に適用にする実施形態を示したが、本発明は、３回目以降の燃料噴射にも同様に適用可能である。３回目以降の燃料噴射に本発明を適用する場合には、１回目の燃料噴射後からの経過時間、又は直前の燃料噴射後からの経過時間を用いて、燃料噴射制御（特に燃料噴射弁６７の開弁時期に関する制御）を実行すればよい。

また、上記では、本発明をＨＣＣＩエンジンに適用する実施形態を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。本発明は、例えばディーゼルエンジン等にも適用可能である。

１エンジン
１０ＰＣＭ
１８気筒
２１吸気弁
２２排気弁
２５点火プラグ
６７燃料噴射弁
ＳＷ１９電圧センサ

Claims

ソレノイド式の燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射制御装置であって、
上記燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧検出手段と、
エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき上記燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
を有し、
上記燃料噴射制御手段は、上記燃料噴射弁を開弁させるときに上記電圧検出手段によって検出された電圧が大きいほど、上記設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する、ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
ソレノイド式の燃料噴射弁を備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、
上記燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段によって検出された電圧の変化に基づき、上記燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求める減衰特性算出手段と、
エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき上記燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
を有し、
上記燃料噴射制御手段は、上記減衰特性算出手段によって求められた減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき上記設定した開弁期間を補正する、ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
上記燃料噴射制御手段は、上記残留電圧が大きいほど、上記設定した開弁期間を短く補正する、請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
上記燃料噴射制御手段は、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射を行うように上記燃料噴射弁を制御し、２回目以降の燃料噴射を行うときの上記燃料噴射弁の開弁期間を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。