JP2017122462A - Driving device for fuel injection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device driving device enabled to enhance the precision of a fuel injection quantity by combining fuel injections with a plurality of injection pulse widths.SOLUTION: In a fuel injection device driving device having a function to drive a fuel injection device so that a fuel injection in one combustion cycle may be divided into a plurality of times, the fuel injection device is driven such that a plurality of split injections to be performed in one combustion cycle may contain a fuel injection in a target opening for a valve body or a movable element of the fuel injection device to reach a restricting part or a fuel injection for the valve body to fail in reaching the restricting part.SELECTED DRAWING: Figure 36

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射装置を駆動する駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for driving a fuel injection device of an internal combustion engine.

本技術分野の背景技術として、特開2013−144971号公報(特許文献1)がある。この公報には、燃料噴射弁(燃料噴射装置)のハーフリフト(完全に開ききらないうちに閉弁する状態)時において、高精度な燃料噴射制御が可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的として、以下の構成が記載されている。特許文献1に記載された内燃機関の制御装置は、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、燃料噴射弁の通電時間を算出する手段と、燃料噴射弁の開弁を検出するセンサと、燃料噴射弁への通電開始時間と開弁検出時間との差分である開弁遅れ時間を算出かつ記憶する手段とを備え、通電時間判定部で燃料噴射弁への通電時間が所定値以上の場合に、開弁遅れ時間を算出かつ記憶し、燃料噴射弁への通電時間が所定値未満の場合に、記憶手段に記憶された開弁遅れ時間に基づき、燃料噴射弁の通電時間を制御し、燃料噴射弁の通電時間を増やす制御を行う(要約参照)。なお、特許文献1では、1サイクル当たりに必要とする燃料量を複数回に分割して噴射することを考慮している(段落0023参照)。   As a background art in this technical field, there is JP 2013-144971 A (Patent Document 1). This publication provides a control device for an internal combustion engine capable of highly accurate fuel injection control when a fuel injection valve (fuel injection device) is half lifted (a state in which the fuel injection device is closed before it is fully opened). For the purpose, the following configuration is described. A control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, a fuel injection valve that supplies fuel to the internal combustion engine, a means for calculating an energization time of the fuel injection valve, a sensor that detects opening of the fuel injection valve, A means for calculating and storing a valve opening delay time, which is a difference between an energization start time for the fuel injection valve and a valve opening detection time, and when the energization time for the fuel injection valve is greater than or equal to a predetermined value by the energization time determination unit The valve opening delay time is calculated and stored, and when the energization time to the fuel injection valve is less than a predetermined value, the energization time of the fuel injection valve is controlled based on the valve opening delay time stored in the storage means, Control to increase the energization time of the fuel injection valve (see summary). Note that Patent Document 1 considers that the amount of fuel required per cycle is divided into a plurality of injections (see paragraph 0023).

特開2013−144971号公報JP2013-144971A

燃料噴射弁では駆動信号の通電時間(噴射パルス幅)と燃料噴射量とが線形に変化する領域(線形領域)を使用することにより、高精度な燃料噴射を行えることが知られている。一方、ハーフリフト状態における燃料噴射は、噴射パルス幅の変化に対して噴射される燃料量が線形に変化しない領域(非線形領域)に存在する。   It is known that a fuel injection valve can perform highly accurate fuel injection by using a region (linear region) in which an energization time (injection pulse width) of a drive signal and a fuel injection amount change linearly. On the other hand, the fuel injection in the half lift state exists in a region (non-linear region) where the amount of fuel injected does not change linearly with respect to the change in the injection pulse width.

特許文献1には、1サイクル当たりに必要とする燃料量を複数回に分割して噴射する場合に、燃料噴射槽弁がハーフリフト状態で燃料を噴射することに配慮し、ハーフリフト時の通電時間を補正することにより、噴射される燃料量を高精度に制御する技術を開示している。しかし、特許文献1では、燃料量を複数回に分割して噴射する場合に、複数の噴射パルス幅による燃料噴射を組み合わせることにより、噴射される燃料噴射量の精度を高めることについては配慮がない。   In Patent Document 1, when the amount of fuel required per cycle is divided and injected several times, the fuel injection tank valve injects fuel in a half lift state, and energizes during half lift. A technique for controlling the amount of injected fuel with high accuracy by correcting the time is disclosed. However, in Patent Document 1, there is no consideration for increasing the accuracy of the injected fuel injection amount by combining the fuel injection with a plurality of injection pulse widths when the fuel amount is divided and injected multiple times. .

本発明の目的は、複数の噴射パルス幅による燃料噴射を組み合わせることにより、噴射される燃料噴射量の精度を高めることができる燃料噴射装置の駆動装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the drive device of the fuel-injection apparatus which can improve the precision of the fuel-injection amount injected by combining the fuel injection by a several injection pulse width.

上記課題を解決するため本発明の燃料噴射装置の駆動装置は、1燃焼サイクル中に行う燃料噴射を複数回に分割して行う場合に、複数回の分割噴射の中に、フルリフトによる燃料噴射とハーフリフトによる燃料噴射とを含むように燃料噴射を行う。ここで、フルリフトとは、弁体の変位量を規制する規制部によって変位が規制される状態まで弁体を変位(開弁)させた状態であり、弁体が規制部に到達したときの開弁状態をいう。また、ハーフリフトとは、弁体が規制部に到達しない中間開度での開弁状態をいう。   In order to solve the above-described problem, the fuel injection device drive device according to the present invention includes a fuel injection by a full lift in a plurality of divided injections when the fuel injection performed in one combustion cycle is divided into a plurality of times. Fuel injection is performed so as to include fuel injection by half lift. Here, the full lift is a state in which the valve body is displaced (opened) to a state where the displacement is regulated by the regulating portion that regulates the displacement amount of the valve body, and is opened when the valve body reaches the regulating portion. Refers to the valve state. Moreover, a half lift means the valve opening state by the intermediate opening degree which a valve body does not reach | attain a control part.

本発明によれば、1燃焼サイクル中に行う複数回の分割噴射の中に、噴射量の制御精度の低いハーフリフトによる燃料噴射と、噴射量を高精度に制御できるフルリフトによる燃料噴射とを含むことにより、複数の分割噴射によって噴射される燃料の総量を目標噴射量に近付けることができる。これにより、噴射される燃料噴射量の精度を高めることができる燃料噴射装置の駆動装置を提供することができる。   According to the present invention, a plurality of divided injections performed in one combustion cycle include a fuel injection by a half lift with a low control accuracy of the injection amount and a fuel injection by a full lift capable of controlling the injection amount with high accuracy. Thus, the total amount of fuel injected by the plurality of divided injections can be brought close to the target injection amount. Thereby, the drive device of the fuel injection device that can improve the accuracy of the injected fuel injection amount can be provided.

本発明に係る第一実施例における燃料噴射装置の縦断面図と、この燃料噴射装置に接続される駆動回路及びエンジンコントロールユニット(ECU)の構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention and a configuration of a drive circuit and an engine control unit (ECU) connected to the fuel injection device. 第一実施例における燃料噴射装置の駆動部構造の断面拡大図を示した図である。It is the figure which showed the cross-sectional enlarged view of the drive part structure of the fuel-injection apparatus in 1st Example. 第一実施例における燃料噴射装置を駆動する噴射パルス、燃料噴射装置のソレノイドに印加される端子間電圧、駆動電流、弁体および可動子変位量と時間の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the injection pulse which drives the fuel-injection apparatus in 1st Example, the voltage between terminals applied to the solenoid of a fuel-injection apparatus, a drive current, a valve body, and a needle | mover displacement amount, and time. 図3におけるECUから出力される噴射パルス幅Tiと燃料噴射装置から噴射される燃料噴射量の関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an injection pulse width Ti output from an ECU in FIG. 3 and a fuel injection amount injected from a fuel injection device. 噴射量特性に個体ばらつきがある燃料噴射装置の噴射パルス幅Tiと燃料噴射量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the injection pulse width Ti and fuel injection quantity of a fuel injection apparatus with individual variation in injection quantity characteristics. 図5における各点501、502、503、531、532での弁挙動を示した図である。It is the figure which showed the valve behavior in each point 501, 502, 503, 531, 532 in FIG. 駆動装置から出力される噴射パルス幅Ti、駆動電流、弁体の変位量、可動子変位量と時間の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the injection pulse width Ti output from a drive device, a drive current, the displacement amount of a valve body, the amount of displacement of a needle | mover, and time. 燃料噴射装置の駆動装置およびECU(エンジンコントロールユニット)の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the drive device and ECU (engine control unit) of a fuel-injection apparatus. 第一実施例における寸法公差の変動の影響によって弁体の動作タイミングが異なる3つの燃料噴射装置の噴射パルス幅Ti、駆動電流、電流微分値、電流2階微分値、弁体変位量、可動子変位量と時間の関係を示した図である。Injection pulse width Ti, driving current, current differential value, current second-order differential value, valve body displacement amount, mover of three fuel injection devices having different valve timings due to the influence of dimensional tolerance variations in the first embodiment It is the figure which showed the relationship between displacement amount and time. 第一実施例における噴射パルスTi、燃料噴射装置に供給する駆動電流、駆動装置のスイッチング素子の動作タイミング、ソレノイドの端子間電圧Vinj、弁体および可動子の変位量、可動子加速度と時間の関係を示した図である。In the first embodiment, the injection pulse Ti, the drive current supplied to the fuel injection device, the operation timing of the switching element of the drive device, the voltage Vinj between the solenoid terminals, the displacement amount of the valve body and the mover, the relationship between the mover acceleration and time FIG. 第一実施例におけるソレノイド105に供給する駆動電流、燃料噴射装置の寸法公差のばらつきによって閉弁挙動が異なる3つの個体の弁体の変位量、電圧VL1の拡大図と電圧VL1の2階微分値の関係を示した図である。The driving current supplied to the solenoid 105 in the first embodiment, the displacement amounts of the three individual valve bodies whose valve closing behavior differs depending on the dimensional tolerance of the fuel injection device, the enlarged view of the voltage VL1, and the second-order differential value of the voltage VL1 FIG. 第一実施例における可動子と固定コア間の変位(ギャップxと称する)と可動子の固定コアとの間の吸引面を通過する磁束φおよびソレノイドの端子間電圧Vinjの対応関係を示した図である。The figure which showed the correspondence of the magnetic flux (phi) passing through the attraction | suction surface between the needle | mover and the fixed core of a needle | mover, and the voltage Vinj between solenoid terminals between the needle | mover and fixed core in 1st Example. It is. 第一実施例における弁体が目標リフトに到達する条件で、開弁開始および開弁完了タイミングが異なる3つの燃料噴射装置での端子間電圧Vinj、駆動電流、電流の1階微分値、電流の2階微分値、弁体変位量および時間の関係を示した図である。Under the condition that the valve body in the first embodiment reaches the target lift, the voltage Vinj between the terminals, the drive current, the first-order differential value of the current, the current It is the figure which showed the relationship between a 2nd-order differential value, a valve body displacement amount, and time. 第一実施例で磁気目路に使用する磁性材料の磁化曲線(BHカーブ)の初期磁化曲線と戻り曲線を示した図である。It is the figure which showed the initial stage magnetization curve and return curve of the magnetization curve (BH curve) of the magnetic material used for a magnetic circuit in a 1st Example. 第一実施例における弁体が目標リフトに到達しない中間リフト域となる噴射パルス幅Tiが小さい領域での各気筒の噴射量補正方法のフローチャートを記載した図である。It is the figure which described the flowchart of the injection amount correction method of each cylinder in the area | region where the injection pulse width Ti used as the intermediate | middle lift area where the valve body in 1st Example does not reach | attain a target lift is small. 第一実施例におけるある燃料圧力の条件で噴射パルス幅Tiを変更した場合の、各気筒の噴射量と閉弁完了タイミングTb、開弁開始タイミングTa’と燃料噴射装置から噴射される単位時間当たりの流量Qst(以降、静流と称する)から求めた検知情報(Tb−Ta’)・Qstの関係を示した図である。When the injection pulse width Ti is changed under certain fuel pressure conditions in the first embodiment, the injection amount of each cylinder, the valve closing completion timing Tb, the valve opening start timing Ta ′, and the unit time injected from the fuel injection device It is the figure which showed the relationship of the detection information (Tb-Ta ') * Qst calculated | required from flow volume Qst (henceforth a static flow). 第一実施例における各気筒の燃料噴射装置の個体1、個体2、個体3の検知情報と噴射パルス幅Tiの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the detection information of the fuel injection device of each cylinder in the 1st example, individual 2 and solid 3, and injection pulse width Ti. 第一実施例における1吸排気行程中に行う噴射を分割する条件での噴射パルス幅Ti、駆動電流、端子間電圧∨inj、電圧VL1の2階微分値、電流すなわち電圧VL2の2階微分値および弁体の変位量と時間の関係を示した図である。Injection pulse width Ti, drive current, inter-terminal voltage ∨inj, second-order differential value of voltage VL1, and second-order differential value of current, that is, voltage VL2, under the condition for dividing injection performed during one intake / exhaust stroke in the first embodiment It is the figure which showed the amount of displacement of a valve body, and the relationship of time. 第二実施例における燃料噴射装置の弁体が弁座と接触している閉弁状態での駆動部断面の拡大図である。It is an enlarged view of the section of a drive part in the valve closing state where the valve element of the fuel injection device in the 2nd example is contacting the valve seat. 第二実施例における燃料噴射装置の弁体先端部の縦断面を拡大した図である。It is the figure which expanded the longitudinal cross-section of the valve body front-end | tip part of the fuel-injection apparatus in a 2nd Example. 本発明の第二実施例における燃料噴射装置の弁体が開弁状態での駆動部断面の拡大図である。It is an enlarged view of the section of a drive part in the valve open state of the valve element of the fuel injection device in the second example of the present invention. 第二実施例における燃料噴射装置の弁体が開弁状態から閉弁を開始し、弁座118と接触した瞬間の駆動部断面の拡大図である。It is an enlarged view of a section of a drive part at the moment when a valve body of a fuel injection device in a second example starts valve closing from a valve-opened state and contacts valve seat 118. 第二実施例における駆動装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the drive device in 2nd Example. 第二実施例における中間リフト状態で最大リフトから閉弁する際の第二の弁体および第二の可動子の変位量、電圧VLをCPUで検出するための端子と接地電位との電位差である電圧VL4、電圧VL4の2階微分値と噴射パルスOFF後の時間の関係を示した図である。This is the potential difference between the terminal for detecting the displacement and voltage VL of the second valve body and the second mover when the valve is closed from the maximum lift in the intermediate lift state in the second embodiment and the ground potential. It is the figure which showed the relationship between the voltage VL4, the 2nd-order differential value of voltage VL4, and the time after injection pulse OFF. 第三実施例の手法によって燃料噴射装置を駆動する場合のうち、弁体もしくは第二の弁体を一定時間目標リフト位置で保持させて使用する時の燃料噴射装置の端子間電圧Vinj、駆動電流、可動子または第二の可動子に作用する磁気吸引力、弁体もしくは第二の弁体に作用する弁体駆動力、弁体もしくは第二の弁体の変位量、可動子もしくは第二の可動子の変位量と時間の関係を示した図である。Among the cases where the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment, the voltage Vinj between the terminals of the fuel injection device and the drive current when the valve body or the second valve body is used while being held at the target lift position for a certain period of time. , Magnetic attraction force acting on the mover or the second mover, valve element driving force acting on the valve element or the second valve element, displacement amount of the valve element or the second valve element, mover or second It is the figure which showed the relationship between the displacement amount of a needle | mover, and time. 第三実施例の手法によって燃料噴射装置を駆動する場合のうち、弁体もしくは第二の弁体を目標リフトに到達させる中で、最小の噴射量を実施する時の動作状態における端子間電圧Vinj、駆動電流、弁可動子もしくは第二の可動子に作用する磁気吸引力、弁体もしくは第二の弁体に作用する弁体駆動力、弁体もしくは第二の弁体の変位量、可動子もしくは第二の可動子の変位量と時間の関係を示した図である。Among the cases where the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment, the inter-terminal voltage Vinj in the operating state when the minimum injection amount is performed while the valve body or the second valve body reaches the target lift. , Driving current, magnetic attractive force acting on the valve mover or the second mover, valve drive force acting on the valve element or the second valve element, displacement amount of the valve element or the second valve element, mover Or it is the figure which showed the relationship between the displacement amount of the 2nd needle | mover, and time. 第三実施例の手法によって燃料噴射装置を駆動する場合のうち、中間リフトでの動作する場合の端子間電圧Vinj、駆動電流、可動子または第二の可動子に作用する磁気吸引力、弁体もしくは第二の弁体に作用する弁体駆動力、弁体もしくは第二の弁体の変位量、可動子もしくは第二の可動子の変位量と時間の関係を示した図である。また、弁体駆動力の図中には、開弁方向の駆動力を正方向に閉弁方向の駆動力を負の方向に示した図である。Among the cases where the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment, the voltage Vinj between the terminals when operating with the intermediate lift, the drive current, the magnetic attractive force acting on the mover or the second mover, and the valve body Or it is the figure which showed the relationship between the valve body drive force which acts on a 2nd valve body, the displacement amount of a valve body or a 2nd valve body, the displacement amount of a needle | mover or a 2nd needle | mover, and time. Further, in the drawing of the valve body driving force, the driving force in the valve opening direction is shown in the positive direction, and the driving force in the valve closing direction is shown in the negative direction. 第三実施例の図27〜図29の制御方式の電流波形を使用した場合の噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection quantity q at the time of using the current waveform of the control system of FIGS. 27-29 of 3rd Example. 同じ噴射パルス幅Tiを供給した条件で弁体もしくは第二の弁体の開弁開始タイミングTa’と閉弁完了タイミングTbが異なる個体に対して、噴射期間(Tb−Ta’)が一致するように、噴射パルス、駆動電圧、駆動電流を補正した結果の各個体の駆動電圧、駆動電流、弁体変位量と時間の関係を示した図である。The injection period (Tb−Ta ′) should be the same for individuals having different valve opening start timing Ta ′ and valve closing completion timing Tb of the valve body or the second valve body under the condition of supplying the same injection pulse width Ti. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the drive voltage, drive current, valve body displacement amount and time of each individual as a result of correcting the injection pulse, drive voltage, and drive current. 第四実施例における最小噴射量での噴射期間を調整後の噴射量の調整方法を記載した図である。It is the figure which described the adjustment method of the injection amount after adjusting the injection period in the minimum injection amount in 4th Example. 第四実施例における最小噴射量での噴射期間を調整後の噴射パルスと噴射量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the injection pulse after adjusting the injection period in the minimum injection quantity in 4th Example, and injection quantity. 第五実施例における筒内直接噴射式のガソリンエンジンの構成図である。It is a block diagram of the cylinder direct injection type gasoline engine in 5th Example. 第六実施例の燃料噴射装置の縦断面図の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the longitudinal cross-sectional view of the fuel-injection apparatus of 6th Example. 第六実施例の燃料噴射装置を用いた場合のソレノイドの端子間電圧と、ソレノイドに供給する駆動電流と、弁体が開弁しない条件での電流値と各個体の電流値の差分および弁変位と噴射パルスON後の時間の関係を示した図である。The voltage between the terminals of the solenoid when using the fuel injection device of the sixth embodiment, the drive current supplied to the solenoid, the difference between the current value under the condition that the valve element does not open and the current value of each individual, and the valve displacement It is the figure which showed the relationship between the time after injection pulse ON. 燃料噴射タイミング補正方法の説明図である。It is explanatory drawing of the fuel injection timing correction method. 1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割して行う場合について、噴射パルスと噴射期間と弁リフトとの関係を示している。The relationship among the injection pulse, the injection period, and the valve lift is shown for the case where the fuel injection in one combustion cycle is divided into a plurality of times. クランキングからファストアイドル区間までのエンジン回転数の変化を示している。It shows the change in engine speed from cranking to fast idle section. 第九実施例におけるクランキングからファストアイドル区間までのエンジン回転数と燃料噴射装置に供給される燃料圧力の変化を示している。It shows changes in the engine speed and the fuel pressure supplied to the fuel injection device from the cranking to the fast idle section in the ninth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、図1〜図7を用いて、本発明に係る燃料噴射装置と駆動装置とを備えた燃料噴射システムの動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the fuel injection system including the fuel injection device and the drive device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

最初に、図1を用いて、燃料噴射装置及びその駆動装置の構成と基本的な動作を説明する。図1は、燃料噴射装置の縦断面図とその燃料噴射装置を駆動するための駆動回路121、ECU(エンジンコントロールユニット)120の構成の一例を示す図である。本実施例ではECU120と駆動回路121とは別体の装置として構成されているが、ECU120と駆動回路121は一体の装置として構成されてもよい。なお、ECU120と駆動回路121とで構成される装置を以下、駆動装置として説明する。   First, the configuration and basic operation of the fuel injection device and its driving device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fuel injection device, and a diagram showing an example of the configuration of a drive circuit 121 and an ECU (engine control unit) 120 for driving the fuel injection device. In this embodiment, the ECU 120 and the drive circuit 121 are configured as separate devices, but the ECU 120 and the drive circuit 121 may be configured as an integrated device. A device constituted by the ECU 120 and the drive circuit 121 will be described below as a drive device.

ECU120では、エンジンの状態を示す信号を各種センサから取り込み、内燃機関の運転条件に応じて燃料噴射装置から噴射する噴射量を制御するための噴射パルスの幅や噴射タイミングの演算を行う。ECU120より出力された噴射パルスは、信号線123を通して燃料噴射装置の駆動回路121に入力される。駆動回路121は、ソレノイド105に印加する電圧を制御し、電流を供給する。ECU120は、通信ライン122を通して、駆動回路121と通信を行っており、燃料噴射装置に供給する燃料の圧力や運転条件によって駆動回路121によって生成する駆動電流を切替えることや、電流および時間の設定値を変更することが可能である。駆動回路121は、ECU120との通信によって制御定数を変化できるようになっており、制御定数に応じて電流波形の設定値を変化させることができる。   The ECU 120 takes in signals indicating the state of the engine from various sensors, and calculates the injection pulse width and the injection timing for controlling the injection amount injected from the fuel injection device in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine. The injection pulse output from the ECU 120 is input to the drive circuit 121 of the fuel injection device through the signal line 123. The drive circuit 121 controls the voltage applied to the solenoid 105 and supplies a current. The ECU 120 communicates with the drive circuit 121 through the communication line 122 to switch the drive current generated by the drive circuit 121 according to the pressure of the fuel supplied to the fuel injection device and the operation conditions, and to set current and time values. It is possible to change. The drive circuit 121 can change the control constant by communication with the ECU 120, and can change the set value of the current waveform according to the control constant.

次に、図1の燃料噴射装置の縦断面と図2の可動子102a、102bおよび可動部材114の近傍を拡大した断面図を用いて、燃料噴射装置の構成と動作について説明する。なお。可動子102aと可動子102bは、一体の部品として構成されていても良い。可動子102aと可動子102bで構成される部品を可動子102と称する。図1および図2に示した燃料噴射装置は通常時閉型の電磁弁(電磁式燃料噴射装置)であり、ソレノイド(コイル)105に通電されていない状態では、第1のばねであるスプリング110によって可動子102bが閉弁方向に付勢され、可動子102bの弁体114側の端面207と弁体114の上部端面が接触している。このとき、弁体114には、可動子102bを介して、セットスプリング110による荷重が作用するため、弁体114は、弁座118に向けて付勢され、弁座118に密着して閉弁状態となっている。閉弁状態においては、可動子102には、閉弁方向にかかるスプリング110による力と、開弁方向にかかる第2のばねの戻しばね112による力が作用する。このとき、スプリング110による力のほうが、戻しばね112による力に比べて大きいため、可動子102bの端面207が弁体114に接触し、可動子102は静止している。また、閉弁状態においては、弁体114の可動子102aとの当接面205と可動子102aとの間には、空隙201を有している。また、この状態では、可動子102と固定コア107との間には隙間がある状態となっている。また、弁体114と可動子102とは相対変位可能に構成されており、ノズルホルダ101に内包されている。また、ノズルホルダ101は、戻しばね112のばね座となる端面208を有している。スプリング110による力は、固定コア107の内径に固定されるバネ押さえ124の押し込み量によって組み立て時に調整されている。なお、ゼロ位置ばね112の付勢力はスプリング110の付勢力よりも小さく設定されている。   Next, the configuration and operation of the fuel injection device will be described with reference to a vertical cross section of the fuel injection device in FIG. 1 and an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the movers 102a and 102b and the movable member 114 in FIG. Note that. The mover 102a and the mover 102b may be configured as an integral part. A component composed of the movable element 102a and the movable element 102b is referred to as a movable element 102. The fuel injection device shown in FIGS. 1 and 2 is a normally closed electromagnetic valve (electromagnetic fuel injection device), and when the solenoid (coil) 105 is not energized, the spring 110 is a first spring. Accordingly, the movable element 102b is urged in the valve closing direction, and the end surface 207 of the movable element 102b on the valve body 114 side and the upper end surface of the valve body 114 are in contact with each other. At this time, since the load due to the set spring 110 acts on the valve body 114 via the movable element 102b, the valve body 114 is urged toward the valve seat 118 and closes in close contact with the valve seat 118. It is in a state. In the valve-closed state, the force by the spring 110 applied in the valve closing direction and the force by the return spring 112 of the second spring applied in the valve opening direction act on the movable element 102. At this time, since the force by the spring 110 is larger than the force by the return spring 112, the end surface 207 of the movable element 102b contacts the valve body 114, and the movable element 102 is stationary. In the valve-closed state, there is a gap 201 between the contact surface 205 of the valve body 114 with the movable element 102a and the movable element 102a. In this state, there is a gap between the mover 102 and the fixed core 107. Further, the valve body 114 and the mover 102 are configured to be relatively displaceable and are contained in the nozzle holder 101. In addition, the nozzle holder 101 has an end surface 208 that serves as a spring seat for the return spring 112. The force by the spring 110 is adjusted at the time of assembly by the pushing amount of the spring retainer 124 fixed to the inner diameter of the fixed core 107. The urging force of the zero position spring 112 is set smaller than the urging force of the spring 110.

また、燃料噴射装置は、固定コア107、可動子102、ノズルホルダ101、ハウジング103とで磁気回路を構成しており、可動子102と固定コア107との間に空隙を有している。ノズルホルダ101の可動子102と固定コア107との間の空隙に対応する部分には磁気絞り111が形成されている。ソレノイド105はボビン104に巻き付けられた状態でノズルホルダ101の外周側に取り付けられている。弁体114の弁座118側の先端部の近傍にはロッドガイド115がノズルホルダ101に固定されるようにして設けられている。このロッドガイド115はオリフィスカップ116と同一の部品として構成されても良い。弁体114は第1のロッドガイド113と第2のロッドガイド115との2つのロッドガイドにより、弁軸方向の動きをガイドされている。ノズルホルダ101の先端部には、弁座118と燃料噴射孔119とが形成されたオリフィスカップ116が固定され、可動子102と弁体114とが設けられた内部空間(燃料通路)を外部から封止している。   In the fuel injection device, the fixed core 107, the mover 102, the nozzle holder 101, and the housing 103 constitute a magnetic circuit, and a gap is provided between the mover 102 and the fixed core 107. A magnetic diaphragm 111 is formed in a portion corresponding to the gap between the mover 102 and the fixed core 107 of the nozzle holder 101. The solenoid 105 is attached to the outer peripheral side of the nozzle holder 101 while being wound around the bobbin 104. A rod guide 115 is provided in the vicinity of the tip of the valve body 114 on the valve seat 118 side so as to be fixed to the nozzle holder 101. The rod guide 115 may be configured as the same part as the orifice cup 116. The valve body 114 is guided in movement in the valve axis direction by two rod guides, a first rod guide 113 and a second rod guide 115. An orifice cup 116 in which a valve seat 118 and a fuel injection hole 119 are formed is fixed at the tip of the nozzle holder 101, and an internal space (fuel passage) in which the movable element 102 and the valve body 114 are provided from the outside. It is sealed.

燃料噴射装置に供給される燃料は、燃料噴射装置の上流に設けられたレール配管から供給され、第一の燃料通路孔131を通って弁体114の先端まで流れ、弁体114の弁座118側の端部に形成されたシート部と弁座118とで燃料をシールしている。閉弁時には、燃料圧力によって弁体114の上部と下部の差圧が生じ、燃料圧力と弁座位置におけるシート内径の受圧面の乗じた力で弁体114が閉弁方向に押されている。閉弁状態においては、弁体114の可動子102aとの当接面205と可動子102aとの間には、空隙201を有している。ソレノイド105に電流が供給されると、磁気回路によって発生する磁界により、固定コア107と可動子102との間に磁束が通過し、可動子102に磁気吸引力が作用する。可動子102に作用する磁気吸引力が、セットスプリング110による荷重を超えるタイミングで、可動子102は、固定コア107の方向に変位を開始する。このとき、弁体114と弁座118が接触しているため、可動子102の運動は、燃料の流れが無い状態で行われ、燃料圧力による差圧力を受けている弁体114とは分離して行われる空走運動であるため、燃料の圧力などの影響を受けることがなく、高速に移動することが可能である。   The fuel supplied to the fuel injection device is supplied from a rail pipe provided upstream of the fuel injection device, flows to the tip of the valve body 114 through the first fuel passage hole 131, and the valve seat 118 of the valve body 114. The fuel is sealed by the seat portion formed at the side end portion and the valve seat 118. When the valve is closed, the pressure difference between the upper part and the lower part of the valve body 114 is generated by the fuel pressure, and the valve body 114 is pushed in the valve closing direction by the force multiplied by the fuel pressure and the pressure receiving surface of the seat inner diameter at the valve seat position. In the closed state, a gap 201 is provided between the contact surface 205 of the valve element 114 with the movable element 102a and the movable element 102a. When a current is supplied to the solenoid 105, a magnetic flux passes between the fixed core 107 and the movable element 102 by a magnetic field generated by the magnetic circuit, and a magnetic attractive force acts on the movable element 102. At the timing when the magnetic attractive force acting on the mover 102 exceeds the load by the set spring 110, the mover 102 starts to move in the direction of the fixed core 107. At this time, since the valve body 114 and the valve seat 118 are in contact with each other, the movement of the mover 102 is performed in a state where there is no fuel flow, and is separated from the valve body 114 receiving the differential pressure due to the fuel pressure. Therefore, it is possible to move at high speed without being affected by fuel pressure or the like.

可動子102の変位量が、空隙201の大きさに達すると、可動子102が弁体114に当接面205を通じて力を伝達し、弁体114を開弁方向に引き上げる。このとき、可動子102は、空走運動を行って、運動エネルギーを有した状態で弁体114と衝突するため、弁体114は、可動子102の運動エネルギーを受取り、高速に開弁方向に変位を開始する。弁体114には燃料の圧力に伴って生じる差圧力が作用しており、弁体114に作用する差圧力は、弁体114のシート部近傍の流路断面積が小さい範囲において、シート部の燃料の流速が増加し、ベルヌーイ効果による静圧低下に伴って生じる圧力降下によって弁体114先端部の圧力が低下することで生じる。この差圧力は、シート部の流路断面積の影響を大きく受けるため、弁体114変位量が小さい条件では、差圧力が大きくなり、変位量が大きい条件では、差圧力が小さくなる。したがって、弁体114が閉弁状態から開弁開始されて変位が小さく、差圧力が大きくなる開弁動作がし難くなるタイミングで、弁体114の開弁が可動子102の空走運動によって衝撃的に行われるため、より高い燃料圧力が作用している状態でも開弁動作を行うことができるようになる。あるいは、動作できることが必要な燃料圧力範囲に対して、より強い力にスプリング110を設定することができる。スプリング110をより強い力に設定することで、後述する閉弁動作に要する時間を短縮することができ、微小噴射量の制御に有効である。   When the amount of displacement of the movable element 102 reaches the size of the gap 201, the movable element 102 transmits a force to the valve body 114 through the contact surface 205, and lifts the valve body 114 in the valve opening direction. At this time, since the movable element 102 performs idle running and collides with the valve body 114 in a state having kinetic energy, the valve body 114 receives the kinetic energy of the movable element 102 and rapidly moves in the valve opening direction. Start displacement. A differential pressure generated with the fuel pressure acts on the valve body 114, and the differential pressure acting on the valve body 114 is within a range where the flow path cross-sectional area near the seat portion of the valve body 114 is small. This is caused by an increase in the flow rate of the fuel and a decrease in pressure at the tip of the valve body 114 due to a pressure drop caused by a decrease in static pressure due to the Bernoulli effect. Since this differential pressure is greatly affected by the flow path cross-sectional area of the seat portion, the differential pressure increases when the displacement amount of the valve body 114 is small, and the differential pressure decreases when the displacement amount is large. Therefore, when the valve body 114 starts to open from the closed state and the displacement becomes small and the differential pressure increases, the valve opening of the valve body 114 is impacted by the idle movement of the mover 102 at the timing when the valve opening operation becomes difficult. Therefore, the valve opening operation can be performed even when a higher fuel pressure is applied. Alternatively, the spring 110 can be set to a stronger force for the fuel pressure range that needs to be operable. By setting the spring 110 to a stronger force, the time required for the valve closing operation described later can be shortened, which is effective for controlling the minute injection amount.

弁体114が開弁動作を開始した後、可動子102は固定コア107に衝突する。この可動子102が固定コア107に衝突する時には、可動子102は跳ね返る動作をするが、可動子102に作用する磁気吸引力によって可動子102は磁気コアに吸引され、やがて停止する。このとき、可動子102には戻しばね112によって固定コア107の方向に力が作用しているため、跳ね返りの変位量を小さくでき、また、跳ね返りが収束するまでの時間を短縮することができる。跳ね返り動作が小さいことで、可動子102と固定コア107の間のギャップが大きくなってしまう時間が短くなり、より小さい噴射パルス幅に対しても安定した動作が行えるようになる。   After the valve body 114 starts the valve opening operation, the mover 102 collides with the fixed core 107. When the movable element 102 collides with the fixed core 107, the movable element 102 rebounds. However, the movable element 102 is attracted to the magnetic core by the magnetic attractive force acting on the movable element 102, and then stops. At this time, since a force is applied to the movable element 102 in the direction of the fixed core 107 by the return spring 112, the amount of displacement of the rebound can be reduced, and the time until the rebound converges can be shortened. Since the rebounding action is small, the time during which the gap between the mover 102 and the fixed core 107 is increased is shortened, and stable operation can be performed even with a smaller injection pulse width.

このようにして開弁動作を終えた可動子102および弁体114は、開弁状態で静止する。開弁状態では、弁体114と弁座118の間には隙間が生じており、燃料が噴射されている。燃料は固定コア107に設けられた中心孔と、可動子102に設けられた上部燃料通路孔と、可動子102に設けられた下部燃料通路孔を通過して下流方向へ流れるようになっている。   The movable element 102 and the valve body 114 that have finished the valve opening operation in this manner are stationary in the valve open state. In the valve open state, a gap is formed between the valve body 114 and the valve seat 118, and fuel is injected. The fuel passes through the center hole provided in the fixed core 107, the upper fuel passage hole provided in the mover 102, and the lower fuel passage hole provided in the mover 102, and flows in the downstream direction. .

ソレノイド105への通電が断たれると、磁気回路中に生じていた磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。可動子102に作用する磁気吸引力が消滅することによって、弁体114はスプリング110の荷重と、燃料圧力による力によって、弁座118に接触する閉位置に押し戻される。   When the energization to the solenoid 105 is cut off, the magnetic flux generated in the magnetic circuit disappears and the magnetic attractive force disappears. When the magnetic attractive force acting on the mover 102 disappears, the valve body 114 is pushed back to the closed position in contact with the valve seat 118 by the load of the spring 110 and the force of the fuel pressure.

また、可動子102が、可動子102aと可動子102bに分かれている場合、弁体114が弁座118と接触している閉弁状態において、可動子102bは、その外径に設けられたつば部211で可動子102aと接触しており、可動子102bは、接触面210で弁体114の上部端面と接触している。可動子102aが初期位置から開弁動作する際には、可動子102bも協働して開弁動作を行うように構成されている。   Further, when the movable element 102 is divided into the movable element 102a and the movable element 102b, the movable element 102b is provided with a collar provided on the outer diameter thereof in a valve-closed state in which the valve body 114 is in contact with the valve seat 118. The part 211 is in contact with the movable element 102 a, and the movable element 102 b is in contact with the upper end surface of the valve body 114 at the contact surface 210. When the movable element 102a opens from the initial position, the movable element 102b also cooperates to perform the valve opening operation.

また、可動子102aと可動子102bは、摺動面206で摺動できるよう構成されており、弁体114が開弁状態から閉弁する際に、弁体114が弁座118と接触した後、可動子102aが弁体114、可動子102bから分離して閉弁方向に移動して、一定時間運動した後に、戻しばね112によって、閉弁状態の初期位置まで戻される。   Further, the movable element 102a and the movable element 102b are configured to be slidable on the sliding surface 206, and after the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118 when the valve body 114 is closed from the valve open state. The movable element 102a is separated from the valve body 114 and the movable element 102b, moves in the valve closing direction, moves for a certain period of time, and then is returned to the initial position of the valve closed state by the return spring 112.

弁体114が開弁完了する瞬間に可動子102aが、可動子102bおよび弁体114から離間することで、可動子102の質量を低減することができるため、弁座118と衝突する際の衝突エネルギーを小さくすことができ、弁体114が弁座118に衝突することによって生じる、弁体114のバウンドを抑制することができる。   Since the movable element 102a is separated from the movable element 102b and the valve element 114 at the moment when the valve element 114 is completely opened, the mass of the movable element 102 can be reduced. The energy can be reduced, and the bounce of the valve body 114 caused by the collision of the valve body 114 with the valve seat 118 can be suppressed.

弁体114が目標リフト位置で静止している状態すなわち、開弁状態において、可動子102と固定コア107が相対する環状端面には、可動子102か固定コア107のどちらか一方もしくは両方に衝突部の突起部が設けられている。また、突起部によって、開弁状態において、可動子102もしくは固定コア107の突起部以外の可動子102もしくは、固定コア207側との面との間には、空隙を有しており、開弁状態で突起の外径方向と内径方向に流体が移動可能な燃料通路が一つ以上設けられている。以上の突起と燃料通路の効果によって、可動子102と固定コア107間の微少隙間の圧力変化によって可動子102の移動を妨げる方向に生じるスクイーズカを低減できるため、噴射パルスを停止してから弁体114が閉弁するまでの閉弁遅れ時間を低減できる効果がある。一般的に、磁気特性が良いマルテンサイト系もしくは、フェライト系のステンレス鋼では、材料の硬度および強度が低く、マルテンサイト系ステンレス鋼においては、硬度を大きくするために熱処理を行うと磁気特性が低下する場合がある。可動子102と固定コア107の衝突による突起部の摩耗を防ぐため、突起部を設けた端面に硬質クロムメッキなどのメッキ処理を行う場合がある。弁体114が閉位置に押し戻される動作では、可動子102は弁体114の規制部114aと係合した状態で一緒に移動する。   In a state where the valve body 114 is stationary at the target lift position, that is, in a valve open state, the movable element 102 and the fixed core 107 collide with one or both of the movable element 102 and the fixed core 107 against the annular end surface facing each other. The protrusion part of the part is provided. Further, in the valve open state, the protrusion has a gap between the movable element 102 or the surface of the fixed core 107 other than the protrusion of the movable element 102 or the fixed core 207 side. One or more fuel passages in which the fluid can move in the outer diameter direction and the inner diameter direction of the protrusions are provided. Due to the effects of the protrusions and the fuel passage, the squeeze that occurs in the direction that hinders the movement of the mover 102 due to the pressure change in the minute gap between the mover 102 and the fixed core 107 can be reduced. There is an effect that the valve closing delay time until the body 114 is closed can be reduced. In general, martensitic or ferritic stainless steel with good magnetic properties has low material hardness and strength. In martensitic stainless steel, magnetic properties decrease when heat treatment is performed to increase the hardness. There is a case. In order to prevent wear of the protrusion due to the collision between the movable element 102 and the fixed core 107, a plating process such as hard chrome plating may be performed on the end surface provided with the protrusion. In the operation in which the valve body 114 is pushed back to the closed position, the mover 102 moves together while being engaged with the regulating portion 114a of the valve body 114.

本実施例の燃料噴射装置では、弁体114と可動]子102とは、開弁時に可動子102が固定コア107と衝突した瞬間と、閉弁時に弁体114が弁座118と衝突した瞬間の非常に短い時間、相対的な変位を生じることにより、可動子102の固定コア107に対するバウンドや弁体114の弁座118に対するバウンドを抑制する効果を奏する。   In the fuel injection device of this embodiment, the valve body 114 and the movable element 102 are divided into the moment when the movable element 102 collides with the fixed core 107 when the valve is opened and the moment when the valve element 114 collides with the valve seat 118 when the valve is closed. By producing a relative displacement for a very short time, it is possible to suppress the bounce of the movable element 102 against the fixed core 107 and the bounce of the valve body 114 against the valve seat 118.

なお、上記のように構成されることにより、スプリング110は磁気吸引力による駆動力の向きとは逆向きに弁体114を付勢しており、戻しばね112はスプリング110の付勢力とは逆向きに可動子102を付勢している。   By configuring as described above, the spring 110 urges the valve body 114 in the direction opposite to the direction of the driving force by the magnetic attractive force, and the return spring 112 is opposite to the urging force of the spring 110. The mover 102 is biased in the direction.

次に、本発明における燃料噴射装置を駆動する駆動装置121から出力される噴射パルスと燃料噴射装置のソレノイド105の端子両端にかかる駆動電圧と、駆動電流(励磁電流)と燃料噴射装置の弁体114の変位量(弁体挙動)との関係(図3)、及び噴射パルスと燃料噴射量との関係(図4)について説明する。   Next, the injection pulse output from the drive device 121 for driving the fuel injection device according to the present invention, the drive voltage applied to both terminals of the solenoid 105 of the fuel injection device, the drive current (excitation current), and the valve body of the fuel injection device The relationship between the displacement 114 (valve element behavior) 114 (FIG. 3) and the relationship between the injection pulse and the fuel injection amount (FIG. 4) will be described.

駆動回路121に噴射パルスが入力されると、駆動回路121はバッテリ電圧よりも高い電圧に昇圧された高電圧源からソレノイド105に高電圧301を印加し、ソレノイド105に電流の供給が開始される。電流値が予めECU120に設定されたピーク電流値Ipeakに到達すると、高電圧301の印加を停止する。その後、印加する電圧値を0V以下にし、電流202のように電流値を低下させる。電流値が所定の電流値304より小さくなると、駆動回路121はバッテリ電圧VBの印加をスイッチングによって行い、所定の電流303が保たれるように制御する。   When an injection pulse is input to the drive circuit 121, the drive circuit 121 applies a high voltage 301 to the solenoid 105 from a high voltage source boosted to a voltage higher than the battery voltage, and starts supplying current to the solenoid 105. . When the current value reaches the peak current value Ipeak preset in the ECU 120, the application of the high voltage 301 is stopped. After that, the voltage value to be applied is set to 0 V or less, and the current value is reduced like the current 202. When the current value becomes smaller than the predetermined current value 304, the drive circuit 121 performs application of the battery voltage VB by switching so that the predetermined current 303 is maintained.

このような供給電流のプロファイルにより、燃料噴射装置は駆動される。高電圧301の印加からピーク電流値Ipeakに達するまでの間に、可動子102がタイミングt31で変位を開始し、その変位が空隙201を移動するタイミングt32で可動子102が弁体114に衝突し、その衝撃を利用しで弁体114の変位が急峻に大きくなり、その後、保持電流303に移行するより前に弁体114が目標リフトの位置に到達する。目標リフト位置到達後は、可動子102と固定コア107との衝突により、可動子102がバウンド動作を行い、弁体114は可動子102に対して相対変位可能に構成されているため、弁体114はアンカー102から離間し、弁体114の変位は、目標リフト位置を越えて変位する。その後、保持電流303が生成する磁気吸引力と戻しばね112の開弁方向の力によって、可動子102は、所定の目標リフト位置に静止し、また、弁体114も目標リフト位置で静止するため、安定した開弁状態となる。   The fuel injection device is driven by such a supply current profile. Between the time when the high voltage 301 is applied and the peak current value Ipeak is reached, the movable element 102 starts to be displaced at the timing t31. By using the impact, the displacement of the valve body 114 increases sharply, and then the valve body 114 reaches the position of the target lift before shifting to the holding current 303. After reaching the target lift position, the movable element 102 performs a bounce operation due to the collision between the movable element 102 and the fixed core 107, and the valve element 114 is configured to be relatively displaceable with respect to the movable element 102. 114 is separated from the anchor 102, and the displacement of the valve body 114 is displaced beyond the target lift position. Thereafter, the mover 102 stops at a predetermined target lift position and the valve element 114 also stops at the target lift position by the magnetic attraction force generated by the holding current 303 and the force in the valve opening direction of the return spring 112. A stable valve opening state is obtained.

弁体114と可動子102が一体となっている可動弁を持つ燃料噴射装置の場合、弁体114の変位量は、目標リフト位置よりも大きくならず、目標リフト到達後の可動子102と弁体114の変位量は同等となる。可動子102と弁体114が一体の燃料噴射装置の場合、一体部品(以降、可動弁と称する)が磁気回路の構成部品となって磁気吸引力を発生させ、弁座118との開・閉弁を行う2つの機能を有する。なお、可動子102が、可動子102aと可動子102bに分かれている場合、弁体114が閉弁位置に到達した後に、可動子102bは弁体114の上部端面と接触して静止するが、可動子102aは、弁体114から離間して閉弁方向に移動する。可動子102aが一定時間運動した後に、戻しばね112によって、閉弁状態の初期位置まで戻される。弁体114が開弁完了する瞬間に可動子102aが、可動子102bおよび弁体114から離間することで、可動子102の質量を低減することができるため、弁座118と衝突する際の衝突エネルギーを小さくすることができ、弁体114が弁座118に衝突することによって生じる弁体114のバウンドを抑制することができる。また、可動子102aの質量よりも、可動子102bの質量の方が小さくなるように構成されていると良い。この効果により、弁体114が弁座118と衝突することによる衝撃力を小さくできるため、弁体114が弁座118に衝突することにより生じる弁体114のバウンドを抑制でき、弁体114と弁座118が接触した後の意図しない噴射を抑制できる。次に、図4を用いて噴射パルス幅Tと燃料噴射量との関係についで説明する。噴射パルス幅Tiが一定の時間に達しない条件では、可動子102に作用する磁気吸引力が、可動子102に作用するセットスプリング110による力を上回らないため、弁体114は開弁せず、燃料は噴射されない。また、可動子102に作用する磁気吸引力が、セットスプリング荷重を上回った場合であっても、可動子102が助走区間である空隙201を移動しきれずに、噴射パルスが停止され、可動子102に作用する磁気吸引力と可動子102の持つ開弁方向の慣性力が、セットスプリング110による力より小さくなった場合であっても燃料は噴射されない。噴射パルス幅Tiが短い、例えば401のような条件では、弁体114は弁座118から離間し、リフトを開始するが、弁体114が目標リフト位置に達する前に閉弁を開始するため、直線領域420から外挿される一点鎖線330に対して噴射量は少なくなる。また、点402のパルス幅では、目標リフト位置に達する直後で閉弁を開始し、弁体114の軌跡が放物運動となる。この条件においては、弁体114が有する開弁方向の運動エネルギーが大きく、また、可動子102に作用する磁気吸引力が大きいため、閉弁に要する時間の割合が大きくなり、一点鎖線430に対して噴射量が多くなる。点403の噴射パルス幅では、目標リフト到達後の可動子102のバウンド量が最大となるタイミングt343において閉弁を開始する。このとき、可動子102と固定コア107が衝突する際の反発力が可動子102に働き、噴射パルスをOFFしてから弁体114が閉弁するまでの閉弁遅れ時間が小さくなり、その結果噴射量は一点鎖線330に対して少なくなっている。点404は、可動子102のバウンドおよび弁体114のバウンドが収束した直後のタイミングt35に閉弁を開始する状態であり、噴射パルスTiが点404より大きくなる条件では、噴射パルス幅Tiの増加に応じて、閉弁遅れ時間が略線形的に増加するため、燃料の噴射量が線形的に増加する。燃料の噴射が開始されてから、点404で示すパルス幅Tiまでの領域では、弁体114が目標リフトに到達しないかもしくは、弁体114が目標リフトに到達
したとしても弁体114のバウンドが安定しないため、噴射量が変動する。
In the case of a fuel injection device having a movable valve in which the valve body 114 and the mover 102 are integrated, the displacement amount of the valve body 114 does not become larger than the target lift position, and the mover 102 and the valve after reaching the target lift. The displacement amount of the body 114 is equivalent. In the case of a fuel injection device in which the movable element 102 and the valve body 114 are integrated, an integral part (hereinafter referred to as a movable valve) serves as a component of the magnetic circuit to generate a magnetic attractive force, and opens and closes the valve seat 118. It has two functions to perform the valve. When the movable element 102 is divided into the movable element 102a and the movable element 102b, the movable element 102b comes into contact with the upper end surface of the valve element 114 and stops after the valve element 114 reaches the valve closing position. The mover 102a moves away from the valve body 114 in the valve closing direction. After the movable element 102a moves for a certain time, the return spring 112 returns the movable element 102a to the initial position of the valve closed state. Since the movable element 102a is separated from the movable element 102b and the valve element 114 at the moment when the valve element 114 is completely opened, the mass of the movable element 102 can be reduced. Energy can be reduced, and bounce of the valve body 114 caused by the valve body 114 colliding with the valve seat 118 can be suppressed. Further, it is preferable that the mass of the movable element 102b is smaller than the mass of the movable element 102a. Due to this effect, the impact force caused by the collision of the valve body 114 with the valve seat 118 can be reduced. Therefore, the bounce of the valve body 114 caused by the collision of the valve body 114 with the valve seat 118 can be suppressed. Unintentional injection after the seat 118 contacts can be suppressed. Next, the relationship between the injection pulse width T and the fuel injection amount will be described with reference to FIG. Under the condition that the injection pulse width Ti does not reach a certain time, the magnetic attractive force acting on the mover 102 does not exceed the force of the set spring 110 acting on the mover 102, so the valve body 114 does not open, Fuel is not injected. Further, even when the magnetic attractive force acting on the mover 102 exceeds the set spring load, the mover 102 cannot move through the gap 201 which is the run-up section, and the injection pulse is stopped. Even if the magnetic attractive force acting on the valve and the inertial force in the valve opening direction of the mover 102 become smaller than the force by the set spring 110, fuel is not injected. Under the condition where the injection pulse width Ti is short, for example, 401, the valve body 114 is separated from the valve seat 118 and starts to lift, but since the valve body 114 starts to close before reaching the target lift position, The injection amount decreases with respect to the alternate long and short dash line 330 extrapolated from the straight line region 420. Further, at the pulse width of the point 402, the valve closing is started immediately after reaching the target lift position, and the locus of the valve body 114 becomes a parabolic motion. Under this condition, the kinetic energy in the valve opening direction of the valve element 114 is large, and the magnetic attraction force acting on the mover 102 is large. The injection amount increases. With the injection pulse width at point 403, valve closing is started at timing t343 when the bounce amount of the mover 102 after reaching the target lift becomes maximum. At this time, the repulsive force when the movable element 102 collides with the fixed core 107 acts on the movable element 102, and the valve closing delay time from when the injection pulse is turned off until the valve body 114 is closed is reduced. The injection amount is smaller than the one-dot chain line 330. Point 404 is a state in which valve closing starts at timing t35 immediately after the bounce of the mover 102 and the bounce of the valve body 114 converge. Under the condition that the injection pulse Ti is larger than the point 404, the injection pulse width Ti increases. Accordingly, since the valve closing delay time increases approximately linearly, the fuel injection amount increases linearly. In the region from the start of fuel injection to the pulse width Ti indicated by point 404, even if the valve body 114 does not reach the target lift or the valve body 114 reaches the target lift, the valve body 114 bounces. Since it is not stable, the injection amount varies.

ECU120で制御可能な最小噴射量を小さくするためには、噴射パルス幅Tiの増加に応じて燃料の噴射量が線形的に増加する領域を増やすか、もしくは、噴射パルス幅Tiが404より小さい噴射パルス幅Tiと噴射量の関係が線形とならない非線形領域の噴射量を補正する必要がある。図3で説明したような一般的な駆電流波形では、可動子102と固定コア107の衝突によって発生する弁体114のバウンドが大きく、弁体114のバウンド途中で閉弁を開始することにより、点404までの短い噴射パルス幅Tiの領域に非線形性が発生し、この非線形性が最小噴射量悪化の原因となっている。従って、弁体114が目標リフトに到達する条件での噴射量特性の非線形性を改善するためには、目標リフト位置到達後に発生する弁体114のバウンドを低減する必要がある。また。寸法公差に伴う弁体114の挙動の変動があるため、燃料噴射装置ごとに可動子102と固定コア107が接触するタイミングが異なり、可動子102と固定コア107の衝突速度にばらつきが生じるため、弁体114のバウンドは燃料噴射装置の個体ごとにばらつき、噴射量の個体ばらつきが大きくなる。   In order to reduce the minimum injection amount that can be controlled by the ECU 120, an area in which the fuel injection amount linearly increases in accordance with the increase in the injection pulse width Ti is increased, or the injection pulse width Ti is smaller than 404. It is necessary to correct the injection amount in a non-linear region where the relationship between the pulse width Ti and the injection amount is not linear. In the general driving current waveform as described with reference to FIG. 3, the bounce of the valve body 114 generated by the collision between the movable element 102 and the fixed core 107 is large, and by starting the valve closing in the middle of the bounce of the valve body 114, Non-linearity occurs in the region of the short injection pulse width Ti up to the point 404, and this non-linearity causes the minimum injection amount to deteriorate. Therefore, in order to improve the nonlinearity of the injection amount characteristic under the condition that the valve body 114 reaches the target lift, it is necessary to reduce the bounce of the valve body 114 that occurs after reaching the target lift position. Also. Since there is a variation in the behavior of the valve body 114 due to the dimensional tolerance, the timing of contact between the movable element 102 and the fixed core 107 differs for each fuel injection device, and the collision speed between the movable element 102 and the fixed core 107 varies. The bounce of the valve body 114 varies for each individual fuel injection device, and the individual variation of the injection amount increases.

続いて、図5〜13について説明する。図5は、噴射パルス幅Tiと燃料噴射装置の部品公差によって生じる噴射量の個体ばらつきの関係を示した図である。図6は、図5における噴射量の個体ばらつきに対する弁体114の変位量の関係、各噴射パルス幅での弁体114の変位量と時間の関係を示した図である。図7は、駆動装置から出力される噴射パルス幅と、駆動電流と、弁体114の変位量と、可動子変位量との関係を、時間の変化に合わせて示した図である。図7の弁体変位量の図中には、開弁開始タイミングが同じで閉弁完了タイミングが異なる個体と、予備的動作を行わない従来構造の燃料噴射装置での弁体変位量を記載する。また、図8は、燃料噴射装置の駆動装置121およびECU120の詳細を示した図である。図9は、本発明の一実施例における寸法公差の変動の影響によって弁体114の動作タイミングが異なる3つの燃料噴射装置の噴射パルス幅Ti、駆動電流、電流微分値、電流2階微分値、弁体変位量、可動子変位量と時間の関係を示した図である。また、図10は、本発明の一実施例における噴射パルス、燃料噴射装置に供給する駆動電流、駆動装置のスイッチング素子805,806,807の動作タイミング、ソレノイド105の端子間電圧、弁体114および可動子102の変位量、可動子加速度と時間の関係を示した図である。図11は、ソレノイド105に供給する駆動電流、燃料噴射装置840の寸法公差のばらつきによって閉弁挙動が異なる3つの個体1、2、3の弁体の変位量、電圧VL1の拡大図と電圧VL1の2階微分値の関係を示した図である。図12は、本実施例における可動子102と固定コア107との間の変位(ギャップxと称する)と、可動子102の固定コア107との間の吸引面を通過する磁束φと、ソレノイド105の端子間電圧Vinjとの対応関係を示した図である。図13は、本実施例における弁体が目標リフトに至り達する条件で、開弁開始および開弁完了タイミングが異なる3つの燃料噴射装置での端子間電圧Vinj、駆動電流、電流の1階微分値、電流の2階微分値、弁体変位量および時間の関係を示した図である。図14は、第一実施例で磁気回路に使用する磁性材料の磁化曲線(BHカーブ)の初期磁化曲線と戻り曲線を示した図である。図15は、弁体が目標リフトに到達しない中間リフト域となる噴射パルス幅Tiが小さい領域での各気筒の噴射量補正方法のフローチャートを記載した図である。図16は、ある燃料圧力の条件で噴射パルス幅Tiを変更した場合の、各気筒の噴射量と閉弁完了タイミングTb、開弁開始タイミングTa’と燃料噴射装840から噴射される単位時間当たりの流量Qst(以降、静流と称する)から求めた検知情報(Tb−Ta’)・Qstの関係を示したグラフである。図17は、各気筒の燃料噴射装置の個体1、個体2、個体3の検知情報と噴射パルス幅Tiの関係を示した図である。図18は、1吸排気行程中に行う噴射を分割する条件での噴射パルス幅Ti、駆動電流、端子間電圧Vinj、電圧VL1の2階微分値、電流すなわち電圧VL2の2階微分値および弁体114の変位量と時間の関係を示したグラフである。   Subsequently, FIGS. 5 to 13 will be described. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the injection pulse width Ti and the individual variation in the injection amount caused by the component tolerance of the fuel injection device. FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the displacement amount of the valve body 114 to the individual variation of the injection amount in FIG. 5 and the relationship between the displacement amount of the valve body 114 and the time at each injection pulse width. FIG. 7 is a diagram showing the relationship among the injection pulse width output from the drive device, the drive current, the displacement amount of the valve body 114, and the mover displacement amount according to the change of time. In the figure of the valve body displacement amount in FIG. 7, the individual valve body start timing and the valve closing completion timing are different, and the valve body displacement amount in the fuel injection device of the conventional structure that does not perform the preliminary operation are described. . FIG. 8 is a diagram showing details of the drive device 121 and the ECU 120 of the fuel injection device. FIG. 9 shows injection pulse widths Ti, drive currents, current differential values, current second-order differential values of three fuel injection devices having different operation timings of the valve body 114 due to the influence of variation in dimensional tolerance in one embodiment of the present invention, It is the figure which showed the relationship between valve body displacement amount, needle | mover displacement amount, and time. FIG. 10 shows an injection pulse, a drive current supplied to the fuel injection device, an operation timing of switching elements 805, 806, and 807 of the drive device, a voltage between terminals of the solenoid 105, a valve body 114 and It is the figure which showed the displacement amount of the needle | mover 102, the needle | mover acceleration, and the relationship of time. FIG. 11 shows the drive current supplied to the solenoid 105, the displacement amounts of the valve bodies of three individuals 1, 2, and 3 whose valve closing behavior differs depending on the dimensional tolerance of the fuel injection device 840, the enlarged view of the voltage VL1, and the voltage VL1. It is the figure which showed the relationship of 2nd-order differential value. 12 shows the displacement (referred to as gap x) between the mover 102 and the fixed core 107, the magnetic flux φ passing through the attraction surface between the mover 102 and the fixed core 107, and the solenoid 105 in this embodiment. It is the figure which showed the corresponding relationship with the voltage between terminals Vinj. FIG. 13 shows the first-order differential values of the terminal voltage Vinj, the drive current, and the current in three fuel injectors having different valve opening start timing and valve opening completion timing under the condition that the valve body in the present embodiment reaches the target lift. It is the figure which showed the relationship between the 2nd-order differential value of an electric current, a valve body displacement amount, and time. FIG. 14 is a diagram showing an initial magnetization curve and a return curve of the magnetization curve (BH curve) of the magnetic material used in the magnetic circuit in the first embodiment. FIG. 15 is a diagram illustrating a flowchart of an injection amount correction method for each cylinder in a region where the injection pulse width Ti is small, which is an intermediate lift region where the valve body does not reach the target lift. FIG. 16 shows the injection amount of each cylinder, valve closing completion timing Tb, valve opening start timing Ta ′ and per unit time injected from the fuel injector 840 when the injection pulse width Ti is changed under a certain fuel pressure condition. It is the graph which showed the relationship of the detection information (Tb-Ta ') * Qst calculated | required from flow volume Qst (henceforth a static flow). FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the detection information of the individual fuel injection devices 1, 2, and 3 of each cylinder and the injection pulse width Ti. FIG. 18 shows injection pulse width Ti, drive current, terminal voltage Vinj, second-order differential value of voltage VL1, second-order differential value of current, that is, voltage VL2, and valve under the condition of dividing injection performed during one intake / exhaust stroke. It is the graph which showed the amount of displacement of body 114, and time.

最初に。図5,6を用いて。各噴射パルス幅Tiでの噴射量と弁体114の変位量の関係および、噴射量の個体ばらつきと弁体114の変位量の関係について説明する。噴射量の個体ばらつきは、燃料噴射装置の部品公差による寸法変動の影響や経年劣化、環境条件の変動すなわち、燃料噴射装置に供給される燃料圧力、駆動装置のバッテリ電圧源、昇圧電圧源の電圧値の個体ばらつきによって生じるソレノイド105へ供給される電流値の変動、温度変化に伴うソレノイド105の抵抗値の変化等によって生じる。燃料噴射装置の噴孔119より噴射される燃料の噴射量は、噴孔119の直径によって決まる複数の噴孔の総断面積と弁体114のシート部から噴孔入ロまでの圧力損失が同等である場合、弁体114の変位量で決まる燃料シート部の燃料が流れる弁体114と弁座118との間の流路の断面積で噴射量が決まる。図5は、燃料噴射装置に一定の燃料圧力を供給した場合の噴射パルス幅が小さい領域で噴射量が設計の中央値となる個体Qcに対して、噴射量が大きい個体Quと噴射量が小さい個体Qlを記載した図である。   At first. Using FIGS. The relationship between the injection amount at each injection pulse width Ti and the displacement amount of the valve body 114 and the relationship between the individual variation of the injection amount and the displacement amount of the valve body 114 will be described. Individual variations in the injection amount are the effects of dimensional fluctuations due to component tolerances of the fuel injection device, aging deterioration, and fluctuations in environmental conditions, that is, the fuel pressure supplied to the fuel injection device, the battery voltage source of the drive device, and the voltage of the boost voltage source This is caused by fluctuations in the current value supplied to the solenoid 105 caused by individual variations in values, changes in the resistance value of the solenoid 105 accompanying temperature changes, and the like. The amount of fuel injected from the injection hole 119 of the fuel injection device is equal to the total cross-sectional area of the plurality of injection holes determined by the diameter of the injection hole 119 and the pressure loss from the seat portion of the valve body 114 to the injection hole entrance In this case, the injection amount is determined by the cross-sectional area of the flow path between the valve body 114 and the valve seat 118 through which the fuel in the fuel seat portion determined by the displacement amount of the valve body 114 flows. FIG. 5 shows that an individual Qu with a large injection amount and a small injection amount are smaller than an individual Qc in which the injection amount is the median of the design in a region where the injection pulse width is small when a constant fuel pressure is supplied to the fuel injection device. It is the figure which described individual Ql.

図5、図6を用いて、噴射量がある噴射パルス幅t51の条件において、設計の中央値となる個体Qcの各噴射パルス幅Tiでの噴射量と弁体114の変位量の関係について説明する。噴射パルス幅Tiが小さい点501の条件での弁体114の変位量は実線501となり、弁体114が目標リフトに到達する前に、噴射パルス幅TiがOFFとなり、弁体114が閉弁を開始し、弁体114の軌跡は、放物運動となる。次に、噴射パルス幅Tiと噴射量の関係が略線形となる直線領域から外挿される一点鎖線530より、噴射量が大きくなる点502では、実線601よりも弁体114の変位量は大きくなり、弁体114が目標リフト位置に到達しきらずに、一点鎖線602に示すように閉弁を開始し、実線601と同様に放物運動の軌跡となる。なお、一点鎖線602では、実線601と比べて、ソレノイド105に供給するエネルギーが大きいため、閉弁遅れ時間が増加し、その結果、噴射量も増加する。次に、一点鎖線530より、噴射量が小さくなる点503では、可動子102が固定コア107と衝突した後、可動子のバウンドが最大となるタイミングで弁体114が閉弁を開始するため、二点鎖線603に示すような軌跡となり、閉弁遅れ時間は、一点鎖線602の条件と比べて小さくなり、その結果、点502と比べて点503の噴射量が小さくなる。また、図のt51の噴射パルス幅Tiでの各Qu、Qc、Qlの点532、501、531での弁体114の変位量を、606、605、604に示す。タイミングt1での噴射パルス幅601を駆動回路に入力した場合、燃料噴射装置640の寸法公差の個体差の影響によって、噴射パルスをONにしてから可動子102が弁体114に衝突するタイミングすなわち、弁体114の開弁開始タイミングがt61、t62、t63のように変動する。各気筒に同一の噴射パルス幅を与えた場合、開弁開始タイミングが早い個体604が、噴射パルス幅をOFFにするタイミングt64での弁体114の変位量が最も大きくなる。噴射パルス幅をOFFにした後も、可動子102は運動エネルギーおよび渦電流の影響による残留磁束に伴う残留磁気吸引力によって、弁体114は変位を継続し、可動子102の運動エネルギーと磁気吸引力による開弁方向の力が、閉弁方向の力を下回ったタイミングt67で弁体114が閉弁を開始する。弁体の変位604、604、606に示す通り、開弁開始タイミングが遅い個体のほうが、弁体114のリフト量が大きく、噴射パルス幅をOFFにしてから弁体114が閉弁完了するまでの閉弁遅れ時間が増加する。したがって、弁体114が目標リフトに到達しない中間リフト域では、弁体114の開弁開始タイミングと弁体114の閉弁完了タイミングで噴射量が決まるため、各気筒の燃料噴射装置の開弁開始タイミングと、閉弁完了タイミングの個体ばらつきを駆動装置で検知もしくは推定できれば、中間リフトでのリフト量の制御が可能となり、噴射量の個体ばらつきを低減して、中間リフトの領域でも噴射量を安定的に制御することができる。   5 and 6, the relationship between the injection amount at each injection pulse width Ti and the displacement amount of the valve body 114 of the individual Qc, which is the design median value, under the condition of the injection pulse width t51 having a certain injection amount will be described. To do. The amount of displacement of the valve body 114 under the condition of the point 501 where the injection pulse width Ti is small becomes a solid line 501, and before the valve body 114 reaches the target lift, the injection pulse width Ti is turned OFF and the valve body 114 is closed. Starting, the trajectory of the valve body 114 is a parabolic motion. Next, at the point 502 where the injection amount becomes larger than the one-dot chain line 530 extrapolated from the linear region where the relationship between the injection pulse width Ti and the injection amount is substantially linear, the displacement amount of the valve body 114 becomes larger than the solid line 601. The valve body 114 does not reach the target lift position, and starts to close as shown by a one-dot chain line 602, and becomes a parabolic motion locus as in the case of the solid line 601. In addition, since the energy supplied to the solenoid 105 is larger in the alternate long and short dash line 602 than in the solid line 601, the valve closing delay time increases, and as a result, the injection amount also increases. Next, at the point 503 where the injection amount becomes smaller than the one-dot chain line 530, after the movable element 102 collides with the fixed core 107, the valve element 114 starts closing at the timing when the bound of the movable element becomes maximum. The locus is as shown by a two-dot chain line 603, and the valve closing delay time becomes smaller than the condition of the one-dot chain line 602, and as a result, the injection amount at the point 503 becomes smaller than the point 502. Further, 606, 605, and 604 show the displacement amount of the valve body 114 at the points 532, 501, and 531 of each of Qu, Qc, and Ql at the injection pulse width Ti of t51 in the figure. When the injection pulse width 601 at the timing t1 is input to the drive circuit, the timing at which the movable element 102 collides with the valve body 114 after the injection pulse is turned on due to the influence of individual differences in the dimensional tolerance of the fuel injection device 640, The valve opening start timing of the valve body 114 varies as t61, t62, and t63. When the same injection pulse width is given to each cylinder, the displacement amount of the valve body 114 at the timing t64 when the individual valve 604 with the earlier valve opening start timing turns off the injection pulse width becomes the largest. Even after the injection pulse width is turned off, the movable element 102 continues to be displaced by the residual magnetic attraction force accompanying the residual magnetic flux due to the influence of kinetic energy and eddy current, and the kinetic energy and magnetic attraction of the movable element 102 are continued. The valve element 114 starts to close at a timing t67 when the force in the valve opening direction is less than the force in the valve closing direction. As shown by the displacements 604, 604, and 606 of the valve body, the individual with the later valve opening start timing has a larger lift amount of the valve body 114, and after the injection pulse width is turned OFF until the valve body 114 is completely closed. The valve closing delay time increases. Therefore, in the intermediate lift region where the valve body 114 does not reach the target lift, the injection amount is determined by the valve opening start timing of the valve body 114 and the valve closing completion timing of the valve body 114, and therefore, the valve opening start of the fuel injection device of each cylinder If the individual variation in timing and valve closing completion timing can be detected or estimated by the drive unit, the lift amount can be controlled by the intermediate lift, and the individual variation in the injection amount can be reduced to stabilize the injection amount even in the intermediate lift region. Can be controlled.

次に、図7を用いて開弁開始タイミングが同等で、閉弁完了タイミングが異なる燃料噴射装置の各個体の弁動作について説明する。なお、上述したように、図7の弁体変位量には、開弁開始タイミングが同じで閉弁完了タイミングが異なる個体を記載している。   Next, the valve operation of each individual fuel injection device having the same valve opening start timing and different valve closing completion timing will be described with reference to FIG. Note that, as described above, the valve body displacement amount in FIG. 7 describes individuals having the same valve opening start timing but different valve closing completion timings.

図7より、弁体変位量の個体1、個体2、個体3に示す通り、燃料噴射装置の個体ばらつきによって、開弁開始タイミングt73が同じであった場合でも、部品公差の影響により、弁体114に作用する差圧力、セットスプリング110による荷重が個体ごとに変化し、弁体114の変位量の最大値と閉弁完了タイミングが個体ごとに変動する。弁体114に作用する差圧力が小さい個体3では、差圧力が中央値の個体2に対し、閉弁方向の力が小さいため、弁体114の変位量が大きくなる。その結果、可動子102と固定コア107との磁気ギャップが小さくなるため、同じ電流値を供給した場合であっても、開弁方向の力である磁気吸引力が増加し、閉弁完了タイミングは、個体2のt75に比べてt76のように遅れる。一方で、個体2に比べて差圧力が大きい個体1では、弁体114の変位量が小さくなり、可動子102と固定コア107との磁気ギャップが大きくなるため、可動子102に作用する磁気吸引力が減少し、閉弁完了タイミングは、個体2のしt75に比べてt74のように早くなる。差圧力および磁気吸引力の個体ばらつきによる影響は、閉弁完了タイミングに表れてくるため、開弁開始タイミングに加えて、閉弁完了タイミングを各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置で検知することで、噴射量の個体ばらつきを検出することが可能となる。   From FIG. 7, even when the valve opening start timing t73 is the same due to individual variations of the fuel injection device, as shown in the individual 1, individual 2, and individual 3 of the valve body displacement amount, the valve body is affected by the component tolerance. The differential pressure acting on 114 and the load due to the set spring 110 change for each individual, and the maximum displacement amount of the valve element 114 and the valve closing completion timing vary for each individual. In the individual 3 having a small differential pressure acting on the valve body 114, the force in the valve closing direction is smaller than that of the individual 2 having the median differential pressure, and thus the displacement amount of the valve body 114 is large. As a result, since the magnetic gap between the mover 102 and the fixed core 107 is reduced, even when the same current value is supplied, the magnetic attractive force that is the force in the valve opening direction increases, and the valve closing completion timing is , It is delayed as t76 compared to t75 of the individual 2. On the other hand, in the individual 1 in which the differential pressure is larger than that in the individual 2, the displacement amount of the valve body 114 is reduced, and the magnetic gap between the movable element 102 and the fixed core 107 is increased. The force decreases, and the valve closing completion timing is earlier as t74 than the individual 2 t75. Since the effects of individual pressure differential and magnetic attraction force variations appear in the valve closing completion timing, in addition to the valve opening start timing, the valve closing completion timing should be detected for each fuel injection device of each cylinder by the driving device. Thus, it is possible to detect individual variations in the injection amount.

また、弁体114が開弁開始するよりも前に可動子102が予備的動作を行わない燃料噴射装置では、可動子に作用する開弁方向の力である磁気吸引力と、スプリング110による荷重と弁体114に作用する燃料圧力による差圧力の和である閉弁方向の力との差が小さい状態で弁体114がタイミングt77で開弁を開始して、その後、701のように弁体114の変位量が緩やかに増加して行く。弁体114の変位量が小さい領域では、弁体114のシート部の流路断面積が小さいため、シート部を流れる燃料の流速が速くなり、シート部を通過することによる燃料の圧力損失が大きい。シート部近傍での燃料の圧力損失が大きいと、噴射孔119から噴射される燃料の流速が遅くなるため、噴射した燃料と空気とのせん断抵抗が小さくなり、噴射燃料の液滴の微粒化が促進されにくくなり、また、粒子径の大きな液滴(粗大粒径の液滴)が発生し易くなる。本実施例における燃料噴射装置によれば、可動子102が弁体114に衝突して弁体114が開弁開始することで、弁体114の変位量が小さい領域を低減することができるため、噴射する燃料の粒子径を小さくでき、また、粗大粒径の液滴が発生しにくい。その結果、噴射した燃料と空気との混合が促進され易く、また、粗大粒径の液滴が少ないことから点火タイミングでの混合気の均質度が向上し、さらに燃料のピストンおよびシリンダ壁面への付着が抑制されることで、排気性能の向上、とくに未燃焼粒子(PM:Particulate Matter)やその数(PN:Particulate Number)を抑制できる。また、均質度が良い混合気を形成できることで、燃費を向上させることが可能となる。   Further, in the fuel injection device in which the movable element 102 does not perform a preliminary operation before the valve element 114 starts to open, a magnetic attraction force that is a force in the valve opening direction acting on the movable element and a load by the spring 110. And the valve body 114 starts to open at timing t77 in a state where the difference between the force in the valve closing direction, which is the sum of the differential pressures due to the fuel pressure acting on the valve body 114, is small, and then the valve body as in 701 The displacement amount 114 gradually increases. In the region where the displacement amount of the valve body 114 is small, the flow passage cross-sectional area of the seat portion of the valve body 114 is small, so the flow rate of the fuel flowing through the seat portion is high, and the pressure loss of the fuel due to passing through the seat portion is large . If the pressure loss of the fuel near the seat portion is large, the flow rate of the fuel injected from the injection hole 119 becomes slow, so that the shear resistance between the injected fuel and air is reduced, and the droplets of the injected fuel are atomized. It becomes difficult to promote, and droplets with a large particle size (coarse particle size droplets) are likely to be generated. According to the fuel injection device in the present embodiment, since the movable element 102 collides with the valve body 114 and the valve body 114 starts to open, an area where the displacement amount of the valve body 114 is small can be reduced. The particle diameter of the fuel to be injected can be reduced, and droplets having a large particle diameter are hardly generated. As a result, mixing of the injected fuel and air is easily promoted, and since there are few coarse droplets, the homogeneity of the air-fuel mixture at the ignition timing is improved, and further, the fuel is applied to the piston and cylinder wall surfaces. By suppressing the adhesion, it is possible to improve exhaust performance, particularly to suppress unburned particles (PM) and their number (PN). Moreover, fuel efficiency can be improved by forming an air-fuel mixture with good homogeneity.

次に、図8、図9、図10を用いて、本実施例における燃料噴射装置の駆動装置の構成と、噴射量の個体ばらつきの要因となる弁体114の動作のばらつきを各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置で検知する方法について説明する。   Next, using FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, the configuration of the drive device of the fuel injection device in this embodiment and the variation in the operation of the valve body 114 that causes individual variation in the injection amount are shown in FIG. A method of detecting by the drive device for each injection device will be described.

CPU801は例えばECU120に内蔵され、燃料噴射装置の上流の燃料配管に取り付けられた圧力センサや、エンジンシリンダへの流入空気量を測定するA/Fセンサ、エンジンシリンダから排出された排気ガスの酸素濃度を検出するための酸素センサ、クランク角センサ等のエンジンの状態を示す信号を、前述した各種センサから取り込み、内燃機関の運転条件に応じて燃料噴射装置から噴射する噴射量を制御するための噴射パルスの幅や噴射タイミングの演算を行う。   The CPU 801 is built in the ECU 120, for example, a pressure sensor attached to a fuel pipe upstream of the fuel injection device, an A / F sensor for measuring the amount of air flowing into the engine cylinder, and the oxygen concentration of exhaust gas discharged from the engine cylinder. An injection for controlling the amount of fuel injected from the fuel injection device in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine by taking in signals indicating the state of the engine such as an oxygen sensor and a crank angle sensor for detecting the engine from the aforementioned various sensors The pulse width and injection timing are calculated.

また、CPU801は、内燃機関の運転条件に応じて適切な噴射パルス幅Tiのパルス幅(すなわち噴射量)や噴射タイミングの演算を行い、通信ライン804を通して燃料噴射装置の駆動IC802に噴射パルス幅Tiを出力する。その後駆動IC802によって、スイッチング素子805、806、807の通電、非通電を切替えて、燃料噴射装置840へ駆動電流を供給する。   Further, the CPU 801 calculates a pulse width (that is, an injection amount) and an injection timing of an appropriate injection pulse width Ti according to the operating conditions of the internal combustion engine, and sends the injection pulse width Ti to the fuel injection device drive IC 802 through the communication line 804. Is output. Thereafter, the drive IC 802 switches between energization and non-energization of the switching elements 805, 806, and 807 to supply a drive current to the fuel injection device 840.

スイッチング素子805は駆動回路に入力された電圧源VBよりも高い高電圧源と燃料噴射装置840の高電圧側の端子間に接続されている。スイッチング素子805、806、807は、例えばFETやトランジスタ等によって構成され、燃料噴射装置840への通電・非通電を切り替えることができる。高電圧源の電圧値である昇圧電圧VHは例えば60Vであり、バッテリ電圧を昇圧回路814によって昇圧することで生成される。昇圧回路814は例えばDC/DCコンバータ等により構成されるかコイル830とスイッチ素子831、ダイオード732およびコンデンサ833で構成する方法がある。スイッチ素子831は、例えばトランジスタである。また、ソレノイド105の電源側端子890とスイッチング素子805との間には、第二の電圧源から、ソレノイド105、接地電位815の方向に電流が流れるようにダイオード835が設けられており、また、ソレノイド105の電源側端子890とスイッチング素子807との間にも、バッテリ電圧源から、ソレノイド105、接地電位815の方向に電流が流れるようにダイオード811が設けられており、スイッチ素子808を通電している間は、接地電位815から、ソレノイド105、バッテリ電圧源および第二の電圧源へ向けては電流が流れない構成となっている。   The switching element 805 is connected between a high voltage source higher than the voltage source VB input to the drive circuit and a high voltage side terminal of the fuel injection device 840. The switching elements 805, 806, and 807 are configured by, for example, FETs, transistors, and the like, and can switch between energization and non-energization of the fuel injection device 840. The boosted voltage VH, which is the voltage value of the high voltage source, is 60 V, for example, and is generated by boosting the battery voltage by the booster circuit 814. For example, the booster circuit 814 includes a DC / DC converter or the like, or a coil 830, a switch element 831, a diode 732, and a capacitor 833. The switch element 831 is, for example, a transistor. A diode 835 is provided between the power supply side terminal 890 of the solenoid 105 and the switching element 805 so that a current flows from the second voltage source in the direction of the solenoid 105 and the ground potential 815. A diode 811 is also provided between the power supply side terminal 890 of the solenoid 105 and the switching element 807 so that current flows from the battery voltage source in the direction of the solenoid 105 and the ground potential 815, and the switch element 808 is energized. During this time, no current flows from the ground potential 815 toward the solenoid 105, the battery voltage source, and the second voltage source.

昇圧回路814が、コイル830とスイッチ素子831、ダイオード832およびコンデンサ833で構成される場合、トランジスタ831を通電にすると、バッテリ電圧VBは接地電位834側へ流れるが、トランジスタ831を非通電にすると、コイル830に発生する高い電圧がダイオード832を通して整流され、コンデンサ833に電荷が蓄積される。昇圧電圧VHとなるまで、このスイッチ素子831の通電・非通電を繰り返し、コンデンサ833の電圧を増加させる。スイッチ素子831の通電・非通電は、IC802もしくは、CPU801で制御するように構成されていると良い。   When the booster circuit 814 includes the coil 830, the switch element 831, the diode 832, and the capacitor 833, when the transistor 831 is energized, the battery voltage VB flows to the ground potential 834 side, but when the transistor 831 is de-energized, The high voltage generated in the coil 830 is rectified through the diode 832 and electric charge is accumulated in the capacitor 833. The switch element 831 is repeatedly energized / de-energized until the boosted voltage VH is reached, and the voltage of the capacitor 833 is increased. The energization / non-energization of the switch element 831 may be configured to be controlled by the IC 802 or the CPU 801.

また、スイッチング素子807は、低電圧源VBと燃料噴射装置の高圧端子間に接続されている。低電圧源VBは例えばバッテリ電圧であり、その電圧値は12から14V程度である。スイッチング素子806は、燃料噴射装置840の低電圧側の端子と接地電位815の間に接続されている。駆動IC802は、電流検出用の抵抗808、812、813により、燃料噴射装置840に流れている電流値を検出し、検出した電流値によって、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電を切替え、所望の駆動電流を生成している。なお、電流検出用の抵抗808、812、813には、電流の検出精度の向上と信頼性および発熱抑制の観点から、抵抗値が小さく、抵抗値の個体ばらつきが小さい高精度な抵抗器であるシャント抵抗を用いると良い。とくに、燃料噴射装置840のソレノイド105の抵抗値に比べて、抵抗808、812、813の抵抗値は十分に小さいため、抵抗808、812、813で発生する損失によるソレノイド105の電流に与える影響は小さい。ダイオード809と810は、燃料噴射装置のソレノイド105に逆電圧を印加し、ソレノイド105に供給されている電流を急速に低減するために備え付けられている。CPU801は駆動IC802と通信ライン803を通して、通信を行っており。燃料噴射装置840に供給する燃料の圧力や運転条件によって駆動IC802によって生成する駆動電流を切替えることが可能である。また、抵抗808、812、813の両端は、IC802のA/D変換ポートに接続されており、抵抗808、812、813の両端にかかる電圧をIC802で検出できるように構成されている。また、燃料噴射装置840のHiサイド側(電圧側)、接地電位(GND)側のそれぞれに、入力電圧および出力電圧の信号をサージ電圧やノイズから保護するためのコンデンサ851、850を設け、燃料噴射装置840の下流にコンデンサ850と並列に抵抗器852および抵抗器853を設けると良い。   The switching element 807 is connected between the low voltage source VB and the high voltage terminal of the fuel injection device. The low voltage source VB is, for example, a battery voltage, and the voltage value is about 12 to 14V. The switching element 806 is connected between the low voltage side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential 815. The drive IC 802 detects the current value flowing through the fuel injection device 840 by the current detection resistors 808, 812, and 813, and switches between energization / non-energization of the switching elements 805, 806, and 807 according to the detected current value. The desired drive current is generated. The current detection resistors 808, 812, and 813 are high-precision resistors that have a small resistance value and a small individual variation in resistance value from the viewpoint of improving current detection accuracy, reliability, and suppressing heat generation. A shunt resistor should be used. In particular, since the resistance values of the resistors 808, 812, and 813 are sufficiently smaller than the resistance value of the solenoid 105 of the fuel injection device 840, the influence of the loss generated in the resistors 808, 812, and 813 on the current of the solenoid 105 is not affected. small. Diodes 809 and 810 are provided to apply a reverse voltage to the solenoid 105 of the fuel injection device and to rapidly reduce the current supplied to the solenoid 105. The CPU 801 communicates with the drive IC 802 through the communication line 803. The drive current generated by the drive IC 802 can be switched according to the pressure of the fuel supplied to the fuel injection device 840 and the operating conditions. Further, both ends of the resistors 808, 812, and 813 are connected to an A / D conversion port of the IC 802, and the voltage applied to both ends of the resistors 808, 812, and 813 can be detected by the IC 802. Capacitors 851 and 850 are provided on the Hi side (voltage side) and the ground potential (GND) side of the fuel injection device 840 to protect the input voltage and output voltage signals from surge voltage and noise, respectively. A resistor 852 and a resistor 853 may be provided in parallel with the capacitor 850 downstream of the injection device 840.

また、スイッチング素子806と抵抗808との間の端子880と、CPU801またはIC802との間には、オペアンプ821と抵抗R83とR84とコンデンサC82とで構成されるアクティブローパスフィルタ861が設けられている。燃料噴射装置840の接地電位(GND)側に設けられた抵抗器852と抵抗器853との間の端子881と、CPU801またはIC802との間には、オペアンプ820と抵抗R81とR82とコンデンサC81とで構成されるアクティブローパスフィルタ860が設けられている。また、CPU801またはIC802には、接地電位815と接続される端子871が設けられており、端子881と接地電位815との間の電位差VL1を、アクティブローパスフィルタ860を通してCPU801またはIC802で検出できるように、端子y80を設けている。また、抵抗器852および抵抗器853は、燃料噴射装置840のソレノイド105の抵抗値よりも大きく設定することで、燃料噴射装置840に電圧を印加する時に、ソレノイド105に電流が効率よく供給される。また、抵抗器853に比べて抵抗器852の抵抗値を大きく設定することで、燃料噴射装置840の接地電位(GND)側端子と接地電位との間の電圧VLを分圧することができる。その結果、検出する電圧をVL1とすることができ、オペアンプ821とCPU801のA/D変換ポートの耐電圧を低減することができるため、高電圧を入力するために必要な回路を必要とせずに、端子間電圧Vinjおよび電圧VLに生じる電圧の時間を検出することができる。   An active low-pass filter 861 including an operational amplifier 821, resistors R83 and R84, and a capacitor C82 is provided between a terminal 880 between the switching element 806 and the resistor 808 and the CPU 801 or the IC 802. An operational amplifier 820, resistors R81 and R82, a capacitor C81, and a terminal 881 between the resistor 852 and the resistor 853 provided on the ground potential (GND) side of the fuel injection device 840 and the CPU 801 or IC 802 are provided. An active low-pass filter 860 is provided. The CPU 801 or the IC 802 is provided with a terminal 871 connected to the ground potential 815 so that the potential difference VL1 between the terminal 881 and the ground potential 815 can be detected by the CPU 801 or the IC 802 through the active low-pass filter 860. , A terminal y80 is provided. Further, the resistor 852 and the resistor 853 are set to be larger than the resistance value of the solenoid 105 of the fuel injection device 840, so that a current is efficiently supplied to the solenoid 105 when a voltage is applied to the fuel injection device 840. . Further, by setting the resistance value of the resistor 852 larger than that of the resistor 853, the voltage VL between the ground potential (GND) side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential can be divided. As a result, the detected voltage can be set to VL1, and the withstand voltage of the A / D conversion port of the operational amplifier 821 and the CPU 801 can be reduced, so that a circuit necessary for inputting a high voltage is not required. The time of the voltage generated in the terminal voltage Vinj and the voltage VL can be detected.

また、抵抗808の燃料噴射装置840側の端子880と接地電位815との間の電位差VL2をアクティブローパスフィルタ861を通して、CPU801またはIC802で検出できるように端子y81を設けるとよい。CPU801には、バッテリ電圧VBと接続される端子y82が設けられており、バッテリ電圧VBをCPU801でモニタリングすることができるように構成されている。   Further, a terminal y81 may be provided so that the potential difference VL2 between the terminal 880 on the fuel injection device 840 side of the resistor 808 and the ground potential 815 can be detected by the CPU 801 or the IC 802 through the active low-pass filter 861. The CPU 801 is provided with a terminal y82 connected to the battery voltage VB so that the battery voltage VB can be monitored by the CPU 801.

次に、図9を用いて本発明の第一実施例における弁体114の開弁開始タイミングの検出方法について説明する。図9では、動作タイミングの異なる3つの個体について示しているが、動作タイミングとして重要なものに開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングとがある。また、ソレノイド105に流れる電流に生じる変化は、電圧VL2を検出することで、駆動装置で検出することができる。   Next, a method for detecting the valve opening start timing of the valve body 114 in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows three individuals with different operation timings, but important ones as the operation timing include a valve opening start timing and a valve closing completion timing. Further, a change that occurs in the current flowing through the solenoid 105 can be detected by the driving device by detecting the voltage VL2.

図9より、ソレノイド105に供給する電流がピーク電流Ipeakに到達するまでは、昇圧電圧VHがソレノイド105に印加される。その後、負の方向の昇圧電圧VHが印加されるか、もしくは、0Vの電圧を印加することで、電流値が901のように減少し、一定の時間電流が減少する電圧遮断期間T2を設ける。可動子102は、ソレノイド105に昇圧電圧VHが印加された後、可動子102に作用する開弁方向の力である磁気吸引力が、可動子102に作用する閉弁方向の力であるスプリング110による力を越えると、可動子102が開弁方向に変位し、空走動作を行う。その後、燃料噴射装置840の各個体の可動子102が弁体114に接触するタイミングt91、t92、t93で弁体114が変位を開始し、噴孔119より燃料が噴射される。この弁体114が開弁開始するより前に、バッテリ電圧源から一定電圧が供給されるタイミングt91となるようにピーク電流Ipeakもしくは、昇圧電圧印加時間tpと、電圧遮断期間T2を調整するとよい。   From FIG. 9, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105 until the current supplied to the solenoid 105 reaches the peak current Ipeak. Thereafter, the voltage boosting voltage VH in the negative direction is applied, or a voltage of 0 V is applied, so that a voltage cutoff period T2 in which the current value decreases as in 901 and the current decreases for a certain time is provided. In the movable element 102, after the boost voltage VH is applied to the solenoid 105, a magnetic attraction force that is a force in the valve opening direction that acts on the movable element 102 is a spring 110 that is a force in the valve closing direction that acts on the movable element 102. When the force by is exceeded, the mover 102 is displaced in the valve opening direction, and the idle running operation is performed. Thereafter, the valve body 114 starts to be displaced at timings t91, t92, and t93 at which the individual movable elements 102 of the fuel injection device 840 come into contact with the valve body 114, and fuel is injected from the injection holes 119. Before the valve body 114 starts to open, the peak current Ipeak or the boosted voltage application time tp and the voltage cutoff period T2 may be adjusted so that the timing t91 when a constant voltage is supplied from the battery voltage source.

本実施例の燃料噴射装置840では、可動子102が空走動作の後に弁体114に衝突することで、これまで弁体114のみに作用していた燃料圧力による力が弁体114を介して、可動子102に作用するため、弁体114の開弁開始タイミングで可動子102の加速度が大きく変化する。可動子102と固定コア107の間は、固定コア107、可動子102、ノズルホルダ101、ハウジング103およびソレノイド105で構成される磁気回路の磁束が通る主経路となっているため、可動子102の加速度が変化することで、可動子102と固定コア107の間を通過している磁束が変化し、誘導起電力に変化が生じ、電流値の傾きに変化が生じる。この電流の傾きすなわち電流微分値が変化するタイミングを検出するために、電流の2階微分値が最大値となるタイミングをECUで検出する。これにより、各気筒の燃料噴射装置840ごとに開弁開始タイミングを検知することができる。また、バッテリ電圧源から一定電圧が供給されるタイミングt91以降から弁体114の開弁開始タイミングまでの区間においては、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電の切換えを行わないことで、駆動電流の電気的な変化をなくして、電流の時間変化を小さくすることで、可動子102が弁体114に衝突することで生じる加速度の変化を検出し易くする効果が得られ、開弁開始タイミングの検知精度を向上できる。   In the fuel injection device 840 of the present embodiment, the movable element 102 collides with the valve body 114 after the idling operation, so that the force due to the fuel pressure that has been applied only to the valve body 114 so far is transmitted via the valve body 114. Since it acts on the movable element 102, the acceleration of the movable element 102 changes greatly at the valve opening start timing of the valve element 114. Between the mover 102 and the fixed core 107 is a main path through which the magnetic flux of the magnetic circuit composed of the fixed core 107, the mover 102, the nozzle holder 101, the housing 103, and the solenoid 105 passes. As the acceleration changes, the magnetic flux passing between the mover 102 and the fixed core 107 changes, a change occurs in the induced electromotive force, and a change occurs in the slope of the current value. In order to detect the current gradient, that is, the timing at which the current differential value changes, the ECU detects the timing at which the second-order differential value of the current becomes the maximum value. Thereby, the valve opening start timing can be detected for each fuel injection device 840 of each cylinder. Further, in the section from the timing t91 after the constant voltage is supplied from the battery voltage source to the valve opening start timing of the valve body 114, the switching elements 805, 806, and 807 are not switched between energization and non-energization, By eliminating the electrical change of the drive current and reducing the time change of the current, the effect of facilitating detection of the change in acceleration caused by the collision of the movable element 102 with the valve body 114 can be obtained, and the valve opening is started. Timing detection accuracy can be improved.

ここで、駆動装置でソレノイド105に流れている電流の時間変化を検出するために、電圧VL2を測定するための端子y81をCPU801に設けるとよい。抵抗器808の抵抗値は既知であるため、オームの法則V=R・I(電圧Vは、抵抗Rと電流Iの積)の関係より、電圧VL2を検出することで、ソレノイド105に流れる電流を検出することができる。また、個体ばらつきや抵抗温度の変化によって、抵抗器808の抵抗値が変動した場合であっても、電流の2階微分値が最大となるタイミングを検知する方法によれば、電圧VL2の2階微分値の最大値の値が変動したとしても、電圧VL2が2階微分値となる時間は変化しないため、より精度よく開弁開始タイミングを検知することができ、検知のロバスト性が高い。また、電圧VL2は、アクティブローパスフィルタ861を介して、CPU801のA/D変換ポートに接続されている。電圧VL2をA/D変換したデジタル信号をCPU801でデジタル微分処理やデジタルフィルタ処理によって、電流の2階微分値が最大値となる時間を検出することで、弁体114の開弁開始タイミングを検出することができる。また、噴射パルスがONになってから開弁開始タイミングに達するまでの開弁開始遅れ時間として駆動装置に記憶させると良い。なお、開弁開始タイミングにおいて、これまで減少に転じていた電流が増加に転じる場合、電流微分値がある闘値を超えるタイミングとして開弁開始タイミングを検出することができる。しかしながら、燃料噴射装置840と駆動装置の構成により、開弁開始タイミングで電流が減少から増加に転じない場合であっても、噴射パルスがONとなってから電流の2階微分値が最大値となるまでの開弁開始遅れ時間を検出することで、精度良く開弁開始タイミングを検出することが可能となる。   Here, a terminal y81 for measuring the voltage VL2 may be provided in the CPU 801 in order to detect a time change of the current flowing through the solenoid 105 by the driving device. Since the resistance value of the resistor 808 is known, the current flowing through the solenoid 105 by detecting the voltage VL2 from the relationship of Ohm's law V = R · I (the voltage V is the product of the resistance R and the current I). Can be detected. Further, even when the resistance value of the resistor 808 varies due to individual variation or resistance temperature change, according to the method of detecting the timing at which the second-order differential value of the current becomes maximum, the second-order voltage VL2 is detected. Even when the maximum value of the differential value fluctuates, the time for the voltage VL2 to become the second-order differential value does not change, so that the valve opening start timing can be detected with higher accuracy, and the detection robustness is high. The voltage VL2 is connected to the A / D conversion port of the CPU 801 via the active low-pass filter 861. The CPU 801 detects the time at which the second-order differential value of the current becomes the maximum value by detecting the digital signal obtained by A / D converting the voltage VL2 by the CPU 801, thereby detecting the valve opening start timing of the valve element 114. can do. Further, the drive device may store the valve opening start delay time from when the injection pulse is turned on until the valve opening start timing is reached. In addition, in the valve opening start timing, when the current that has been decreasing until now starts increasing, the valve opening start timing can be detected as the timing at which the current differential value exceeds a certain threshold value. However, due to the configuration of the fuel injection device 840 and the drive device, even if the current does not turn from increasing to decreasing at the valve opening start timing, the second-order differential value of the current becomes the maximum value after the injection pulse is turned on. By detecting the valve opening start delay time until it becomes, it becomes possible to detect the valve opening start timing with high accuracy.

なお、電圧遮断期間T2は必ずしも必須ではないが、負の方向の昇圧電圧VHまたは0Vの電圧を印加することで、後述する理由により、ソレノイド105に流れる電流変化を検知し易くなる。   Note that the voltage cutoff period T2 is not always essential, but by applying a negative boosted voltage VH or 0V, it is easy to detect a change in the current flowing through the solenoid 105 for reasons described later.

また、噴射パルスがONとなっている期間中の電圧VL2を全て駆動装置で検出した場合、電流スイッチング素子805、806、807の通電・非通電によって電流に生じる変曲点を電圧VL2の2階微分値として誤検知する場合がある。この場合、電圧VL2の取得期間をスイッチング素子805、806、807の通電・非通電の切換え動作が行われない期間903に設定することで、可動子102が弁体114に衝突する開弁開始タイミングを精度良く検出することができる。期間903のデータ取得を開始する時刻t98aは、電圧遮断期間T2の終了タイミングである時刻t91よりも遅く設定され、かつ期間903のデータ取得を停止する時刻98bは、噴射パルスをOFFにする時刻t98よりも早く設定されると良い。また、時刻t98aを開始するためのトリガーは、噴射パルスの開始、スイッチング素子805、806の通電・非通電のタイミングを使用すると良い。スイッチング素子805、806の通電・非通電のタイミングを時刻t98aのトリガーとして使用する場合、通信ライン803を通して、スイッチング素子805、806の通電・非通電の情報をCPU801に送信すると良い。   In addition, when all the voltages VL2 during the period when the ejection pulse is ON are detected by the driving device, the inflection point generated in the current due to the energization / non-energization of the current switching elements 805, 806, 807 is the second floor of the voltage VL2. There is a case of erroneous detection as a differential value. In this case, by setting the acquisition period of the voltage VL2 to a period 903 in which the switching operation of the switching elements 805, 806, and 807 is not performed, the valve opening start timing at which the movable element 102 collides with the valve body 114 is set. Can be detected with high accuracy. The time t98a at which data acquisition in the period 903 is started is set later than the time t91 that is the end timing of the voltage cutoff period T2, and the time 98b at which data acquisition in the period 903 is stopped is the time t98 at which the injection pulse is turned off. It is better to set it earlier. As a trigger for starting time t98a, the timing of the start of the injection pulse and the energization / non-energization timing of the switching elements 805 and 806 may be used. When the energization / non-energization timing of the switching elements 805 and 806 is used as a trigger at time t98a, the energization / non-energization information of the switching elements 805 and 806 may be transmitted to the CPU 801 through the communication line 803.

噴射パルスの開始をトリガーとして使用した場合、噴射パルスはCPU801の内部で生成さいているため、t98aの時間を正確に制御することが可能である。一方で、スイッチング素子805、806の非通電にするタイミングを時刻t98aを開始するためのトリガーとして使用した場合、ソレノイド105の温度変化に伴う抵抗変化や昇圧電圧VHの変動によって、ピーク電流値Ipeakに到達するまでの昇圧電圧印加時間Tpが変動した場合であっても、確実に開弁開始タイミングの期間を取得することができるため、開弁開始タイミングの検知精度を高めることができる。   When the start of the injection pulse is used as a trigger, since the injection pulse is generated inside the CPU 801, the time t98a can be accurately controlled. On the other hand, when the timing at which the switching elements 805 and 806 are de-energized is used as a trigger for starting time t98a, the peak current value Ipeak is changed due to the resistance change accompanying the temperature change of the solenoid 105 and the fluctuation of the boost voltage VH. Even when the boosted voltage application time Tp to reach the fluctuating value can be obtained with certainty, the detection accuracy of the valve opening start timing can be improved.

以上で説明した通り、弁体114の開弁開始タイミングを検知するためには、ソレノイド105に流れる電流を検出するための電圧VL2の2階微分値を駆動装置で検出することが望ましい。微分処理の次数が高い2階微分処理を行う場合において、処理を行う前の電圧VL2にノイズ等が重畳していると、微分処理を行った際に微分値が発散する可能性があり、2階微分処理後の最大値のタイミングを誤検知してしまう可能性がある。この問題に対処するため、燃料噴射装置840の端子880とCPU801の端子y81との間にオペアンプ821と抵抗R83と抵抗R84とコンデンサC82とで構成されるアクティブローパスフィルタ861を構成すると良い。本実施例では、可動子102aが弁体114に衝突することによって可動子102aの加速度が変化してソレノイド105の電流および電圧VL2に変化が生じることを利用して、開弁開始タイミングを検出している。このときのソレノイド105の電流および電圧VL2に生じる変化は、電流および電圧VL2の信号に重畳するノイズに比べて周波数が低い。したがって、電圧VL2を則定するための端子880とCPU801との間に、アクティブローパスフィルタ861を介することで、電流および電圧VL2に発生する高周波なノイズを低減することができ、開弁開始タイミングの検知精度を高めることができる。   As described above, in order to detect the valve opening start timing of the valve body 114, it is desirable to detect the second-order differential value of the voltage VL2 for detecting the current flowing through the solenoid 105 by the driving device. In the case of performing second-order differentiation processing with a high degree of differentiation processing, if noise or the like is superimposed on the voltage VL2 before processing, the differentiation value may diverge when the differentiation processing is performed. There is a possibility of misdetecting the timing of the maximum value after the step differentiation process. In order to cope with this problem, an active low-pass filter 861 including an operational amplifier 821, a resistor R83, a resistor R84, and a capacitor C82 may be configured between the terminal 880 of the fuel injection device 840 and the terminal y81 of the CPU 801. In this embodiment, the valve opening start timing is detected by utilizing the fact that the acceleration of the movable element 102a is changed by the collision of the movable element 102a with the valve body 114 and the current and the voltage VL2 of the solenoid 105 are changed. ing. The changes that occur in the current and voltage VL2 of the solenoid 105 at this time have a lower frequency than the noise superimposed on the signal of the current and voltage VL2. Therefore, by passing the active low-pass filter 861 between the terminal 880 for regulating the voltage VL2 and the CPU 801, high-frequency noise generated in the current and the voltage VL2 can be reduced, and the valve opening start timing is detected. Accuracy can be increased.

また、アクティブローパスフィルタ861のカットオフ周波数fc1は、抵抗R82とコンデンサC81の値を用いて下記の式(1)のように表すことができる。燃料噴射装置と駆動装置の構成によって、スイッチング素子805、806、807や第2の電圧源を構成するためのスイッチング素子831のスイッチングタイミングおよび第2の電圧源の値が異なり、その結果として、電圧に発生するノイズの周波数は異なる。したがって、燃料噴射装置840と駆動回路の仕様ごとに抵抗R82とコンデンサC81の設計値を変更すると良い。また、アナログ回路でローパスフィルタを構成した場合、CPU801でデジタル的に高周波なノイズを除去するためのフィルタリング処理を行う必要がないため、CPU801の計算負荷を低減できる。また、電圧VL1の信号をCPU801もしくは、IC802に直接入力し、デジタル的にフィルタリング処理しても良い。この場合、アナログのローパスフィルタの構成部品であるオペアンプ820と抵抗R81と抵抗R82とコンデンサC81を使用する必要がないため、駆動装置のコストを低減できる。また、以上で説明したローパスフィルタは、端子880に接続される抵抗器とその抵抗器に並列に配置するコンデンサからなる1次ローパスフィルタを用いても良い。1次ローパスフィルタを用いる場合、アクティブローパスフィルタを用いた構成に対して、抵抗とオペアンプの2つの部品を減らすことができるため、駆動装置のコストを低減することが可能である。また、1次ローパスフィルタのカットオフ周波数の算出方法は、アクティブローパスフィルタを用いた場合の式(1)で算出できる。また、ローパスフィルタの構成としては、コイルとコンデンサを用いて時数が2次以上のローパスフィルタを構成することが可能である。この場合、抵抗器なしにローパフィルタを構成できるため、アクティブローパスフィルタおよび1次ローパスフィルタを使用する場合に比べて、電力消費が少ないメリットがある。   The cut-off frequency fc1 of the active low-pass filter 861 can be expressed as the following equation (1) using the values of the resistor R82 and the capacitor C81. The switching timing of the switching element 831 for configuring the switching elements 805, 806, 807 and the second voltage source and the value of the second voltage source differ depending on the configurations of the fuel injection device and the driving device. The frequency of the noise generated in is different. Therefore, the design values of the resistor R82 and the capacitor C81 are preferably changed for each specification of the fuel injection device 840 and the drive circuit. Further, when the low-pass filter is configured with an analog circuit, the CPU 801 does not need to perform filtering processing for removing digital high-frequency noise, so that the calculation load on the CPU 801 can be reduced. Alternatively, the signal of the voltage VL1 may be directly input to the CPU 801 or the IC 802 and digitally filtered. In this case, it is not necessary to use the operational amplifier 820, the resistor R81, the resistor R82, and the capacitor C81, which are components of the analog low-pass filter, so that the cost of the driving device can be reduced. The low-pass filter described above may be a primary low-pass filter including a resistor connected to the terminal 880 and a capacitor arranged in parallel with the resistor. When the primary low-pass filter is used, the cost of the driving device can be reduced because the two components of the resistor and the operational amplifier can be reduced compared to the configuration using the active low-pass filter. Moreover, the calculation method of the cut-off frequency of the primary low-pass filter can be calculated by Expression (1) in the case of using the active low-pass filter. Further, as a configuration of the low-pass filter, it is possible to configure a low-pass filter having a second or higher time using a coil and a capacitor. In this case, since a low-pass filter can be configured without a resistor, there is a merit that power consumption is small compared to the case where an active low-pass filter and a primary low-pass filter are used.

fc1=1/(2・π・R84・C82) (1)
なお、開弁開始タイミングを検知するためのソレノイド105の電流の検出は、抵抗813の両端電圧を測定しても良い。ただし、抵抗813の両端電圧を測定する場合、接地電位815との電位差を測定する電圧VL2に比べて、電圧を測定するための端子が増加し、必要なA/D変換ポートも増加するため、駆動装置のコストアップに繋がり、電圧信号をA/D変換するためのCPU801もしくは、IC802の処理負荷が高まる。また、電圧VL2では、昇圧回路814の出力である昇圧電圧VHの電圧値を復帰させるためのコンデンサ833への電荷蓄積のために、スイッチング素子831の通電・非通電の動作を高速で繰り返して行う場合、燃料噴射装置840の電源側の経路である抵抗813の両端電圧には高周波なノイズ成分が重畳する場合がある。電流の測定点を燃料噴射装置840のソレノイド105の接地電位側に位置する電圧VL2とすることで、燃料噴射装置840の上流に生じる高周波なノイズがソレノイド105のコイルによって減衰されるため、電圧VL2の2階微分値の最大を用いて開弁開始タイミングを精度良く検知することができる。
fc1 = 1 / (2 · π · R84 · C82) (1)
Note that the detection of the current of the solenoid 105 for detecting the valve opening start timing may be performed by measuring the voltage across the resistor 813. However, when measuring the voltage across the resistor 813, the number of terminals for measuring the voltage and the required A / D conversion ports also increase compared to the voltage VL2 for measuring the potential difference from the ground potential 815. This leads to an increase in the cost of the driving device, and the processing load on the CPU 801 or IC 802 for A / D conversion of the voltage signal increases. In addition, at the voltage VL2, the switching element 831 is repeatedly energized / de-energized at high speed for charge accumulation in the capacitor 833 for restoring the voltage value of the boosted voltage VH, which is the output of the booster circuit 814. In this case, a high-frequency noise component may be superimposed on the voltage across the resistor 813 that is the path on the power source side of the fuel injection device 840. By setting the current measurement point to the voltage VL2 positioned on the ground potential side of the solenoid 105 of the fuel injection device 840, high-frequency noise generated upstream of the fuel injection device 840 is attenuated by the coil of the solenoid 105, so that the voltage VL2 The valve opening start timing can be detected with high accuracy using the maximum of the second-order differential value.

次に、図2、図8、図10を用いて、第一実施例における駆動回路の構成と開弁開始タイミングを検出する条件での燃料噴射装置に流れる駆動電流を生成するためのスイッチング素子の切換えタイミングについて説明する。   Next, referring to FIG. 2, FIG. 8, and FIG. 10, the configuration of the drive circuit in the first embodiment and the switching element for generating the drive current flowing in the fuel injection device under the condition for detecting the valve opening start timing are shown. The switching timing will be described.

最初に、タイミングt101において、CPU801より、噴射パルス幅Tiが通信ライン804を通して駆動IC802に入力されると、スイッチング素子805、806が通電となり、ソレノイド105の両端に、昇圧電圧VHが印加され、駆動電流がソレノイド105に供給されて、電流が急速に増加する。その後、磁気回路の内部に発生する渦電流の消滅に伴って磁気回路の内部に磁束が形成され、固定コア107と可動子102との間に磁束が通過することで、可動子102に作用する磁気吸引力が増加していく。開弁方向の力である可動子102に作用する磁気吸引力と戻しばね112の力の和が、閉弁方向の力であるスプリング110による荷重を超えるタイミングt102で可動子102がリフトを開始する。このとき可動子102が開弁方向に動くことで、可動子102とノズルホルダ101との間でせん断抵抗(粘性抵抗)が発生し、運動方向とは逆の閉弁方向にせん断抵抗力が可動子102に作用する。ただし、可動子102とノズルホルダ101との間の通路断面積を確保することで、可動子102に作用するせん断抵抗力を下げることができる。また、可動子102に作用する開弁方向の力である磁気吸引力に比べて、可動子102に作用するせん断抵抗力は十分小さいため、可動子102がリフトを開始してから、可動子の加速度は増加していく。駆動電流が予めECUに与えておくピーク電流値Ipeakに達するタイミングt103において、通電していたスイッチング素子805と806を非通電にすると、これまで電流が流れていた昇圧電圧VHからソレノイド105、接地電位815へ向かう経路に、電流が流れなくなるため、燃料噴射装置840のインダクタンスによる逆起電力によって、燃料噴射装置840の接地電位(GND)側端子の電圧が大きくなり、駆動装置の接地電位815、ダイオード809、燃料噴射装置840、ダイオード810、抵抗812、昇圧電圧VHの電流の経路が形成されて、電流が昇圧回路814の昇圧電圧VH側へ帰還し、ソレノイド105の両端電圧には、負の方向の昇圧電圧VHが印加されて、ソレノイド105に供給されている駆動電流は、1002のように急速に低減される。   First, at timing t101, when the injection pulse width Ti is input from the CPU 801 to the drive IC 802 through the communication line 804, the switching elements 805 and 806 are energized, and the boosted voltage VH is applied to both ends of the solenoid 105 to drive. Current is supplied to the solenoid 105 and the current increases rapidly. Thereafter, a magnetic flux is formed inside the magnetic circuit with the disappearance of the eddy current generated in the magnetic circuit, and the magnetic flux passes between the fixed core 107 and the movable element 102 to act on the movable element 102. Magnetic attraction increases. The mover 102 starts to lift at timing t102 when the sum of the magnetic attractive force acting on the mover 102 that is the force in the valve opening direction and the force of the return spring 112 exceeds the load of the spring 110 that is the force in the valve closing direction. . At this time, when the mover 102 moves in the valve opening direction, shear resistance (viscous resistance) is generated between the mover 102 and the nozzle holder 101, and the shear resistance force is movable in the valve closing direction opposite to the movement direction. It acts on the child 102. However, by securing a passage cross-sectional area between the mover 102 and the nozzle holder 101, the shear resistance acting on the mover 102 can be reduced. Further, since the shear resistance force acting on the movable element 102 is sufficiently smaller than the magnetic attractive force that is the force in the valve opening direction acting on the movable element 102, the movable element 102 starts to lift after the movable element 102 starts to lift. The acceleration increases. When the switching elements 805 and 806 that have been energized are de-energized at the timing t103 when the drive current reaches the peak current value Ipeak that is given to the ECU in advance, the solenoid 105 and the ground potential are increased from the boosted voltage VH through which the current has been flowing. Since no current flows in the path toward 815, the voltage of the ground potential (GND) side terminal of the fuel injection device 840 increases due to the back electromotive force due to the inductance of the fuel injection device 840, and the ground potential 815 of the driving device, the diode 809, a fuel injection device 840, a diode 810, a resistor 812, and a current path of the boosted voltage VH are formed, and the current returns to the boosted voltage VH side of the booster circuit 814. The voltage across the solenoid 105 has a negative direction. The boosted voltage VH is applied and the drive supplied to the solenoid 105 Stream is rapidly reduced as 1002.

スイッチング素子805と806が非通電となるタイミングt103を駆動電流がピーク電流値Ipeakを越えるタイミングとして設定することで、ソレノイド105の温度変化による抵抗値の変化や、昇圧電圧VHの電圧値の変化が生じた場合であっても、弁体114を開弁させるのに必要なエネルギーを安定的に確保し、また、環境条件の変化に伴うピーク電流Ipeakに達するまでの時間変動によって生じる開弁開始タイミングの変化を平行移動の成分とすることができ、電流波形と弁動作のタイミングの変化を抑制することができる。   By setting the timing t103 when the switching elements 805 and 806 are de-energized as the timing when the drive current exceeds the peak current value Ipeak, a change in resistance value due to a temperature change of the solenoid 105 and a change in voltage value of the boost voltage VH can be achieved. Even if it occurs, the energy required to open the valve body 114 is stably secured, and the valve opening start timing caused by the time fluctuation until the peak current Ipeak is reached due to the change in environmental conditions. Can be used as a component of translation, and changes in the current waveform and the timing of the valve operation can be suppressed.

また、スイッチング素子805と806を非通電にするタイミングt103は、噴射パルスTiをONにしてからの昇圧電圧印加時間Tpで設定しても良い。ピーク電流Ipeakの設定分解能は、電流検出用に使用する抵抗808、813の抵抗値および精度で決まるため、駆動装置で設定出来るIpeakの分解能の最小値は、駆動装置の抵抗の制約を受ける。これに対して、昇圧電圧印加時間Tpでスイッチング素子805と806を非通電にするタイミングt103を制御する場合、昇圧電圧印加時間Tpの設定分解能は、駆動装置の抵抗の制約を受けず、CPU801のクロック周波数に応じて設定することができるため、ピーク電流Ipeakで設定する場合に比べて、時間分解能を小さくすることができ、より高精度に昇圧電圧印加時間Tpまたは、ピーク電流値Ipeakを停止するタイミングを補正することができるため、各気筒の燃料噴射装置の噴射量の補正精度を高めることが可能となる。   Further, the timing t103 at which the switching elements 805 and 806 are de-energized may be set by the boosted voltage application time Tp after the injection pulse Ti is turned on. Since the setting resolution of the peak current Ipeak is determined by the resistance value and accuracy of the resistors 808 and 813 used for current detection, the minimum value of Ipeak resolution that can be set by the driving device is limited by the resistance of the driving device. On the other hand, when the timing t103 at which the switching elements 805 and 806 are deenergized is controlled by the boost voltage application time Tp, the setting resolution of the boost voltage application time Tp is not limited by the resistance of the driving device, and the Since it can be set according to the clock frequency, the time resolution can be reduced as compared with the case of setting with the peak current Ipeak, and the boost voltage application time Tp or the peak current value Ipeak is stopped with higher accuracy. Since the timing can be corrected, the correction accuracy of the injection amount of the fuel injection device of each cylinder can be improved.

また、スイッチング素子805と806を非通電にしている電圧遮断期間T2の時間は、予め駆動装置に記憶させておき、燃料圧力等の運転条件に応じて変更してもよい。電圧遮断期間T2が終了すると、スイッチング素子806、807を通電し、バッテリ電圧VBをソレノイド105に印加する。このとき、駆動電流の目標値Ih1の電流値を1004のように、電圧遮断期間T2の終了時の電流よりも高い値に設定しておくことで、目標電流に到達するまで、スイッチング素子806がONされ続ける。このとき、スイッチング素子806、807が通電されるタイミングt105の後に、コンデンサ851、852に蓄積された電荷が放電されることで、駆動電流が1003のように増加する。その後、バッテリ電圧の印加によって、ソレノイド105に電流が供給され、可動子102の変位量が増加し、磁気ギャップの縮小に伴って生じる誘導起電力によって、タイミングt105で電流が減少に転じ、タイミングt106において、可動子102が弁体114と衝突する。このとき。可動子102が弁体114に衝突することで、弁体114に作用している燃料圧力による差圧力が弁体114を介して可動子1−2に働くため、可動子102の加速度が大きく変化する。可動子102の加速度の変化に伴って、誘導起電力が変化するため、駆動電流の傾きが変化する。可動子102と弁体114が衝突し、弁体114の開弁開始タイミングにおいては、このスイッチング素子806と807が通電されているため、端子間電圧値Vinjの変化が小さく、また、昇圧電圧VHよりも低いバッテリ電圧VBが印加されることから、電圧の印加に伴う電流の変化がなだらかになるため、可動子102が弁体114に衝突することによる誘導起電力の僅かな変化を駆動電流の変化として、駆動装置で検出することができる。また、ピーク電流値Ipeakから電流を急速に低減し、弁体114の開弁開始タイミングでの電流値を小さくすることで、磁気回路内部に生じる磁界が減少し、それに伴い磁束密度を現象するため、可動子102の固定コア107側端面の磁束密度が飽和しづらくなり、その結果、可動子102が弁体114に衝突して、弁体114が開弁開始することによる可動子102の加速度の変化を、電流時間変化すなわち電流の傾きの変化としてより検出し易くなる。スイッチング素子806と807が通電され、バッテリ電圧VHがソレノイド105に印加されている期間中に、弁体114が開弁開始するように、ピーク電流Ipeakおよび電圧遮断期間T2の値を設定することで、弁体114の開弁開始タイミングを精度良く検出することができる。   Further, the time of the voltage cutoff period T2 in which the switching elements 805 and 806 are de-energized may be stored in advance in the drive device and changed according to operating conditions such as fuel pressure. When the voltage cutoff period T2 ends, the switching elements 806 and 807 are energized, and the battery voltage VB is applied to the solenoid 105. At this time, the current value of the target value Ih1 of the drive current is set to a value higher than the current at the end of the voltage cutoff period T2, such as 1004, so that the switching element 806 until the target current is reached. Continue to be ON. At this time, after the timing t105 when the switching elements 806 and 807 are energized, the charge accumulated in the capacitors 851 and 852 is discharged, so that the drive current increases as 1003. Thereafter, current is supplied to the solenoid 105 by application of the battery voltage, the displacement amount of the mover 102 increases, and the current starts to decrease at timing t105 due to the induced electromotive force generated as the magnetic gap decreases, and timing t106. , The movable element 102 collides with the valve body 114. At this time. When the movable element 102 collides with the valve body 114, the differential pressure due to the fuel pressure acting on the valve body 114 acts on the movable element 1-2 via the valve body 114, so that the acceleration of the movable element 102 changes greatly. To do. As the induced electromotive force changes as the acceleration of the mover 102 changes, the slope of the drive current changes. Since the movable element 102 collides with the valve body 114 and the switching elements 806 and 807 are energized at the valve opening start timing of the valve body 114, the change in the inter-terminal voltage value Vinj is small, and the boost voltage VH Since a lower battery voltage VB is applied, the change in current accompanying the application of the voltage becomes gentle. Therefore, a slight change in the induced electromotive force due to the collision of the mover 102 with the valve body 114 is reduced. The change can be detected by the driving device. In addition, since the current is rapidly reduced from the peak current value Ipeak and the current value at the valve opening start timing of the valve body 114 is reduced, the magnetic field generated in the magnetic circuit is reduced, and the magnetic flux density is caused accordingly. As a result, the magnetic flux density on the end surface of the movable element 102 on the fixed core 107 side is hard to be saturated, and as a result, the movable element 102 collides with the valve element 114 and the valve element 114 starts to open the valve. The change is more easily detected as a current time change, that is, a change in the current gradient. By setting the values of the peak current Ipeak and the voltage cutoff period T2 so that the valve element 114 starts to open during the period when the switching elements 806 and 807 are energized and the battery voltage VH is applied to the solenoid 105. The valve opening start timing of the valve body 114 can be detected with high accuracy.

また、図10に示す弁体114の変位量には、燃料噴射装置840に供給されている燃料圧力が、小、中、大の場合の弁体114の変位のプロファイルを記載している。実施例1における燃料噴射装置840では、弁体114が開弁開始するまで、可動子102は弁体114に作用している燃料圧力による力を受けないため、燃料圧力が異なる条件であっても、可動子102が弁体114に衝突するまでの可動子102のプロファイルは変化せず、また、弁体114の開弁開始タイミングt106も変わらない。したがって、弁体114の開弁開始タイミングt106の検知は、エンジン始動時、アイドル運転等のある運転条件で検知して、駆動装置に記憶させておくことで、燃料圧力等の運転条件が変わった場合であっても駆動装置に記憶した各気筒の検知情報を使用することができる。したがって、開弁開始タイミングを検知するための駆動電流検出用の抵抗813の両端電圧または抵抗808の接地電位815との間の電位差VL2のアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するための駆動装置のA/D変換のポートを使用する頻度を低減することができるため、CPU801乃びIC802の処理負荷を低減することができる。以上のように、各気筒の燃料噴射装置840ごとのある運転条件で開弁開始タイミングを検知すれば、燃料圧力等の運転条件が変化した場合であっても検知精度を確保することができる。   Further, the displacement amount of the valve body 114 shown in FIG. 10 describes a displacement profile of the valve body 114 when the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 is small, medium, and large. In the fuel injection device 840 according to the first embodiment, the movable element 102 does not receive the force due to the fuel pressure acting on the valve body 114 until the valve body 114 starts to open, so even if the fuel pressure is different. The profile of the movable element 102 until the movable element 102 collides with the valve body 114 does not change, and the valve opening start timing t106 of the valve body 114 does not change. Therefore, the detection of the valve opening start timing t106 of the valve body 114 is detected under certain operating conditions such as idle operation when the engine is started, and stored in the drive device, thereby changing the operating conditions such as fuel pressure. Even in this case, the detection information of each cylinder stored in the drive device can be used. Therefore, the driving device A for converting the analog voltage signal of the potential difference VL2 between the voltage across the resistor 813 for detecting the drive current for detecting the valve opening start timing or the ground potential 815 of the resistor 808 into a digital signal. Since the frequency of using the / D conversion port can be reduced, the processing load on the CPU 801 and the IC 802 can be reduced. As described above, if the valve opening start timing is detected under a certain operating condition for each fuel injection device 840 of each cylinder, the detection accuracy can be ensured even when the operating condition such as the fuel pressure changes.

また、CPU801では、バッテリ電圧源のバッテリ電圧VBの電圧値をモニタリングするために、電圧をA/D変換してデジタル信号として駆動装置で検出するためのA/D変換ポートである端子y82を設けている。バッテリ電圧VBは、バッテリ電圧源に接続された車載機器の動作によって電圧が降下し、その変動が大きい。車載機器とは、例えば、エンジンを始動する時に使用するセルモーター、エアコンなどの空調機、ライト類(ヘッドライト、ブレーキランプ)、電動パワーステアリングである。また、電圧降下に伴ってオルタネータを始動させて、バッテリ電圧源を充電する構成となっている。したがって、CPU801でモニタリングしているバッテリ電圧VBが、駆動装置に設定してある電圧値のある変動幅以下となった時の電圧VL2もしくは抵抗器813の両端電圧を検出して、開弁開始タイミングを検知するように構成するとよい。以上の構成によって、開弁開始タイミングを検知する条件において、バッテリ電圧VBが車載機器の動作によって変化し、そのバッテリ電圧の変化するタイミングが開弁開始タイミングに近接している場合に、電流が影響を受けて変動し、開弁開始タイミングを検知するための電流2階微分値が最大値となる時間がずれる可能性を抑制することができ、安定的に開弁開始タイミングを検知できる。   In addition, in order to monitor the voltage value of the battery voltage VB of the battery voltage source, the CPU 801 is provided with a terminal y82 which is an A / D conversion port for A / D converting the voltage and detecting it as a digital signal by the driving device. ing. The voltage of the battery voltage VB drops due to the operation of the in-vehicle device connected to the battery voltage source, and the fluctuation thereof is large. In-vehicle devices are, for example, cell motors used when starting an engine, air conditioners such as air conditioners, lights (headlights, brake lamps), and electric power steering. Further, the alternator is started in accordance with the voltage drop to charge the battery voltage source. Therefore, the voltage VL2 or the voltage across the resistor 813 when the battery voltage VB monitored by the CPU 801 falls below a certain fluctuation range of the voltage value set in the driving device is detected, and the valve opening start timing is detected. It is good to comprise so that it may detect. With the above configuration, in the condition for detecting the valve opening start timing, the battery voltage VB changes depending on the operation of the in-vehicle device, and the current is affected when the change timing of the battery voltage is close to the valve opening start timing. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the time when the current second-order differential value for detecting the valve opening start timing becomes the maximum value is shifted, and the valve opening start timing can be detected stably.

また、開弁開始タイミングを検知する条件での電圧値の中央値は、バッテリ電圧源の劣化によっても変化するため、CPU801で任意に設定できるように構成されているとよい。これにより、バッテリ電圧源を使用していない場合のバッテリ電圧VBの中央値が経年変化した場合であっても精度良く開弁開始タイミングを検知することができる。   In addition, the median value of the voltage value under the condition for detecting the valve opening start timing also changes depending on the deterioration of the battery voltage source. Thereby, even when the median value of the battery voltage VB when the battery voltage source is not used has changed over time, the valve opening start timing can be detected with high accuracy.

また、本実施例における燃料噴射装置840の磁気回路の部材に用いる飽和磁束密度が高いフェライト系の磁性材は、オーステナイト系の金属に比べて材料の硬度が低いため、可動子102の弁体114との衝突面および固定コア107との衝突面に、メッキ処理を行う場合がある。可動子102は、燃料圧力による力を受けずに高速に開弁動作を行って、弁体114に衝突するため、エンジンの総回転数が増加して、燃料噴射装置840の駆動回数が増加すると、可動子102の弁体114との衝突面210が摩耗劣化する場合がある。とくに、すすを含む未燃焼粒子PMの総量とその数PNを抑制すために、燃料と空気との混合気の均質度を向上させたい場合、1回の吸排気行程中の燃料噴射を複数回に分割する方法が有効であるが、分割噴射を行う分、分割噴射を行わない場合と比べて走行距離が同じ場合であっても噴射回数が増加するため、衝突面210の摩耗劣化が発生し易い。摩耗劣化が起こった場合、閉弁状態における弁体114の可動子102aとの当接面205と可動子102aの衝突面210との間の空隙201が増加し、可動子102が弁体114に衝突するのに必要な移動距離が増加し、弁体114の開弁開始タイミングが遅くなる。燃料噴射装置840の駆動回数、時間または車に取り付けられた走行距離計測器の値に応じて、所定期間毎に開弁開始タイミングを再検知し、駆動装置に記憶させる気筒ごとの燃料噴射装置840の開弁開始タイミングの情報を更新していくことで、分割噴射を行って燃料噴射装置840の駆動回数が増加する場合であっても、衝突面の劣化摩耗による開弁開始タイミングの変化に対応することができ、精度よく噴射量を制御することが可能となる。   Further, since the ferrite magnetic material having a high saturation magnetic flux density used for the magnetic circuit member of the fuel injection device 840 in this embodiment has a lower material hardness than the austenitic metal, the valve element 114 of the mover 102 is used. There is a case where the plating process is performed on the collision surface with the fixed core 107 and the collision surface with the fixed core 107. Since the mover 102 opens the valve at high speed without receiving a force due to the fuel pressure and collides with the valve body 114, the total number of revolutions of the engine increases and the number of times the fuel injection device 840 is driven increases. The collision surface 210 of the movable element 102 with the valve body 114 may be worn out. In particular, when it is desired to improve the homogeneity of the mixture of fuel and air in order to suppress the total amount of unburned particles PM including soot and the number PN, fuel injection during one intake / exhaust stroke is performed several times. Although the method of dividing into two parts is effective, the number of injections increases even if the mileage is the same as when the divided injections are performed, so that wear deterioration of the collision surface 210 occurs. easy. When the wear deterioration occurs, the gap 201 between the contact surface 205 of the valve element 114 with the movable element 102a and the collision surface 210 of the movable element 102a in the closed state increases, and the movable element 102 becomes the valve element 114. The moving distance necessary for the collision increases, and the valve opening start timing of the valve body 114 is delayed. The fuel injection device 840 for each cylinder is re-detected at predetermined intervals and stored in the drive device according to the number of times of driving the fuel injection device 840, the time, or the value of the travel distance measuring device attached to the vehicle. Even when the number of times of driving of the fuel injection device 840 is increased by performing split injection by updating the information on the valve opening start timing of the valve, it responds to a change in the valve opening start timing due to deterioration wear on the collision surface Therefore, it is possible to control the injection amount with high accuracy.

また、スイッチング素子805、806を通電にして、ソレノイド105に正方向の昇圧電圧VHが印加される条件では、昇圧電圧VHを使用することによって、これまでコンデンサ833に蓄積した電荷が減少し、昇圧電圧VHの電圧値が減少する。このとき昇圧電圧VHの電圧をCPU801もしくはIC802に予め設定しておいた初期の電圧値に復帰させるために、昇圧電圧VHの電圧値が設定した閥値電圧を下回ると、コンデンサ833への電荷蓄積のため、昇圧回路814のスイッチング素子831を通電・非通電を高周波で繰り返して行い、昇圧電圧VHの電圧値を復帰させる動作を行う場合があるが、この電圧値の変化に比べて、可動子102が弁体114に衝突して、弁体114が開弁開始したことによる可動子102の加速度変化によって生じる誘導起電力の変化が、電圧VL2および抵抗器812の両端電圧に与える影響が小さいため、弁体114の開弁開始に伴う可動子102の加速度の変化を昇圧電圧VHを印加している条件において電圧VL2もしくは抵抗器812の両端電圧で検出することは難しい。また、昇圧電圧VHの電圧値を復帰させるための動作を行う場合、昇圧回路814のスイッチング素子831の通電・非通電を高速な周期で繰り返す必要があるため、スイッチングによる高周波なノイズが発生して、弁体114の開弁開始タイミングを検出するための電圧VL2もしくは抵抗器812の両端電圧にノイズが重畳し、開弁開始タイミングの検知精度に悪影響を与える場合がある。   Further, under the condition that the switching elements 805 and 806 are energized and the boosted voltage VH in the positive direction is applied to the solenoid 105, the use of the boosted voltage VH reduces the charge accumulated in the capacitor 833 so far. The voltage value of the voltage VH decreases. At this time, in order to restore the voltage of the boosted voltage VH to the initial voltage value preset in the CPU 801 or IC 802, if the voltage value of the boosted voltage VH falls below the set threshold voltage, the charge is stored in the capacitor 833. Therefore, there is a case where the switching element 831 of the booster circuit 814 is repeatedly energized / deenergized at a high frequency to restore the voltage value of the boosted voltage VH. The change in the induced electromotive force caused by the acceleration change of the mover 102 due to the collision of the valve body 114 with the valve body 114 and the valve body 114 starting to open has little influence on the voltage VL2 and the voltage across the resistor 812. The change in acceleration of the movable element 102 when the valve element 114 starts to open is measured under the condition that the boosted voltage VH is applied. It is difficult to detect at the second voltage across. Further, when performing an operation for restoring the voltage value of the boosted voltage VH, it is necessary to repeat energization / non-energization of the switching element 831 of the booster circuit 814 at a high cycle, which causes high-frequency noise due to switching. In some cases, noise is superimposed on the voltage VL2 for detecting the valve opening start timing of the valve body 114 or the voltage across the resistor 812, which adversely affects the detection accuracy of the valve opening start timing.

図9より、噴射パルス幅Tiを供給してからスイッチング素子805、806を通電させて、昇圧電圧VHをソレノイド105に印加し、ピーク電流値Ipeakに到達後に負方向の昇圧電圧VHの印加を一定時間行い、電流値を901のように急峻に立ち下げた後、バッテリ電圧源からバッテリ電圧VBとなる一定電圧を印加し、バッテリ電圧VBから一定の電圧を供給するタイミングで弁体114が目標リフトに到達する印加電圧の構成にすると良い。   From FIG. 9, after supplying the injection pulse width Ti, the switching elements 805 and 806 are energized, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105, and the negative boosted voltage VH is constantly applied after reaching the peak current value Ipeak. After the time has elapsed and the current value has fallen sharply as 901, a constant voltage that is the battery voltage VB is applied from the battery voltage source, and the valve body 114 is moved to the target lift at the timing of supplying the constant voltage from the battery voltage VB. It is preferable to adopt a configuration of an applied voltage that reaches

次に、噴射パルスをOFFにしてから弁体114が閉弁するまでの時間である閉弁遅れ時間の検出方法について説明する。   Next, a method for detecting the valve closing delay time, which is the time from when the injection pulse is turned OFF to when the valve body 114 closes, will be described.

また、弁体114および可動子102が開弁状態から閉弁する際に、燃料噴射装置840の接地電位(GND)側端子と接地電位815との間の電位差である電圧VLに生じる電圧の時間変化をCPU801もしくは、IC802で検出するため、燃料噴射装置840の設地電位側(GND)側端子と接地電位815との間に、抵抗器852と853を設けている。抵抗器852、853の抵抗値は、ソレノイド105の抵抗値よりも大きく設定することで、バッテリ電圧VBおよび昇圧電圧VHを印加時に効率良くソレノイド105に電流が流れることができる。また、抵抗器852の抵抗値を抵抗器853の抵抗値よりも大きく設定することで、抵抗853の接地電位815との間の電位差であるVL1の電圧を小さくすることができ、オペアンプ821とCPU801のA/D変換ポートに必要な耐電圧の電圧値を低減することができるため、高電圧を入力するために必要な回路や素子を必要とせずに、端子間電圧Vinjおよび電圧VLに生じる電圧を検出することができる。電圧VLを分圧した電圧VL1を、アクティブローパスフィルタ860を介してCPU801もしくは、IC802に搭載したA/D変換ポートに入力する。電圧VL1の信号をアクティブローパスフィルタ860を介することで、電圧VL1に生じる高周波なノイズ成分を低減することができ、弁体114が開弁状態から閉弁を開始し、弁座117と接触した瞬間に生じる可動子102の加速度の変化を、誘導起電力の変化として電圧VL1で検出し、IC802もしくは、CPU801でデジタル信号として検出することができる。その結果、微分処理を容易に行うことが可能となる。このとき。アクティブローパスフィルタ860を通過してCPU801のA/D変換ポートに入力される端子y80と接地電位815との間の電位差を電圧VL3と称する。   Further, when the valve body 114 and the mover 102 are closed from the open state, the time of the voltage generated in the voltage VL that is the potential difference between the ground potential (GND) side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential 815. In order to detect the change by the CPU 801 or the IC 802, resistors 852 and 853 are provided between the ground potential side (GND) side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential 815. By setting the resistance values of the resistors 852 and 853 to be larger than the resistance value of the solenoid 105, current can efficiently flow through the solenoid 105 when the battery voltage VB and the boost voltage VH are applied. Further, by setting the resistance value of the resistor 852 to be larger than the resistance value of the resistor 853, the voltage of VL1 that is a potential difference with respect to the ground potential 815 of the resistor 853 can be reduced, and the operational amplifier 821 and the CPU 801 Since the voltage value of the withstand voltage required for the A / D conversion port of the terminal can be reduced, the voltage generated in the inter-terminal voltage Vinj and the voltage VL without requiring a circuit or an element necessary for inputting a high voltage. Can be detected. The voltage VL1 obtained by dividing the voltage VL is input to the CPU 801 or the A / D conversion port mounted on the IC 802 via the active low-pass filter 860. The high-frequency noise component generated in the voltage VL1 can be reduced by passing the signal of the voltage VL1 through the active low-pass filter 860, and the valve body 114 starts to close from the open state and contacts the valve seat 117. The change in the acceleration of the movable element 102 generated in the above can be detected by the voltage VL1 as a change in the induced electromotive force, and can be detected as a digital signal by the IC 802 or the CPU 801. As a result, differentiation processing can be easily performed. At this time. A potential difference between the terminal y80 that passes through the active low-pass filter 860 and is input to the A / D conversion port of the CPU 801 and the ground potential 815 is referred to as a voltage VL3.

次に、図2、図8、図11、図12を用いて、第一実施例における駆動回路の動作説明と、弁体の開弁開始タイミングの個体ばらつきと共に燃料噴射装置840の噴射量の個体ばらつきの要因となる、噴射パルスをOFFにしてから弁体114が弁座118と接触するまでの時間である閉弁遅れ時間を算出するための閉弁完了タイミングの検知原理について説明する。なお、端子間電圧Vinjの時間変化は、電圧VLおよび電圧VL1にも生じるため、図11の電圧の変化は、CPU801で検出する電圧VL1の電圧の時間変化と同等である。また、可動子102bは、可動子102aに設けられた端面204で可動子102aと接触しており、可動子102aと可動子102bは相対的に変位することが可能である。   Next, using FIG. 2, FIG. 8, FIG. 11, and FIG. 12, the description of the operation of the drive circuit in the first embodiment and the individual variation in the injection amount of the fuel injection device 840 along with the individual variation in the valve opening start timing. The detection principle of the valve closing completion timing for calculating the valve closing delay time, which is the time from when the injection pulse is turned OFF until the valve body 114 contacts the valve seat 118, which causes variation, will be described. Since the time change of the terminal voltage Vinj also occurs in the voltage VL and the voltage VL1, the voltage change in FIG. 11 is equivalent to the time change of the voltage VL1 detected by the CPU 801. Further, the movable element 102b is in contact with the movable element 102a at an end surface 204 provided on the movable element 102a, and the movable element 102a and the movable element 102b can be relatively displaced.

また、図11より、噴射パルス幅TiがOFFとなると、磁気回路の磁性材内部に生じる渦電流の影響によって、ソレノイド105近傍から磁束の消滅が開始され、可動子102aおよび可動子102bに発生していた磁気吸引力が低下し、磁気吸引力が弁体114と可動子102aおよび可動子102bに作用する閉弁方向の力を下回ったタイミングで弁体114が閉弁を開始する。磁気回路の磁気抵抗の大きさは、磁束が通過する各経路での断面積と材料の透磁率に反比例し、磁束が通る磁路長さに比例する。飽和磁束密度が高い磁性材の金属に比べて、可動子102と固定コア107との間のギャップの透磁率は真空の透磁率μ0=4π×10-7[H/m]であり、磁性材の金属の透磁率に比べて、非常に小さいため、磁気抵抗が大きくなる。磁性材の透磁率μは、B=μ・Hの関係により、磁性材のBHカーブ(磁化曲線)の特性によって決まり、磁気回路の内部磁界の大きさによって変化するが、一般的に低い磁界では、低い透磁率となり、磁場の増力[]に伴って透磁率が増加し、ある磁場を超えた時点で透磁率が減少するプロファイルとなる。弁体114が開弁位置から変位すると、可動子102と固定コア107の間にギャップxが生じるため、磁気回路の磁気抵抗が増加し、磁気回路に発生可能な磁束が減少し、可動子102の固定コア107側端面の吸引面を通過する磁束も減少する。ソレノイド105の磁気回路内部に発生している磁束が変化すると、レンツの法則による誘導起電力が発生する。一般的に、磁気回路における誘導起電力の大きさは、磁気回路に流れる磁束の変化率(磁束の1階微分値)に比例する。ソレノイド105の巻き数をN、磁気回路に発生している磁束をφとすると、燃料噴射装置の端子間電圧Vinjは、式(2)に示すように、誘導起電力の項−N・(dφ/dt)とオームの法則によって生じるソレノイド105の抵抗成分Rとソレノイド105に流れる電流iの積との和で示される。   Further, as shown in FIG. 11, when the injection pulse width Ti is turned OFF, the disappearance of the magnetic flux starts from the vicinity of the solenoid 105 due to the influence of the eddy current generated in the magnetic material of the magnetic circuit, and is generated in the mover 102a and the mover 102b. The valve body 114 starts to close at a timing when the magnetic attraction force is reduced and the magnetic attraction force falls below the force in the valve closing direction acting on the valve body 114 and the movable element 102a and the movable element 102b. The magnitude of the magnetic resistance of the magnetic circuit is inversely proportional to the cross-sectional area in each path through which the magnetic flux passes and the magnetic permeability of the material, and is proportional to the magnetic path length through which the magnetic flux passes. Compared to a magnetic metal having a high saturation magnetic flux density, the magnetic permeability of the gap between the mover 102 and the fixed core 107 is a vacuum magnetic permeability μ0 = 4π × 10 −7 [H / m], and the magnetic material Since the magnetic permeability of this metal is very small, the magnetic resistance increases. The magnetic permeability μ of a magnetic material is determined by the characteristics of the BH curve (magnetization curve) of the magnetic material due to the relationship of B = μ · H, and varies depending on the magnitude of the internal magnetic field of the magnetic circuit. The magnetic permeability becomes low, the magnetic permeability increases with increasing magnetic field [], and the magnetic permeability decreases when a certain magnetic field is exceeded. When the valve body 114 is displaced from the valve opening position, a gap x is generated between the mover 102 and the fixed core 107. Therefore, the magnetic resistance of the magnetic circuit increases, the magnetic flux that can be generated in the magnetic circuit decreases, and the mover 102 The magnetic flux passing through the suction surface on the fixed core 107 side end surface is also reduced. When the magnetic flux generated in the magnetic circuit of the solenoid 105 changes, an induced electromotive force is generated according to Lenz's law. In general, the magnitude of the induced electromotive force in the magnetic circuit is proportional to the rate of change of the magnetic flux flowing through the magnetic circuit (the first-order differential value of the magnetic flux). Assuming that the number of turns of the solenoid 105 is N and the magnetic flux generated in the magnetic circuit is φ, the terminal voltage Vinj of the fuel injection device is expressed by an induced electromotive force term −N · (dφ as shown in Expression (2). / Dt) and the sum of the resistance component R of the solenoid 105 generated by Ohm's law and the product of the current i flowing through the solenoid 105.

Vinj=−N・(dφ/dt)+R・i (2)
弁体114が弁座118と接触すると、可動子102aは可動子102bと弁体114から離間するが、これまで弁体114および可動子102bを介して可動子102aに作用していたスプリング110による荷重と弁体114に作用する燃料圧力による力である閉弁方向の力が作用しなくなり、可動子102aは、戻しばね112の力によって開弁方向に付勢される。すなわち、弁体114が閉弁を完了した瞬間に可動子102aに作用していた力の向きが閉弁方向から開弁方向へ変わるため、可動子102aの加速度が変化する。
Vinj = −N · (dφ / dt) + R · i (2)
When the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118, the movable element 102a is separated from the movable element 102b and the valve body 114, but by the spring 110 that has been acting on the movable element 102a through the valve body 114 and the movable element 102b until now. The force in the valve closing direction, which is the force due to the load and the fuel pressure acting on the valve body 114, no longer acts, and the mover 102 a is biased in the valve opening direction by the force of the return spring 112. That is, the direction of the force acting on the movable element 102a at the moment when the valve body 114 completes the valve closing changes from the valve closing direction to the valve opening direction, so that the acceleration of the movable element 102a changes.

可動子102と固定コア107の間に生じるギャップxと、吸引面を通過する磁束φの関係は、微小時間においては、1次近似の関係とみなすことができる。ギャップxが大きくなると。可動子102と固定コア107の距離が大きくなり、磁気抵抗が増加して。可動子102の固定コア107側端面を通過可能な磁束が減少し、磁気吸引力も低下する。可動子102に働く吸引力は、理論的に式(3)で導出することができる。式(3)より、可動子102に働く吸引力は、可動子102の吸引面の磁束密度Bの二乗に比例し、可動子102の吸引面積Sに比例する。   The relationship between the gap x generated between the mover 102 and the fixed core 107 and the magnetic flux φ passing through the attraction surface can be regarded as a first-order approximation relationship in a very short time. When the gap x increases. The distance between the mover 102 and the fixed core 107 is increased, and the magnetic resistance is increased. The magnetic flux that can pass through the end face on the fixed core 107 side of the mover 102 is reduced, and the magnetic attractive force is also reduced. The attractive force acting on the mover 102 can theoretically be derived from the equation (3). From equation (3), the attractive force acting on the movable element 102 is proportional to the square of the magnetic flux density B of the attractive surface of the movable element 102 and proportional to the attractive area S of the movable element 102.

Fmag=(B・S)/(2・μ) (3)
式(2)と図12より、ソレノイド105の端子間電圧Vinjと可動子102の吸引面を通過する磁束φの1階微分値には対応関係がある。また、可動子102の固定コア107側端面と固定コア107の可動子102側端面の距離であるギャップxが変化することで可動子102と固定コア107との間の空間の面積が増加するため、磁気回路の磁気抵抗が変化し、その結果として可動子102の吸引面を通過可能な磁束が変化するため、ギャップxと磁束φが微小時間においては1次近似の関係にあると考えることができる。ギャップxが小さい条件では、可動子102と固定コア107との間の空間の面積が小さいため、磁気回路の磁気抵抗が小さく、可動子102の吸引面を通過できる磁束が増える。一方で、ギャップxが大きい条件では、可動子102と固定コア107との間の空間領域の面積が大きいため、磁気回路の磁気抵抗が大きく、可動子102の吸引面を通過可能な磁束が減少する。また、図12より、磁束の1階微分値は、ギャップxの1階微分値と対応関係にある。さらに、端子間電圧Vinj、電圧VL2の1階微分値は、磁束φの2階微分値と対応し、磁束φの2階微分値は、ギャップxの2階微分値すなわち可動子102の加速度に相当する。したがって、可動子102の加速度の変化を検出するためには、端子間電圧Vinjもしくは電圧VLの2階微分値を検出必要があり、そのために電圧VLを分圧して、電圧VL2をCPU801のA/D変換ポートに入力するとよい。
Fmag = (B 2 · S) / (2 · μ 0 ) (3)
From Equation (2) and FIG. 12, there is a correspondence between the voltage Vinj between the terminals of the solenoid 105 and the first-order differential value of the magnetic flux φ passing through the attraction surface of the mover 102. In addition, since the gap x, which is the distance between the end surface of the mover 102 on the fixed core 107 side and the end surface of the fixed core 107 on the mover 102 side, changes, the area of the space between the mover 102 and the fixed core 107 increases. Since the magnetic resistance of the magnetic circuit changes and, as a result, the magnetic flux that can pass through the attraction surface of the mover 102 changes, it can be considered that the gap x and the magnetic flux φ have a first-order approximation relationship in a very short time. it can. When the gap x is small, the area of the space between the mover 102 and the fixed core 107 is small, so the magnetic resistance of the magnetic circuit is small, and the magnetic flux that can pass through the attraction surface of the mover 102 increases. On the other hand, when the gap x is large, the area of the space region between the mover 102 and the fixed core 107 is large, so the magnetic resistance of the magnetic circuit is large, and the magnetic flux that can pass through the attracting surface of the mover 102 decreases. To do. From FIG. 12, the first-order differential value of the magnetic flux has a corresponding relationship with the first-order differential value of the gap x. Further, the first-order differential values of the terminal voltage Vinj and the voltage VL2 correspond to the second-order differential value of the magnetic flux φ, and the second-order differential value of the magnetic flux φ is the second-order differential value of the gap x, that is, the acceleration of the movable element 102. Equivalent to. Therefore, in order to detect a change in the acceleration of the mover 102, it is necessary to detect the second-order differential value of the voltage Vinj or the voltage VL between the terminals. For this purpose, the voltage VL is divided and the voltage VL2 is converted into the A / V of the CPU 801. It may be input to the D conversion port.

図11より、噴射パルス幅Tiを停止、すなわちソレノイド105への通電を停止して、弁体114が最大変位位置から変位を開始すると電圧VL2のプロファイルに変化が生じる。また、弁体114に連動して動く可動子102の変位量に応じて電圧VL2が変化する。可動子102と固定コア107との間のギャップxが大きいほど磁気抵抗が大きくなるため、残留磁束が小さくなり、その結果、電圧VL2は0Vに漸近していく。   From FIG. 11, when the injection pulse width Ti is stopped, that is, the energization to the solenoid 105 is stopped and the valve body 114 starts to be displaced from the maximum displacement position, the profile of the voltage VL2 changes. Further, the voltage VL2 changes in accordance with the amount of displacement of the mover 102 that moves in conjunction with the valve body 114. The larger the gap x between the mover 102 and the fixed core 107, the larger the magnetic resistance, so the residual magnetic flux decreases, and as a result, the voltage VL2 gradually approaches 0V.

また、弁体114が弁座118と接触した瞬間に可動子102aが可動子102bと弁体114から離間することで、これまで可動子102bと弁体114を介して可動子102aに作用していた閉弁方向の力が作用しなくなり、可動子102aは戻しばね112の開弁方向の力を受けて、可動子102aに作用する力の向きが閉弁方向から開弁方向へ転ずる。したがって、可動子102aの加速度の変化を電圧VL2の2階微分値の最小値で検出することができる。なお、電圧の検出する箇所は、端子間電圧Vinj,電圧VL2もしくは、端子890と接地電位との間の電圧VHから電圧VLを減じた電圧VHLを用いてもよい。電圧VLで弁体114の閉弁完了タイミングを検出する場合、噴射パルスTiを停止した後の電圧VLにコンデンサ851の電荷放電が終わるタイミングで変曲点が生じる場合がある。この変局点が生じるタイミングと閉弁完了タイミングの時間差が小さい場合、コンデンサ851によって生じる変曲点が閉弁完了タイミングでの電圧VLに干渉し、検知誤差が生じる場合がある。電圧VHLもしくは端子間電圧Vinjを検出することで、コンデンサ851により生じる変局点をキャンセルすることができるため、閉弁完了タイミングの検出精度を向上できる。   Further, the movable element 102a is separated from the movable element 102b and the valve element 114 at the moment when the valve element 114 comes into contact with the valve seat 118, so that the movable element 102a has been acting on the movable element 102a through the movable element 102b and the valve element 114 so far. The force in the valve closing direction no longer acts, and the movable element 102a receives the force in the valve opening direction of the return spring 112, and the direction of the force acting on the movable element 102a changes from the valve closing direction to the valve opening direction. Therefore, the change in the acceleration of the mover 102a can be detected by the minimum value of the second-order differential value of the voltage VL2. Note that the voltage detection point may be the terminal voltage Vinj, the voltage VL2, or the voltage VHL obtained by subtracting the voltage VL from the voltage VH between the terminal 890 and the ground potential. When the valve closing completion timing of the valve body 114 is detected with the voltage VL, an inflection point may occur at the timing when the discharge of the capacitor 851 ends in the voltage VL after stopping the injection pulse Ti. When the time difference between the timing at which this inflection point occurs and the valve closing completion timing is small, the inflection point generated by the capacitor 851 may interfere with the voltage VL at the valve closing completion timing, resulting in a detection error. By detecting the voltage VHL or the terminal voltage Vinj, the inflection point generated by the capacitor 851 can be canceled, so that the detection accuracy of the valve closing completion timing can be improved.

噴射パルス幅Tiが停止された後、弁体114と連動して可動子102aと可動子102bが目標リフト位置から変位し、このときの電圧VLは正の昇圧電圧VHの値から緩やかに0Vに漸近していく。弁体114が閉弁後に、可動子102aが弁体114および可動子102bから離間すると、これまで弁体114、可動子102bを介して可動子102aに働いていた閉弁方向の力、すなわちスプリング110による荷重と燃料圧力による力がなくなり、可動子102aには、戻しばね112の荷重が開弁方向の力として働く。弁体114が閉弁位置に到達して可動子102aに作用する力の向きが閉弁方向から開弁方向へ変化すると、これまで緩やかに減少していた電圧VLの2階微分値が増力に転ずる。この電圧VLの2階微分値の最小値を駆動回路で検出することで、弁体114の変位量の個体ばらつきを精度よく検出することが可能である。また、可動子102aおよび可動子102bが開弁位置から変位することによる電圧VLの値は、ソレノイド105の巻き線の線径および巻き数によって決まる抵抗値、磁気回路の仕様、磁性材の材質(電気低効率とBHカーブ)によって決まるインダクタンスや、弁体114の目標リフトの設計値、噴射パルス幅Tiが停止されるタイミングでの電流値によって変化し、以上で説明した寸法や設定値の公差変動による影響を大きく受ける。電圧VLの2階微分値による閉弁遅れ時間の検知方法では、物理量として可動子102aおよび可動子102bの加速度の変化点を検出しているため、設計値や公差の変動および環境条件(電流値)の影響を受けず、精度良く閉弁完了タイミングを検知することができ、噴射パルスをOFFにしてから弁体114が閉弁するまでの時間である閉弁遅れ時間を検出することができる。   After the injection pulse width Ti is stopped, the movable element 102a and the movable element 102b are displaced from the target lift position in conjunction with the valve body 114, and the voltage VL at this time gradually decreases from the value of the positive boost voltage VH to 0V. Asymptotically. When the movable element 102a is separated from the valve element 114 and the movable element 102b after the valve element 114 is closed, the force in the valve closing direction that has been acting on the movable element 102a through the valve element 114 and the movable element 102b so far, that is, the spring The load due to 110 and the force due to fuel pressure disappear, and the load of the return spring 112 acts on the movable element 102a as the force in the valve opening direction. When the valve body 114 reaches the valve closing position and the direction of the force acting on the movable element 102a changes from the valve closing direction to the valve opening direction, the second-order differential value of the voltage VL, which has been gently decreased until now, is increased. Roll over. By detecting the minimum value of the second-order differential value of the voltage VL with the drive circuit, it is possible to detect individual variations in the displacement amount of the valve body 114 with high accuracy. Further, the value of the voltage VL due to the displacement of the movable element 102a and the movable element 102b from the valve opening position is the resistance value determined by the wire diameter and the number of windings of the solenoid 105, the specification of the magnetic circuit, the material of the magnetic material ( It varies depending on the inductance determined by the electrical low efficiency and BH curve), the design value of the target lift of the valve body 114, the current value at the timing when the injection pulse width Ti is stopped, and the tolerance variation of the dimensions and setting values explained above Is greatly affected by. In the method for detecting the valve closing delay time based on the second-order differential value of the voltage VL, since the change point of the acceleration of the movable element 102a and the movable element 102b is detected as a physical quantity, variation in design value, tolerance, and environmental condition (current value) ), The valve closing completion timing can be detected with high accuracy, and the valve closing delay time, which is the time from when the injection pulse is turned OFF until the valve body 114 is closed, can be detected.

噴射パルス幅Tを停止してから弁体114が閉弁完了するまでの時間を検知するため、IC802もしくは、CPU801に入力する端子間電圧Vinjをもしくは電圧VLを分圧した電圧VL1を2階微分し、2階微分値が最小となるタイミングを弁体114が閉弁完了するタイミングとして検知することで、正確な閉弁完了タイミングを検出することができる。また、端子間電圧Vinjをもしくは電圧VLを分圧した電圧VLIを検出する前処理において、燃料噴射装置840の端子881とCPU801の端子y80との間にオペアンプ820と抵抗R81と抵抗R82とコンデンサC81とで構成されるアクティブローパスフィルタ860を構成すると良い。弁体114が閉弁完了することに伴う可動子102aの加速度の変化によって生じる端子間電圧Vinjおよび電圧VL、電圧VL1の変化は、電圧の信号に重畳するノイズに比べて周波数が低い。したがって、電圧VL1を測定するための端子881とCPU801との間に、アクティブローパスフィルタを介することで、端子間電圧Vinj、電圧VL、電圧VL1に発生する高周波なノイズを低減することができ、閉弁完了タイミングの検知精度を高めることができる。   In order to detect the time from when the injection pulse width T is stopped until the valve body 114 is closed, the second-order differentiation is performed on the voltage VL1 obtained by dividing the voltage Vinj input to the IC 802 or the CPU 801 or the voltage VL. And the exact valve closing completion timing can be detected by detecting the timing when the second-order differential value becomes the minimum as the timing when the valve element 114 is closed. Further, in the pre-processing for detecting the inter-terminal voltage Vinj or the voltage VLI obtained by dividing the voltage VL, the operational amplifier 820, the resistor R81, the resistor R82, and the capacitor C81 are provided between the terminal 881 of the fuel injection device 840 and the terminal y80 of the CPU 801. An active low-pass filter 860 composed of Changes in the voltage Vinj between the terminals, the voltage VL, and the voltage VL1 caused by the change in the acceleration of the movable element 102a when the valve body 114 is closed are lower in frequency than the noise superimposed on the voltage signal. Therefore, by passing an active low-pass filter between the terminal 881 for measuring the voltage VL1 and the CPU 801, high-frequency noise generated in the terminal voltage Vinj, the voltage VL, and the voltage VL1 can be reduced. The detection accuracy of the valve completion timing can be increased.

また、アクティブローパスフィルタ860のカットオフ周波数fc2は、抵抗R84とンデンサC82の値を用いて、下記の式(4)のように表すことができる。燃料噴射装置と駆動装置の構成によって、スイッチング素子805、806、807や第2の電圧源を構成するためのスイッチング素子831のスイッチングタイミングおよび第2の電圧源の値が異なり、その結果として、電圧に発生するノイズの周波数は異なる。したがって、燃料噴射装置840と駆動回路の仕様ごとに抵抗R84とコンデンサC82の設計値を変更すると良い。また、アナログ回路でローパスフィルタを構成した場合、CPU801でデジタル的にフィルタリング処理を行う必要がないため、CPU801の計算負荷を低減できる。また、電圧VL1の信号をCPU801もしくは、IC802に直接入力し、デジタル的にフィルタリング処理しても良い。この場合、アナログのローパスフィルタの構成部品であるオペアンプ820と抵抗R81と抵抗R82とコンデンサC81を使用する必要がないため、駆動装置のコストを低減できる。また、以上で説明したローパスフィルタは、端子853に直列に配置する抵抗器と並列に配置するコンデンサからなる1次ローパスフィルタを用いても良い。1次ローパスフィルタを用いる場合、アクティブローパスフィルタを用いた構成に対して、抵抗とオペアンプの2つの部品を減らすことができるため、駆動装置のコストを低減することが可能である。また、1次口−パスフィルタのカットオフ周波数の算出方法は、アクティブローパスフィルタ860を用いた場合の式(4)で算出できる。このカットオフ周波数fc2は、開弁開始タイミングを検知するためのアクティブローパスフィルタfc1の値と異なるように構成されていても良い。   Further, the cut-off frequency fc2 of the active low-pass filter 860 can be expressed by the following equation (4) using the values of the resistor R84 and the capacitor C82. The switching timing of the switching element 831 for configuring the switching elements 805, 806, 807 and the second voltage source and the value of the second voltage source differ depending on the configurations of the fuel injection device and the driving device. The frequency of the noise generated in is different. Therefore, it is preferable to change the design values of the resistor R84 and the capacitor C82 for each specification of the fuel injection device 840 and the drive circuit. Further, when the low-pass filter is configured by an analog circuit, it is not necessary to perform the filtering process digitally by the CPU 801, so that the calculation load on the CPU 801 can be reduced. Alternatively, the signal of the voltage VL1 may be directly input to the CPU 801 or the IC 802 and digitally filtered. In this case, it is not necessary to use the operational amplifier 820, the resistor R81, the resistor R82, and the capacitor C81, which are components of the analog low-pass filter, so that the cost of the driving device can be reduced. The low-pass filter described above may be a primary low-pass filter including a capacitor arranged in parallel with a resistor arranged in series with the terminal 853. When the primary low-pass filter is used, the cost of the driving device can be reduced because the two components of the resistor and the operational amplifier can be reduced compared to the configuration using the active low-pass filter. Further, the calculation method of the cutoff frequency of the primary port-pass filter can be calculated by the equation (4) when the active low-pass filter 860 is used. This cutoff frequency fc2 may be configured to be different from the value of the active low-pass filter fc1 for detecting the valve opening start timing.

また、ローパスフィルタの構成としては、コイルとコンデンサを用いて時数が2次以上のローパスフィルタを構成することが可能である。この場合、抵抗器なしにローパフィルタを構成できるため、アクティブローパスフィルタおよび1次ローパスフィルタを使用する場合に比べて、電力消費が少ないメリットがある。   Further, as a configuration of the low-pass filter, it is possible to configure a low-pass filter having a second or higher time using a coil and a capacitor. In this case, since a low-pass filter can be configured without a resistor, there is a merit that power consumption is small compared to the case where an active low-pass filter and a primary low-pass filter are used.

fc2=1/(2・π・R82・C81) (4)
閉弁完了タイミングを検出するための電圧の測定点は、端子間電圧Vinjを用いることも可能であるが、端子間電圧Vinjには、燃料噴射装置840の昇圧回路のスイッチング素子831によって生じる高周波なノイズが発生する。端子間電圧Vinjでは、噴射パルスTi停止後の電圧のプロファイルが電圧VLと比べて正負が逆転し、負の方向の昇圧電圧VHから電圧0Vに向かって漸近して行く。したがって、閉弁完了タイミングを検出するためには、端子間電圧Vinjの2階微分値の最大値を検知する必要があるが、精度良く検出するためには、スイッチングノイズを低減するために、ローパスフィルタの時定数を大きく設定する必要があるため、弁体114と弁座118と接触するタイミングと検知した端子間電圧Vinjの2階微分値で検知した閉弁完了タイミングには誤差が生じることがある。この誤差は、検出ばらつきとなり、微小噴射量制御を行う制約となりうるため、閉弁完了タイミングを測定する箇所は、端子間電圧Vinjではなく、燃料噴射装置840の接地電位側端子と接地電位(GND)との電位差である電圧VLを測定することが望ましい。
fc2 = 1 / (2 · π · R82 · C81) (4)
The voltage measurement point for detecting the valve closing completion timing can be the inter-terminal voltage Vinj, but the inter-terminal voltage Vinj is a high frequency generated by the switching element 831 of the booster circuit of the fuel injection device 840. Noise is generated. In the inter-terminal voltage Vinj, the voltage profile after the ejection pulse Ti is stopped is reversed in positive and negative as compared with the voltage VL, and gradually approaches the voltage 0V from the boosted voltage VH in the negative direction. Therefore, in order to detect the valve closing completion timing, it is necessary to detect the maximum value of the second-order differential value of the inter-terminal voltage Vinj, but in order to detect with high accuracy, a low-pass is required to reduce switching noise. Since it is necessary to set a large time constant for the filter, an error may occur between the timing of contact between the valve body 114 and the valve seat 118 and the valve closing completion timing detected by the second-order differential value of the detected terminal voltage Vinj. is there. Since this error becomes a variation in detection and may be a constraint for performing the minute injection amount control, the position at which the valve closing completion timing is measured is not the inter-terminal voltage Vinj but the ground potential side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential (GND). It is desirable to measure the voltage VL, which is the potential difference from

また、CPU801もしくは、IC802に入力された信号は、噴射パルス幅Tiをトリガーとし、噴射パルス幅Tiが停止されてからから一定時間経過後に予め設定しておいた時間の間、電圧VL2の信号を取り込むとよい。このような構成とすることで、CPU801もしくは、IC802に入力される電圧VL2のデータ点列を閉弁完了タイミングの検知に必要最低限に抑制することができるため、CPU801およびIC802のメモリの記憶容量と計算負荷を低減できる。また、昇圧電圧VHからバッテリ電圧VBへ切り替えるタイミングや、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電を繰り返すタイミングすなわち、電圧の変化が急峻となるタイミングで電圧の微分処理を行うと、処理後のデータに高周波の信号が発生するため、弁体114が弁座118と接触する閉弁完了タイミングを電圧VL2の2階微分値で検出する際に、閉弁完了タイミングを誤検知する可能性があるが、電圧を検出する期間をCPU801もしくはIC802で決定することで、開弁完了タイミングの誤検知を防止することができる。   The signal input to the CPU 801 or the IC 802 is triggered by the injection pulse width Ti, and the signal of the voltage VL2 is set for a predetermined time after the injection pulse width Ti is stopped. Take it in. With such a configuration, the data point sequence of the voltage VL2 input to the CPU 801 or the IC 802 can be suppressed to the minimum necessary for detecting the valve closing completion timing. Therefore, the storage capacity of the CPU 801 and the memory of the IC 802 And the calculation load can be reduced. In addition, if the voltage differentiation process is performed at the timing of switching from the boosted voltage VH to the battery voltage VB, the timing of repeating energization / non-energization of the switching elements 805, 806, and 807, that is, the timing at which the voltage change becomes steep, Therefore, there is a possibility that the valve closing completion timing may be erroneously detected when the valve closing completion timing at which the valve element 114 contacts the valve seat 118 is detected by the second-order differential value of the voltage VL2. However, it is possible to prevent erroneous detection of the valve opening completion timing by determining the voltage detection period by the CPU 801 or the IC 802.

また、電圧検出用の抵抗816は、抵抗値の精度が高いシャント抵抗を用いると良い。燃料噴射装置840の駆動装置では、電流もしくは電圧を測定するため、駆動回路に設けた電圧検出用抵抗812、813、808、816の両端電圧をIC802もしくは、CPU801で診断しているが、予めIC802、CPU801に設定しておいた抵抗値に対して個体ごとに抵抗値が異なると、IC802で推定する電圧値に誤差が生じて、燃料噴射装置840のソレノイド105に供給される駆動電流が各気筒の燃料噴射装置840ごとに変動し、噴射量ばらつきが大きくなる。   The voltage detection resistor 816 may be a shunt resistor with high resistance accuracy. In the driving device of the fuel injection device 840, the voltage at both ends of the voltage detection resistors 812, 813, 808, and 816 provided in the driving circuit is diagnosed by the IC 802 or the CPU 801 in order to measure current or voltage. If the resistance value differs for each individual with respect to the resistance value set in the CPU 801, an error occurs in the voltage value estimated by the IC 802, and the drive current supplied to the solenoid 105 of the fuel injection device 840 is changed to each cylinder. The fuel injection device 840 fluctuates and the injection amount variation increases.

また、弁体114と弁座118が接触する閉弁位置において、燃料噴射装置840の端子間電圧Vinjが小さいと、可動子102の加速度の変化による電圧値の変化が相対的に小さくなるため、ソレノイド105の端子間電圧Vinjが高い条件で閉弁位置に到達するように、スプリング110の荷重を大きくして、閉弁遅れ時間を短縮する方法が有効である。また、燃料噴射装置840に供給する燃料圧力が大きいほど、弁体114および可動子102に働く燃料圧力による力が増加するため、閉弁遅れ時間が小さくなる。例えば、弁体114が弁座118と接触する閉弁完了タイミングの各気筒の個体ばらつきの検知は、燃料圧力が高い条件、各気筒で燃料噴射装置840に供給する燃料圧力が同じ運転条件で行うと良い。この効果によって、燃料圧力が低い条件に比べて、閉弁完了タイミングでの磁気回路に発生している残留磁束が大きくなり、また、弁体114が弁座118に衝突する際の速度が増加し、弁体114が弁座118と接触した瞬間に可動子102が弁体114から離間することによる可動子102の加速度の変化が増加し、誘導起電力の変化も大きくなるため、端子間電圧Vinjもしくは電圧Vl2階微分値で閉弁完了タイミングを検出し易くなる。また、燃料噴射装置840に供給される燃料圧力が高くエンジンの負荷が大きい条件では、1吸気行程中に噴射する噴射量が大きくなり、燃料噴射装置840の上流に取り付けられた配管の圧力脈動の影響によって、燃料噴射装置840に供給する燃料圧力が変動することがある。この場合、閉弁完了タイミングの検知は、エンジン負荷が小さく各気筒の噴射量が同じアイドル運転などの条件で行うと良い。   In addition, when the voltage Vinj between the terminals of the fuel injection device 840 is small at the valve closing position where the valve body 114 and the valve seat 118 are in contact with each other, the change in the voltage value due to the change in the acceleration of the mover 102 becomes relatively small. A method of increasing the load of the spring 110 and shortening the valve closing delay time is effective so that the valve closing position is reached under the condition that the voltage Vinj between the terminals of the solenoid 105 is high. Further, as the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 increases, the force due to the fuel pressure acting on the valve body 114 and the mover 102 increases, and therefore the valve closing delay time decreases. For example, the individual variation of each cylinder at the valve closing completion timing at which the valve element 114 contacts the valve seat 118 is detected under the condition that the fuel pressure is high and the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 in each cylinder is the same. And good. Due to this effect, the residual magnetic flux generated in the magnetic circuit at the valve closing completion timing becomes larger than in the condition where the fuel pressure is low, and the speed when the valve body 114 collides with the valve seat 118 increases. The moment when the valve element 114 contacts the valve seat 118, the change in the acceleration of the mover 102 due to the movement of the mover 102 away from the valve element 114 increases, and the change in the induced electromotive force also increases. Alternatively, it becomes easy to detect the valve closing completion timing with the voltage Vl2 differential value. Further, under the condition where the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 is high and the engine load is large, the injection amount injected during one intake stroke increases, and the pressure pulsation of the pipe attached upstream of the fuel injection device 840 increases. The fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 may fluctuate due to the influence. In this case, the valve closing completion timing may be detected under conditions such as idle operation where the engine load is small and the injection amount of each cylinder is the same.

また、電圧VL2を検出してデータ処理をするためのマイコンをCPU801、IC802の他に設けてもよい。CPU801で電圧VL1、電圧VL2を検出してデータ処理を行う場合には、高いサンプリングレートでデータをA/D変換して、微分処理を行う必要があり、他のセンサからの信号を取り込む時の割り込み処理が発生する場合やCPU801の計算負荷が高いような条件では、電圧VL1、電圧VL2を検出して微分処理することが難しい場合がある。したがって、CPU801の他に設けたマイコンで電圧VL1、電圧VL2を検出して、マスキング処理と微分処理を行い、電圧VL1、電圧VL2の2階微分値を算出し、電圧の2階微分値が最小、最大となるタイミングを閉弁完了タイミング、開弁開始タイミングとして検出して、記憶させる機能をマイコンに持たせることで、CPU801とIC802の計算負荷の低減と、開弁完了タイミングの確実な検知を行うことができるため、噴射量の補正精度を向上させることができる。このマイコンは、CPU801もしくはIC802との相互に通信できる通信ラインを設けており、CPU801で圧力センサから取り込んだ燃料圧力の情報と、マイコンから送信されてきた閉弁完了タイミングの検知情報をCPU801に記憶させるように構成するとよい。このような構成とすることで、開弁開始・閉弁完了タイミングの検知をより確実に行うことができるため、各気筒の噴射量をより正確に制御することが可能となる。   In addition to the CPU 801 and the IC 802, a microcomputer for detecting the voltage VL2 and processing data may be provided. When the CPU 801 detects the voltage VL1 and the voltage VL2 and performs data processing, it is necessary to perform A / D conversion on the data at a high sampling rate and perform differential processing. When the signal from another sensor is captured When interrupt processing occurs or when the calculation load on the CPU 801 is high, it may be difficult to detect and differentiate the voltages VL1 and VL2. Therefore, the voltage VL1 and the voltage VL2 are detected by a microcomputer provided in addition to the CPU 801, masking processing and differentiation processing are performed, the second-order differential values of the voltages VL1 and VL2 are calculated, and the second-order differential value of the voltage is minimum. By detecting the maximum timing as the valve closing completion timing and the valve opening start timing, and having the function of storing them in the microcomputer, the calculation load of the CPU 801 and the IC 802 can be reduced, and the valve opening completion timing can be reliably detected. Since it can be performed, the correction accuracy of the injection amount can be improved. This microcomputer is provided with a communication line that can communicate with the CPU 801 or the IC 802, and the CPU 801 stores the fuel pressure information taken from the pressure sensor by the CPU 801 and the detection information of the valve closing completion timing transmitted from the microcomputer. It is good to comprise so that it may. With such a configuration, it is possible to more reliably detect the valve opening start timing and the valve closing completion timing, so that the injection amount of each cylinder can be controlled more accurately.

なお、閉弁完了タイミングを検知するための1つ目の代替手段として、噴射パルスTiの停止後にコイル105に流れるリーグ電流の変曲点を検出する方法が考えられる。駆動電流がコイル105に供給されている状態から噴射パルスTiを停止すると、スイッチング素子805、806、807が非通電となり、マイナス方向の昇圧電圧VHがコイル105に印加され、駆動電流は急速に低減される。駆動電流が0A近傍に到達したタイミングで、これまで逆起電圧により生じていた電圧が消滅し、昇圧電圧VH側へ帰還していた経路に電流が流れなくなることで、自動的にマイナス方向の昇圧電圧の印加は停止されるが、コイル105には僅かなりーク電流が流れる。このとき、スイッチング素子805、806、807はともにOFFとなっているため、リーグ電流はコイル105から、抵抗852、抵抗853を介して接地電位815側へ流れる。したがって、このリーク電流を検出するためには、抵抗852もしくは、853の両端電圧を測定するか、コイル105から接地電位815との間の経路にシャント抵抗を設けて、その両端電圧を測定する方法が考えられる。または、電流が0A近傍に到達して、マイナス方向の昇圧電圧VHの印加が停止されたタイミングでスイッチング素子806をONにして、リーク電流を抵抗808から接地電位815側に流すことで、抵抗値の精度が高いシャント抵抗である抵抗808の両端電圧を測定し、その電圧を微分処理することで、リーク電流の変曲点を検出することができ、弁体114の閉弁完了タイミングを検出できる。   As a first alternative means for detecting the valve closing completion timing, a method of detecting the inflection point of the league current flowing in the coil 105 after the injection pulse Ti is stopped is conceivable. When the injection pulse Ti is stopped while the drive current is supplied to the coil 105, the switching elements 805, 806, and 807 are de-energized, the negative boost voltage VH is applied to the coil 105, and the drive current is rapidly reduced. Is done. When the drive current reaches around 0A, the voltage that has been generated by the counter electromotive voltage disappears so far, and the current does not flow to the path that has been fed back to the boost voltage VH side. The voltage application is stopped, but the coil current slightly flows in the coil 105. At this time, since the switching elements 805, 806, and 807 are all OFF, the league current flows from the coil 105 to the ground potential 815 side through the resistors 852 and 853. Therefore, in order to detect this leakage current, the voltage across the resistor 852 or 853 is measured, or a shunt resistor is provided in the path between the coil 105 and the ground potential 815, and the voltage across the voltage is measured. Can be considered. Alternatively, when the current reaches around 0 A and the application of the negative boost voltage VH is stopped, the switching element 806 is turned on, and the leakage current is caused to flow from the resistor 808 to the ground potential 815 side. By measuring the voltage across the resistor 808, which is a highly accurate shunt resistor, and performing differential processing on the voltage, the inflection point of the leakage current can be detected, and the valve closing completion timing of the valve body 114 can be detected. .

また、弁体114が弁座118と接触した瞬間である閉弁完了タイミングを検知するための2つ目の代替手段として、各気筒のインジェクタもしくは、インジェクタを固定しているエンジン側に、加速度ピックアップを取り付け、弁体114が弁座118に衝突する際の衝撃もしくは、急激に燃料の噴射が停止されることで生じる水撃による振動を検出することで、閉弁完了タイミングを検知する方法も考えられる。この場合、各気筒の閉弁完了タイミングを精度良く検出するため、加速度ピックアップの取付位置は、インジェクタのハウジング側面円筒部に平面となる部分を設け、そこに固定し、加速度ピックアップを取付ネジ等を用いてハウジングに押しつけて固定することで、インジェクタの閉弁完了タイミングに伴う振動を検出し易くできる。また、この加速度ピックアップを用いた方法では、可動子102が、固定コア107と衝突する際の開弁完了タイミングも同時に検知することができる反面で、各インジェクタそれぞれに加速度ピックアップと、その出力電圧を増幅するためのアンプおよび、電圧信号とGND線の2つの配線が必要になる。また、精度良<検知を行うためには、加速度ピックアップで得られた高周波な振動波形を正確にデータ処理するためのサンプリングレートを高<する必要があるため、高性能なA/D変換器が必要となる。   Further, as a second alternative means for detecting the valve closing completion timing, which is the moment when the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118, an acceleration pickup is provided on the injector of each cylinder or on the engine side where the injector is fixed. A method of detecting the valve closing completion timing by detecting an impact when the valve body 114 collides with the valve seat 118 or a vibration caused by a water hammer caused by suddenly stopping the fuel injection is also considered. It is done. In this case, in order to accurately detect the valve closing completion timing of each cylinder, the accelerometer is attached to a cylindrical portion on the side surface of the injector housing and fixed to the accelerometer, and the accelerometer is attached to the accelerometer with a mounting screw or the like. By using and fixing to the housing, it is possible to easily detect the vibration accompanying the valve closing completion timing of the injector. Further, in the method using the acceleration pickup, the movable element 102 can simultaneously detect the valve opening completion timing when it collides with the fixed core 107. On the other hand, the acceleration pickup and the output voltage are set to each injector. An amplifier for amplification and two wirings of a voltage signal and a GND line are required. In addition, in order to perform detection with high accuracy, it is necessary to increase the sampling rate for accurately processing the high-frequency vibration waveform obtained by the accelerometer so that a high-performance A / D converter can be used. Necessary.

また、弁体114が弁座118と接触した瞬間である閉弁完了タイミングを検知するための3つ目の代替手段として、ノッキング検出用にインジェクタ上流のレール配管に設けられた圧力センサもしくは、エンジンに取り付けられらたノッキング検出用のセンサを用いる方法が考えられる。インジェクタから燃料が噴射されている状態では、レール配管の圧力が減少し、上流に取り付けられたポンプによって目標の燃料圧力となるように圧力減少分だけポンプが加圧動作を行う。弁体114が開弁状態から弁座118に衝突し、閉弁完了タイミングに到達すると、インジェクタ上流の燃料配管の圧力減少が停止するため、その圧力の変曲点を検出することで閉弁完了タイミングを検出する方法が考えられる。また、ノッキング検出用に用いられるセンサは一般的に振動を検出する振動ピックアップであるため、インジェクタの閉弁完了タイミングに伴う弁体114が弁座118に衝突することによって生じる閉弁時の振動と可動子102が固定コア107に衝突することで生じる開弁時の振動を検出することができ、開・閉弁完了タイミングを検知することができる。これを用いる場合、別気筒の開・閉弁完了タイミングおよび燃焼時の振動と検知している開弁完了タイミングと閉弁完了タイミングが一致しないように、アイドル運転などエンジンが低回転で負荷が小さい条件で開弁完了タイミングと閉弁完了タイミングを検知するとよい。   Further, as a third alternative means for detecting the valve closing completion timing that is the moment when the valve body 114 contacts the valve seat 118, a pressure sensor provided in the rail piping upstream of the injector for detecting knocking or an engine A method of using a sensor for detecting knocking attached to the device can be considered. In a state where fuel is being injected from the injector, the pressure in the rail pipe decreases, and the pump performs a pressurizing operation by the amount of the pressure decrease so that the target fuel pressure is reached by the pump attached upstream. When the valve body 114 collides with the valve seat 118 from the valve open state and reaches the valve closing completion timing, the pressure reduction of the fuel pipe upstream of the injector stops, and the valve closing is completed by detecting the inflection point of the pressure. A method for detecting timing is conceivable. Further, since a sensor used for detecting knocking is generally a vibration pickup that detects vibration, vibration at the time of valve closing caused by the collision of the valve body 114 with the valve seat 118 accompanying the valve closing completion timing of the injector It is possible to detect the vibration at the time of valve opening that occurs when the mover 102 collides with the fixed core 107, and it is possible to detect the timing of completion of opening and closing. When this is used, the engine is running at low speed and the load is small so that the opening and closing timings of other cylinders and the opening and closing timings detected by the vibrations during combustion do not match It is good to detect the valve opening completion timing and the valve closing completion timing under conditions.

通常エンジンでは、A/Fセンサ(空燃比センサ)からの指令値をCPU801で検出し、同じ運転条件においても各気筒の燃料噴射装置ごとに噴射パルス幅を微調整している。閉弁完了タイミングを検知する条件では、A/Fセンサからの指令値に基づいた噴射パルス幅の微調整を停止し、同じ噴射パルス幅が供給される条件で、開弁開始および閉弁完了タイミングを検知すると良い。このようにすることで、閉弁開始タイミングおよび閉弁完了タイミングを検知する際の流入空気のばらつき等、燃料噴射装置840の弁動作に伴う個体ばらつき以外の変動の影響を小さくすることができ、燃料噴射装置840の開弁開始タイミングおよび閉弁完了タイミングの各気筒の燃料噴射装置ごとのばらつきを精度良く検知できる。   In a normal engine, a command value from an A / F sensor (air-fuel ratio sensor) is detected by the CPU 801, and the injection pulse width is finely adjusted for each fuel injection device of each cylinder even under the same operating conditions. Under the condition for detecting the valve closing completion timing, fine adjustment of the injection pulse width based on the command value from the A / F sensor is stopped, and the valve opening start and valve closing completion timing are supplied under the condition that the same injection pulse width is supplied. Should be detected. By doing so, it is possible to reduce the influence of fluctuations other than individual variations accompanying the valve operation of the fuel injection device 840, such as variations in inflow air when detecting the valve closing start timing and the valve closing completion timing, It is possible to accurately detect variations in the fuel injection device 840 for each fuel injection device of each cylinder in the valve opening start timing and the valve closing completion timing.

また、噴射パルス幅Tiを停止し、弁体114が開弁状態から閉弁する際に、弁体114または可動子102が閉弁を開始してから、弁体114が弁座118と接触して、閉弁完了するまでは、駆動装置のスイッチング素子805、806、807の通電・・非通電の切替を行わないように駆動装置のスイッチング動作を制御すると良い。以上のように構成することで、端子間電圧VinjまたはVL電圧に、スイッチング素子805、806、807をスイッチングすることによる高周波の測定ノイズが重畳することがなくなるため、閉弁完了タイミングの検知の精度を向上させることができる。   Further, when the injection pulse width Ti is stopped and the valve body 114 is closed from the opened state, the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118 after the valve body 114 or the movable element 102 starts to close. Thus, until the valve closing is completed, the switching operation of the driving device may be controlled so that the switching elements 805, 806, and 807 of the driving device are not switched between energization and non-energization. With the above configuration, high-frequency measurement noise caused by switching the switching elements 805, 806, and 807 is not superimposed on the inter-terminal voltage Vinj or VL voltage. Can be improved.

次に、図13を用いて弁体114が目標リフトに到達するタイミングである開弁完了タイミングの検出方法について説明する。図13の駆動電流、電流の1階微分値、電流2階微分値および弁体114の変位量には、寸法公差によって生じる可動子102と弁体114に作用する力の変動によって、弁体の動作タイミングが異なる燃料噴射装置840の各個体3つのプロファイルを記載している。図13より、最初にソレノイド105に昇圧電圧VHを印加することで、急速に電流を増加させて、可動子102に作用する磁気吸引力を増加させる。その後、駆動電流がピーク電流値Ipeakに到達し、電圧遮断期間T2が終了するタイミングt1303までに、各気筒の燃料噴射装置である個体1、個体2、個体3の弁体114の開弁開始タイミングがくるように、ピーク電流値Ipeak、もしくはピーク電流到達時間Tpと電圧遮断期間T2を設定するとよい。バッテリ電圧VBの印加を続けて一定の電圧値1301が供給されている条件では、ソレノイド105への印加電圧の変化が小さいため、可動子102が閉弁位置からリフトを開始し、可動子102と固定コア107との間のギャップの縮小に伴う磁気抵抗の変化を誘導起電力の変化として検出することができる。弁体114および可動子102がリフトを開始すると、可動子102と固定コア107との間のギャップが縮小するため、誘導起電力が大きくなり、ソレノイド105に供給される電流が1303のように緩やかに減少する。可動子102が固定コア107に到達するタイミングすなわち、弁体114が目標リフトに到達したタイミング(以降、開弁完了タイミングと称する)でギャップの変化に伴う誘導起電力の変化が小さくなるため、電流値は1304のように緩やかに増加する。誘導起電力の大きさは、ギャップの他に電流値の影響を受けるが、バッテリ電圧VBのように昇圧電圧VHに比べて低い電圧が印加されている条件では、電流の変化が小さいため、ギャップが変化することによる誘導起電力の変化を電流で検出し易い。   Next, a method for detecting the valve opening completion timing, which is the timing at which the valve body 114 reaches the target lift, will be described with reference to FIG. The driving current, the first-order differential value of the current, the second-order differential value of the current, and the displacement amount of the valve body 114 shown in FIG. Three individual profiles of the fuel injection device 840 having different operation timings are described. As shown in FIG. 13, by first applying the boosted voltage VH to the solenoid 105, the current is rapidly increased to increase the magnetic attractive force acting on the mover. Thereafter, the valve opening start timings of the valve bodies 114 of the individual 1, individual 2, and individual 3 that are fuel injection devices of the respective cylinders are reached by timing t1303 when the driving current reaches the peak current value Ipeak and the voltage cutoff period T2 ends. It is preferable to set the peak current value Ipeak or the peak current arrival time Tp and the voltage cut-off period T2 so that. Under the condition in which the battery voltage VB is continuously applied and a constant voltage value 1301 is supplied, the change in the applied voltage to the solenoid 105 is small, so that the mover 102 starts to lift from the valve closing position, A change in magnetoresistance associated with a reduction in the gap with the fixed core 107 can be detected as a change in induced electromotive force. When the valve body 114 and the mover 102 start to lift, the gap between the mover 102 and the fixed core 107 is reduced, so that the induced electromotive force is increased and the current supplied to the solenoid 105 is gradually reduced as 1303. To decrease. Since the change in the induced electromotive force accompanying the change in the gap becomes small at the timing when the mover 102 reaches the fixed core 107, that is, the timing when the valve element 114 reaches the target lift (hereinafter referred to as valve opening completion timing), The value increases gradually as 1304. Although the magnitude of the induced electromotive force is affected by the current value in addition to the gap, since the change in current is small under the condition that a voltage lower than the boosted voltage VH is applied like the battery voltage VB, the gap It is easy to detect the change in the induced electromotive force due to the change in the current.

以上で説明した燃料噴射装置840の各気筒の個体1、個体2、個体3について、弁体114が目標リフトに到達したタイミングを駆動電流が減少から増加へ転ずる点として検出するために、電流の1階微分を行い、電流の1階微分値が0となるタイミングt113、t114、t115を開弁完了のタイミングとして検知するとよい。   In order to detect the timing when the valve body 114 reaches the target lift for the individual 1, individual 2, and individual 3 of each cylinder of the fuel injection device 840 described above, First-order differentiation is performed, and timings t113, t114, and t115 at which the first-order differential value of the current becomes 0 may be detected as the valve opening completion timing.

また、ギャップの変化によって生じる誘導起電力が小さいような駆動部および磁気回路の構成では、必ずしもギャップの変化によって、電流が減少しない場合があるが、開弁完了タイミングに到達することで、電流の傾きすなわち電流の微分値が変化するため、駆動装置で検出した電流の2階微分値の最大値を検出することで、開弁完了タイミングを検知でき、磁気回路やインダクタンス、抵抗値、電流の制約を受けずに、開弁完了タイミングを安定して検知することができ、噴射量の補正精度を高めることができる。   In addition, in the configuration of the drive unit and the magnetic circuit in which the induced electromotive force generated due to the change in the gap is small, the current may not necessarily decrease due to the change in the gap, but by reaching the valve opening completion timing, Since the slope, that is, the differential value of the current changes, the valve opening completion timing can be detected by detecting the maximum value of the second-order differential value of the current detected by the driving device, and the restrictions on the magnetic circuit, inductance, resistance value, and current Therefore, the valve opening completion timing can be detected stably, and the correction accuracy of the injection amount can be improved.

また、開弁完了タイミングの検知は、弁体114と可動子102が一体となった可動弁の構成においても、弁体114と可動子102の別体構造で説明した開弁完了タイミングの検知を同様の原理で検出することができる。   Further, the detection of the valve opening completion timing is performed by detecting the valve opening completion timing described in the separate structure of the valve body 114 and the movable element 102 even in the configuration of the movable valve in which the valve body 114 and the movable element 102 are integrated. It can be detected by the same principle.

ここで、第一実施例で燃料噴射装置840の磁気回路に使用する磁性材のBH特性を図14に示す。図14より、磁性材のBHカーブは、入力値である磁場と磁束密度の関係は非線形であり、磁化されていない磁性材に増加していく磁場を加えると、磁性材は磁化され始めて磁束密度が飽和磁束密度Bsに達するまで増加する。この過程で、磁場と磁束密度の傾きが大きい領域H1と、磁界と磁束密度の傾きが小さい領域H2が存在する。また、飽和磁束密度Bsに到達してから磁場を減少させていくと、磁性材が磁化する現象が時間的に遅れることによって、初期磁化曲線と異なる曲線を描く。燃料噴射装置840では、正方向の磁場を繰り返して与えることが多いため、初期磁化曲線と戻り曲線との間でヒステリシスのマイナーループを描く場合が多い。そこで、開弁開始および開弁完了タイミングを検知する条件では、ピーク電流Ipeakに到達するまで電流を増加させ、弁体114が変位するために必要な磁気吸引力を可動子102に発生させた後、開弁開始タイミングおよび開弁完了タイミングの前に駆動電流を急速に小さくする期間T2を設けることで、可動子102に働く磁気吸引力を低下させると良い。燃料噴射装置840のソレノイド105に供給される駆動電流がピーク電流値Ipeakのように開弁状態で弁体114を保持するのに必要な電流値と比べて高い条件では、ソレノイド105に供給される電流値が大きくなり、図14に示す通りに、磁界と磁束密度の傾きが小さい領域H2に位置することが多く、磁束密度が飽和に近い状態にある。本第一実施例においては、可動子102に開弁に必要な磁気吸引力を発生させた後に、負の方向の昇圧電圧VHを期間T2の間印加し、急速に電流を低下させることで、開弁開始タイミングおよび開弁完了タイミングでの駆動電流を小さくし、ピーク電流値Ipeakの条件での磁界と磁束密度の傾きに比べて、磁界と磁束密度の傾きを大きくすることができ、弁体114が開弁開始するタイミングでの可動子102の加速度の変化を電圧VL2の2階微分値の最大値としてより顕著に検出し易くできる。また、開弁完了タイミングも同様に、弁体114が変位を開始し、可動子102と固定コア107のギャップの縮小に伴う磁気抵抗の変化を誘導起電力の変化としてより顕著に検出し易くできる効果がある。   Here, the BH characteristic of the magnetic material used in the magnetic circuit of the fuel injection device 840 in the first embodiment is shown in FIG. From FIG. 14, the BH curve of the magnetic material has a non-linear relationship between the input magnetic field and the magnetic flux density. When an increasing magnetic field is applied to the non-magnetized magnetic material, the magnetic material begins to be magnetized and the magnetic flux density Increases until the saturation magnetic flux density Bs is reached. In this process, there is a region H1 where the gradient between the magnetic field and the magnetic flux density is large, and a region H2 where the gradient between the magnetic field and the magnetic flux density is small. Further, when the magnetic field is decreased after reaching the saturation magnetic flux density Bs, the phenomenon that the magnetic material is magnetized is delayed in time, thereby drawing a curve different from the initial magnetization curve. Since the fuel injection device 840 often repeatedly applies a positive magnetic field, a hysteresis minor loop is often drawn between the initial magnetization curve and the return curve. Therefore, under the condition for detecting the valve opening start timing and the valve opening completion timing, the current is increased until the peak current Ipeak is reached, and the magnetic attraction force necessary for displacing the valve body 114 is generated in the mover 102. It is preferable to reduce the magnetic attractive force acting on the mover 102 by providing a period T2 during which the drive current is rapidly reduced before the valve opening start timing and the valve opening completion timing. The drive current supplied to the solenoid 105 of the fuel injection device 840 is supplied to the solenoid 105 under a condition where the drive current is higher than the current value necessary for holding the valve body 114 in the valve open state, such as the peak current value Ipeak. The current value increases, and as shown in FIG. 14, the current value is often located in a region H2 where the gradient between the magnetic field and the magnetic flux density is small, and the magnetic flux density is near saturation. In the first embodiment, after generating the magnetic attractive force necessary for opening the movable element 102, the boosted voltage VH in the negative direction is applied during the period T2, and the current is rapidly decreased. The drive current at the valve opening start timing and the valve opening completion timing is reduced, and the gradient of the magnetic field and the magnetic flux density can be increased as compared with the gradient of the magnetic field and the magnetic flux density under the condition of the peak current value Ipeak. The change in the acceleration of the movable element 102 at the timing when the valve 114 starts to open can be more easily detected as the maximum value of the second-order differential value of the voltage VL2. Similarly, at the valve opening completion timing, the valve body 114 starts to be displaced, and the change in the magnetic resistance accompanying the reduction in the gap between the mover 102 and the fixed core 107 can be more easily detected as the change in the induced electromotive force. effective.

このように、開弁開始または完了タイミングを検出するときに、ピーク電流Ipeakに到達するまで電流を増加させた後に負の方向の昇圧電圧VHまたは0Vを印加することは必ずしも必須ではないが、このようにすることで開弁開始または完了タイミングをより精度良<検出することが可能となる。   As described above, when detecting the valve opening start or completion timing, it is not always necessary to apply the boosted voltage VH or 0 V in the negative direction after increasing the current until the peak current Ipeak is reached. By doing so, it becomes possible to detect the valve opening start or completion timing with better accuracy.

また、開弁完了タイミングを検知するに当たり、ピーク電流値Ipeakに到達した時刻、もしくは、負の方向の昇圧電圧VHの印加が終了した時刻から駆動装置へ与えておいた一定時間経過後からのある期間における電流値のみを検出して、電流値の1階微分処理によって行うと良い。このような構成とすることで、昇圧電圧VHのON・OFFを行うタイミングにおいては、電流値が急速に変化するため、開弁完了タイミングではない時刻に駆動装置に予め与えておく閥値を電流の1階微分値が超えてしまう誤検知を抑制することができ、開弁完了タイミングの検知精度を向上させることができる。なお、負方向の昇圧電圧VHの印加が停止した後に、バッテリ電圧源VBから電圧値1301が供給されている期間に、IC802に予め設定しておく目標の電流値Ih1に到達しないようにピーク電流値Ipeakと負方向の昇圧電圧VHを印加する期間Thbを調整すると良い。この効果によって、弁体114が目標リフトに到達する前に駆動電流が目標の電流値Ih1に到達すると、駆動装置では、電流Ih1を一定に保つように制御されるため、電流の1階微分値が0点を繰り返し通過するため、誘導起電力の変化を駆動電流で検知できなくなる問題を解決できる。   Further, in detecting the valve opening completion timing, there is a time after the elapse of a certain time given to the driving device from the time when the peak current value Ipeak is reached or the time when the application of the negative boost voltage VH is completed. It is preferable to detect only the current value in the period and perform the first-order differentiation process of the current value. By adopting such a configuration, the current value changes rapidly at the timing when the boosted voltage VH is turned ON / OFF. Therefore, the threshold value previously given to the drive device at a time that is not the valve opening completion timing is Can be suppressed, and the detection accuracy of the valve opening completion timing can be improved. Note that the peak current is set so as not to reach the target current value Ih1 set in advance in the IC 802 during the period in which the voltage value 1301 is supplied from the battery voltage source VB after the application of the negative boost voltage VH is stopped. The period Thb during which the value Ipeak and the negative boost voltage VH are applied may be adjusted. Due to this effect, if the drive current reaches the target current value Ih1 before the valve body 114 reaches the target lift, the drive device is controlled to keep the current Ih1 constant. Can pass through the zero point repeatedly, so that it is possible to solve the problem that the change in the induced electromotive force cannot be detected by the drive current.

また、一定の電圧値1102を印加している状態から、負方向の昇圧電圧VHもしくは、電圧の印加を停止(0Vの印加)して、電流値を図7の電流704に到達させ、その後バッテリ電圧VBのON ・ OFFを繰り返すことで、電流703となるようにスイッチング素子605、606、607を制御]する。噴射パルス幅TiをONにしてから電流値Ih1に到達するまでの時間は、弁体114の個体差および燃料圧力の変化に伴う開弁完了タイミングのばらつきによって異なる。噴射パルス幅Tiを停止した時の磁気吸引力は、噴射パルス幅TiをOFFにしたときの駆動電流の値に大きく依存し、駆動電流が大きいと磁気吸引力が大きくなり、閉弁遅れ時間が増加する。逆に、噴射パルス幅TiをOFFにした時の駆動電流が小さいと、時吸引力が小さくなり、閉弁遅れ時間が減少する。以上で説明した通り、開弁完了を検知する条件において、噴射パルス幅TiをOFFにするタイミングでの電流値は、個体ごとに同じ電流703となることが望ましいため、一定の電圧値1102から負の方向の昇圧電圧VHを印加するもしくは、電圧の印加を停止するタイミングは、噴射パルス幅TiをONにしてからの時間もしくは、ピーク電流値Ipeakに到達してからの時間で制御すると良い。   Further, from the state where the constant voltage value 1102 is applied, the application of the negative boost voltage VH or the voltage is stopped (application of 0 V), and the current value reaches the current 704 in FIG. By repeating ON / OFF of the voltage VB, the switching elements 605, 606, and 607 are controlled so that the current 703 is obtained. The time from when the injection pulse width Ti is turned on until the current value Ih1 is reached varies depending on the individual difference of the valve body 114 and the variation in the valve opening completion timing accompanying the change in the fuel pressure. The magnetic attraction force when the injection pulse width Ti is stopped depends greatly on the value of the drive current when the injection pulse width Ti is turned off. When the drive current is large, the magnetic attraction force increases and the valve closing delay time increases. To increase. On the contrary, if the drive current when the injection pulse width Ti is turned OFF is small, the hourly suction force becomes small and the valve closing delay time is reduced. As described above, the current value at the timing at which the injection pulse width Ti is turned OFF is desirably the same current 703 for each individual under the condition for detecting the completion of valve opening. The timing of applying the boosted voltage VH in the direction or stopping the application of the voltage may be controlled by the time after the injection pulse width Ti is turned ON or the time after the peak current value Ipeak is reached.

第一実施例における各気筒の噴射量ばらつきの検知および推定方法では、噴射パルス幅Tiを供給してから開弁完了するまでの時間を開弁遅れ時間として、各気筒の燃料噴射装置840ごとに記憶させ、予めCPU801に与えておいた開弁遅れ時間の中央値からの乖離値を算出し、乖離値に応じて次回噴射以降の噴射パルス幅Tiの補正値を算出して、開弁遅れ時間の検知情報に基づいて噴射パルス幅Tiを各気筒の燃料噴射装置840ごとに補正するとよい。開弁遅れ時間の検知情報に基づいて噴射パルス幅Tiを補正することで、公差のばらつきに伴う開弁遅れ時間のばらつきによって生じる噴射量の個体ばらつきを低減することができる。   In the method for detecting and estimating the variation in the injection amount of each cylinder in the first embodiment, the time from the supply of the injection pulse width Ti to the completion of the valve opening is defined as the valve opening delay time for each fuel injection device 840 of each cylinder. The deviation value from the median value of the valve opening delay time stored in advance and given to the CPU 801 is calculated, and the correction value of the injection pulse width Ti after the next injection is calculated according to the deviation value, and the valve opening delay time is calculated. The injection pulse width Ti may be corrected for each fuel injection device 840 of each cylinder based on the detected information. By correcting the injection pulse width Ti based on the detection information of the valve opening delay time, it is possible to reduce individual variations in the injection amount caused by variations in the valve opening delay time due to variations in tolerance.

続いて、本実施例において検知した燃料噴射装置840の開弁完了タイミングの情報を用いて、中間リフト動作を行う場合の制御方法について説明する。弁体114が目標リフトに到達せずに、中間リフト動作を行う条件では、噴射量の個体ばらつきは、開弁開始・閉弁完了タイミングのばらつきで決まる。しかしながら、駆動装置と燃料噴射装置を接続した状態で燃料噴射装置が駆動されていない段階では、開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングを検知するための中間リフト動作を行っていないため、駆動装置で演算される噴射量を得るための噴射パルス幅を出力して、中間リフト動作させた場合、各気筒の燃料噴射装置によっては想定していた噴射量に対しての噴射量ばらつきが大きくなり、混合気の燃料がリッチもしくはりーンな状態となり、場合によっては失火する可能性がある。したがって、最初に中間リフト動作させる前に、弁体114が目標リフトに到達する条件で、開弁完了タイミングを検知して、開弁開始タイミングを推定する必要がある。この場合、開弁完了タイミングの検知用波形を用いて検知レて、駆動装置に記憶させた各気筒の燃料噴射装置ごとの開弁遅れ時間に補正係数を乗じて、開弁開始タイミングを推定すると良い。また、開弁開始タイミングを精度良く推定するためには、開弁完了タイミングと開弁開始タイミングとの相関係数が高い必要があるため、開弁完了タイミングに影響する弁体114に作用する燃料圧力による差圧力が小さくなる低撚圧の条件での開弁遅れ時間の情報から開弁開始タイミングを推定すると良い。   Next, a control method in the case of performing an intermediate lift operation using information on the valve opening completion timing of the fuel injection device 840 detected in the present embodiment will be described. Under the condition in which the valve body 114 does not reach the target lift and the intermediate lift operation is performed, the individual variation in the injection amount is determined by the variation in the valve opening start timing and the valve closing completion timing. However, when the fuel injection device is not driven in a state where the drive device and the fuel injection device are connected, the intermediate lift operation for detecting the valve opening start timing and the valve closing completion timing is not performed. When an intermediate pulse is output by outputting the injection pulse width to obtain the calculated injection amount, the injection amount variation with respect to the assumed injection amount increases depending on the fuel injection device of each cylinder, and mixing Qi fuel may be rich or lean and in some cases misfire. Therefore, before the first intermediate lift operation is performed, it is necessary to detect the valve opening completion timing and estimate the valve opening start timing under the condition that the valve body 114 reaches the target lift. In this case, the valve opening completion timing is estimated by multiplying the valve opening delay time for each fuel injection device of each cylinder stored in the drive device by the correction coefficient using the detection waveform of the valve opening completion timing. good. Further, in order to accurately estimate the valve opening start timing, the correlation coefficient between the valve opening completion timing and the valve opening start timing needs to be high, so that the fuel acting on the valve body 114 that affects the valve opening completion timing. The valve opening start timing may be estimated from information on the valve opening delay time under the low twist pressure condition in which the differential pressure due to the pressure is small.

次に、図4、図15、図16、図17を用いて中間リフトでの噴射量を補正方法についで説明する。なお、図15は、図4おける点402より小さい噴射パルス幅の領域での噴射量補正のフローチャートである。   Next, a method for correcting the injection amount at the intermediate lift will be described with reference to FIGS. 4, 15, 16, and 17. FIG. 15 is a flowchart of the injection amount correction in the region of the injection pulse width smaller than the point 402 in FIG.

最初に中間リフト動作を行う場合においては、各気筒の中間リフト動作中の開弁開始および開弁完了タイミングの検知情報を駆動装置が得ていないため、弁体114が目標リフトに到達する条件で各気筒の燃料噴射装置840ごとに検知した開弁遅れ時間と閉弁遅れ時間に、予めCPU801に与えておく補正係数を乗じて、閉弁完了タイミングおよび開弁開始タイミングを推定し、推定した開弁開始タイミングTa’と閉弁完了タイミングTbから算出される中間リフトでの実噴射期間(Tb−Ta’)を算出し、予めCPU801に与えておく設定値と実噴射期間(Tb−Ta’)の乖離値だけ、噴射パルス幅Tiを補正して中間リフト動作を行うと良い。また、図15より、検知情報である実噴射期間(Tb−Ta’)と弁体114が目標リフト位置で静止している条件で、燃料噴射装置840から噴射される単位時間当たりの流量Qst(以降、静流と称する)を乗じた値、(Tb−Ta’)・Qstと噴射量の関係を関数化して、駆動装置のCPU801に予め設定しておく。図16より、例えば、噴射量と(Tb−Ta’)・Qstの関係は、1次近似の関係で求めることができる。図17より、各噴射パルス幅での検知情報(Tb−Ta’)・Qstを取得し、噴射パルス幅Tiと検知情報(Tb−Ta’)・Qstの関係より、検知情報から各気筒の係数を決定する。検知情報(Tb−Ta’)・Qstと噴射パルス幅Tiの関係は、例えば、1次近似の関係で表すことができ、各個体1、2、3の関数の係数、a1、b1、a2、b2、a3、b3の係数を検知情報から算出することができる。噴射パルス幅Tiが異なる2点の検知情報をCPU801で検知し、係数を算出することができる。以上で説明したフローチャートによって、CPU801で要求噴射量が決定した場合に、気筒ごとに噴射パルス幅Tiを補正することで、中間リフトでの噴射量を補正することができ、精密かつ微少な噴射量制御が可能となる。   When performing the intermediate lift operation for the first time, the drive device does not obtain the detection information of the valve opening start and valve opening completion timing during the intermediate lift operation of each cylinder, so that the valve element 114 reaches the target lift. The valve opening completion time and the valve opening start timing are estimated by multiplying the valve opening delay time and the valve closing delay time detected for each fuel injection device 840 of each cylinder by a correction coefficient given to the CPU 801 in advance. The actual injection period (Tb−Ta ′) at the intermediate lift calculated from the valve start timing Ta ′ and the valve closing completion timing Tb is calculated, and the preset value and the actual injection period (Tb−Ta ′) given to the CPU 801 in advance. It is preferable to perform the intermediate lift operation by correcting the injection pulse width Ti by the deviation value of. Further, from FIG. 15, the flow rate Qst (per unit time) injected from the fuel injection device 840 under the condition that the actual injection period (Tb−Ta ′) as the detection information and the valve body 114 are stationary at the target lift position. Hereinafter, the relationship between the value obtained by multiplying by (static flow), (Tb−Ta ′) · Qst, and the injection amount is functionalized and set in advance in the CPU 801 of the driving device. From FIG. 16, for example, the relationship between the injection amount and (Tb−Ta ′) · Qst can be obtained as a first-order approximation relationship. From FIG. 17, detection information (Tb−Ta ′) · Qst at each injection pulse width is acquired, and the coefficient of each cylinder is determined from the detection information based on the relationship between the injection pulse width Ti and the detection information (Tb−Ta ′) · Qst. To decide. The relationship between the detection information (Tb−Ta ′) · Qst and the injection pulse width Ti can be expressed by, for example, a first-order approximation, and the coefficients of the functions of the individuals 1, 2, and 3, a1, b1, a2, The coefficients b2, a3, and b3 can be calculated from the detection information. The CPU 801 can detect detection information at two points with different ejection pulse widths Ti, and calculate a coefficient. According to the flowchart described above, when the required injection amount is determined by the CPU 801, the injection amount at the intermediate lift can be corrected by correcting the injection pulse width Ti for each cylinder. Control becomes possible.

次に、図18を用いて、中間リフトでの検知情報を得るための燃料噴射装置840の制御方法について説明する。   Next, a control method of the fuel injection device 840 for obtaining detection information at the intermediate lift will be described with reference to FIG.

本実施例における燃料噴射装置と駆動装置とで構成される燃料噴射システムでは、中間リフト条件での開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングを、燃料噴射装置に供給する燃料圧力および噴射パルスTiが異なる条件で複数回取得する必要がある。しかしながら、中間リフトでの検知情報を得ていない場合、弁体114が目標リフトに到達する条件での開弁完了タイミングと閉弁完了タイミングから中間リフトでの噴射量を推定し、中間リフト動作を行う必要がある。この場合、目標の噴射量からの乖離値が大きくなり、吸入する空気と燃料の比率(空燃比)が、リッチ、およびりーンな状態となり、不安定な燃焼によって未燃焼物質が多く排出され、排気性能が悪化し、場合によっては失火を起こす可能性がある。   In the fuel injection system constituted by the fuel injection device and the drive device in this embodiment, the fuel pressure supplied to the fuel injection device and the injection pulse Ti differ between the valve opening start timing and the valve closing completion timing in the intermediate lift condition. It is necessary to acquire multiple times depending on the condition. However, when the detection information at the intermediate lift is not obtained, the injection amount at the intermediate lift is estimated from the valve opening completion timing and the valve closing completion timing under the condition that the valve body 114 reaches the target lift, and the intermediate lift operation is performed. There is a need to do. In this case, the deviation value from the target injection amount becomes large, the ratio of air to fuel to be sucked (air-fuel ratio) becomes rich and lean, and a lot of unburned substances are discharged by unstable combustion, Exhaust performance may deteriorate and in some cases misfire may occur.

図18より、1吸排気行程中の噴射を複数回に分割して、各気筒の噴射量のばらつきが既知である弁体114が目標リフトに達する条件で一定量の噴射を行い、その後またはその前に、中間リフトでの噴射を行うことで、中間リフト動作時における開弁開始タイミングおよび閉弁完了タイミングを検知することができる。このとき、弁体114の変位量の積分値が噴射量に相当し、弁体114が目標リフトに到達する条件での噴射量に比べて、中間リフトでの噴射量の方が小さいように設定するとよい。これにより、1吸排気行程中の噴射量の多くは、目標リフトに到達する条件での噴射量で決まるため、中間リフトでの噴射量が目標値と乖離していたとしても、失火を抑制できる効果がある。   From FIG. 18, the injection during one intake / exhaust stroke is divided into a plurality of times, and a certain amount of injection is performed under the condition that the valve body 114 whose variation in the injection amount of each cylinder is known reaches the target lift. Before performing the injection with the intermediate lift, it is possible to detect the valve opening start timing and the valve closing completion timing during the intermediate lift operation. At this time, the integral value of the displacement amount of the valve body 114 corresponds to the injection amount, and is set so that the injection amount at the intermediate lift is smaller than the injection amount when the valve body 114 reaches the target lift. Good. As a result, since most of the injection amount during one intake / exhaust stroke is determined by the injection amount under the condition of reaching the target lift, misfire can be suppressed even if the injection amount at the intermediate lift deviates from the target value. effective.

中間リフトの条件で、閉弁完了タイミングの検知情報を得るための噴射は、1吸排気行程中で1回乃至複数回行っても良い。1吸排気行程中で中間リフトの動作を複数回行い、1回目の中間リフト動作と2回目の中間リフト動作で異なる噴射パルス幅Tiを用いることで、噴射量を補正するための閉弁完了タイミングの検知情報を複数同時に得ることができる。また、開弁開始タイミングの検知情報が既に得られている場合、中間リフトでの駆動波形は、図15に示す、2回目の噴射の波形を用いる必要はなく、実際に中間リフト動作の噴射を行う場合に適した電流波形を用いれば良い。以上の方法によれば、燃焼安定性を維持しつつ、中間リフトでの閉弁完了タイミングの検知情報を得ることが可能となるため、短時間で中間リフト条件での各気筒の燃料噴射装置の個体ばらつきを補正できかつ微少な燃料噴射を行うことが可能となる。   The injection for obtaining the detection information of the valve closing completion timing under the condition of the intermediate lift may be performed once or a plurality of times in one intake / exhaust stroke. The valve closing completion timing for correcting the injection amount by performing the intermediate lift operation a plurality of times during one intake / exhaust stroke and using different injection pulse widths Ti in the first intermediate lift operation and the second intermediate lift operation. A plurality of detection information can be obtained simultaneously. Further, when the detection information of the valve opening start timing has already been obtained, it is not necessary to use the waveform of the second injection shown in FIG. What is necessary is just to use the current waveform suitable for performing. According to the above method, it is possible to obtain the detection information of the valve closing completion timing in the intermediate lift while maintaining the combustion stability, so that the fuel injection device of each cylinder in the intermediate lift condition in a short time Individual variations can be corrected and minute fuel injection can be performed.

また、本実施例における手法によれば、中間リフトでの個体ばらつきのみではなく、弁体114が目標リフトに達する条件で駆動される場合においても、閉弁完了タイミングの個体ばらつきによって生じる各気筒のインジェタクの噴射量ばらつきを低減することができる。これは、噴射パルスTiを停止してから弁体114が閉弁を開始して開弁完了タイミングの個体ばらつきは、セットスプリング荷重や磁気吸引力を決める寸法の公差変動によって生じる。よって、閉弁完了タイミングが早い個体については、可動子102が固定コア107から離間して、弁体114が閉弁を開始する閉弁開始タイミングも早くなる。したがって、閉弁完了タイミングの変動時間に、フルリフトでの単位時間当たりの流量を積算した値が、閉弁完了タイミングの個体ばらつきによる噴射量の変動量に相当するため、閉弁完了タイミングを検知することで、弁体114が開弁状態から閉弁完了タイミングに達するまでの噴射量ばらつきをECUで導出することができる。また、ECUで検知した各気筒のインジェクタの開弁開始タイミングと開弁完了タイミングの情報から推定できる弁体114の傾きから、弁体114が目標リフトに達するまでに噴射した噴射量を導出することができるため、閉弁完了タイミングから推定した噴射量ばらつきと合わせて、各気筒のインジェクタの噴射量ばらつきをECUで検出することができ、噴射パルス幅Tiの補正と電流設定値の補正によって、弁体114が目標リフトに達する条件における噴射量を補正することが可能となる。   Further, according to the method in the present embodiment, not only the individual variation at the intermediate lift, but also when the valve body 114 is driven under the condition of reaching the target lift, Variation in the injection amount of the injector can be reduced. This is because the individual dispersion of the valve opening completion timing after the valve body 114 starts closing after the injection pulse Ti is stopped is caused by a tolerance fluctuation of a dimension that determines the set spring load and the magnetic attractive force. Therefore, for an individual whose valve closing completion timing is early, the movable element 102 is separated from the fixed core 107, and the valve closing start timing at which the valve body 114 starts closing is also earlier. Therefore, the value obtained by adding the flow rate per unit time at the full lift to the fluctuation time of the valve closing completion timing corresponds to the amount of fluctuation in the injection amount due to individual variation in the valve closing completion timing, and therefore the valve closing completion timing is detected. Thus, the injection amount variation until the valve body 114 reaches the valve closing completion timing from the valve open state can be derived by the ECU. Further, the injection amount that is injected until the valve body 114 reaches the target lift is derived from the inclination of the valve body 114 that can be estimated from the information of the valve opening start timing and the valve opening completion timing of the injectors detected by the ECU. Therefore, it is possible to detect the injection amount variation of the injector of each cylinder together with the injection amount variation estimated from the valve closing completion timing, and to correct the valve by correcting the injection pulse width Ti and the current setting value. It is possible to correct the injection amount under the condition that the body 114 reaches the target lift.

さらに図18記載のように、中間リフト動作での開弁開始タイミングおよび閉弁完了タイミングの情報を取得した後には、1吸気行程中に行う分割噴射を中間リフトの動作で行うと良い。中間リフトで動作する場合、弁体114が目標リフトに達して動作する場合に比べて、噴射パルスTiを停止してから弁体114および可動子102a、可動子102bが閉弁方向に加速する時間が短い。したがって、弁体114が弁座118と接触するタイミングでの弁体114、可動子102a、可動子102bの速度を低減することができるため、弁体114が閉弁後に可動子102aが閉弁方向に放物運動して、戻しばね112によって再び弁体114と接触する位置まで戻ってくるまでの時間が短くできる。可動子102bが運動している最中に、分割噴射における次の噴射の噴射パルスを印加すると、可動子102bに作用する磁気吸引力に加えて可動子102bが有する運動エネルギーによって、噴射パルスをONにしてから可動子102bが弁体114に衝突するまでの時間が短くなることで、弁体114の開弁開始タイミングが早くなり、1回目の噴射と2回目の噴射で噴射量がばらつく要因となる。本実施例においては、開弁開始遅れ時間および閉弁完了遅れ時間を各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置に記憶させることで、1吸排気行程中における分割噴射を、中間リフト動作で行うことができ、その結果、弁体114が閉弁してから次の噴射を行う噴射間隔を低減することができるため、分割噴射の回数を増加させることができ、より精密な噴射量制御と、噴射タイミングの制御が可能となることで、混合気の均質度を向上させることができる。また、中間リフトでは、弁体114が目標リフトに到達して駆動される場合に比べて、噴射量が小さいため、噴射した燃料の噴霧の貫徹力を弱めることができるため、燃料のピストン付着やシリンダ壁面付着を抑制することができ、すすを含む未燃焼粒子PMや未燃焼粒子の数PNを低減でき、排気ガスをよりクリーンにすることができる。   Further, as shown in FIG. 18, after acquiring information on the valve opening start timing and the valve closing completion timing in the intermediate lift operation, it is preferable to perform the divided injection performed in one intake stroke by the intermediate lift operation. When operating with an intermediate lift, the time required for the valve body 114, the movable element 102a, and the movable element 102b to accelerate in the valve closing direction after the injection pulse Ti is stopped, as compared to when the valve element 114 reaches the target lift and operates. Is short. Accordingly, since the speed of the valve body 114, the movable element 102a, and the movable element 102b at the timing when the valve body 114 contacts the valve seat 118 can be reduced, the movable element 102a is closed in the valve closing direction after the valve body 114 is closed. Thus, the time required for the parabola to return to the position where the return spring 112 comes into contact with the valve body 114 again can be shortened. When the injection pulse of the next injection in the divided injection is applied while the mover 102b is moving, the injection pulse is turned on by the kinetic energy of the mover 102b in addition to the magnetic attractive force acting on the mover 102b. The time until the movable element 102b collides with the valve body 114 is shortened, and the valve opening start timing of the valve body 114 is earlier, and the injection amount varies between the first injection and the second injection. Become. In the present embodiment, the valve opening start delay time and the valve closing completion delay time are stored in the drive device for each fuel injection device of each cylinder, so that divided injection during one intake / exhaust stroke is performed by an intermediate lift operation. As a result, since the injection interval for performing the next injection after the valve body 114 is closed can be reduced, the number of divided injections can be increased, and more precise injection amount control and injection can be performed. Since the timing can be controlled, the homogeneity of the air-fuel mixture can be improved. Further, in the intermediate lift, since the injection amount is small compared to the case where the valve body 114 is driven by reaching the target lift, the penetration force of the spray of the injected fuel can be weakened. The cylinder wall surface adhesion can be suppressed, the number of unburned particles PM including soot and the number PN of unburned particles can be reduced, and the exhaust gas can be made cleaner.

図19乃至図24を用いて、本発明の第2実施例における燃料噴射装置および駆動装置の構成について説明する。図19は、本実施例における燃料噴射装置について、弁体が弁座と接触している閉弁状態での駆動部断面を示す拡大図である。図20は、燃料噴射装置の弁体先端部の縦断面を拡大した図である。図21は、本実施例における燃料噴射装置について、開弁状態での駆動部断面を示す拡大図である。図22は、弁体が開弁状態から閉弁を開始し、弁座118と接触した瞬間の駆動部断面の拡大図である。図23は、本実施例における駆動装置の構成を示した図である。図24は、中間リフト状態で最大リフトから閉弁する際の第二の弁体1907および第二の可動子1902の変位量、電圧VLをCPU801で検出するための端子2306と接地電位815との電位差である電圧VL4、電圧VL4の2階微分値と噴射パルスOFF後の時間の関係を示した図である。なお、図19、図20、図21、22において、図1、図2と同等の部品については、同じ記号を用いる。また、図21、図22において、図19と同一の部品については、同じ記号を用いる。また、図23において、図8と同等の部品については、同じ記号を用いる。   The configuration of the fuel injection device and the drive device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is an enlarged view showing a cross section of the drive unit in the valve closing state in which the valve body is in contact with the valve seat in the fuel injection device according to the present embodiment. FIG. 20 is an enlarged view of the longitudinal section of the valve body tip of the fuel injection device. FIG. 21 is an enlarged view showing a section of the drive section in the valve open state for the fuel injection device in the present embodiment. FIG. 22 is an enlarged view of a cross section of the drive unit at the moment when the valve body starts to close from the open state and contacts the valve seat 118. FIG. 23 is a diagram showing the configuration of the driving device in the present embodiment. FIG. 24 shows the relationship between the terminal 2306 and the ground potential 815 for detecting the displacement amount and voltage VL of the second valve element 1907 and the second movable element 1902 when the valve is closed from the maximum lift in the intermediate lift state. It is the figure which showed the relationship between the voltage VL4 which is an electrical potential difference, the 2nd-order differential value of voltage VL4, and the time after injection pulse OFF. 19, 20, 21, and 22, the same symbols are used for parts equivalent to those in FIGS. 1 and 2. 21 and 22, the same symbols are used for the same components as in FIG. In FIG. 23, the same symbols are used for parts equivalent to those in FIG.

最初に、図19、図20を用いて、本実施例における弁体と弁座118が接触している閉弁状態での燃料噴射装置の駆動部構造および構成について説明する。図19より、第二の弁体1907には、上部に第一の規制部1910を備えており、また、第二の弁体1907には、第二の規制部1908が結合されている。第二の可動子1902には、初期位置ばね1909を支持するための第一の部材1903が、接合部1904で第二の可動子1902に接合されている。第二の可動子1902は、第一の規制部1910と第二の規制部1908との間を相対移動することが可能である。第二の弁体1907と弁座118が接触している閉弁状態において、第二の弁体1907には、スプリング110による荷重と第二の弁体1907と弁座118の接触位置のシート径d2の面積と燃料圧力の積となる流体力(以降、差圧力と称する)が閉弁方向に作用している。また、第二の可動子1902は、初期値ばね1909の荷重で閉弁方向に付勢され、第二の規制部1908と接触して静止している。この閉弁状態において、第二の規制部1910と第二の可動子1902との間には。隙間1901を有している。また、第二の弁体1907が弁座118と接触している状態では、第二の可動子の上部と下部の圧力差がないため、第二の可動子には差圧力が作用しない。また、第二の弁体1907の中心には、縦孔燃料通路1905が形成されており、横孔燃料通路1906を抜けて燃料が下流へ流れられる構成となっている。   First, the structure and configuration of the drive unit of the fuel injection device in the closed state in which the valve body and the valve seat 118 are in contact with each other will be described with reference to FIGS. 19 and 20. From FIG. 19, the second valve body 1907 is provided with a first restricting portion 1910 at the top, and the second restricting portion 1908 is coupled to the second valve body 1907. A first member 1903 for supporting the initial position spring 1909 is joined to the second mover 1902 at the joint 1904 at the second mover 1902. The second movable element 1902 can be relatively moved between the first restricting portion 1910 and the second restricting portion 1908. In the closed state in which the second valve body 1907 and the valve seat 118 are in contact with each other, the second valve body 1907 includes a load by the spring 110 and a seat diameter at a contact position between the second valve body 1907 and the valve seat 118. A fluid force (hereinafter referred to as differential pressure) that is the product of the area of d2 and the fuel pressure acts in the valve closing direction. Further, the second movable element 1902 is urged in the valve closing direction by the load of the initial value spring 1909 and is stationary in contact with the second restricting portion 1908. In this valve-closed state, between the second restricting portion 1910 and the second movable element 1902. There is a gap 1901. Further, when the second valve body 1907 is in contact with the valve seat 118, there is no pressure difference between the upper part and the lower part of the second mover, and therefore no differential pressure acts on the second mover. Further, a vertical hole fuel passage 1905 is formed at the center of the second valve body 1907, and the fuel flows through the horizontal hole fuel passage 1906 to the downstream.

図23を用いて第二実施例における駆動装置の構成について説明する。第二実施例の駆動装置における第一実施例の駆動装置との差異は、閉弁完了タイミングを検知するための電圧の測定箇所を、電圧VL1から電圧VLに変更し、アクティブローパスフィルタ860と燃料噴射装置840の接地電位(GND)側端子2301と抵抗R81との間にコンデンサC83を設けることで、コンデンサC81、C83、抵抗器R81、R82、オペアンプ820で構成されるアナログ微分回路2203を設け、電圧VLの1階微分処理をアナログ的に駆動装置で行い、VLの1階微分値の信号をCPU801のA/D変換ポートに入力する点である。このアナログ微分回路2203においては、VL電圧を分圧しない構成においては、ソレノイド105の接地電位(GND)側端子と接地電位(GND)との間の電位差を検出しているため、VL電圧の電圧値の最大値は、ソレノイド105に負の方向の電圧を印加する条件での高い電圧値、例えば60Vとなる。電圧VLを検出するための測定端子2301とオペアンプ820との間にコンデンサC1を配置することで、オペアンプ820に入力される電圧を小さくすることができるため、オペアンプ820とCPU801のA/Dコンバーターに必要な耐電圧を低減することができ、オペアンプ820とCPU801のコストを低減することができる。また、この構成によれば、第一実施例で用いた電圧VLを分圧するために必要な抵抗器853を無<すことができるため、駆動装置のコスト低減に繋がる。また、アナログ微分回路2203で微分処理を行うことで、駆動装置のVL電圧に重畳する高周波なノイズを低減することができ、1階微分処理後の電圧値をCPU801に入力する構成とすることで、CPU801のA/D変換ポートに必要な時間分解能を低減することができ、CPU801のフィルタリング処理や、デジタル微分演算処理の負荷を低減することができる。   The configuration of the drive device in the second embodiment will be described with reference to FIG. The difference between the driving device of the second embodiment and the driving device of the first embodiment is that the voltage measurement point for detecting the valve closing completion timing is changed from the voltage VL1 to the voltage VL, and the active low-pass filter 860 and the fuel are changed. By providing a capacitor C83 between the ground potential (GND) side terminal 2301 of the injection device 840 and the resistor R81, an analog differentiating circuit 2203 including capacitors C81 and C83, resistors R81 and R82, and an operational amplifier 820 is provided. The first-order differential processing of the voltage VL is performed in an analog manner by the driving device, and a signal of the first-order differential value of VL is input to the A / D conversion port of the CPU 801. In the analog differentiating circuit 2203, in the configuration in which the VL voltage is not divided, the potential difference between the ground potential (GND) side terminal of the solenoid 105 and the ground potential (GND) is detected. The maximum value is a high voltage value, for example, 60 V under the condition that a negative voltage is applied to the solenoid 105. Since the capacitor C1 is arranged between the measurement terminal 2301 for detecting the voltage VL and the operational amplifier 820, the voltage input to the operational amplifier 820 can be reduced, so that the operational amplifier 820 and the A / D converter of the CPU 801 are used. The required withstand voltage can be reduced, and the cost of the operational amplifier 820 and the CPU 801 can be reduced. Further, according to this configuration, it is possible to eliminate the resistor 853 necessary for dividing the voltage VL used in the first embodiment, which leads to cost reduction of the driving device. Further, by performing differentiation processing with the analog differentiation circuit 2203, high-frequency noise superimposed on the VL voltage of the driving device can be reduced, and the voltage value after the first-order differentiation processing is input to the CPU 801. The time resolution required for the A / D conversion port of the CPU 801 can be reduced, and the load of the filtering process and the digital differential operation process of the CPU 801 can be reduced.

また、開弁開始および開弁完了タイミングを検知するための電圧VL2を、アクティブローパスフィルタ861を通過させて、高周波なノイズ成分を除去した端子843と接地電位815との間の電位差を電圧VL3と称する。電圧VL3をCPU801のA/D変換ポートに入力することで、オームの法則によって電圧VL3を抵抗器808の抵抗値で除した値がソレノイド105に流れる電流となるため、CPU801でソレノイド105に流れる電流を検出することができる。また、本実施例における方法によれば、ソレノイド105に流れる電流の傾きの変化、すなわち電流微分値の値を駆動装置で検出できれば良いため、電圧VVL3を微分処理して、開弁開始および開弁完了タイミングを検知することができる。   Further, the voltage VL2 for detecting the valve opening start timing and the valve opening completion timing is passed through the active low-pass filter 861, and the potential difference between the terminal 843 from which the high frequency noise component is removed and the ground potential 815 is expressed as the voltage VL3. Called. By inputting the voltage VL3 to the A / D conversion port of the CPU 801, a value obtained by dividing the voltage VL3 by the resistance value of the resistor 808 according to Ohm's law becomes a current flowing to the solenoid 105. Therefore, the current flowing to the solenoid 105 by the CPU 801 Can be detected. Further, according to the method of this embodiment, it is sufficient that the change in the slope of the current flowing through the solenoid 105, that is, the value of the current differential value can be detected by the driving device, so that the voltage VVL3 is differentiated to start and open the valve. Completion timing can be detected.

次に、図19、図20、図21を用いて、第二実施例における燃料噴射装置2305の開弁動作について説明する。ソレノイド105に電流が供給されて、第二の可動子1902に作用する磁気吸引力が初期位置ばね1909の荷重を超えると、第二の可動子1902は開弁方向に移動し、隙間1901が0になったタイミングで第二の可動子1902は第二の弁体1907に衝突し、第二の弁体1907は弁座118から離間する。第二の可動子1902が開弁方向に動くことによって、第二の可動子1902には、第二の可動子1902の外径とノズルホルダ101との間にせん断抵抗が生じ、第二の可動子1902には閉弁方向にせん断抵抗力が作用する。ただし、第二の可動子1902の外径とノズルホルダ101との間の隙間を大きくすることでせん断抵抗は低減できる。また、第二の可動子1902に作用するせん断抵抗力は、開弁方向の力である磁気吸引力に比べて小さいため、第二の可動子1902は、スイッチング素子805、808を通電することで、ソレノイド105に昇圧電圧VHが印加されてソレノイドへ電流が供給されることで生じる磁気吸引力によって、第二の可動子1902は開弁方向に加速されていく。その後、スイッチング素子805、806を非通電にして、ソレノイド105の端子間電圧Vinjに負の方向の昇圧電圧VHを印加して、ソレノイドに流れる電流を急速に低減する。その後、スイッチング素子807、806を通電して、ソレノイド105にバッテリ電圧VBを印加し、このスイッチング素子807、806が通電されている期間中に、第二の可動子11902を第二の弁体1907に衝突させて、第二の弁体1907を開弁開始させる。第二の弁体1907が開弁開始後も一定時間または、ソレノイド105に流れる電流値が所定の電流値に達するまで、スイッチング素子807、806を通電することで、電流の2階微分値の最大値として開弁開始タイミングを検出することができる。また、第一実施例における方法と比べて、スプリング110による荷重が、可動子102ではなく、第二の弁体1907に作用するため、第二の弁体1907の開弁開始タイミングでの第二の可動子1902の加速度変化が大く、開弁開始タイミングを検知するための電流の傾きの変化が大きい。この電流の傾きの変化は、ソレノイド105に流れる電流を検出するための電圧VL2にも生じるため、電圧VL2を2階微分処理した後の電圧VL2の最大値もしくは最小値を検出し易く、結果として開弁開始タイミングの検知精度を高めることができる。   Next, the valve opening operation of the fuel injection device 2305 in the second embodiment will be described with reference to FIGS. 19, 20, and 21. When current is supplied to the solenoid 105 and the magnetic attractive force acting on the second mover 1902 exceeds the load of the initial position spring 1909, the second mover 1902 moves in the valve opening direction, and the gap 1901 is 0. The second movable element 1902 collides with the second valve body 1907 at the timing when the second valve element 1907 is separated from the valve seat 118. As the second movable element 1902 moves in the valve opening direction, a shear resistance is generated between the outer diameter of the second movable element 1902 and the nozzle holder 101 in the second movable element 1902, and the second movable element 1902. A shear resistance acts on the child 1902 in the valve closing direction. However, the shear resistance can be reduced by increasing the gap between the outer diameter of the second movable element 1902 and the nozzle holder 101. Further, since the shear resistance force acting on the second mover 1902 is smaller than the magnetic attractive force that is the force in the valve opening direction, the second mover 1902 energizes the switching elements 805 and 808. The second movable element 1902 is accelerated in the valve opening direction by the magnetic attractive force generated when the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105 and the current is supplied to the solenoid. Thereafter, the switching elements 805 and 806 are de-energized, and the boosted voltage VH in the negative direction is applied to the voltage Vinj between the terminals of the solenoid 105 to rapidly reduce the current flowing through the solenoid. Thereafter, the switching elements 807 and 806 are energized, the battery voltage VB is applied to the solenoid 105, and the second movable element 11902 is moved to the second valve body 1907 while the switching elements 807 and 806 are energized. The second valve body 1907 is started to open. The switching element 807, 806 is energized for a certain period of time after the second valve element 1907 starts opening or until the current value flowing through the solenoid 105 reaches a predetermined current value, whereby the second-order differential value of the current is maximized. The valve opening start timing can be detected as a value. In addition, as compared with the method in the first embodiment, the load by the spring 110 acts on the second valve body 1907 instead of the mover 102, so that the second valve body 1907 is started at the valve opening start timing. The change in acceleration of the movable element 1902 is large, and the change in the current gradient for detecting the valve opening start timing is large. This change in the slope of the current also occurs in the voltage VL2 for detecting the current flowing through the solenoid 105. Therefore, it is easy to detect the maximum value or the minimum value of the voltage VL2 after second-order differentiation of the voltage VL2, and as a result The detection accuracy of the valve opening start timing can be increased.

次に、図19、図20、図21を用いて第二実施例における弁体114が閉弁状態から開弁する際の第二の可動子1902および第二の弁体1907の動作の説明および開弁完了タイミングの検知方法について説明する。   Next, with reference to FIGS. 19, 20, and 21, an explanation of the operation of the second movable element 1902 and the second valve body 1907 when the valve body 114 in the second embodiment opens from the closed state and A method for detecting the valve opening completion timing will be described.

第二の弁体1907が弁座118と接触している状態では、第二の可動子1902に差圧力が働かないため、ソレノイド105に電流が供給されると、第二の可動子1907は加速動作を行って、第二の弁体1907に衝突した後に、短時間で目標リフトまで到達し、タイミングt2503において、第二の可動子1902が固定コア107に衝突する。第一実施例における燃料噴射装置840とは異なり、第二実施例における燃料噴射装置2305では、第二の可動子1902に作用する初期値ばね1909による荷重が閉弁方向に働くため、第二の弁体1907が目標リフトに到達した後の第二の可動子1902が固定コア107に衝突することによって生じる第二の可動子1902のバウンドが2506、2507、2508のように複数回発生し、第二の可動子1902のバウンドが収束するまでには長い時間を要する。その結果、開弁完了タイミングを検知するための電圧VL3には、第二の可動子1902が固定コア107に衝突することによる変曲点が、タイミングt2502、t2503、t2504で生じ、電圧VL3の2階微分値が正方向へ突となる山が、2501、2502、2503(以降、ピーク2501、ピーク2502、ピーク2503と称する)のように複数生じる場合がある。この場合であっても電圧VL3の2階微分値が最大となるタイミングt2502を各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置で検出することで、開弁完了タイミングを検知することができる。また、開弁完了タイミングを検知するための電圧VL3の取得期間2505のトリガーとなるタイミングt2502は、噴射パルスの通電タイミングまたは、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電のタイミングを用いて設定し、上記の動作が通電・非通電となってからある一定の期間2504経過後となるように構成すると良い。とくに、CPU801から出力される噴射パルスは、CPU801の内部で生成しているため、期間2504を決めるためのトリガーとして使用し易い。取得期間2505は、各気筒の燃料噴射装置の開弁完了タイミングの個体ばらつきを検知できる時間を持たせ、かつCPU801に入力する電圧VL3のデータ点数を減らすために、予め期間2504および取得期間2505の設定値を駆動装置に設定しておくと良い。また、燃料噴射装置2305に供給される燃料圧力が変化すると、第二の弁体1907に作用する差圧力が変化するため、開弁完了タイミングも変化する。したがって、期間2504と取得期間2505は、駆動装置のCPU801で設定する目標の燃料圧力か、燃料噴射装置2305の上流の配管に設置した圧力センサの出力信号を駆動装置で検出した値を元に決定すると良い。これにより、運転条件が変化した場合であっても開弁完了タイミングを精度良く検知でき、かつ検知のために必要な電圧VL3をCPU801に取り込むデータ点列を低減することができ、CPU801の処理負荷を低減することができる。また、取得期間2505において、電圧VL3の2階微分値が正方向へ突となる山が複数存在し、かつ1つめのピーク2501の値よりも2つめ、3つめのピーク2502、2503の値の方が大きい場合、最初のピーク2501を開弁完了タイミングとして駆動装置に記憶させると良い。このような構成とすることで、各気筒の燃料噴射装置2305の開弁完了タイミングの個体ばらつきを検知するのに必要な取得期間2505を確保しつつ、開弁完了タイミングの誤検知を抑制することが可能となるため、開弁完了タイミングの検知精度および噴射量の補正精度を高めることができる。また、図21より、第二の可動子1902が固定コアと接触して静止した状態では、第二の可動子1902の下側端面と第二の規制部1908との間には、第二の隙間2101を有している。   In the state where the second valve body 1907 is in contact with the valve seat 118, the differential pressure does not act on the second mover 1902. Therefore, when current is supplied to the solenoid 105, the second mover 1907 is accelerated. After performing the operation and colliding with the second valve body 1907, the target lift is reached in a short time, and the second mover 1902 collides with the fixed core 107 at timing t2503. Unlike the fuel injection device 840 in the first embodiment, in the fuel injection device 2305 in the second embodiment, the load by the initial value spring 1909 acting on the second mover 1902 works in the valve closing direction. The second mover 1902 bounces as a result of the second mover 1902 colliding with the fixed core 107 after the valve body 1907 reaches the target lift multiple times such as 2506, 2507, 2508, It takes a long time for the bounce of the second mover 1902 to converge. As a result, inflection points due to the second movable element 1902 colliding with the fixed core 107 occur at timings t2502, t2503, and t2504 in the voltage VL3 for detecting the valve opening completion timing. There may be a case where a plurality of peaks in which the second order differential value protrudes in the positive direction, such as 2501, 2502, and 2503 (hereinafter referred to as peak 2501, peak 2502, and peak 2503). Even in this case, the valve opening completion timing can be detected by detecting the timing t2502 at which the second-order differential value of the voltage VL3 is maximized by the driving device for each fuel injection device of each cylinder. Also, the timing t2502 that triggers the acquisition period 2505 of the voltage VL3 for detecting the valve opening completion timing is set using the energization timing of the injection pulse or the energization / non-energization timing of the switching elements 805, 806, and 807. However, it is preferable that the above-described operation is performed after a certain period 2504 has elapsed since the energization / de-energization is performed. In particular, since the injection pulse output from the CPU 801 is generated inside the CPU 801, it can be easily used as a trigger for determining the period 2504. The acquisition period 2505 has a period in which individual variation in the valve opening completion timing of the fuel injection device of each cylinder can be detected, and in order to reduce the number of data points of the voltage VL3 input to the CPU 801, the acquisition period 2505 is previously set in the period 2504 and the acquisition period 2505. A set value may be set in the drive device. Further, when the fuel pressure supplied to the fuel injection device 2305 is changed, the differential pressure acting on the second valve body 1907 is changed, so that the valve opening completion timing is also changed. Accordingly, the period 2504 and the acquisition period 2505 are determined based on the target fuel pressure set by the CPU 801 of the driving device or the value detected by the driving device based on the output signal of the pressure sensor installed in the pipe upstream of the fuel injection device 2305. Good. As a result, even when the operating conditions change, the valve opening completion timing can be detected with high accuracy, and the data point sequence for taking in the voltage VL3 necessary for the detection into the CPU 801 can be reduced. Can be reduced. In addition, in the acquisition period 2505, there are a plurality of peaks in which the second-order differential value of the voltage VL3 protrudes in the positive direction, and the values of the second and third peaks 2502 and 2503 are larger than the value of the first peak 2501. If it is larger, the first peak 2501 may be stored in the drive device as the valve opening completion timing. By adopting such a configuration, it is possible to suppress erroneous detection of the valve opening completion timing while securing the acquisition period 2505 necessary for detecting the individual variation of the valve opening completion timing of the fuel injection device 2305 of each cylinder. Therefore, the detection accuracy of the valve opening completion timing and the correction accuracy of the injection amount can be improved. Further, as shown in FIG. 21, in a state where the second movable element 1902 comes into contact with the fixed core and is stationary, the second movable element 1902 is positioned between the lower end surface of the second movable element 1902 and the second restricting portion 1908. A gap 2101 is provided.

次に、図20、図22、図24を用いて第二実施例における第二の弁体1907が中間リフトの変位量が最大となる状態から閉弁する際の第二の可動子1902および第二の弁体1907の動作の説明および閉弁完了タイミングの検知方法について説明する。図22、図24より、第二の弁体1907が開弁状態から閉弁する際には、閉弁方向の力としてスプリング110による荷重、燃料の流れによる差圧力が第二の弁体1907に作用し、第二の弁体1907を介して第二の可動子1907が閉弁方向の力を受け、また、第二の可動子1902には初期位置ばね1909の荷重が閉弁方向に作用している。噴射パルスを停止し、スイッチング素子805、806を非通電にして、負の方向の昇圧電圧VHをソレノイド105に印加し、ソレノイド105に流れる電流を低減させると、第二の可動子1902に作用する磁気吸引力が磁気回路の内部に生じる渦電流の消滅に伴って減少していく。第二の可動子1902に作用する開弁方向の力である磁気吸引力が、第二の弁体1902と第二の可動子1907に作用する閉弁方向の力を下回ると、第二の可動子1902と第二の弁体1907は閉弁動作を開始する。第二の弁体1907が弁座118と接触する開弁完了タイミングt2602で第二の可動子1902は第二の弁体1907から離間し、閉弁方向に運動を継続する。その後、第二の可動子1902は、第二の弁体1907と弁座118が接触した瞬間の第二の可動子の下側端面2202と第二の規制部1908との端面間の第三の隙間2201が0になったタイミングt2604で、第二の可動子1902が第二の規制部1908にタイミングt2604で衝突し、静止する。本実施例において、噴射パルスTiがOFFとなるタイミングt2601をCPU801で電圧VL4を取り込むためのトリガーとし、噴射パルスTiがOFFとなってから一定時間2606経過後に電圧VL4のデータ取得を開始し、期間2607の間だけ電圧VLの1階微分値に相当する電圧VL4をCPU801のA/D変換ポートへ入力させるとよい。その後、CPU801で取り込んだ電圧VL4をデジタル微分処理し、電圧VL4の1階微分値を算出する。このとき電圧VL4の1階微分値は、電圧VLの2階微分値に相当する。   Next, the second mover 1902 and the second mover 1902 when the second valve body 1907 in the second embodiment is closed from the state in which the displacement amount of the intermediate lift is maximized with reference to FIGS. 20, 22, and 24. The operation of the second valve body 1907 and the detection method of the valve closing completion timing will be described. 22 and 24, when the second valve body 1907 is closed from the open state, the load by the spring 110 and the differential pressure due to the fuel flow are applied to the second valve body 1907 as the force in the valve closing direction. The second movable element 1907 receives a force in the valve closing direction via the second valve body 1907, and the load of the initial position spring 1909 acts on the second movable element 1902 in the valve closing direction. ing. When the injection pulse is stopped, the switching elements 805 and 806 are de-energized, the negative boost voltage VH is applied to the solenoid 105, and the current flowing through the solenoid 105 is reduced, it acts on the second mover 1902. The magnetic attraction force decreases as the eddy current generated inside the magnetic circuit disappears. When the magnetic attractive force, which is the force in the valve opening direction acting on the second movable element 1902, is less than the force in the valve closing direction acting on the second valve element 1902 and the second movable element 1907, the second movable element The child 1902 and the second valve body 1907 start the valve closing operation. At the valve opening completion timing t2602 when the second valve body 1907 comes into contact with the valve seat 118, the second movable element 1902 moves away from the second valve body 1907 and continues to move in the valve closing direction. After that, the second movable element 1902 has a third interval between the lower end surface 2202 of the second movable element and the end surface of the second restricting portion 1908 at the moment when the second valve body 1907 and the valve seat 118 contact each other. At timing t2604 when the gap 2201 becomes 0, the second movable element 1902 collides with the second restricting portion 1908 at timing t2604 and stops. In this embodiment, timing t2601 when the injection pulse Ti is turned OFF is used as a trigger for taking in the voltage VL4 by the CPU 801, and data acquisition of the voltage VL4 is started after a predetermined time 2606 has elapsed since the injection pulse Ti was turned OFF. The voltage VL4 corresponding to the first-order differential value of the voltage VL may be input to the A / D conversion port of the CPU 801 only during 2607. Thereafter, the voltage VL4 captured by the CPU 801 is subjected to digital differentiation processing to calculate a first-order differential value of the voltage VL4. At this time, the first-order differential value of the voltage VL4 corresponds to the second-order differential value of the voltage VL.

駆動装置で電圧VL4の1階微分値(電圧VLの2階微分値に相当)を検出することで、第二の弁体1907が弁座118と接触し、第二の可動子1902が第二の弁体1907から離間する瞬間の閉弁完了タイミングで、これまで第二の弁体q907を介して作用していた第二の可動子1902に働く閉弁方向の力を第二の可動子1902が受けなくなるため、第二の可動子1902の加速度が変化し、電圧VL4の1階微分値が負の方向の第一の山2608が生じる。その後、第二の可動子1902が第二の規制部1908に衝突する瞬間に、第二の可動子1902は、第二の規制部1908に接触することによる反力を受けて、加速度が大きく変化し、電圧VL4の1階微分値が負の方向の第二の山2609が生じる。第一の山2608と第二の山2609の電圧VL4の1階微分値の値は、隙間1901の隙間、磁気回路の形状に依存し、スプリング荷重や燃料圧力による差圧力によって変化する閉弁完了タイミングでの第二の可動子1902の速度に大きく依存する。閉弁完了タイミングでの速度が小さい場合、閉弁完了タイミングでの第二の可動子1902が有する運動エネルギーが小さくなるため、閉弁完了タイミングから第二の可動子1902が静止するまでの時間が長くなり、電圧VL4の1階微分値において第一の山2608の値と比べて第二の山2609の値の方が小さくなる場合もある。以上で説明した通り、期間2607における電圧VL4の1階微分値の最小値を探索する場合には、第一の山2608か第二の山2609のどちらか一方を検出することになる。このような場合、期間2607を、第一の期間2608と第二の期間2609に分割し、第一の期間2608の電圧VL4の1階微分値の最小値を、第二の弁体1907が弁座118と接触する閉弁完了タイミングとして判定し、第二の期間における電圧VL4の1階微分値の最小値を、第二の可動子1902が第二の弁体1907の第二の規制部1908と接触する可動子静止タイミングとして、各気筒の燃料噴射装置ごとに検知し判定することで、精度良く閉弁完了タイミングタイミングを検出することができる。また、閉弁動作中において、第二の弁体1907が弁座118と接触してから第二の可動子1902は第二の規制部1908に衝突するまで閉弁方向に運動を継続する。第二の可動子が閉弁方向に運動している途中で、分割噴射のための次の第二の噴射パルスTiが供給された場合、前回の噴射パルス(第一の噴射パルスと称する)と同等の第二の噴射パルスを供給しても、第二の噴射パルスが供給されたタイミングでの第二の可動子1902の位置や第二の可動子1902が有する運動エネルギーの変化によって、第二の噴射パルスTi供給時の噴射量が、第一の噴射パルス幅Ti供給時に比べて変化する。したがって、駆動装置で検知した各気筒の燃料噴射装置2305が静止するタイミングt2604を検知し、第二の噴射パルスTiの供給タイミングを制御すると良い。また、第二の噴射パルスTiの供給タイミングは、タイミングt2604が最も長くなる燃料噴射装置2305の個体に合わせて調整すると良い。本実施例によれば、1回の吸排気行程中に複数回の燃料噴射を行う分割噴射の条件において、第一の噴射パルスと第2の噴射パルスの間隔を低減することが可能となり、また、第一の噴射パルスと第二の噴射パルスの噴射量を正確に制御することができるため、要求される分割噴射の回数が多い場合に有効である。また、電圧VL4を取り込むためのトリガーは、噴射パルスTiがONとなるタイミングや、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電のタイミングを使用しても良い。   By detecting the first-order differential value of the voltage VL4 (corresponding to the second-order differential value of the voltage VL) by the driving device, the second valve body 1907 comes into contact with the valve seat 118, and the second movable element 1902 is The valve closing direction force acting on the second movable element 1902 that has been acting through the second valve element q907 so far at the timing of completing the valve closing at the moment of separation from the valve element 1907 of the second movable element 1902 Therefore, the acceleration of the second mover 1902 changes, and a first peak 2608 in which the first-order differential value of the voltage VL4 is negative is generated. Thereafter, at the moment when the second mover 1902 collides with the second restricting portion 1908, the second mover 1902 receives a reaction force due to contact with the second restricting portion 1908, and the acceleration changes greatly. As a result, a second peak 2609 having a negative first-order differential value of the voltage VL4 is generated. The value of the first-order differential value of the voltage VL4 of the first peak 2608 and the second peak 2609 depends on the clearance 1901 and the magnetic circuit shape, and the valve closing completion varies depending on the differential pressure due to the spring load and fuel pressure. This greatly depends on the speed of the second movable element 1902 at the timing. When the speed at the valve closing completion timing is small, the kinetic energy of the second mover 1902 at the valve closing completion timing becomes small, so the time from the valve closing completion timing until the second mover 1902 stops. In some cases, the value of the second peak 2609 is smaller than the value of the first peak 2608 in the first-order differential value of the voltage VL4. As described above, when searching for the minimum value of the first-order differential value of the voltage VL4 in the period 2607, one of the first peak 2608 and the second peak 2609 is detected. In such a case, the period 2607 is divided into a first period 2608 and a second period 2609, and the second valve body 1907 determines the minimum value of the first-order differential value of the voltage VL 4 in the first period 2608. It is determined as the valve closing completion timing in contact with the seat 118, and the minimum value of the first-order differential value of the voltage VL4 in the second period is set as the second regulating portion 1908 of the second valve element 1907 by the second movable element 1902. By detecting and determining each of the fuel injectors for each cylinder as the mover stationary timing that contacts the valve, it is possible to accurately detect the valve closing completion timing. During the valve closing operation, the second movable element 1902 continues to move in the valve closing direction until the second movable element 1902 collides with the second restricting portion 1908 after the second valve body 1907 comes into contact with the valve seat 118. When the next second injection pulse Ti for split injection is supplied while the second mover is moving in the valve closing direction, the previous injection pulse (referred to as the first injection pulse) Even if the equivalent second injection pulse is supplied, the second mover 1902 and the kinetic energy of the second mover 1902 change at the timing when the second injection pulse is supplied. The injection amount at the time of supplying the injection pulse Ti changes as compared with the case of supplying the first injection pulse width Ti. Therefore, it is preferable to detect the timing t2604 when the fuel injection device 2305 of each cylinder detected by the driving device stops and control the supply timing of the second injection pulse Ti. Further, the supply timing of the second injection pulse Ti may be adjusted in accordance with the individual fuel injection device 2305 having the longest timing t2604. According to the present embodiment, it is possible to reduce the interval between the first injection pulse and the second injection pulse under the condition of split injection in which fuel injection is performed a plurality of times during one intake / exhaust stroke. Since the injection amount of the first injection pulse and the second injection pulse can be accurately controlled, it is effective when the number of divided injections required is large. Further, the trigger for taking in the voltage VL4 may use the timing when the injection pulse Ti is turned on or the timing of energization / non-energization of the switching elements 805, 806 and 807.

なお、第二実施例における燃料噴射装置2305と駆動装置は、第一実施例における燃料噴射装置840と駆動装置と組み合わせて使用しても良い。   The fuel injection device 2305 and the driving device in the second embodiment may be used in combination with the fuel injection device 840 and the driving device in the first embodiment.

本発明における第3の実施例による第一、第二実施例の燃料噴射装置840および燃料噴射装置2305の噴射量補正のための制御手法を図25から図28を用いて説明する。   A control method for correcting the injection amount of the fuel injection device 840 and the fuel injection device 2305 of the first and second embodiments according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図25は、第3実施例の手法によって燃料噴射装置840または燃料噴射装置2305を駆動する場合のうち、弁体114もしくは第二の弁体1907を一定時間目標リフト位置で保持させて使用する時の燃料噴射装置840または燃料噴射装置2305の端子間電圧Vinj、駆動電流、可動子102または第二の可動子1902に作用する磁気吸引力、弁体114もしくは第二の弁体1907に作用する弁体駆動力、弁体114もしくは第二の弁体1907の変位量、可動子102もしくは第二の可動子1902の変位量と時間の関係を示した図である。また、弁体駆動力の図中には、開弁方向の駆動力を正方向に、閉弁方向の駆動力を負の方向に示す。また、図中の駆動電流には、一般的に用いられていた従来の電流波形を一点鎖線で記載している。図26は、弁体114もしくは第二の弁体1907を目標リフトに到達させる中で、最小の噴射量を実施する時の動作状態における端子間電圧Vinj、駆動電流、可動子102もしくは第二の可動子1902に作用する磁気吸引力、弁体114もしくは第二の弁体1907に作用する弁体駆動力、弁体114もしくは第二の弁体1907の変位量、可動子102もしくは第二の可動子1902の変位量と時間の関係を示した図である。また、弁体駆動力の図中には、開弁方向の駆動力を正方向に、閉弁方向の駆動力を負の方向に示す。図27は、図26に示した動作による噴射量よりも少ない噴射量を実現する中間リフトでの動作する場合の端子間電圧Vinj、駆動電流、可動子102または第二の可動子1902に作用する磁気吸引力、弁体114もしくは第二の弁体1907に作用する弁体駆動力、弁体114もしくは第二の弁体1907の変位量、可動子102もしくは第二の可動子1902の変位量と時間の関係を示した図である。また、弁体駆動力の図中には、開弁方向の駆動力を正方向に、閉弁方向の駆動力を負の方向に示す。図28は、図25〜図27の制御方式の電流波形を使用した場合の噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの関係を示した図である。   FIG. 25 shows a case where the valve body 114 or the second valve body 1907 is used while being held at the target lift position for a certain period of time when the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 is driven by the method of the third embodiment. Terminal voltage Vinj of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305, the drive current, the magnetic attractive force acting on the mover 102 or the second mover 1902, the valve acting on the valve body 114 or the second valve body 1907 FIG. 10 is a diagram showing a relationship between body driving force, displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907, displacement amount of the movable element 102 or the second movable element 1902 and time. In the figure of the valve body driving force, the driving force in the valve opening direction is shown in the positive direction, and the driving force in the valve closing direction is shown in the negative direction. Further, in the driving current in the figure, a conventional current waveform that is generally used is indicated by a one-dot chain line. FIG. 26 shows the inter-terminal voltage Vinj, the drive current, the mover 102 or the second state in the operation state when the minimum injection amount is performed while the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift. Magnetic attractive force acting on the movable element 1902, valve body driving force acting on the valve element 114 or the second valve element 1907, displacement amount of the valve element 114 or the second valve element 1907, the movable element 102 or the second movable element It is a figure showing the relation between the amount of displacement of child 1902 and time. In the figure of the valve body driving force, the driving force in the valve opening direction is shown in the positive direction, and the driving force in the valve closing direction is shown in the negative direction. 27 acts on the terminal voltage Vinj, the drive current, the mover 102 or the second mover 1902 when operating with an intermediate lift that realizes an injection amount smaller than the injection amount by the operation shown in FIG. Magnetic attraction force, valve body driving force acting on the valve body 114 or the second valve body 1907, displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907, displacement amount of the movable element 102 or the second movable element 1902 It is the figure which showed the relationship of time. In the figure of the valve body driving force, the driving force in the valve opening direction is shown in the positive direction, and the driving force in the valve closing direction is shown in the negative direction. FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q when the current waveforms of the control method of FIGS. 25 to 27 are used.

最初に、図25を用いて弁体114もしくは第二の弁体1907を目標リフト位置で保持させて使用する場合の動作について説明する。図25より、時刻t2901で噴射パルス幅Tiを供給し、スイッチング素子805、806を通電させて、開弁信号がONになると、ソレノイド105に昇圧電圧VHが印加される。これに伴い、ソレノイド105に流れる電流が徐々に上昇し、磁気回路の内部に生じる渦電流の消滅に伴って一定の遅れ時間経過後に可動子102もしくは第二の可動子1902に作用する磁気吸引力が増加していく。磁気吸引力が可動子102または第二の可動子1902に作用している閉弁力を上回ることで可動子102または第二の可動子1902が動き始め、その動きが徐々に加速されていく。ただし、第二実施例における燃料噴射装置2305では、閉弁状態でセットスプリング110による荷重は、第二の弁体1907に作用し、第二の可動子1902は、初期位置ばね1909による荷重によって閉弁方向に押されている。次に、ソレノイド105に流れる電流がピーク電流値Ipeakに達した時刻2902で、スイッチング素子805、806を非通電とすることで、昇圧電圧VHの印加を停止し、同時に、負の方向の昇圧電圧VHが印加される。タイミングt2902に行われるこの動作のトリガーとしては、前述のようにピーク電流値Ipeakに達したことを利用することの他に、昇圧電圧印加時間Tpをあらかじめ決めておく方法と、ピーク電流Ipeakに到達してから一定時間経過後に設定する方法がある。回路構成によっては、昇圧電圧VHが変動する場合がある他、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305のソレノイド105の抵抗値、配線抵抗やインダクタンス等にばらつきがあるため、昇圧電圧印加時間Tpを固定した場合は、ピーク電流値Ipeakがばらつくことになる。各気筒の燃料噴射装置840もしくは、燃料噴射装置2305の弁動作のばらつきを考慮した上で、開弁動作時に、安定した開弁力を与えるには、ピーク電流値Ipeakを固定する制御方法の方がよい。一方、開弁力を与える時間のばらつきを減らすには、印加時間Tpを固定する方法がよい。また、ピーク電流値Ipeakに到達してから一定時間経過後に昇圧電圧VHの印加を停止する方法では、ピーク電流値Ipeakを設定する効果をえつつ、ピーク電流Ipeakの設定分解能に依存せず、電流遮断時間を制御することが可能となるため、より精密な電流値の調整が可能となり、噴射量の補正精度を向上することができる。   First, the operation when the valve body 114 or the second valve body 1907 is used while being held at the target lift position will be described with reference to FIG. From FIG. 25, when the injection pulse width Ti is supplied at time t2901, the switching elements 805 and 806 are energized, and the valve opening signal is turned ON, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105. Along with this, the current flowing through the solenoid 105 gradually increases, and the magnetic attraction force acting on the movable element 102 or the second movable element 1902 after the elapse of a certain delay time as the eddy current generated in the magnetic circuit disappears. Will increase. When the magnetic attraction force exceeds the valve closing force acting on the movable element 102 or the second movable element 1902, the movable element 102 or the second movable element 1902 starts to move, and the movement is gradually accelerated. However, in the fuel injection device 2305 in the second embodiment, the load by the set spring 110 acts on the second valve body 1907 in the closed state, and the second movable element 1902 is closed by the load by the initial position spring 1909. It is pushed in the valve direction. Next, at time 2902 when the current flowing through the solenoid 105 reaches the peak current value Ipeak, the switching elements 805 and 806 are deenergized to stop the application of the boosted voltage VH, and at the same time, the boosted voltage in the negative direction VH is applied. As a trigger for this operation performed at timing t2902, in addition to using the fact that the peak current value Ipeak has been reached as described above, a method of determining the boost voltage application time Tp in advance, and the peak current Ipeak reaching the peak current value Ipeak. Then, there is a method of setting after a certain time has elapsed. Depending on the circuit configuration, the boost voltage VH may fluctuate, and the resistance value, wiring resistance, inductance, etc. of the solenoid 105 of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 may vary, so the boost voltage application time Tp is fixed. In this case, the peak current value Ipeak varies. In order to give a stable valve opening force during the valve opening operation in consideration of the variation in the valve operation of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder, the control method of fixing the peak current value Ipeak Is good. On the other hand, a method of fixing the application time Tp is preferable in order to reduce variation in time for applying the valve opening force. Further, in the method of stopping the application of the boosted voltage VH after a certain time has elapsed since reaching the peak current value Ipeak, the effect of setting the peak current value Ipeak is obtained, and the current does not depend on the setting resolution of the peak current Ipeak. Since the cutoff time can be controlled, the current value can be adjusted more precisely, and the injection amount correction accuracy can be improved.

また、可動子102または可動子1907が弁体114または第二の弁体1907に衝突するタイミングt2702において、弁体114または第二の弁体1907に可動子102または第二の可動子1907が衝突することにより、可動子102または第二の可動子1907の運動エネルギーおよび可動子が弁体に衝突することによる力積を弁体114または第二の弁体1907が受けて、弁体114または第二の弁体1907が開弁動作を行う。このとき、期間1701中にソレノイド105に投入されたエネルギーが、可動子102もしくは第二の可動子1907の運動エネルギーに変換される。その後、可動子102または第二の可動子1902に作用する磁気吸引力によって弁体114または第二の弁体1907が目標リフトまで達するが、弁体114または第二の弁体1907には、変位位置に応じた差圧力(流体力)が閉弁方向に作用する。弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフト位置に到達する際には、可動子102もしくは第二の可動子1902が固定コア107と衝突することで、反力が生じる場合があるが、昇圧電圧遮断期間T2で弁体114もしくは第二の弁体1907の開弁速度を抑制しつつ、ピーク電流値Ipeakよりも低い保持電流値lIhで目標リフトに到達するため、その反力は小さく、可動子102もしくは第二の可動子1902は固定コア107との間でバウンドしない。また、燃料噴射装置840の構成によれば、戻しばね112の荷重が可動子102のバウンドを抑制する開弁方向に働くため、可動子102が固定コア107に衝突することによって生じる可能性がある可動子102のバウンドを抑制できる効果がある。   Further, at the timing t2702 when the movable element 102 or the movable element 1907 collides with the valve element 114 or the second valve element 1907, the movable element 102 or the second movable element 1907 collides with the valve element 114 or the second valve element 1907. By doing so, the valve element 114 or the second valve element 1907 receives the kinetic energy of the mover 102 or the second mover 1907 and the impulse produced by the collision of the mover with the valve element. The second valve body 1907 performs a valve opening operation. At this time, energy input to the solenoid 105 during the period 1701 is converted into kinetic energy of the mover 102 or the second mover 1907. Thereafter, the valve element 114 or the second valve element 1907 reaches the target lift by the magnetic attractive force acting on the movable element 102 or the second movable element 1902, but the valve element 114 or the second valve element 1907 is displaced. A differential pressure (fluid force) according to the position acts in the valve closing direction. When the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift position, a reaction force may occur due to the movable element 102 or the second movable element 1902 colliding with the fixed core 107. In order to reach the target lift with a holding current value lIh lower than the peak current value Ipeak while suppressing the valve opening speed of the valve body 114 or the second valve body 1907 in the boost voltage cutoff period T2, the reaction force is small, The mover 102 or the second mover 1902 does not bounce between the fixed core 107. Further, according to the configuration of the fuel injection device 840, the load of the return spring 112 acts in the valve opening direction that suppresses the bounce of the mover 102, and thus may occur when the mover 102 collides with the fixed core 107. There is an effect that the bounce of the movable element 102 can be suppressed.

また、時刻t2702以降、ソレノイド105に負の方向の昇圧電圧VHを印加している間に電流が0Aに達すると、電流の変化によって発生する誘導起電力の変化は減少するが、その時点で磁気回路の内部に磁束が残っていると、磁気吸引力および磁束の消滅は継続され、誘導起電力によって発生する電圧分は、負の方向の電圧として2710のようにソレノイド105に印加される。ソレノイド105に流れる電流が低下するのと同時に可動子102もしくは第二の可動子1902に働く磁気吸引力が低下して、弁体114もしくは第二の弁体1907の運動エネルギーは低下するが、その後、保持電流値lhが供給されることで再び磁気吸引力が増加に転じ、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフト位置に到達する。   Further, after time t2702, when the current reaches 0 A while the negative boosted voltage VH is applied to the solenoid 105, the change in induced electromotive force generated by the change in current decreases, but at that time, the magnetic If the magnetic flux remains in the circuit, the magnetic attractive force and the disappearance of the magnetic flux are continued, and the voltage generated by the induced electromotive force is applied to the solenoid 105 as a negative voltage 2710. At the same time as the current flowing through the solenoid 105 decreases, the magnetic attractive force acting on the movable element 102 or the second movable element 1902 decreases, and the kinetic energy of the valve body 114 or the second valve body 1907 decreases. When the holding current value lh is supplied, the magnetic attractive force starts to increase again, and the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift position.

また、一旦ピーク電流値Ipeakに到達した後に、電流を急速に遮断し、保持電流値lh以下まで低下させる(遮断波形と称する)ことで、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達した時点の磁気吸引力を、図25の駆動電流に記載した従来のピーク電流値Ipeakから保持電流値lhへ移行する電流波形(従来波形と称する)の場合と比べて小さくできる。また、磁気吸引力を小さくすることで、弁体114もしくは第二の弁体1907と固定コア107の衝突速度を低減できるため、図28に示すように、遮断波形を用いた場合は、従来波形と比べて、噴射量特性に生じる非線形性を改善でき、噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの関係が線形となる領域を噴射量が小さい方向へ拡大することができ、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達する場合の制御可能な最小噴射量を従来波形の最小噴射量3002から遮断波形の最小噴射量3003まで低減することができる。   Also, once the peak current value Ipeak is reached, the current is rapidly cut off and lowered to the holding current value lh or less (referred to as a cut-off waveform), so that the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift. The magnetic attraction force at the time of arrival can be made smaller than in the case of a current waveform (referred to as a conventional waveform) that shifts from the conventional peak current value Ipeak described in the drive current of FIG. 25 to the holding current value lh. Further, since the collision speed between the valve body 114 or the second valve body 1907 and the fixed core 107 can be reduced by reducing the magnetic attractive force, as shown in FIG. Compared to the above, the non-linearity generated in the injection amount characteristic can be improved, and the region where the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q is linear can be expanded in the direction in which the injection amount is small. When the valve body 1907 reaches the target lift, the controllable minimum injection amount can be reduced from the conventional waveform minimum injection amount 3002 to the cutoff waveform minimum injection amount 3003.

また、各気筒の燃料噴射装置ごとに記憶した噴射パルスTiを供給してから弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達する開弁完了タイミングまでの時間である開弁遅れ時間を用いて、各気筒の燃料噴射装置ごとにピーク電流値Ipeakもしくは昇圧電圧印加時間Tp、電圧遮断時間T2を調整するのがよい。例えば。開弁遅れ時間が早い個体に対しては、開弁速度が大きいため、昇圧電圧印加時間Tpを短く設定して、可動子102もしくは第二の可動子1902が減速を開始する時間を早くすると良い。一方で、開弁遅れ時間が遅い個体に対しては、昇圧電圧印加時間Tpを長く設定して、可動子102もしくは第二の可動子1902が減速を開始する時間を遅くするとよい。   Further, a valve opening delay time which is a time from the supply of the injection pulse Ti stored for each fuel injection device of each cylinder to the valve opening completion timing at which the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift is set. It is preferable to adjust the peak current value Ipeak or the boost voltage application time Tp and the voltage cutoff time T2 for each fuel injection device of each cylinder. For example. For an individual whose valve opening delay time is early, since the valve opening speed is large, the boost voltage application time Tp is set short, and the time for the mover 102 or the second mover 1902 to start decelerating may be set earlier. . On the other hand, for an individual with a slow valve opening delay time, the boosted voltage application time Tp may be set longer to delay the time for the mover 102 or the second mover 1902 to start deceleration.

また、電流遮断波形を用いた場合、昇圧電圧遮断時間Tpの期間において噴射パルス幅TiがOFFとなる場合、噴射パルス幅Tiの大きさに関わらず同じ電流波形が燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305のソレノイド105に供給される期間が生じるため、噴射パルス幅Tiを増加させても燃料噴射量qが変化しない不感帯Tnが生じる。図28に示した遮断波形の噴射量特性において、弁体114が目標リフトに到達しない中間リフト領域Tharfと弁体114が目標リフトに到達して駆動される3003以降の噴射パルス幅Tiの領域とでは、噴射パルス幅Tiに対する燃料噴射量qの傾きが異なるが、従来波形の噴射量特性で生じていた噴射量特性の非線形性が改善されているため、噴射パルス幅と燃料噴射量qの関係が常に正の関係となり、噴射パルス幅の増加に伴って燃料噴射量qも増加する。駆動装置のCPU801に搭載する噴射量の制御アルゴリズムを簡素化するためには、エンジン回転数もしくはエンジン負荷の増加に伴って、連続的に噴射量を増加させる必要があるため、燃料噴射装置840では、噴射パルス幅Tiの増加に伴って、燃料噴射量qが増加していく必要がある。このようなエンジンにおいて、実施例3における制御手法を用いることで、エンジン回転数もしくはエンジン負荷の増加に伴って要求される燃料噴射量qを適切に制御することができ、噴射量の制御が容易となる。また、従来波形を用いた場合では、噴射パルス幅と噴射量の関係が略線形となる領域の噴射量から求めた理想直線3001と燃料噴射量qとの乖離値が正と負の方向に変動し、この噴射量特性が非線形となる領域においては、各噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qとの関係を駆動装置で把握する必要があるため、噴射パルス幅Tiごとに閉弁完了タイミングの検知を実施し、閉弁遅れ時間として各気筒の燃料噴射装置で駆動装置に記憶させる必要がある。一方で、第三実施例における遮断波形を用いた制御方法では、中間リフト領域Tharfと目標リフトに到達した以降の領域において、噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qとの関係が正の相関となるため、中間リフト領域Tharfと目標リフトに到達する領域それぞれで2点の閉弁完了タイミングの検知情報と、目標リフトに到達する領域の1点の開弁完了タイミング、開弁開始タイミングの検知情報に基づいて、要求噴射量からの乖離値を算出することが可能となり、弁動作を検知するために必要なCPU801もしくは、IC802の計算負荷および個体情報を記憶させるために必要なメモリ容量を低減することができ、CPU801もしくは、IC802に与える噴射量の個体ばらつきを補正するためのアルゴリズムを簡素化できる。また、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達する条件での制御可能な最小噴射量3003よりも小さい噴射量の要求があった場合、不感帯Tnの期間よりも小さい噴射パルス幅Tiを使用するように予め駆動装置に不感帯Tnを、各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに設定しておくと良い。   When the current interruption waveform is used, when the injection pulse width Ti is OFF during the boost voltage interruption time Tp, the same current waveform is generated regardless of the magnitude of the injection pulse width Ti. Since a period of time is supplied to the solenoid 105 of 2305, a dead zone Tn is generated in which the fuel injection amount q does not change even if the injection pulse width Ti is increased. In the injection amount characteristic of the cutoff waveform shown in FIG. 28, an intermediate lift region Tharf where the valve body 114 does not reach the target lift, and an injection pulse width Ti region after 3003 where the valve body 114 reaches the target lift and is driven However, since the non-linearity of the injection amount characteristic that has occurred in the injection amount characteristic of the conventional waveform is improved, the relationship between the injection pulse width and the fuel injection amount q is different. Always has a positive relationship, and the fuel injection amount q increases as the injection pulse width increases. In order to simplify the injection amount control algorithm mounted on the CPU 801 of the driving device, it is necessary to continuously increase the injection amount as the engine speed or the engine load increases. The fuel injection amount q needs to increase as the injection pulse width Ti increases. In such an engine, by using the control method in the third embodiment, it is possible to appropriately control the fuel injection amount q required as the engine speed or the engine load increases, and it is easy to control the injection amount. It becomes. In the case of using the conventional waveform, the deviation value between the ideal straight line 3001 and the fuel injection amount q obtained from the injection amount in the region where the relationship between the injection pulse width and the injection amount is substantially linear varies in the positive and negative directions. In the region where the injection amount characteristic is non-linear, the relationship between each injection pulse width Ti and the fuel injection amount q needs to be grasped by the driving device, so that the valve closing completion timing is detected for each injection pulse width Ti. It is necessary to memorize | store in a drive device by the fuel-injection apparatus of each cylinder as valve closing delay time. On the other hand, in the control method using the cutoff waveform in the third embodiment, the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q has a positive correlation in the intermediate lift region Tharf and the region after reaching the target lift. Therefore, detection information of the valve closing completion timing of two points in each of the intermediate lift region Tharf and the region reaching the target lift, and detection information of the valve opening completion timing and valve opening start timing of one point in the region reaching the target lift Based on this, it is possible to calculate a deviation value from the required injection amount, and to reduce the memory capacity necessary for storing the calculation load and individual information of the CPU 801 or IC 802 necessary for detecting the valve operation It is possible to simplify the algorithm for correcting individual variations in the injection amount given to the CPU 801 or the IC 802. In addition, when there is a request for an injection amount smaller than the controllable minimum injection amount 3003 under the condition that the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift, the injection pulse width is smaller than the period of the dead zone Tn. The dead zone Tn may be set in advance for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder so that Ti is used.

具体的には、ピーク電流値Ipeakもしくは昇圧電圧印加時間Tp、電圧遮断時間T2を調整するとき、駆動装置で各気筒の開弁遅れ時間Taを記憶しておくことで、フィードバック的にパラメータを調整可能となり、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305の動作特性の個体ばらつきや、劣化による変化などに対応することが可能となり、安定した動作を実現することが可能になる。燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305では、寸法公差の変動の影響により、開弁完了タイミングにばらつきが生じている。開弁完了タイミングが遅い個体と早い個体に対して、同一の遮断波形をソレノイド105に供給した場合、開弁完了タイミングが早い個体では、ピーク電流値Ipeakを遮断するタイミングである昇圧電圧打切りタイミングt2702で電流を遮断しても、可動子102もしくは第二の可動子1902の減速が間に合わず、可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107との衝突速度が大きくなり、噴射量特性に非線形性が生じる場合がある。また、開弁完了タイミングが遅い個体では、昇圧電圧遮断時間Tpの終了タイミングで、スイッチング素子805、806を非通電にして、ソレノイド105に流れる電流を低減すると、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達するのに必要な可動子102もしくは第二の可動子1902に作用する磁気吸引力が確保できなくなり、弁体114もしくは弁体1907が目標リフト位置に到達しない。したがって、駆動装置に記憶させた開弁遅れ時間の情報を用いて、各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに弁体114もしくは第二の弁体1907が開弁開始してから、ある変位量に到達した段階で、スイッチング素子805、806を非通電にして、負の方向の昇圧電圧VHをソレノイド105に印加し、開弁完了タイミングから見て減速を始めるタイミングが同等になるように、昇圧電圧印加時間Tpと電圧遮断時間T2を調整すると良い。また、昇圧電圧印加時間Tpを変化させることで、自動的にピーク電流値Ipeakの値が変化するが、ピーク電流値Ipeakの設定を燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに変更し、昇圧電圧印時間Tpを調整しても良い。ピーク電流値Ipeakを個体ごとに調整することで、昇圧電圧印加時間Tpを調整する場合に比べて、駆動装置の昇圧電圧VHの電圧値が変動することによってソレノイド105に流れる電流とそれに起因する弁動作のばらつきを最小限に抑えることができるため、各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに適切な減速タイミングを調整することができる。ピーク電流値Ipeakと駆動電圧遮断時間T2を各気筒の燃料噴射装置ごとに適正に補正することで、可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107とが衝突する際の速度の個体ばらつきを低減することができるため、衝突によって生じる開弁時の駆動音を低減することができ、エンジンを静音化できる効果がある。また、可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107との衝突速度を小さくすることで、可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107との衝突面に働く衝撃力を小さくすることができ、衝突面の変形や摩耗を防ぐことができるため、劣化による目標リフト量の変化を抑制することができる。また、本実施例における効果によれば、各気筒の燃料噴射装置の個体によらず可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107との衝突速度を低減して、一定に保つことが可能となるため、衝突面の変形や摩耗を防ぐために必要な材料の硬度を小さくすることができ、可動子102もしくは第二の可動子1902の固定コア107側端面や、固定コア107の可動子102側端面に形成しているメッキ処理が不要となるため、大幅なコスト低減を図ることが可能となる。メッキ処理を行わないことで、メッキの厚さ個体ばらつきによって生じる目標リフトの個体ばらつきに伴う単位時間当たりの流量のばらつきや、開弁状態での可動子102と固定コア107との間の流体隙間のばらつきに伴うスクイーズカのばらつきを抑制することができるため、噴射量の精度を高めることができる。   Specifically, when adjusting the peak current value Ipeak or the boost voltage application time Tp and the voltage cut-off time T2, the parameter is adjusted in a feedback manner by storing the valve opening delay time Ta of each cylinder in the drive device. Thus, it becomes possible to cope with individual variations in the operating characteristics of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305, changes due to deterioration, and the like, and stable operation can be realized. In the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305, the valve opening completion timing varies due to the influence of variation in dimensional tolerance. When the same shut-off waveform is supplied to the solenoid 105 for an individual whose valve opening completion timing is late and an early one, in the individual whose valve opening completion timing is early, the boost voltage cutoff timing t2702 which is the timing when the peak current value Ipeak is shut off Even if the current is cut off, the deceleration of the movable element 102 or the second movable element 1902 is not in time, the collision speed between the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107 increases, and the injection amount characteristic is Non-linearity may occur. In addition, in an individual whose valve opening completion timing is late, when the switching elements 805 and 806 are de-energized at the end timing of the boost voltage cutoff time Tp and the current flowing through the solenoid 105 is reduced, the valve body 114 or the second valve body The magnetic attractive force acting on the mover 102 or the second mover 1902 necessary for the 1907 to reach the target lift cannot be secured, and the valve body 114 or the valve body 1907 does not reach the target lift position. Therefore, using the information of the valve opening delay time stored in the drive device, after the valve body 114 or the second valve body 1907 starts to open for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder, When a certain amount of displacement is reached, the switching elements 805 and 806 are de-energized, the negative boost voltage VH is applied to the solenoid 105, and the timing at which deceleration starts from the timing of valve opening completion is equalized. In addition, the boosted voltage application time Tp and the voltage cutoff time T2 may be adjusted. In addition, the peak current value Ipeak automatically changes by changing the boost voltage application time Tp, but the setting of the peak current value Ipeak is changed for each fuel injector 840 or fuel injector 2305 to increase the boost voltage. The marking time Tp may be adjusted. By adjusting the peak current value Ipeak for each individual, as compared with the case where the boosted voltage application time Tp is adjusted, the current flowing through the solenoid 105 and the valve caused by the voltage value of the boosted voltage VH of the driving device vary. Since the variation in operation can be minimized, an appropriate deceleration timing can be adjusted for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder. By appropriately correcting the peak current value Ipeak and the drive voltage cutoff time T2 for each fuel injection device of each cylinder, individual variations in speed when the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107 collide with each other. Therefore, it is possible to reduce the drive sound when the valve is opened due to a collision, and the engine can be silenced. Further, by reducing the collision speed between the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107, the impact force acting on the collision surface between the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107 is reduced. Since it is possible to prevent deformation and wear of the collision surface, changes in the target lift amount due to deterioration can be suppressed. Further, according to the effect of the present embodiment, the collision speed between the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107 can be reduced and kept constant regardless of the individual fuel injection devices of the respective cylinders. Therefore, the hardness of the material necessary to prevent the deformation and wear of the collision surface can be reduced, and the end surface of the movable element 102 or the second movable element 1902 on the fixed core 107 side or the movable element of the fixed core 107 Since the plating process formed on the end surface on the 102 side is not necessary, a significant cost reduction can be achieved. By not performing the plating process, the flow rate per unit time due to the individual variation of the target lift caused by the variation of the plating thickness and the fluid gap between the movable element 102 and the fixed core 107 in the valve open state Since the variation of the squeeze force that accompanies this variation can be suppressed, the accuracy of the injection amount can be increased.

また、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達して、可動子102もしくは第二の可動子1902と固定コア107が接触して、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフト位置で静止すると、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305から噴射される燃料は一定流量となり、噴射パルス幅Tiの増加に比例して噴射量を増やせる状態になり、噴射量を精度よく制御することが可能な状態になる。   Further, when the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift, the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core 107 come into contact with each other, and the valve body 114 or the second valve body 1907 is moved. When stationary at the target lift position, the fuel injected from the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 has a constant flow rate, and the injection amount can be increased in proportion to the increase in the injection pulse width Ti, so that the injection amount can be accurately controlled. It becomes possible to do.

また、各気筒の燃料噴射装置で噴射量が同等となるようにピーク電流値Ipeakまたは、昇圧電圧印加時間Tpのどちらか一方の値と電圧遮断時間T2が補正されることで、電流遮断波形を用いた場合に生じる噴射量特性の不感帯Tnの値が各気筒の燃料噴射装置ごとに異なる。検知情報を用いてピーク電流値Ipeakまたは、昇圧電圧印加時間Tpのどちらか一方の値と電圧遮断時間T2が決まると、不感帯Tnが決まる。したがって、不感帯Tn を各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに異なる値を設定できるように、CPU801もしくはIC802を構成することで、噴射パルス幅Tiが小さく弁体114が目標リフトに到達しない中間リフト領域Tharfから弁体が目標リフトに到達した後の最小噴射量3003以降の噴射量まで連続的に変化させて制御することが可能となるため、エンジン運転条件に合わせた噴射量制御を行うことができる。   Further, the current cut-off waveform is obtained by correcting either the peak current value Ipeak or the boost voltage application time Tp and the voltage cut-off time T2 so that the injection amounts are equal in the fuel injection devices of the respective cylinders. The value of the dead zone Tn of the injection amount characteristic generated when it is used differs for each fuel injection device of each cylinder. When one value of the peak current value Ipeak or the boosted voltage application time Tp and the voltage cutoff time T2 are determined using the detection information, the dead zone Tn is determined. Therefore, by configuring the CPU 801 or the IC 802 so that the dead zone Tn can be set to a different value for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder, the injection pulse width Ti is small and the valve body 114 reaches the target lift. Since it is possible to control by continuously changing from the intermediate lift region Tharf to the injection amount after the minimum injection amount 3003 after the valve body reaches the target lift, it is possible to control the injection amount according to the engine operating conditions. It can be carried out.

閉弁動作は、開弁信号時間である噴射パルス幅Tiが停止された時刻t2704に、スイッチング素子807、806を非通電にすることで、ソレノイド105に負の方向の昇圧電圧VHが印加され、ソレノイド105に流れる電流を急速に低下させて、磁気吸引力が減少していく。磁気吸引力が閉弁方向の力を下回った時刻t2705に弁体114もしくは第二の弁体1907の閉弁方向の動作が開始され、時刻t2706に閉弁が完了する。ただし、燃料噴射装置2305では、第二の弁体1907が閉弁完了後に、第二の弁体1907の弁体駆動力の閉弁方向には、セットスプリング110による荷重が作用し続ける。図25に示す開弁開始前および閉弁完了後の弁体駆動力の閉弁方向の力には、燃料噴射装置2305を使用した場合の弁体駆動力を示す。また、噴射パルス幅TiをONにしてから弁体114もしくは第二の弁体1907が閉弁完了タイミングまでの時間である閉弁完了遅れ時間Tbを駆動装置で検知して記憶させて、目標設定値の遅れ時間に対してズレがある場合には、目標リフト位置での保持電流値lhの設定を増減させ、標準の遅れ時間に合わせるとよい。その他、各気筒の燃料噴射装置での駆動電流、駆動電圧を補正した後、閉弁完了遅れ時間の個体ばらつき補正する場合は、噴射パルス幅Tiを補正し、閉弁完了遅れ時間が大きなものはその分、噴射パルス幅Tiを小さくし、閉弁完了遅れ時間が小さいものはその分、噴射パルス幅Tiを大きくすることで、実際に弁体114もしくは第二の弁体1907が開弁されている実噴射期間(Tb−Ta’)を、要求噴射量を実現するのに必要な実噴射期間に制御することができ、噴射量の補正精度を高めることができる。   The valve closing operation is performed by de-energizing the switching elements 807 and 806 at time t2704 when the injection pulse width Ti that is the valve opening signal time is stopped, so that the boosted voltage VH in the negative direction is applied to the solenoid 105, The current flowing through the solenoid 105 is rapidly reduced, and the magnetic attractive force is reduced. The operation of the valve body 114 or the second valve body 1907 in the valve closing direction is started at time t2705 when the magnetic attractive force is less than the force in the valve closing direction, and the valve closing is completed at time t2706. However, in the fuel injection device 2305, after the second valve body 1907 is closed, the load by the set spring 110 continues to act in the valve closing direction of the valve body driving force of the second valve body 1907. The force in the valve closing direction of the valve body driving force before the start of valve opening and after the completion of valve closing shown in FIG. 25 indicates the valve body driving force when the fuel injection device 2305 is used. In addition, the valve closing completion delay time Tb, which is the time from when the injection pulse width Ti is turned ON to when the valve body 114 or the second valve body 1907 is closed, is detected and stored by the driving device, and the target setting is performed. If there is a deviation from the delay time of the value, the setting of the holding current value lh at the target lift position may be increased or decreased to match the standard delay time. In addition, when correcting the individual variation of the valve closing completion delay time after correcting the drive current and driving voltage in the fuel injection device of each cylinder, the injection pulse width Ti is corrected and the valve closing completion delay time is large. The valve body 114 or the second valve body 1907 is actually opened by reducing the injection pulse width Ti and reducing the valve closing completion delay time by increasing the injection pulse width Ti. The actual injection period (Tb−Ta ′) can be controlled to an actual injection period necessary for realizing the required injection amount, and the correction accuracy of the injection amount can be improved.

本手法の動作手順によって、弁体114もしくは第二の弁体1907を目標リフトに到達させる中で、最小の噴射量を実施する時の動作状態を図26に示す。時刻t2801に開弁信号すなわち噴射パルスがONとなり、スイッチング素子805、806を通電にし、ソレノイド105に第二の電圧源から昇圧電圧VHを印加し、可動子102もしくは、第二の可動子1902に磁気吸引力を発生させる。その後、ピーク電流Ipeakに達した時点、もしくは昇圧電圧印加時間Tpに達した時点で、スイッチング素子805、806の通電を停止することで、昇圧電圧VHの印加を停止させ、負の方向の昇圧電圧VHを印加し、ソレノイド105に流れる電流を急速に低下させ、可動子102もしくは第二の可動子1902に作用していた磁気吸引力が低下していく。駆動方向の電圧すなわち正の方向の電圧を遮断する電圧遮断時間T2の設定時間が終了した後に、スイッチング素子806、807を通電させて、バッテリ電圧VBからソレノイド105に電圧を印加するタイミングで開弁信号時間である噴射パルス幅TiがONになると、その前後で目標リフト位置に達した弁体114もしくは第二の弁体1907は、磁気吸引力が、弁体駆動力の閉弁方向の力を下回ったタイミング以降において閉弁方向の動作に移行し、目標リフト位置で静止することなく、閉弁動作を行う。このフルリフトでの最小噴射量の動作を行うには、この時の動作にして、噴射パルス幅Tiが増えた時に、その分だけ、弁体114が目標リフト位置で静止している時間が長<なる必要がある。すなわち、理想的には、最小噴射量時は、目標リフト位置での静止時間が限りなく0秒に近く、それより開弁信号時間すなわち噴射パルス幅Tiを増加させた場合、増加した時間だけ、弁体が目標リフトの位置で静止する時間が長くなり、その静止時間の増加に応じて閉弁完了タイミングが増加して噴射量が大きくなることで、噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qが線形的な関係となるように制御するとよい。   FIG. 26 shows an operation state when the minimum injection amount is performed while the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift by the operation procedure of this method. At time t2801, the valve opening signal, that is, the injection pulse is turned ON, the switching elements 805 and 806 are energized, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105 from the second voltage source, and the movable element 102 or the second movable element 1902 is applied. Generate magnetic attraction. After that, when the peak current Ipeak is reached, or when the boosted voltage application time Tp is reached, the energization of the switching elements 805 and 806 is stopped to stop the application of the boosted voltage VH and the negative boosted voltage. By applying VH, the current flowing through the solenoid 105 is rapidly reduced, and the magnetic attractive force acting on the mover 102 or the second mover 1902 is lowered. After the set time of the voltage cutoff time T2 for cutting off the voltage in the driving direction, that is, the voltage in the positive direction, the switching elements 806 and 807 are energized, and the valve is opened at the timing when the voltage is applied from the battery voltage VB to the solenoid 105. When the injection pulse width Ti, which is the signal time, is turned ON, the valve body 114 or the second valve body 1907 that has reached the target lift position before and after that time has a magnetic attraction force that generates a force in the valve closing direction of the valve body driving force. After the lower timing, the operation moves to the valve closing direction, and the valve closing operation is performed without stopping at the target lift position. In order to perform the operation of the minimum injection amount at the full lift, when the injection pulse width Ti is increased in the operation at this time, the time during which the valve body 114 is stationary at the target lift position is long. Need to be. That is, ideally, at the minimum injection amount, the rest time at the target lift position is almost as close to 0 seconds, and when the valve opening signal time, that is, the injection pulse width Ti is increased, the increased time is The time during which the valve body is stationary at the target lift position is lengthened, and the valve closing completion timing is increased and the injection amount is increased in accordance with the increase of the stationary time, so that the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q are linear. It is good to control so that it may become a general relationship.

また、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305に供給される燃料圧力が変化すると、弁体114もしくは第二の弁体1907が目標リフトに到達するために必要なピーク電流値Ipeakと、弁体114もしくは第二の弁体1907を開弁状態で保持可能な保持電流値lhが変わる。燃料圧力が増加すると、弁体114もしくは第二の弁体1907が閉弁している状態では、シート径の受圧面積と燃料圧力を乗じた力が弁体114もしくは第二の弁体1907に作用するため、弁体114もしくは第二の弁体1907が開弁を開始するのに必要な可動子102もしくは、可動子1902の運動エネルギーが変化する。また、可動子102もしくは可動子1907が弁体114もしくは第二の弁体1907に衝突することで、弁体114もしくは第二の弁体1907の変位が開始されると、弁体114もしくは第二の弁体1907の燃料シート部を流れる燃料の流速が早くなり、ベルヌーイの定理に基づく圧力降下(静圧低下)の影響によって、シート部近傍を流れる燃料の圧力が急激に減少し、弁体114もしくは第二の弁体1907の配管側と先端部の圧力差が大きくなり、弁体114もしくは第二の弁体1907に作用する差圧力が増加する。この差圧力の増減に応じて、必要なピーク電流値Ipeakと電圧遮断時間T2と保持電流値lhを調整すると良い。エンジンの負荷が異なる広い範囲の燃料圧力の条件において、駆動電流の保持電流値lhを一定にして使用する場合、高い燃料圧力で弁体114もしくは第二の弁体1907を開弁状態で保持可能なように、可動子102もしくは、第二の可動子1902に働く磁気吸引力を発生できる高い保持電流値lhを設定する必要がある。高い保持電流値lhを用いて、低い燃料圧力で弁体114もしくは、第二の弁体1907が目標リフトに到達する条件で駆動した場合、噴射パルス幅Tiを停止する時に、可動子102もしくは第二の可動子1902に発生している磁気吸引力が大きくなり、閉弁遅れ時間が増加し、噴射量も増加する。したがって、ECU120から駆動回路121に指令信号を送る構成として、ECUで検出する燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305の上流部の燃料配管に取り付けられた圧力センサからの信号を用いて、燃料圧力に応じて適切な保持電流値lhを設定すると良い。   Further, when the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 changes, the peak current value Ipeak necessary for the valve body 114 or the second valve body 1907 to reach the target lift, and the valve body 114 Alternatively, the holding current value lh that can hold the second valve body 1907 in the open state changes. When the fuel pressure increases, in a state where the valve body 114 or the second valve body 1907 is closed, a force obtained by multiplying the pressure receiving area of the seat diameter and the fuel pressure acts on the valve body 114 or the second valve body 1907. Therefore, the kinetic energy of the mover 102 or the mover 1902 necessary for the valve element 114 or the second valve element 1907 to start opening changes. When the movable element 102 or the movable element 1907 collides with the valve element 114 or the second valve element 1907 and the displacement of the valve element 114 or the second valve element 1907 is started, the valve element 114 or the second valve element 1907 is started. The flow rate of the fuel flowing through the fuel seat portion of the valve body 1907 increases, and the pressure of the fuel flowing in the vicinity of the seat portion rapidly decreases due to the pressure drop (static pressure drop) based on Bernoulli's theorem. Alternatively, the pressure difference between the pipe side and the tip of the second valve body 1907 increases, and the differential pressure acting on the valve body 114 or the second valve body 1907 increases. The required peak current value Ipeak, voltage cutoff time T2, and holding current value lh may be adjusted according to the increase / decrease in the differential pressure. When the driving current holding current value lh is kept constant under a wide range of fuel pressure conditions with different engine loads, the valve element 114 or the second valve element 1907 can be held open at a high fuel pressure. Thus, it is necessary to set a high holding current value lh that can generate a magnetic attractive force acting on the movable element 102 or the second movable element 1902. When the valve body 114 or the second valve body 1907 is driven with a high holding current value lh at a low fuel pressure so as to reach the target lift, when the injection pulse width Ti is stopped, The magnetic attractive force generated in the second mover 1902 increases, the valve closing delay time increases, and the injection amount also increases. Therefore, as a configuration in which a command signal is sent from the ECU 120 to the drive circuit 121, the fuel pressure is adjusted using a signal from a pressure sensor attached to the fuel pipe upstream of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 detected by the ECU. Accordingly, an appropriate holding current value lh may be set.

また、各気筒での燃料噴射装置840および燃料噴射装置2305の個体ばらつきも燃料圧力の変化と同様に、スプリング110の荷重のばらつきによって、弁体114もしくは第二の弁体1907を開弁状態で保持に必要な保持電流値Ihも変わる。スプリング110による荷重が大きい個体では、弁体114もしくは第二の弁体1907を開弁状態で保持するのに必要な磁気吸引力が大きくなるため、保持電流値Ihを大きく設定する必要がある。このスプリング110の荷重は、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305の噴射量を調整する過程で調整される。したがって、開弁遅れ時間、閉弁遅れ時間とスプリング110の荷重には強い相関があるため、開・閉弁遅れ時間からスプリング110の荷重を推定することができる。気筒ごとに推定したスプリング110による荷重の情報を駆動装置に記憶させることで、スプリング110による荷重と開弁遅れ時間の情報を元に、可動子102もしくは第二の可動子1907を減速させるタイミングを、ピーク電流値Ipeakもしくは昇圧電圧印加時間Tpと電圧遮断時間T2を各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとに補正することで、可動子102もしくは第二の可動子1902の固定コアとのバウンドを抑制することができるため、中間リフトからフルリフトで駆動させるまでの噴射量特性の連続性を確保することが可能となるため、噴射量の制御が容易となる。   In addition, the individual variation of the fuel injection device 840 and the fuel injection device 2305 in each cylinder is similar to the change in the fuel pressure, and the valve body 114 or the second valve body 1907 is opened due to the variation in the load of the spring 110. The holding current value Ih necessary for holding also changes. In an individual having a large load due to the spring 110, the magnetic attraction force required to hold the valve body 114 or the second valve body 1907 in an open state is increased, and therefore it is necessary to set the holding current value Ih large. The load of the spring 110 is adjusted in the process of adjusting the injection amount of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305. Therefore, since there is a strong correlation between the valve opening delay time, the valve closing delay time, and the load of the spring 110, the load of the spring 110 can be estimated from the opening / closing valve delay time. By storing information on the load due to the spring 110 estimated for each cylinder in the drive device, the timing for decelerating the mover 102 or the second mover 1907 based on the information on the load due to the spring 110 and the valve opening delay time. By correcting the peak current value Ipeak or boosted voltage application time Tp and voltage cutoff time T2 for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder, the fixed core of the movable element 102 or the second movable element 1902 Therefore, the continuity of the injection amount characteristic from the intermediate lift to the full lift operation can be ensured, so that the injection amount can be easily controlled.

各気筒の燃料噴射装置804および燃料噴射装置2305の個体ばらつきを低減するためのピーク電流値Ipeakと昇圧電圧印時間Tpと電圧遮断時間T2の調整に加えて、燃料圧力による電流波形の調整を行うと効果的である。燃料圧力が増加すると、第二の弁体1907に作用する燃料圧力による差圧力が増加するため、ピーク電流値Ipeak遮断してから第二の弁体1907が減速するタイミングも早くなり、第二の弁体1907が目標リフト位置に到達してからの第二の可動子1902が固定コア107に衝突することによって生じる第二の弁体1907のバウンドも小さくなる。したがって、燃料圧力の増加に応じて、ピーク電流値Ipeakを増加させることで、第二の弁体1907が目標リフトに到達するのに必要なピーク電流値Ipeakを確保しつつ、第二の可動子1902と固定コア107との衝突速度も低減でき、噴射量特性の非線形性を低減することができ、噴射量ばらつきを低減できる。また、ピーク電流値Ipeakを増加させると、スイッチング素子805、806を非通電にするタイミングすなわち、昇圧電圧VHの印加を停止するタイミングが遅くなり、電圧遮断時間T2が開始されるタイミングも連動して遅くなる。この電圧遮断時間T2は燃料圧力の増加に応じて小さくなるように構成するとよい。このような構成とすることで、燃料圧力の増加に伴って弁体114もしくは、第二の弁体1907に作用する差圧力が増加すると、可動子102もしくは、第二の可動子1902と固定コア107の衝突速度が小さくなり、減速に必要なタイミングも遅<なるため、適切な減速タイミングを設定することが可能である。燃料圧力と弁体114もしくは、第二の弁体1907に作用する差圧力は、線形的な関係となるため、燃料圧力に応じて、ピーク電流値Ipeakもしくは昇圧電圧印時間Tpと保持電流値lhを決定するための補正係数を予め、ECUもしくは駆動回路に与えておくと良い。また、以上で説明したピーク電流値Ipeakと保持電流値lhを各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305ごとにおよび、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305に供給される燃料圧力ごとに調整することで、使用する電流を小さくできるため、燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305のソレノイド105の発熱とECUの発熱を低減でき、消費エネルギーを低減できる効果がある。また、昇圧電圧VHを印加している時間が低減されるため、昇圧回路の負荷が低減でき、分割噴射時において次の噴射パルス幅が要求された時点での昇圧電圧VHを一定に保つことができるため、噴射量を正確に制御することが可能となる。   In addition to the adjustment of the peak current value Ipeak, the boost voltage marking time Tp, and the voltage cutoff time T2 for reducing the individual variation of the fuel injection device 804 and the fuel injection device 2305 of each cylinder, the current waveform is adjusted by the fuel pressure. And effective. As the fuel pressure increases, the differential pressure due to the fuel pressure acting on the second valve body 1907 increases, so the timing at which the second valve body 1907 decelerates after the peak current value Ipeak is cut off is also increased. The bounce of the second valve body 1907 generated when the second movable element 1902 collides with the fixed core 107 after the valve body 1907 reaches the target lift position is also reduced. Therefore, by increasing the peak current value Ipeak according to the increase in the fuel pressure, the second movable element is secured while ensuring the peak current value Ipeak necessary for the second valve body 1907 to reach the target lift. The collision speed between 1902 and the fixed core 107 can also be reduced, the non-linearity of the injection quantity characteristic can be reduced, and the injection quantity variation can be reduced. Further, when the peak current value Ipeak is increased, the timing at which the switching elements 805 and 806 are de-energized, that is, the timing at which the application of the boost voltage VH is stopped is delayed, and the timing at which the voltage cutoff time T2 is started is also linked. Become slow. The voltage cut-off time T2 is preferably configured to become shorter as the fuel pressure increases. With such a configuration, when the differential pressure acting on the valve body 114 or the second valve body 1907 increases as the fuel pressure increases, the movable element 102 or the second movable element 1902 and the fixed core Since the collision speed 107 becomes smaller and the timing required for deceleration is also delayed, it is possible to set an appropriate deceleration timing. Since the fuel pressure and the differential pressure acting on the valve body 114 or the second valve body 1907 have a linear relationship, the peak current value Ipeak or the boosted voltage marking time Tp and the holding current value lh depend on the fuel pressure. It is preferable to give a correction coefficient for determining the value to the ECU or the drive circuit in advance. Further, the peak current value Ipeak and the holding current value lh described above are adjusted for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder and for each fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 or fuel injection device 2305. By doing so, since the current to be used can be reduced, the heat generation of the solenoid 105 of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 and the heat generation of the ECU can be reduced, and the energy consumption can be reduced. In addition, since the time during which the boost voltage VH is applied is reduced, the load on the boost circuit can be reduced, and the boost voltage VH at the time when the next injection pulse width is requested in the divided injection can be kept constant. Therefore, it is possible to accurately control the injection amount.

次に、第二実施例の制御手法によって、弁体114を目標リフトに到達させない領域(中間リフト領域と称する)を使用するための動作を図27に示す。本動作では、目標リフトに到達させる場合の最小噴射量よりもさらに小さな噴射量を実現するために、噴射量を減らす分に応じて、ピーク電流値Ipeakを標準の設定値より下げていくことで、噴射量を低減していく。すなわち、図26に示した動作による噴射量よりも少ない噴射量を実現する時は、開弁信号時間である噴射パルス幅Ti、昇圧電圧を印加する時間を決めるピーク電流値Ipeakの設定値、昇圧電圧印加時間Tpの設定値を変化させるとよい。図26に示す通り、標準のピーク電流値Ipeakより小さな設定値Ip’に設定することにより、ソレノイド105に流れる電流がIp’に達した時刻t2902で、昇圧電圧VHの印加を停止する。これにより、負の方向の昇圧電圧VHがソレノイド105に印加され、ソレノイド105に流れる電流は急速に低下し、それにより、磁気吸引力が低下する。ただし、噴射する燃料が小さく弁体114の変位量が小さい領域では、可動子102もしくは第二の可動子1902が弁体114もしくは第二の弁体1907に衝突することで、弁体114もしくは第二の弁体1907が受取る力積および運動エネルギーにより、弁体114もしくは第二の弁体1907が開弁開始するため、弁体114が開弁開始する時刻t2904より前に、ソレノイド105への正の方向の電圧印加を停止すると良い。この正の方向の電圧の停止は、噴射パルスがONとなりスイッチング素子805、スイッチング素子806が通電されて、ソレノイド105に昇圧電圧VHが印加されてからスイッチング素子805、スイッチング素子806を非通電にして、負の方向の昇圧電圧VHをソレノイド105に印加するまでの昇圧電圧印加時間Tpか、設定値Ip’で制御するとよい。昇圧電圧印加時間Tpもしくは、設定値Ip’によって、弁体114が開弁開始するより前のタイミングに可動子102に発生する運動エネルギーを制御することができ、弁体114の変位量の制御が可能となる。また、この中間リフトの動作では、弁体114が目標リフトに到達しないため、弁体114の変位量が機構で規定されず、燃料圧力等の僅かな変化によって噴射量の個体ばらつきが生じやすい。したがって、噴射パルスがONとなってから電圧VL4の1階微分値が最小値となる時間もしくは、電圧VLの2階微分値が最小値となる時間である閉弁完了タイミングt2905を各気筒の燃料噴射装置ごとに検知し、駆動装置に記憶させることで、要求噴射量を実現するための閉弁完了タイミングもしくは噴射期間と一致しているかどうかをECU120もしくは、EDU121でチェックし、目標値から乖離しているようであれば、次回の噴射時は、ピーク電流の設定値Ip’を増減させて調整することで、要求噴射量に対する実噴射量の精度を高めることが可能になる。同様に、昇圧電圧印加時間Tpを設定する方式の場合は、閉弁完了タイミングt2904を駆動装置で検知して、要求噴射量を実現するための閉弁完了タイミングもしくは噴射期間に合うように、昇圧電圧印加時間Tpを調整することで、要求噴射量に対する実噴射量の精度を高めることが可能になる。   Next, FIG. 27 shows an operation for using a region where the valve body 114 does not reach the target lift (referred to as an intermediate lift region) by the control method of the second embodiment. In this operation, in order to realize an injection amount that is smaller than the minimum injection amount when the target lift is reached, the peak current value Ipeak is lowered from the standard set value in accordance with the reduction in the injection amount. Reduce the injection amount. That is, when an injection amount smaller than the injection amount by the operation shown in FIG. 26 is realized, the injection pulse width Ti that is the valve opening signal time, the set value of the peak current value Ipeak that determines the time for applying the boost voltage, It is preferable to change the set value of the voltage application time Tp. As shown in FIG. 26, by setting the set value Ip ′ smaller than the standard peak current value Ipeak, the application of the boost voltage VH is stopped at time t2902 when the current flowing through the solenoid 105 reaches Ip ′. As a result, the boosted voltage VH in the negative direction is applied to the solenoid 105, and the current flowing through the solenoid 105 rapidly decreases, thereby reducing the magnetic attractive force. However, in a region where the fuel to be injected is small and the displacement amount of the valve body 114 is small, the movable element 102 or the second movable element 1902 collides with the valve body 114 or the second valve body 1907, so Since the valve body 114 or the second valve body 1907 starts to open due to the impulse and kinetic energy received by the second valve body 1907, the positive pressure to the solenoid 105 is not changed before time t2904 when the valve body 114 starts to open. The voltage application in the direction of is preferably stopped. This positive voltage stop occurs when the switching pulse 805 and switching element 806 are energized and the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105 and the switching element 805 and switching element 806 are de-energized. The boosted voltage application time Tp until the boosted voltage VH in the negative direction is applied to the solenoid 105 may be controlled by the set value Ip ′. The kinetic energy generated in the movable element 102 at a timing before the valve body 114 starts to open can be controlled by the boost voltage application time Tp or the set value Ip ′, and the displacement amount of the valve body 114 can be controlled. It becomes possible. Further, in this intermediate lift operation, since the valve body 114 does not reach the target lift, the displacement amount of the valve body 114 is not defined by the mechanism, and individual variations in the injection amount are likely to occur due to slight changes in the fuel pressure and the like. Accordingly, the valve closing completion timing t2905, which is the time when the first-order differential value of the voltage VL4 becomes the minimum value or the time when the second-order differential value of the voltage VL becomes the minimum value after the injection pulse is turned on, is the fuel of each cylinder. By detecting each injection device and storing it in the drive device, the ECU 120 or EDU 121 checks whether or not the valve closing completion timing or injection period for realizing the required injection amount is coincident with the target value. If so, it is possible to increase the accuracy of the actual injection amount with respect to the required injection amount by adjusting the set value Ip ′ of the peak current to be increased or decreased during the next injection. Similarly, in the case of the method of setting the boost voltage application time Tp, the boost voltage is adjusted so that the valve closing completion timing t2904 is detected by the driving device and the valve closing completion timing or injection period for realizing the required injection amount is met. By adjusting the application time Tp, the accuracy of the actual injection amount with respect to the required injection amount can be increased.

本発明に係る第四実施例における噴射量補正のための制御手法を図29から図31を用いて説明する。   A control method for correcting the injection amount in the fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図29は、各気筒の燃料噴射装置の個体1、個体2、個体3で同じ噴射パルス幅Tiを供給した条件で弁体114もしくは第二の弁体1907の開弁開始タイミングTa’と閉弁完了タイミングTbが異なる個体に対して、噴射期間(Tb−Ta’)が一致するように、噴射パルス、駆動電圧、駆動電流を補正した結果の各個体の駆動電圧、駆動電流、弁体変位量と時間の関係を示した図である。また、図29の弁体変位量には、個体2と同じ噴射パルス幅、駆動電圧、駆動電流を供給した場合の個体1と個体3の弁体変位量を記載する。   FIG. 29 shows the valve opening start timing Ta ′ and valve closing of the valve body 114 or the second valve body 1907 under the condition that the same injection pulse width Ti is supplied to the individual fuel injection devices 1, 2, and 3 of each cylinder. As a result of correcting the injection pulse, the drive voltage, and the drive current so that the injection periods (Tb−Ta ′) match for individuals with different completion timings Tb, the drive voltage, drive current, and valve body displacement amount of each individual as a result of correction. It is the figure which showed the relationship between time. 29, the valve body displacement amounts of the individual 1 and the individual 3 when the same injection pulse width, drive voltage, and drive current as those of the individual 2 are supplied are described.

第一実施例の図6で述べた通り、同じ噴射パルス幅を供給しても寸法公差等の変動の影響によって、各気筒の燃料噴射装置ごとに弁動作のタイミングすなわち、弁体114もしくは第二の弁体1907の開弁開始タイミングTa’および閉弁完了タイミングTbが異なり、弁体1907が弁座118から離間し、燃料を噴射している実噴射期間(Tb−Ta’)が各個体ごとに変動することで、噴射量の個体ばらつきが生じる。第3実施例における制御方法では、第一実施例および第二実施例で述べた開弁開始タイミング、開弁完了タイミング、閉弁完了タイミングの駆動装置に記憶させた検知情報を用いて、噴射量の個体ばらつきを抑制する燃料噴射の制御方法について説明する。図25より、ある燃料圧力で最も噴射量が小さい最小噴射量での噴射量の個体ばらつきの補正方法について説明する。開弁開始タイミングTa’が早い個体1(補正前)では、個体2と同じ噴射パルス幅、駆動電圧、駆動電流を供給すると、個体2に比べて電流供給を停止するタイミングでの弁体変位量の最大値が大きいため、閉弁完了タイミングTbが遅くなり、その結果、個体2に比べて噴射期間が長くなり、噴射量も多くなる。また、開弁開始タイミングTa’が遅い個体1(補正前)では、個体2と同じ噴射パルス幅、駆動電圧、駆動電流を供給すると、電流供給を停止するタイミングでの弁体変位量が、個体2に比べて小さくなるため、閉弁完了タイミングTbが早くなり、その結果、個体2に比べて噴射期間が短くなり、噴射量も少なくなる。噴射期間が長い個体1(補正前)に対しては、噴射パルスTiを短くするか、昇圧電圧VHを印加する期間をTp1のように短くするか、駆動電流のピーク電流値IpeakをIp1’のように小さくして、個体2の噴射期間2702と一致するように上記のパラメータを補正すると良い。一方で、噴射期間が短い個体3(補正前)に対しては、噴射パルスTiを長くするか、昇圧電圧VHを印加する期間をTp3のように長くするか、駆動電流のピーク電流値IpeakをIp3’のように大きくして、個体2の噴射期間2702と一致するように上記のパラメータを補正すると良い。駆動電流のピーク電流Ip1’、Ip2’、Ip3’を使用して噴射期間を補正した場合、ソレノイド105の温度変化に伴う抵抗の変化や、昇圧電圧VHの電圧値の変動があった場合であっても弁体114もしくは第二の弁体1907の変位量の変動を最小限に抑えることができ、環境変化に伴う意図しない噴射期間の変動を抑制することができる。また、昇圧電圧の印加時間Tp1、Tp2、Tp3を使用して噴射期間を補正した場合、駆動電流のピーク電流を使用する方法と比べて、時間分解能を小さくすることが可能となるため噴射期間の補正精度を高められる効果がある。これは、ピーク電流値の設定分解能は、電流値を検出するための抵抗器808もしくは、812の抵抗値に依存するためである。抵抗値を小さくするほどピーク電流値の設定分解能は向上するが、電流値が小さくなりすぎると、IC802での検出が困難になる。また、噴射期間を調整するための駆動電圧の停止タイミングは、目標の電流値に到達してから一定の時間経過後となるように設定しても良い。この効果によって、ソレノイド105の抵抗の変化があった場合であっても意図しない噴射期間の変動を抑制することができ、かつ駆動電圧の停止タイミングの時間分解能を向上させることが可能となるため、噴射期間の補正精度および噴射量の個体ばらつきの補正精度を高めることができる。   As described with reference to FIG. 6 of the first embodiment, even if the same injection pulse width is supplied, the timing of the valve operation, that is, the valve body 114 or the second valve body for each fuel injection device of each cylinder due to the influence of fluctuations such as dimensional tolerance. The valve opening start timing Ta ′ and the valve closing completion timing Tb of the valve body 1907 are different, the valve body 1907 is separated from the valve seat 118, and the actual injection period (Tb−Ta ′) during which fuel is injected is individual for each individual. As a result, the individual variation in the injection amount occurs. In the control method in the third embodiment, the injection amount is detected by using the detection information stored in the drive device of the valve opening start timing, the valve opening completion timing, and the valve closing completion timing described in the first embodiment and the second embodiment. A fuel injection control method for suppressing the individual variation of the fuel injection will be described. With reference to FIG. 25, a method for correcting individual variations in the injection amount at the minimum injection amount with the smallest injection amount at a certain fuel pressure will be described. In the individual 1 (before correction) with the earlier valve opening start timing Ta ′, when the same injection pulse width, drive voltage, and drive current as those in the individual 2 are supplied, the valve body displacement amount at the timing when the current supply is stopped compared to the individual 2 Is large, the valve closing completion timing Tb is delayed. As a result, the injection period is longer than that of the individual 2, and the injection amount is also increased. Further, in the individual 1 (before correction) with the slow valve opening start timing Ta ′, when the same injection pulse width, drive voltage, and drive current as those in the individual 2 are supplied, the valve body displacement amount at the timing when the current supply is stopped is Therefore, the valve closing completion timing Tb is earlier, and as a result, the injection period is shorter than that of the individual 2, and the injection amount is also reduced. For the individual 1 (before correction) having a long injection period, the injection pulse Ti is shortened, the period during which the boost voltage VH is applied is shortened to Tp1, or the peak current value Ipeak of the drive current is set to Ip1 ′. Thus, it is preferable to correct the above parameters so as to coincide with the injection period 2702 of the individual 2. On the other hand, for the individual 3 having a short injection period (before correction), the injection pulse Ti is lengthened, the period for applying the boosted voltage VH is lengthened as Tp3, or the peak current value Ipeak of the drive current is set to It is preferable to correct the above parameters so as to match the injection period 2702 of the individual 2 by increasing it to Ip3 ′. When the injection period is corrected using the peak currents Ip1 ′, Ip2 ′, Ip3 ′ of the drive current, there is a change in resistance due to a temperature change of the solenoid 105 or a change in the voltage value of the boost voltage VH. However, the variation of the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 can be suppressed to the minimum, and the unintended fluctuation of the injection period accompanying the environmental change can be suppressed. In addition, when the injection period is corrected using the application time Tp1, Tp2, and Tp3 of the boost voltage, the time resolution can be reduced as compared with the method using the peak current of the drive current, so that the injection period can be reduced. There is an effect of improving the correction accuracy. This is because the setting resolution of the peak current value depends on the resistance value of the resistor 808 or 812 for detecting the current value. As the resistance value is reduced, the peak current value setting resolution is improved. However, if the current value is too small, detection by the IC 802 becomes difficult. Further, the drive voltage stop timing for adjusting the injection period may be set so that a certain time elapses after the target current value is reached. Due to this effect, even if there is a change in the resistance of the solenoid 105, it is possible to suppress unintended fluctuations in the injection period and improve the time resolution of the drive voltage stop timing. It is possible to improve the correction accuracy of the injection period and the correction accuracy of individual variations in the injection amount.

次に、図30、図31を用いて最小噴射量での噴射期間調整後の噴射量の制御方法について説明する。図30は、最小噴射量での噴射期間を調整後の噴射量の調整方法を記載した図である。また、図31は、最小噴射量での噴射期間を調整後の噴射パルスと噴射量の関係を示した図である。   Next, a method for controlling the injection amount after adjusting the injection period with the minimum injection amount will be described with reference to FIGS. 30 and 31. FIG. 30 is a diagram illustrating a method of adjusting the injection amount after adjusting the injection period with the minimum injection amount. FIG. 31 is a diagram showing the relationship between the injection pulse and the injection amount after adjusting the injection period with the minimum injection amount.

図30より、最小噴射量でのTpは、前述で説明した通り、噴射期間が合うように、各気筒の燃料噴射装置840または燃料噴射装置2305ごとに調整される。その後、中間リフトでの噴射量を制御するため、T2終了タイミングt2804後に、スイッチング素子805、806を通電して、ソレノイド105に昇圧電圧VHを印加し、保持電流lhまで移行させる。その後、噴射パルスTiの通電時間を増加させて、弁体114または第二の弁体1907を固定コア107と接触する目標リフト位置まで到達させる。最小噴射量での噴射パルス幅Ti1以降の中間リフト動作を行うTi2、Ti3以降において、各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305で、噴射パルスTiを増加させることによる閉弁完了タイミングの変化量が個体ごとに異なる場合、閉弁完了タイミングの変化量が小さい個体については、保持電流値lh2を大きくし、磁気吸引力を増加させて、噴射期間があうように学習制御を行う。一方で、閉弁完了タイミングの変化量が大きい個体については、保持電流値Ih1を小さくして、磁気吸引力を減少させて、噴射期間が合うように学習制御を行うと良い。このように保持電流lhの電流値を各気筒の個体ごとに調整することで、安定的に目標リフトまで到達させることができ、噴射量の補正精度を高めることが可能となる。   From FIG. 30, Tp at the minimum injection amount is adjusted for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder so that the injection period matches as described above. Thereafter, in order to control the injection amount at the intermediate lift, after the T2 end timing t2804, the switching elements 805 and 806 are energized, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105, and the holding current lh is shifted. Thereafter, the energization time of the injection pulse Ti is increased, and the valve body 114 or the second valve body 1907 is reached to the target lift position in contact with the fixed core 107. Changes in valve closing completion timing by increasing the injection pulse Ti in the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder after Ti2 and Ti3 performing intermediate lift operation after the injection pulse width Ti1 at the minimum injection amount When the amount varies from individual to individual, learning control is performed so that the holding current value lh2 is increased and the magnetic attractive force is increased for the individual with a small amount of change in the valve closing completion timing so that the injection period is met. On the other hand, for an individual with a large change amount of the valve closing completion timing, learning control may be performed so that the holding current value Ih1 is reduced to reduce the magnetic attractive force so that the injection period is matched. In this way, by adjusting the current value of the holding current lh for each cylinder, it is possible to stably reach the target lift, and it is possible to improve the injection amount correction accuracy.

以上で説明した方法で弁体114または第二の弁体1907の変位量を制御することで、図31に示す噴射量特性は、中間リフト領域での従来波形の区間3401における噴射パルス幅Tiと噴射量の傾きに対して、区間Tharf2における噴射パルス幅Tiと燃料噴射量との傾きが小さくなり、目標リフトに到達するまでの中間リフト領域がTharf1からTharf2まで拡大される。従来波形の中間リフトのある区間3401では、噴射パルス幅の変化に対して、噴射量が大きく変わるため、微小噴射量制御を行う際には、噴射パルス幅Tiもしくは、昇圧電圧印加時間Tpの時間分解能を細かく設定せざるを得ず、CPU801のクロック数が高い駆動装置を使用せざるを得ないため、駆動装置のコストアップに繋がる。また、中間リフトのある区間3401と目標リフト領域との間で噴射パルス幅Tiに対する燃料噴射量が非線形となるため、噴射量を制御するためには、各点の噴射パルス幅Tiでの噴射期間の情報を検知する必要があり、駆動装置の記憶容量の圧迫を招き、さらには、区間3401終了後の噴射量が、環境条件等の変化で大きく変化する可能性があるため、噴射量の補正精度とロバスト性を高めることが困難である。第3実施例における制御手法によれば、中間リフト領域での噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの傾きと、目標リフト到達後の噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの傾きの差を、従来波形を使用した制御手法と比べて小さくすることができ、また、中間リフト領域から目標リフト以降も噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの関係が線形となることから、噴射量を補正および制御しやすいメリットがある。以上のように、駆動電圧、電流波形を各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305で個体調整した結果、噴射量特性が噴射パルス幅Ti方向に平行移動した特性となり、ある燃料噴射装置において、平行移動分のずれ3401を有する。しかしながら、燃料噴射量qを決める噴射期間を気筒ごとに駆動装置で検知できているため、平行移動分のずれ3401分を各気筒ごとに噴射パルス幅Tiで補正することにより、噴射量の個体ばらつきを補正制御することが可能となる。また、中間リフト領域での噴射パルス幅と燃料噴射量の関係が1次近似な関係となる場合、その傾きを検出するための噴射期間の情報が2点あれば、その補正式の傾きと切片を導出することが可能となる。また、目標リフト領域においては、噴射パルス幅Tiの増加に伴って燃料噴射量qが線形的に増加していくため、噴射パルス幅Tiと燃料噴射量qの関係は1次近似の関数で近似することができ、その関数の傾きと切片は、2点以上の噴射期間の情報で導出することができる。また、中間リフトから目標リフトへ切り替わる噴射パルス幅Tiは、中間リフトでの1次関数とフルリフトでの1次関数の燃料噴射量qが重なる点として算出することができ、中間リフト域での噴射量の補正式と目標リフト以降の噴射量の補正式を切り替えられるように構成すると良い。   By controlling the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 by the method described above, the injection amount characteristic shown in FIG. 31 is the same as the injection pulse width Ti in the section 3401 of the conventional waveform in the intermediate lift region. With respect to the gradient of the injection amount, the gradient between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount in the section Tharf2 is reduced, and the intermediate lift region until reaching the target lift is expanded from Tharf1 to Tharf2. In the section 3401 with the intermediate lift of the conventional waveform, the injection amount changes greatly with respect to the change of the injection pulse width. Therefore, when performing the fine injection amount control, the injection pulse width Ti or the time of the boost voltage application time Tp The resolution must be set finely and a driving device with a high number of clocks of the CPU 801 must be used, leading to an increase in the cost of the driving device. In addition, since the fuel injection amount with respect to the injection pulse width Ti is nonlinear between the section 3401 with the intermediate lift and the target lift region, in order to control the injection amount, the injection period with the injection pulse width Ti at each point This is necessary to detect the information of the drive unit, which causes pressure on the storage capacity of the driving device, and furthermore, the injection amount after the end of the section 3401 may change greatly due to changes in environmental conditions, etc. It is difficult to improve accuracy and robustness. According to the control method in the third embodiment, the difference between the inclination of the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q in the intermediate lift region and the inclination of the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q after reaching the target lift are conventionally calculated. Compared to the control method using the waveform, the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q is linear after the target lift from the intermediate lift region, so that the injection amount is corrected and controlled. There is an easy advantage. As described above, as a result of individual adjustment of the drive voltage and current waveform by the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder, the injection amount characteristic becomes a characteristic that is translated in the injection pulse width Ti direction. , And a shift 3401 for the parallel movement. However, since the injection period for determining the fuel injection amount q can be detected for each cylinder by the driving device, individual variations in the injection amount can be achieved by correcting the deviation 3401 for the parallel movement with the injection pulse width Ti for each cylinder. Can be corrected and controlled. Further, when the relationship between the injection pulse width and the fuel injection amount in the intermediate lift region is a linear approximation, if there are two pieces of information on the injection period for detecting the inclination, the inclination and intercept of the correction formula Can be derived. In the target lift region, the fuel injection amount q increases linearly as the injection pulse width Ti increases, so the relationship between the injection pulse width Ti and the fuel injection amount q is approximated by a linear approximation function. The slope and intercept of the function can be derived from information on two or more injection periods. Further, the injection pulse width Ti for switching from the intermediate lift to the target lift can be calculated as a point where the fuel injection amount q of the primary function at the intermediate lift and the primary function at the full lift overlap, and the injection in the intermediate lift region It is preferable that the correction formula for the amount and the correction formula for the injection amount after the target lift can be switched.

本発明における第5の実施例は、実施形態1乃至4に記載した燃料噴射装置及びその制御方法をエンジンに搭載した例を示す実施形態である。   The fifth embodiment of the present invention is an embodiment showing an example in which the fuel injection device described in Embodiments 1 to 4 and the control method thereof are mounted on an engine.

図32は、筒内直接噴射式のガソリンエンジンの構成図であり、燃料噴射装置A01A乃至A01Dはその噴射孔からの燃料噴霧が燃焼室A02に直接噴射されるように設置されている。燃料は燃料ポンプA03によって昇圧されて燃料配管A07に送出され、燃料噴射装置A01に配送される。燃料圧力は燃料ポンプA03によって吐出された燃料量と、エンジンの各気筒に供えられた燃料噴射装置によって各燃焼室内に噴射された燃料量のバランスによって変動するが、圧力センサA04による情報に基づいて所定の圧力を目標値として、燃料ポンプA03からの吐出量が制御されるようになっている。   FIG. 32 is a configuration diagram of an in-cylinder direct injection gasoline engine, and the fuel injection devices A01A to A01D are installed such that fuel spray from the injection holes is directly injected into the combustion chamber A02. The fuel is boosted by the fuel pump A03, sent to the fuel pipe A07, and delivered to the fuel injection device A01. The fuel pressure varies depending on the balance between the amount of fuel discharged by the fuel pump A03 and the amount of fuel injected into each combustion chamber by the fuel injection device provided to each cylinder of the engine, but based on information from the pressure sensor A04. The discharge amount from the fuel pump A03 is controlled with a predetermined pressure as a target value.

燃料の噴射はECUエンジンコントロールユニット(ECU)A05から送出される噴射パルス幅によって制御されており、この噴射パルスは燃料噴射装置の駆動回路A06に入力され、駆動回路A06はECUA05からの指令に基づいて駆動電流波形を決定し、前記噴射パルスに基づく時間だけ燃料噴射装置A01に前記駆動電流波形を供給するようになっている。   The injection of fuel is controlled by the injection pulse width sent from the ECU engine control unit (ECU) A05, and this injection pulse is input to the drive circuit A06 of the fuel injection device, and the drive circuit A06 is based on a command from the ECU A05. Thus, the drive current waveform is determined, and the drive current waveform is supplied to the fuel injection device A01 for a time based on the injection pulse.

なお、駆動回路A06は、ECUA05と一体の部品や基板として実装される場合もある。   Note that the drive circuit A06 may be mounted as a component or a board integrated with the ECU A05.

ECUA05および駆動回路A06は、燃料圧力や運転条件によって駆動電流波形を変更できる能力を備えている。   The ECU A05 and the drive circuit A06 have the ability to change the drive current waveform depending on the fuel pressure and operating conditions.

このようなエンジンにおいて、ECUA05が実施例1乃至7記載のように、燃料噴射装置A01の開弁および閉弁の動作を検知する能力を有する場合に、エンジンの制御を容易に行ったり、燃費や排気を低減したり、あるいは気筒間の燃焼圧のばらつきを低減してエンジンの振動を抑えたりする方法について述べる。   In such an engine, when the ECU A05 has the capability of detecting the opening and closing operations of the fuel injection device A01 as described in the first to seventh embodiments, the engine can be easily controlled, A method for reducing engine exhaust by reducing exhaust or reducing variation in combustion pressure between cylinders will be described.

図32に記載したエンジンに用いるECUA05では。燃料噴射装置A01A乃至A01Dから噴射される燃料量が、ECUA05が要求する値に近づくように、燃料噴射装置A01の噴射パルス幅が補正されるようになっている。すなわち、多気筒エンジンにおいては、気筒毎にそれぞれ補正された異なる幅の駆動パルスが、それぞれの燃料噴射装置に与えられる。   In ECUA05 used for the engine described in FIG. The injection pulse width of the fuel injection device A01 is corrected so that the amount of fuel injected from the fuel injection devices A01A to A01D approaches the value required by the ECU A05. That is, in a multi-cylinder engine, drive pulses having different widths corrected for each cylinder are given to the respective fuel injection devices.

例えば、同じ指令パルス幅を与えた時に燃料を多く噴いてしまう燃料噴射装置に対しては短いパルス幅を与えて駆動し、同じパルス幅を与えた時に燃料を少なめに噴射する燃料噴射装置に対しては長いパルス幅で駆動する。このような補正を、気筒毎に行う運転モードを持つことによって、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。   For example, for a fuel injection device that drives with a short pulse width for a fuel injection device that injects a large amount of fuel when the same command pulse width is given, and for a fuel injection device that injects a small amount of fuel when the same pulse width is given Drive with a long pulse width. By having an operation mode in which such correction is performed for each cylinder, it is possible to suppress variations in the fuel injection amount between the cylinders.

更に、図32に記載したECUA05では、各気筒の燃料噴射装置A01A乃至A01Dに供給される駆動電流は、燃料噴射装置ごとに調整された波形として供給されるようになっている。   Further, in the ECU A05 shown in FIG. 32, the drive current supplied to the fuel injection devices A01A to A01D of each cylinder is supplied as a waveform adjusted for each fuel injection device.

それぞれの電流波形は、それぞれの燃料噴射装置A01A乃至A01Dの弁の挙動が、開弁時の跳ね返り挙動が減殺されるように設定されており、この結果、噴射パルス幅と噴射量の関係が直線に近づくパルス幅の範囲が広くなるように設定できる。   Each current waveform is set so that the valve behavior of each fuel injection device A01A to A01D is reduced so that the rebound behavior at the time of valve opening is reduced. As a result, the relationship between the injection pulse width and the injection amount is a straight line. It can be set so that the range of the pulse width approaching is widened.

例えば、開弁時の跳ね返り挙動の減殺のために、駆動波形のうち昇圧電圧源から昇圧電圧VHをソレノイド105に供給する時間もしくは、ピーク電流値Ipeakを、スイッチング素子805、806、807の通電・非通電を制御することで、各気筒の燃料噴射装置の開弁タイミングに合わせて調整し、開弁の途中で昇圧電源からの通電が打ち切られ、弁が減速するように設定する。例えば、ある電流波形を与えた時に早<開弁する燃料噴射装置に対しては昇圧電源からの通電打ち切りタイミングを早めて、遅く開弁する燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305に対しては昇圧電源からの通電打ち切りタイミングを遅く設定する。このように、昇圧電源からの通電を打ち切って開弁動作を減速させるような駆動波形を用いることで、微小噴射量の領域での噴射パルス幅Tiの変化に対する噴射量の変化を小さくすることができ、噴射パルス幅Tiによる噴射量の補正を行い易くなる効果もある。   For example, in order to reduce the rebound behavior at the time of valve opening, the time for supplying the boosted voltage VH from the boosted voltage source to the solenoid 105 in the drive waveform or the peak current value Ipeak is set to the energization / switching of the switching elements 805 806 807 By controlling the deenergization, adjustment is made in accordance with the valve opening timing of the fuel injection device of each cylinder, and the energization from the boosting power supply is cut off during the valve opening, and the valve is set to decelerate. For example, for a fuel injection device that opens early when a certain current waveform is applied, the timing for stopping the energization from the boost power supply is advanced, and for the fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 that opens late, the pressure is increased. Set the timing to stop energization from the power supply late. In this way, by using a drive waveform that cuts off the energization from the boosting power source and decelerates the valve opening operation, it is possible to reduce the change in the injection amount with respect to the change in the injection pulse width Ti in the region of the minute injection amount. This also has the effect of facilitating correction of the injection amount based on the injection pulse width Ti.

このように弁体114が減速する駆動電流波形を、気筒の燃料噴射装置840もしくは2305の開弁完了タイミングの変動に合わせて与えることで、各気筒の燃料噴射装置に適する電流波形を与えられるようになり、噴射パルスと噴射量の関係が直線的になる範囲を増大させることができる。   By providing the drive current waveform in which the valve element 114 decelerates in this manner in accordance with the variation in the valve opening completion timing of the cylinder fuel injection device 840 or 2305, a current waveform suitable for the fuel injection device of each cylinder can be provided. Thus, the range in which the relationship between the injection pulse and the injection amount is linear can be increased.

また、駆動波形のうち開弁状態を保持するための通電電流値(保持電流値)を各燃料噴射装置の閉弁タイミングに応じて調整するとよい。燃料噴射装置をある駆動電流波形で駆動した場合に得られる閉弁タイミングが遅い場合には、前記保持電流値を小さく設定し、閉弁タイミングが早い場合には前記保持電流値を相対的に大きく設定する。このように、駆動電流波形のうち保持電流値を燃料噴射装置の状態に合わせて設定することで、余剰な電流値を与えることを防ぐことができる。余剰な電流値を与えないようにすることで、噴射パルス幅が小さい時に閉弁の応答遅れ時間を小さくすることができ、噴射パルス幅と噴射量の関係が直線となる噴射量の範囲を、小さい側に拡大することができる。   Moreover, it is good to adjust the energization current value (holding current value) for hold | maintaining a valve opening state among drive waveforms according to the valve closing timing of each fuel injection apparatus. When the valve closing timing obtained when the fuel injection device is driven with a certain driving current waveform is late, the holding current value is set small, and when the valve closing timing is early, the holding current value is relatively large. Set. Thus, by setting the holding current value in the drive current waveform in accordance with the state of the fuel injection device, it is possible to prevent an excessive current value from being given. By not giving an excessive current value, the response delay time of the valve closing can be reduced when the injection pulse width is small, and the range of the injection amount in which the relationship between the injection pulse width and the injection amount is a straight line, Can be expanded to the smaller side.

また、中間リフト動作での各気筒の燃料噴射装置840もしくは燃料噴射装置2305の噴射量の個体ばらつきを抑制するため、駆動装置で検知した個体ごとの開弁開始タイミングTa’と開弁完了タイミングTbの情報を元に、実噴射期間(TB−Ta’)が一致するように、昇圧電圧印加時間Tpもしくはピーク電流値Ipeakを制御する方法が有効である。この場合、中間リフト動作での最小噴射量は、昇圧電圧印加時間Tpすなわち、スイッチング素子805と806を通電している時間に、ソレノイド105に供給される電流によって可動子102もしくは、可動子1902に蓄えられる運動エネルギーで決定される。その後、可動子を減速するための電圧遮断時間T2を設け、駆動装置に記憶させておく開弁完了タイミングTaと閉弁完了タイミングTbの情報を元に、電圧遮断時間T2と保持電流値lhを決定し、弁体114もしくは弁体1907が目標リフトに到達するまで、噴射パルスの増加に伴って、閉弁完了タイミングTbと弁体114もしくは弁体1907の変位量が大きくなるように制御する。また、電圧遮断時間T2と保持電流値lhを検知情報に基づいて調整することで、弁体114もしくは弁体1907が目標リフトに到達した時に、弁体114もしくは弁体1907の速度を減速させて、可動子102もしくは可動子1902が固定コア107に衝突することで生じる可動子102もしくは可動子1902のバウンドを低減できるため、中間リフトの領域から目標リフトに達したタイミング以降の噴射量が正の相関となり、噴射パルス幅Tを増減させることで噴射量を連続的に制御することができる。   Further, in order to suppress the individual variation in the injection amount of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder in the intermediate lift operation, the individual valve opening start timing Ta ′ and the valve opening completion timing Tb detected by the driving device. Based on this information, a method of controlling the boosted voltage application time Tp or the peak current value Ipeak so that the actual injection period (TB-Ta ′) matches is effective. In this case, the minimum injection amount in the intermediate lift operation is the boost voltage application time Tp, that is, the time during which the switching elements 805 and 806 are energized, to the mover 102 or the mover 1902 by the current supplied to the solenoid 105. It is determined by the stored kinetic energy. Thereafter, a voltage cutoff time T2 for decelerating the mover is provided, and the voltage cutoff time T2 and the holding current value lh are set based on the information of the valve opening completion timing Ta and the valve closing completion timing Tb stored in the drive device. Then, until the valve body 114 or the valve body 1907 reaches the target lift, control is performed so that the valve closing completion timing Tb and the displacement amount of the valve body 114 or the valve body 1907 increase as the injection pulse increases. Further, by adjusting the voltage cutoff time T2 and the holding current value lh based on the detection information, when the valve body 114 or the valve body 1907 reaches the target lift, the speed of the valve body 114 or the valve body 1907 is reduced. Since the bounce of the movable element 102 or the movable element 1902 caused by the collision of the movable element 102 or the movable element 1902 with the fixed core 107 can be reduced, the injection amount after the timing when the target lift is reached from the intermediate lift region is positive. Correlation is established, and the injection amount can be continuously controlled by increasing or decreasing the injection pulse width T.

このように、ECUによって駆動電流波形や駆動パルス幅Tiを各燃料噴射装置に対して調整して与えるようなエンジンにおいては、各燃料噴射装置の製造ばらつきや状態に応じて駆動電流波形や駆動パルスを与える必要があり、そのために各燃料噴射装置の状態として、開弁開始タイミング、開弁完了タイミングおよび閉弁完了のタイミングをECU05Aが読み取る。   As described above, in an engine in which the drive current waveform and the drive pulse width Ti are adjusted and given to each fuel injection device by the ECU, the drive current waveform and the drive pulse according to the manufacturing variation and state of each fuel injection device. Therefore, the ECU 05A reads the valve opening start timing, the valve opening completion timing, and the valve closing completion timing as the state of each fuel injection device.

各燃料噴射装置の開弁開始タイミング、開弁完了タイミングおよび閉弁のタイミングを読み取る場合には、開閉弁のタイミングを検知し易い駆動電流波形で各燃料噴射装置を運転すると良い。しかしながら、検知を行い易い駆動電流波形では、噴射パルス幅と噴射量の直線的な関係を、必ずしも広くすることができない場合がある。   When reading the valve opening start timing, the valve opening completion timing, and the valve closing timing of each fuel injector, it is preferable to operate each fuel injector with a drive current waveform that makes it easy to detect the timing of the on-off valve. However, in a drive current waveform that is easy to detect, the linear relationship between the ejection pulse width and the ejection amount may not necessarily be widened.

このため、燃料噴射装置の状態を読み取るための駆動電流波形を設定する動力を、ECU05Aが有しているとよい。例えば、エンジンが始動後の暖気中など、噴射量が必ずしも最小でなくてもよいシチュエーションで、弁体114の挙動を読み取るための駆動電流波形を用いて、接続されている各気筒の燃料噴射装置の開弁開始タイミング、開弁完了タイミングおよび閉弁完了タイミングを検知し、ECU05A内のメモリに記録しておく。または、1吸排気行程中の燃料噴射を分割する分割噴射の条件において、弁体114もしくは弁体1907を目標リフトに到達させる条件と、中間リフト動作を行う条件で噴射し、中間リフト動作での各気筒の燃料噴射装置の噴射量の個体ばらつきを補正するのに必要な開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングの検知情報を複数回取得できるようにすると効果的である。   For this reason, it is good for ECU05A to have the motive power which sets the drive current waveform for reading the state of a fuel-injection apparatus. For example, the fuel injection device for each connected cylinder using a drive current waveform for reading the behavior of the valve body 114 in a situation where the injection amount is not necessarily minimum, such as during warm-up after the engine is started. The valve opening start timing, the valve opening completion timing, and the valve closing completion timing are detected and recorded in the memory in the ECU 05A. Alternatively, in the split injection condition for dividing the fuel injection in one intake / exhaust stroke, the injection is performed under the condition for causing the valve body 114 or the valve body 1907 to reach the target lift and the condition for performing the intermediate lift operation. It is effective to be able to acquire the detection information of the valve opening start timing and the valve closing completion timing necessary for correcting individual variations in the injection amount of the fuel injection device of each cylinder a plurality of times.

この駆動装置の記録情報に基づいて、ECU05Aは各気筒に与える駆動電流波形や駆動パルス幅を調整することで、より少ない噴射量まで制御して噴射することが可能になる。   Based on the recording information of the drive device, the ECU 05A can control and inject a smaller injection amount by adjusting the drive current waveform and the drive pulse width given to each cylinder.

このように、燃料噴射装置の状態を読み取るための駆動波形を設定し、特定のエンジン運転状態で燃料噴射装置の状態を記録しておくことで、噴射量の補正を可能にして、制御可能な最小噴射量を低減することができる。また、このような学習を行う方法では、燃料噴射装置の経時劣化の状態もモニタすることができるようになり、したがって燃料噴射装置の動作が経時劣化によって変化したとしても、制御可能な噴射量の最小値を小さく保つことができるようになる。   Thus, by setting a drive waveform for reading the state of the fuel injection device and recording the state of the fuel injection device in a specific engine operation state, the injection amount can be corrected and controlled. The minimum injection amount can be reduced. Further, in the method of performing such learning, it is possible to monitor the state of deterioration of the fuel injection device over time, so that even if the operation of the fuel injection device changes due to deterioration over time, the controllable injection amount The minimum value can be kept small.

なお、特定のエンジン運転状態としては、エンジン始動後の暖気中の他に、アイドリング中、エンジン始動プロセスの間や、エンジンキーオフ後の吸排気行程の数サイクルなど、ECU05Aからの指令で運転者のアクセルペダル操作に依らず回転数や負荷を調節でき、噴射量が著しく小さくない状態が、特に実施容易な期間である。   Note that the specific engine operating state is not only during warm-up after engine start, but also during idling, during the engine start process, and several cycles of intake / exhaust stroke after engine key-off, etc. A state in which the rotation speed and load can be adjusted regardless of the operation of the accelerator pedal and the injection amount is not extremely small is a particularly easy period.

また、このように燃料噴射装置の開弁開始タイミング、開弁完了タイミングおよび閉弁のタイミングをECU内のメモリに記録して、噴射パルス幅Tiや駆動電流波形の補正を各気筒の燃料噴射装置ごとに行う方式の場合であっても、更に各噴射毎に弁動作のタイミングを検知して、ECUからのパルス幅指令値に反映させるとよい。特に、閉弁動作である閉弁完了タイミングの検知を燃料噴射装置のソレノイド105の端子間電圧や、ソレノイド105の接地電位(GND)側端子と接地電位との電位差を検出して行う場合には、検知専用の波形を用いなくともこれを検知することができるので、毎回の燃料噴射ごとに閉弁完了タイミングの検知を行うことができる。この検知結果を次回の噴射時の噴射パルス幅にフィードバックすることにより、燃料噴射量の制御精度をより向上させることができるとともに、エンジンの温度や振動などによる燃料噴射装置の動作の変化を補正できるようになる。   In addition, the valve opening start timing, the valve opening completion timing, and the valve closing timing of the fuel injection device are recorded in the memory in the ECU in this way, and the injection pulse width Ti and the drive current waveform are corrected for each fuel injection device Even in the case of the method performed every time, the timing of the valve operation may be further detected for each injection and reflected in the pulse width command value from the ECU. In particular, when the valve closing completion timing, which is a valve closing operation, is detected by detecting the voltage between the terminals of the solenoid 105 of the fuel injection device or the potential difference between the ground potential (GND) side terminal of the solenoid 105 and the ground potential. Since this can be detected without using a detection-dedicated waveform, it is possible to detect the valve closing completion timing for each fuel injection. By feeding back the detection result to the injection pulse width at the next injection, the control accuracy of the fuel injection amount can be further improved, and the change in the operation of the fuel injection device due to engine temperature, vibration, etc. can be corrected. It becomes like this.

このようにして、より小さい噴射量まで制御して内燃機関で用いることができるようになる結果、より小さい噴射量まで制御して燃料噴射を行わせることができるようになり、例えば、アイドルストップなどの燃料カットからのリカバリなどの低負荷時における燃焼を可能にして、エンジンとしては低燃費にし易くなる。また、A/Fを目標値に近づけられるようになるので、排気中に含まれるHCやNOXなどのガスを抑制することができる。更に、燃料噴射量が小さくなることで、低負荷域において、エンジンの1行程中に噴射する燃料を、複数回に分割して噴射することができるようになり。この結果噴霧の貫徹力を減殺したり、混合気を形成する制御を行い易くして、燃焼室壁面に付着する燃料が抑制され、かつ混合気の均質度を均一にして、燃料が濃い領域を低減できることから、PM(粒子状物質)やPN(PMの粒子個数濃度)の一部であるすすの排出量低減に繋げることができる。   In this way, as a result of being able to control to a smaller injection amount and use it in an internal combustion engine, it becomes possible to control the injection amount to a smaller injection amount and perform fuel injection, for example, idle stop, etc. This makes it possible to perform combustion at a low load such as recovery from a fuel cut, and it is easy for the engine to have low fuel consumption. In addition, since A / F can be brought close to the target value, gases such as HC and NOX contained in the exhaust can be suppressed. Furthermore, since the fuel injection amount is reduced, the fuel injected during one stroke of the engine can be divided and injected in a plurality of times in a low load region. As a result, the penetrating power of the spray is reduced or the control of forming the air-fuel mixture is facilitated, the fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber is suppressed, the homogeneity of the air-fuel mixture is made uniform, and the fuel rich region is Since it can reduce, it can lead to reduction of the discharge amount of soot which is a part of PM (particulate matter) and PN (PM particle number concentration).

次に、図33、図34を用いて、第六実施例における燃料噴射装置の構成および動作と噴射量の個体ばらつきの要因である開弁開始タイミングの他の検出方法について説明する。なお、図33において、図1と同等の部品には同じ記号を用いる。   Next, with reference to FIGS. 33 and 34, description will be given of another method for detecting the valve opening start timing which is a factor of the individual variation in the configuration and operation of the fuel injection device and the injection amount in the sixth embodiment. 33, the same symbols are used for parts equivalent to those in FIG.

最初に、図33を用いて、第六実施例における燃料噴射装置の構成と基本的な動作を説明する。図33は、燃料噴射装置の縦断面図の構成を示す図である。図33に示した燃料噴射装置は通常時閉型の電磁弁(電磁式燃料噴射装置)であり、ソレノイド105に通電されていない状態では、弁体3614は第1のばねであるスプリング110によって弁座118に向けて付勢され、弁座118に密着して閉状態となっている。この閉弁状態においては、可動子3602は第2のばねであるゼロ位置ばね3612によって固定コア107側(開弁方向)に付勢されており、弁体3614の固定コア側の端部に設けられた規制部3614aに密着している。この状態では、可動子3602と固定コア107との間には隙間がある状態となっている。弁体3614のロット部31614bをガイドするロットガイド3613がハウジングを成すノズルホルダ3601に固定されている。弁体3614と可動子3602とは相対変位可能に構成されており、ノズルホルダ3601に内包されている。また、ロットガイド3613はゼロ位置ばね3612のばね座を構成している。スプリング110による力は、固定コア107の内径に固定されるバネ押さえ3624の押し込み量によって組み立て時に調整されている。なお、ゼロ位置ばね3612の付勢力はスプリング110の付勢力よりも小さく設定されている。   First, the configuration and basic operation of the fuel injection device in the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 33 is a diagram showing a configuration of a longitudinal sectional view of the fuel injection device. The fuel injection device shown in FIG. 33 is a normally closed electromagnetic valve (electromagnetic fuel injection device). In a state where the solenoid 105 is not energized, the valve body 3614 is valved by a spring 110 which is a first spring. It is biased toward the seat 118 and is in close contact with the valve seat 118. In this valve closed state, the mover 3602 is biased toward the fixed core 107 (in the valve opening direction) by a zero position spring 3612 as a second spring, and is provided at the end of the valve body 3614 on the fixed core side. It is in close contact with the regulated portion 3614a. In this state, there is a gap between the mover 3602 and the fixed core 107. A lot guide 3613 for guiding the lot portion 31614b of the valve body 3614 is fixed to a nozzle holder 3601 constituting the housing. The valve body 3614 and the mover 3602 are configured to be relatively displaceable, and are contained in the nozzle holder 3601. The lot guide 3613 constitutes a spring seat for the zero position spring 3612. The force by the spring 110 is adjusted at the time of assembly by the pushing amount of the spring retainer 3624 fixed to the inner diameter of the fixed core 107. The urging force of the zero position spring 3612 is set smaller than the urging force of the spring 110.

燃料噴射装置は、固定コア107、可動子3602、ハウジング3603とで磁気回路を構成しており、可動子3602と固定コア107との間に空隙を有している。ノズルホルダ3601の可動子3602と固定コア3606との間の空隙に対応する部分には磁気絞り3611が形成されている。ソレノイド105はボビン104に巻き付けられた状態でノズルホルダ101の外周側に取り付けられている。   In the fuel injection device, the fixed core 107, the movable element 3602, and the housing 3603 constitute a magnetic circuit, and a gap is provided between the movable element 3602 and the fixed core 107. A magnetic aperture 3611 is formed in a portion corresponding to the gap between the mover 3602 and the fixed core 3606 of the nozzle holder 3601. The solenoid 105 is attached to the outer peripheral side of the nozzle holder 101 while being wound around the bobbin 104.

弁体114の規制部114aとは反対側の端部の近傍にはロットガイド115がノズルホルダ101に固定されるようにして設けられている。このロッドガイド115はオリフィスカップ116と同一の部品として構成されても良い。弁体114は第1のロッドガイド113と第2のロッドガイド115との2つのロッドガイドにより、弁軸方向の動きをガイドされている。   A lot guide 115 is provided in the vicinity of the end of the valve body 114 opposite to the regulating portion 114 a so as to be fixed to the nozzle holder 101. The rod guide 115 may be configured as the same part as the orifice cup 116. The valve body 114 is guided in movement in the valve axis direction by two rod guides, a first rod guide 113 and a second rod guide 115.

ノズルホルダ101の先端部には、弁座118と燃料噴射孔119とが形成されたオリフィスカップ116が固定され、可動子3602と弁体3614とが設けられた内部空間(燃料通路)を外部から封止している。   An orifice cup 116 in which a valve seat 118 and a fuel injection hole 119 are formed is fixed to the tip of the nozzle holder 101, and an internal space (fuel passage) in which the movable element 3602 and the valve body 3614 are provided is externally provided. It is sealed.

燃料は燃料噴射装置の上部より供給され、弁体3614の規制部3614aとは反対側の端部に形成されたシール部と弁座118とで燃料をシールしている。閉弁時には、燃料圧力によって弁座位置におけるシート内径に応じた力で弁体が閉方向に押されている。   Fuel is supplied from the upper part of the fuel injection device, and the fuel is sealed by a seal portion formed at the end of the valve body 3614 opposite to the regulating portion 3614a and the valve seat 118. When the valve is closed, the valve body is pushed in the closing direction by a force corresponding to the seat inner diameter at the valve seat position by the fuel pressure.

ソレノイド105に電流が通電されると、可動子3602と固定コア107との間に磁束が発生し、磁気吸引力が発生する。可動子3602に作用する磁気吸引力がスプリング110による荷重と、燃料圧力による力の和を超えると、可動子3602が上方へ動く。このとき可動子3602は弁体3614の規制部3614aと係合した状態で弁体3614と一緒に上方へ移動し、可動子3602の上端面が固定コア107の下面に衝突するまで移動する。このとき、弁体3614が変位を開始してから弁体3614が目標リフトに達するよりも前にソレノイド105への電流供給を停止すると、中間リフト動作を行う。   When a current is passed through the solenoid 105, a magnetic flux is generated between the mover 3602 and the fixed core 107, and a magnetic attractive force is generated. When the magnetic attractive force acting on the mover 3602 exceeds the sum of the load by the spring 110 and the force by the fuel pressure, the mover 3602 moves upward. At this time, the movable element 3602 moves upward together with the valve element 3614 while being engaged with the restricting portion 3614a of the valve element 3614, and moves until the upper end surface of the movable element 3602 collides with the lower surface of the fixed core 107. At this time, if the current supply to the solenoid 105 is stopped before the valve body 3614 reaches the target lift after the valve body 3614 starts to be displaced, an intermediate lift operation is performed.

その結果、弁体3614が弁座118より離間し、供給された燃料が、複数の燃料噴射孔119から噴射される。   As a result, the valve body 3614 is separated from the valve seat 118 and the supplied fuel is injected from the plurality of fuel injection holes 119.

ソレノイド105への通電が断たれると、磁気回路中に生じていた磁束が消滅し、磁気吸引力も消滅する。可動子3602に作用する磁気吸引力が消滅することによって、弁体3614はスプリング110の荷重と、燃料圧力による力によって、弁座118に接触する閉位置に押し戻される。   When the energization to the solenoid 105 is cut off, the magnetic flux generated in the magnetic circuit disappears and the magnetic attractive force disappears. When the magnetic attractive force acting on the mover 3602 disappears, the valve body 3614 is pushed back to the closed position in contact with the valve seat 118 by the load of the spring 110 and the force of the fuel pressure.

弁体3614が目標リフト位置で静止している状態すなわち、開弁状態において、可動子3602と固定コア107が相対する環状端面には、可動子3602か固定コア107のどちらか一方もしくは両方に衝突部の突起部が設けられている。また、突起部によって、開弁状態において、可動子3602と固定コア107との相対する端面間には、突起部を除いて空隙が形成され、開弁状態で突起の外径方向と内径方向に流体が移動可能な燃料通路が一つ以上設けられている。弁体3614が閉位置に押し戻される動作では、可動子3602は弁体114の規制部114aと係合した状態で一緒に移動する。   In the state where the valve body 3614 is stationary at the target lift position, that is, in the valve open state, the movable element 3602 and the fixed core 107 collide with one or both of the movable element 3602 and the fixed core 107 on the annular end surface facing each other. The protrusion part of the part is provided. Further, a gap is formed between the opposing end surfaces of the movable element 3602 and the fixed core 107 in the valve open state by the protrusion, except for the protrusion. One or more fuel passages through which the fluid can move are provided. In the operation in which the valve body 3614 is pushed back to the closed position, the mover 3602 moves together while being engaged with the restricting portion 114a of the valve body 114.

本実施例の燃料噴射装置では、弁体114と可動子3602とは、開弁時に可動子3602が固定コア107と衝突した瞬間と、閉弁時に弁体3614が弁座118と衝突した瞬間の非常に短い時間、相対的な変位を生じることにより、可動子3602の固定コア107に対するバウンドや弁体114の弁座118に対するバウンドを抑制する効果を奏する。   In the fuel injection device of the present embodiment, the valve body 114 and the movable element 3602 are divided into the moment when the movable element 3602 collides with the fixed core 107 when the valve is opened and the moment when the valve element 3614 collides with the valve seat 118 when the valve is closed. By causing relative displacement for a very short time, there is an effect of suppressing the bounce of the movable element 3602 to the fixed core 107 and the bounce of the valve body 114 to the valve seat 118.

なお、上記のように構成されることにより、スプリング110は磁気吸引力による駆動力の向きとは逆向きに弁体114を付勢しており、ゼロ位置ばね112はスプリング110の付勢力とは逆向きに可動子3602を付勢している。   By configuring as described above, the spring 110 biases the valve body 114 in the direction opposite to the direction of the driving force by the magnetic attractive force, and the zero position spring 112 is the biasing force of the spring 110. The mover 3602 is urged in the reverse direction.

次に、図34を用いて図33の燃料噴射装置を使用した場合の開弁開始タイミングを検知するための方法について説明する。図34は、ソレノイド105の端子間電圧Vinj、ソレノイド105に供給する駆動電流、弁体が開弁しない条件での電流値、各個体の電流値の差分および弁変位と噴射パルスON後の時間の関係を示した図である。なお、駆動電流と弁変位の図中には、開弁開始タイミングが異なる個体1、個体2、個体3のプロファイルと弁体が開弁開始しない条件でのプロファイルをそれぞれ記載する。図33、図34より、昇圧電圧VHを印加し、高電流で弁体が開弁開始する条件では、吸引面の磁束が飽和に近い状態にあることから、弁体3614の開弁開始に伴う誘導起電力の変化が小さく、結果として、駆動電流の変化も小さい。また、図33の燃料噴射装置では、可動子3602が静止している状態から、開弁方向の力が閉弁方向の力を上回った段階で緩やかに開弁開始することから、開弁開始タイミングでの加速度の変化が小さいため、開弁開始タイミングが変化した場合であっても駆動電流の変化が小さい。このような燃料噴射装置の構成においては、弁体3714が開弁開始しない条件での駆動電流をCPU801もしくはIC802に記憶させておき、記憶させた駆動電流と、弁体3714が開弁開始する条件での各気筒の燃料噴射装置の駆動電流との差分をとるもしくは比較することで、開弁開始に伴う僅かな駆動電流の変化を検出することができる。このとき、弁体3714の開弁開始に伴う電流差分の変化も緩やかに立ち上がることから、電流差分にある闘値を設定することで、その闘値を超えたタイミングを開弁開始タイミングとしで検出し、噴射パルスがONになってから開弁開始タイミングまでの開弁開始遅れ時間をCPU801もしくはIC802に記憶させると良い。なお、弁体3714が開弁開始しない条件での駆動電流(以降、参照電流)の取得は、燃料噴射装置に供給される燃料圧力が高く、弁体3714に作用する差圧力が大きい条件で取得し、各気筒の燃料噴射装置ごとに検出しておくと良い。ソレノイド105に流れる駆動電流のプロファイルは、ソレノイド105の抵抗値や、磁気回路のインダクタンス等の個体ばらつきの影響を受ける。したがって、各気筒の燃料噴射装置ごとに開弁開始しない条件での駆動電流を記憶させ、各燃料噴射装置の駆動電流との差分をとることで、精度良く開弁開始タイミングを検出することができ、噴射量の補正精度を高めることができる。また、CPU801乃至IC802に搭載している記憶メモリの容量が小さい場合、記憶可能なメモリ領域が制約されるため、参照電流と駆動電流の記憶は、ある気筒の開弁開始タイミングの検知が終了した段階で一度消去し、つぎの気筒の燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検出するための参照電流と駆動電流を記憶させるように構成するとよい。これにより、CPU801乃至IC802のメモリ使用容量を低減することができ、かつ記憶させるデータ点列のサンプリングレートを細かくすることができるため、開弁開始タイミングの検出精度を高めることができる。また、第六実施例における手法によれば、大きい駆動電流を用いて弁体3614を目標リフトに到達させる制御が可能となるため、燃料圧力が高い条件で燃料噴射装置を作動させる場合に有効である。   Next, a method for detecting the valve opening start timing when the fuel injection device of FIG. 33 is used will be described with reference to FIG. FIG. 34 shows the voltage Vinj between the terminals of the solenoid 105, the drive current supplied to the solenoid 105, the current value under the condition that the valve element does not open, the difference between the current values of each individual, and the time after the valve displacement and the injection pulse are turned on. It is the figure which showed the relationship. In the drawing of the drive current and the valve displacement, the profiles of the individuals 1, 2 and 3 having different valve opening start timings and the profiles under the condition where the valve element does not start opening are described. From FIG. 33 and FIG. 34, under the condition that the boosted voltage VH is applied and the valve body starts to open at a high current, the magnetic flux on the suction surface is close to saturation. The change in induced electromotive force is small, and as a result, the change in drive current is also small. Further, in the fuel injection device of FIG. 33, since the mover 3602 is stationary, the valve opening is started gradually when the force in the valve opening direction exceeds the force in the valve closing direction. Since the change in acceleration at is small, the change in drive current is small even when the valve opening start timing changes. In such a structure of the fuel injection device, the drive current under the condition that the valve element 3714 does not start opening is stored in the CPU 801 or the IC 802, and the stored drive current and the condition under which the valve element 3714 starts to open the valve. By taking or comparing the difference with the drive current of the fuel injection device of each cylinder at, it is possible to detect a slight change in the drive current accompanying the start of valve opening. At this time, since the change of the current difference accompanying the start of valve opening of the valve body 3714 also rises gently, by setting the threshold value in the current difference, the timing exceeding the threshold value is detected as the valve opening start timing. The valve opening start delay time from when the injection pulse is turned on until the valve opening start timing is preferably stored in the CPU 801 or the IC 802. The drive current (hereinafter referred to as reference current) is acquired under the condition that the valve element 3714 does not start to open under the condition that the fuel pressure supplied to the fuel injection device is high and the differential pressure acting on the valve element 3714 is large. And it is good to detect for every fuel-injection apparatus of each cylinder. The profile of the drive current flowing through the solenoid 105 is affected by individual variations such as the resistance value of the solenoid 105 and the inductance of the magnetic circuit. Therefore, it is possible to accurately detect the valve opening start timing by storing the drive current under the condition that the valve opening does not start for each fuel injection device of each cylinder and taking the difference from the drive current of each fuel injection device. Thus, the correction accuracy of the injection amount can be increased. In addition, when the capacity of the storage memory mounted on the CPU 801 to IC 802 is small, the memory area that can be stored is limited, and therefore, the reference current and the drive current are stored in the detection of the valve opening start timing of a certain cylinder. It is preferable that the reference current and the drive current are erased once in stages and the reference current and the drive current for detecting the valve opening start timing of the fuel injection device for the next cylinder are stored. As a result, the memory usage capacity of the CPU 801 to IC 802 can be reduced, and the sampling rate of the data point sequence to be stored can be made finer, so that the detection accuracy of the valve opening start timing can be increased. Further, according to the method in the sixth embodiment, it is possible to control the valve body 3614 to reach the target lift using a large drive current, which is effective when the fuel injection device is operated under a high fuel pressure condition. is there.

また、弁体3614が弁座118と接触している閉弁状態では、弁体3614には、そのシート面積と燃料圧力との積となる差圧力が、弁体3614に作用している。したがって、燃料圧力が増加すると、弁体3614に作用する差圧力も増加するため、弁体3614の開弁開始タイミングが遅くなる。差圧力は、シート面積と燃料圧力の積で算出できることから、燃料圧力と開弁開始タイミングの関係は、略線形的な関係となるため、燃料圧力が違う条件で、2点以上聞弁開始タイミングをCPU801乃至IC802に記憶させておき、燃料圧力と開弁開始タイミングとの関係を関数化しておくことで、各気筒の燃料噴射装置ごとの開弁開始タイミングと、燃料圧力が変化した場合の開弁開始タイミングをECU120で算出することが可能となる。この開弁開始タイミング乃至開弁開始遅れ時間の情報と、閉弁完了タイミングの情報から、中間リフトの条件で、弁体3614が変位している噴射期間を求めることができ、噴射期間が一致するように、駆動電流を制御することで、中間リフトでの噴射量を制御することができるため、微小な噴射量制御が可能となる。   In the closed state where the valve body 3614 is in contact with the valve seat 118, a differential pressure that is the product of the seat area and the fuel pressure acts on the valve body 3614. Accordingly, when the fuel pressure increases, the differential pressure acting on the valve body 3614 also increases, so that the valve opening start timing of the valve body 3614 is delayed. Since the differential pressure can be calculated as the product of the seat area and the fuel pressure, the relationship between the fuel pressure and the valve opening start timing is a substantially linear relationship. Are stored in the CPU 801 to IC 802, and the relationship between the fuel pressure and the valve opening start timing is made into a function, so that the valve opening start timing for each fuel injection device of each cylinder and the opening when the fuel pressure changes. The valve start timing can be calculated by the ECU 120. The injection period during which the valve element 3614 is displaced can be obtained under the intermediate lift conditions from the information on the valve opening start timing or the valve opening start delay time and the information on the valve closing completion timing, and the injection periods coincide with each other. In this way, by controlling the drive current, the injection amount at the intermediate lift can be controlled, so that a fine injection amount control is possible.

次に、図35を用いて実施例7における燃料の噴射タイミングの補正方法について説明する。なお、実施例7は、実施例1から4に記載の噴射量の制御方法と組み合わせて使用することができる噴射タイミングの制御方法である。なお、図35の横軸は、吸気行程中から圧縮行程に移行するまでのエンジンのピストンの上死点(TDC)から、下死点(BDC)のタイミングを示している。また、図35は、2回の分割噴射を行う場合において、開弁開始タイミングTa’が異なる個体1、個体2、個体3に対して、ECUで検知した各個体の開弁開始遅れ時間の情報を元に、噴射タイミングを制御した場合の噴射パルスと燃料を噴射している噴射期間Tqrの関係を示したグラフである。図35より、噴射燃料と空気との流動を良くして混合気の均質度を向上させかつ、ピストン付着を低減する観点から、TDCからBDCに移行する間の吸気行程に燃料を噴射するとよい。開弁開始タイミングTa’が異なる個体において、TDCを基準に同じタイミングで噴射パルスTiを駆動回路に入力すると、燃料が噴射開始されるタイミングが個体ごとに変動し、混合気の均質度の分布に変動が生じ、また、噴射開始タイミングが遅くなることで、燃料のピストン付着が増加して。すす等を含む未燃焼粒子が増加する場合がある。燃料が噴射されるタイミングを気筒ごとに一致させることで、燃料が噴射されてから空気と混合されて、混合気を形成するまでの変動要因が抑制されるため、気筒ごとの混合気の均質度の変動を抑制することができ、排気性能と燃費を向上させることができる。個体1、個体2、個体3ごとに開弁開始タイミングTa’の変動に伴って開弁開始遅れ時間が変動するが、開弁開始遅れ時間が長い個体2については、開弁開始遅れ時間が標準の個体1に対して、噴射パルスTiをタイミングt3901で出力し、開弁開始遅れ時間が短い個体2については、噴射パルスTiをタイミングt3903で出力することで、燃料の噴射開始タイミングt3904を個体ごとに一致させることができる。とくにー吸排気行程中に複数回の燃料噴射を行う分割噴射時においては、一回噴射の場合と比べて、弁体114乃至弁体1907が目標リフト位置に到達して駆動される時間が短<なるため、中間リフトでの過渡的な弁体114乃至弁体1907の挙動が燃料噴射量を決める支配要因になる。また、分割噴射時では、気筒ごとの噴射開始タイミングのずれが分割噴射の回数分発生するため、噴射タイミングの変動に伴う燃料の壁面付着の増加や、混合気の燃料がリッチな領域が生じることで、すすを含む未燃焼粒子が増加し、排気性能が悪化する場合がある。   Next, a fuel injection timing correction method according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is an injection timing control method that can be used in combination with the injection amount control method described in the first to fourth embodiments. The horizontal axis in FIG. 35 shows the timing from the top dead center (TDC) to the bottom dead center (BDC) of the engine piston from the intake stroke to the compression stroke. Further, FIG. 35 shows information on the valve opening start delay time of each individual detected by the ECU with respect to the individual 1, the individual 2, and the individual 3 having different valve opening start timings Ta ′ when performing the divided injection twice. 6 is a graph showing the relationship between the injection pulse and the injection period Tqr during which fuel is injected when the injection timing is controlled. From FIG. 35, it is preferable to inject fuel in the intake stroke during the transition from TDC to BDC from the viewpoint of improving the homogeneity of the air-fuel mixture by improving the flow of the injected fuel and air and reducing the adhesion of the piston. When the injection pulse Ti is input to the drive circuit at the same timing on the basis of TDC in individuals with different valve opening start timings Ta ′, the timing at which fuel injection starts varies from individual to individual, resulting in a homogeneity distribution of the mixture. Fluctuations occur and the injection start timing is delayed, which increases the fuel piston adhesion. There may be an increase in unburned particles including soot. By matching the fuel injection timing for each cylinder, the variation factor from when the fuel is injected until it is mixed with air to form an air-fuel mixture is suppressed, so the homogeneity of the air-fuel mixture for each cylinder Fluctuations can be suppressed, and exhaust performance and fuel consumption can be improved. The individual valve opening start delay time varies with the variation of the valve opening start timing Ta ′ for each of the individual 1, the individual 2, and the individual 3, but for the individual 2 with a long valve opening start delay time, the valve opening start delay time is standard. The injection pulse Ti is output at timing t3901 for the individual 1 and the injection pulse Ti is output at timing t3903 for the individual 2 with a short valve opening start delay time, so that the fuel injection start timing t3904 is output for each individual. Can match. In particular, during split injection in which fuel injection is performed a plurality of times during the intake and exhaust strokes, the time required for driving the valve body 114 to valve body 1907 to reach the target lift position is shorter than in the case of single injection. Therefore, the transient behavior of the valve body 114 to the valve body 1907 at the intermediate lift becomes the dominant factor that determines the fuel injection amount. Also, at the time of split injection, a difference in the injection start timing for each cylinder occurs for the number of split injections, so that an increase in fuel wall surface attachment due to a change in the injection timing and a region where the fuel in the air-fuel mixture is rich may occur. In this case, unburned particles including soot may increase and exhaust performance may deteriorate.

本実施例における手法によれば、噴射開始タイミングを気筒ごとに噴射パルス幅Tiが供給されるタイミングを調整することで、気筒ごとの混合気の均質度を同様の状態に近づけることができ、未燃焼粒子を抑制できるため、排気性能の向上が可能となる。さらに実施例1、3、4の制御手法を用いて駆動電流の設定および噴射パルスTiの幅を各気筒ごとに補正することにより、燃料を噴射している噴射期間Tqrを合わせることができる。以上で説明した方法により、噴射開始タイミングおよび噴射終了タイミングt3904を個体(各気筒)ごとに一致させることができるため、混合気の気筒ごとのばらつきを抑制でき、排出ガスに含まれるPN及びPMを大幅に抑制できる。   According to the method in the present embodiment, the homogeneity of the air-fuel mixture for each cylinder can be brought close to the same state by adjusting the timing at which the injection pulse width Ti is supplied for each cylinder. Since combustion particles can be suppressed, exhaust performance can be improved. Further, the injection period Tqr during which the fuel is injected can be matched by correcting the setting of the drive current and the width of the injection pulse Ti for each cylinder using the control methods of the first, third, and fourth embodiments. By the method described above, the injection start timing and the injection end timing t3904 can be matched for each individual (each cylinder), so that variation in the mixture of the cylinders can be suppressed, and the PN and PM contained in the exhaust gas can be reduced. It can be greatly suppressed.

上述した実施例1乃至7において、1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割して行う場合について、図36及び図37を参照して、説明する。図36は、1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割して行う場合について、噴射パルスと噴射期間と弁リフトとの関係を示している。図37は、クランキングからファストアイドル区間までのエンジン回転数の変化を示している。   In the first to seventh embodiments described above, a case where fuel injection in one combustion cycle is performed in a plurality of times will be described with reference to FIGS. 36 and 37. FIG. FIG. 36 shows the relationship between the injection pulse, the injection period, and the valve lift when the fuel injection in one combustion cycle is divided into a plurality of times. FIG. 37 shows the change in engine speed from cranking to the fast idle section.

図36に示すように、本実施例においては、上述した燃料噴射装置840および2305とCPU801とIC802とを用いて、1燃焼サイクル中に燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行する。図36では、特に、ピストンの上死点(TDC)から下死点(BDC)までの間の吸気行程に、4回に分けて燃料を噴射している。下死点(BDC)を過ぎると圧縮行程に移行する。4回の燃料噴射は、噴射パルス4001pに基づく弁リフト4001vと、噴射パルス4002pに基づく弁リフト4002vと、噴射パルス4003pに基づく弁リフト4003vと、噴射パルス4004pに基づく弁リフト4004vとを含んでいる。   As shown in FIG. 36, in the present embodiment, the above-described fuel injection devices 840 and 2305, the CPU 801, and the IC 802 are used to execute divided injection in which fuel is divided and injected multiple times during one combustion cycle. . In FIG. 36, in particular, fuel is injected in four times in the intake stroke from the top dead center (TDC) to the bottom dead center (BDC) of the piston. After passing through the bottom dead center (BDC), the process proceeds to the compression stroke. The four fuel injections include a valve lift 4001v based on the injection pulse 4001p, a valve lift 4002v based on the injection pulse 4002p, a valve lift 4003v based on the injection pulse 4003p, and a valve lift 4004v based on the injection pulse 4004p. .

本実施例においては、弁リフト4001vで噴射される燃料量は4回の燃料噴射で噴射される総量の15%(分割比:0.15)である。弁リフト4002vで噴射される燃料量は総量の70%(分割比:0.70)である。弁リフト4003vで噴射される燃料量は総量の10%(分割比:0.10)である。弁リフト4004vで噴射される燃料量は総量の5%(分割比:0.05)である。弁リフト4001v〜4004vで噴射される燃料を合わせると、1燃焼サイクル中に必要とされる目標噴射量に対して100%(分割比:1)となるように、噴射パルス幅が設定される。   In the present embodiment, the amount of fuel injected by the valve lift 4001v is 15% (division ratio: 0.15) of the total amount injected by four fuel injections. The amount of fuel injected by the valve lift 4002v is 70% of the total amount (division ratio: 0.70). The amount of fuel injected by the valve lift 4003v is 10% of the total amount (division ratio: 0.10). The amount of fuel injected by the valve lift 4004v is 5% of the total amount (division ratio: 0.05). When the fuel injected by the valve lifts 4001v to 4004v is combined, the injection pulse width is set so as to be 100% (division ratio: 1) with respect to the target injection amount required during one combustion cycle.

4回の燃料噴射のうち、弁リフト4002vはフルリフトであり、その他の弁リフト4001v、4003v、4004vはハーフリフトである。ここで、フルリフトとは、弁体の変位量を規制する規制部によって弁体の変位が規制される状態まで弁体を変位(開弁)させた状態であり、弁体が規制部に到達したときの開弁状態をいう。この状態では、弁体が目標開度となるリフト位置に到達した状態で燃料噴射が行われる。また、ハーフリフトとは、弁体が規制部に到達しない中間開度での開弁状態をいう。この状態では、弁体が目標開度となるリフト位置に到達しない状態で燃料噴射が行われる。1燃焼サイクル中に行う複数回の分割噴射の中に、噴射量の制御精度の低いハーフリフトによる燃料噴射と、噴射量を高精度に制御できるフルリフトによる燃料噴射とを含むことにより、複数の分割噴射によって噴射される燃料の総量を、全ての燃料噴射をハーフリフトによる燃料噴射で構成した場合と比べて、目標噴射量に近付けることができる。これにより、噴射される燃料噴射量の精度を高めることができる燃料噴射装置の駆動装置を提供することができる。   Of the four fuel injections, the valve lift 4002v is a full lift, and the other valve lifts 4001v, 4003v, and 4004v are half lifts. Here, the full lift is a state in which the valve body is displaced (opened) to a state where the displacement of the valve body is regulated by the regulating unit that regulates the amount of displacement of the valve body, and the valve body reaches the regulating unit. The valve open state at the time. In this state, fuel injection is performed in a state where the valve body has reached the lift position at which the target opening is reached. Moreover, a half lift means the valve opening state by the intermediate opening degree which a valve body does not reach | attain a control part. In this state, fuel injection is performed in a state where the valve element does not reach the lift position at which the target opening is reached. A plurality of divided injections performed in one combustion cycle include a fuel injection by a half lift with a low control accuracy of the injection amount and a fuel injection by a full lift that can control the injection amount with a high accuracy. The total amount of fuel injected by the injection can be made closer to the target injection amount as compared with a case where all the fuel injections are constituted by fuel injection by half lift. Thereby, the drive device of the fuel injection device that can improve the accuracy of the injected fuel injection amount can be provided.

ところで、図4及び図5で説明したように、ハーフリフトによる燃料噴射では、噴射パルス幅の変化に対して燃料噴射量の変化が線形とならず、非線形に変化する。図4及び図5では、点401及び点501のような条件に相当する。特に、図5で説明したように、点501のようなハーフリフトの条件では、燃料噴射装置の個体ばらつきが燃料噴射量に大きく影響する。燃料噴射装置の個体ばらつきは弁体の開弁開始タイミング及び閉弁完了タイミングのばらつきに顕著に現れる。また、弁体の開弁開始タイミングは閉弁完了タイミングに影響し、開弁開始タイミングの早いものほど、閉弁完了タイミングは遅くなる。すなわち、開弁開始タイミングの早いものほど、燃料噴射量が増える傾向にある。   By the way, as explained in FIGS. 4 and 5, in the fuel injection by the half lift, the change in the fuel injection amount does not become linear with respect to the change in the injection pulse width, but changes nonlinearly. 4 and 5 correspond to conditions such as point 401 and point 501. In particular, as described with reference to FIG. 5, under the half lift condition such as point 501, individual variations of the fuel injection device greatly affect the fuel injection amount. The individual variation of the fuel injection device is noticeable in the variation of the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the valve body. The valve opening start timing of the valve element affects the valve closing completion timing, and the earlier the valve opening start timing, the later the valve closing completion timing. That is, the earlier the valve opening start timing, the more the fuel injection amount tends to increase.

図4及び図5での説明から分かるように、図36で説明した弁リフト4001v〜4004vに対する噴射パルス4001p〜4004pのパルス幅の比は、弁リフト4001v〜4004vにおける燃料噴射量の分割比に一致しない。すなわち、弁リフト4001v〜4004vにおける燃料噴射量が図36に示す分割比となるように、噴射パルス4001p〜4004pのパルス幅(弁体の開弁開始タイミング及び閉弁完了タイミング)を補正する必要がある。この補正については、上述した各実施例で説明したように、燃料噴射装置の構造に適した補正方法を用いることにより、補正することができる。   As can be seen from the description in FIGS. 4 and 5, the ratio of the pulse width of the injection pulses 4001p to 4004p to the valve lifts 4001v to 4004v described in FIG. do not do. That is, it is necessary to correct the pulse widths (valve opening start timing and valve closing completion timing) of the injection pulses 4001p to 4004p so that the fuel injection amounts in the valve lifts 4001v to 4004v have the division ratio shown in FIG. is there. This correction can be corrected by using a correction method suitable for the structure of the fuel injection device, as described in the above embodiments.

本実施例では、フルリフトである弁リフト4002vの燃料噴射量を70%にしたが、これに限られる訳ではない。また、分割数も本実施例の4回に限定される訳ではない。要は、1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割することと、その複数回の内の少なくとも1回がフルリフトによる燃料噴射であることが必要であり、かつ分割された各回の燃料噴射量の総和が1燃焼サイクル中に必要とされる目標噴射量になることである。この条件を満たすように、分割数と分割された各回の燃料噴射量が決められれば良い。   In this embodiment, the fuel injection amount of the valve lift 4002v, which is a full lift, is set to 70%. However, the present invention is not limited to this. Also, the number of divisions is not limited to four in the present embodiment. In short, it is necessary to divide the fuel injection in one combustion cycle into a plurality of times, and at least one of the plurality of times must be a fuel injection by a full lift, and the divided fuel injection amount for each time Is the target injection amount required during one combustion cycle. The number of divisions and the divided fuel injection amount may be determined so as to satisfy this condition.

また、図36では、全ての分割噴射が、吸気行程においてピストンが上死点(TDC)から下死点(BDC)まで移動する間に行われるものとしたが、分割噴射を吸気行程に続く圧縮行程中に行ってもよい。圧縮行程中に行う分割噴射は、ハーフリフトによる中間開度での噴射であることが望ましい。圧縮行程では吸気行程において下死点まで移動したピストンが上死点に向けて移動する。このため、上死点に向けて上昇するピストンによって燃料を噴射する空間がどんどん狭くなってくる。フルリフトによる燃料噴射では噴射される燃料噴霧の到達距離(ペネトレーション)が長くなる傾向にある。この状況でフルリフトによる燃料噴射を行うと、噴射された燃料噴霧に向かってピストンが近付いてゆく形となり、燃料噴霧が直接ピストンに付着し易くなる。燃料噴霧のこれは内燃機関における燃焼としては好ましくない。   In FIG. 36, all the divided injections are performed while the piston moves from the top dead center (TDC) to the bottom dead center (BDC) in the intake stroke, but the divided injection is compressed following the intake stroke. It may be done during the journey. The divided injection performed during the compression stroke is desirably injection at an intermediate opening by half lift. In the compression stroke, the piston that has moved to the bottom dead center in the intake stroke moves toward the top dead center. For this reason, the space in which fuel is injected by the piston rising toward the top dead center becomes narrower. In the fuel injection by the full lift, the reach distance (penetration) of the injected fuel spray tends to be long. When fuel injection by full lift is performed in this situation, the piston approaches the injected fuel spray, and the fuel spray easily adheres directly to the piston. This fuel spray is not preferred for combustion in internal combustion engines.

したがって、フルリフトによる目標開度での燃料噴射を行うためのソレノイド105への通電は1燃料サイクル中の吸気行程中に行い、ハーフリフトによる中間開度での燃料噴射を行うためのソレノイド105への通電は目標開度で燃料噴射を行う前後のタイミングで行うとよい。特に、フルリフトによる目標開度での燃料噴射は、ピストンが下死点近傍にある場合、更にはピストンが下死点近傍にあって下死点に向かって下降している場合に、行われることが望ましい。   Therefore, energization of the solenoid 105 for performing fuel injection at the target opening by full lift is performed during the intake stroke in one fuel cycle, and the solenoid 105 for performing fuel injection at intermediate opening by half lift is performed. The energization may be performed at a timing before and after fuel injection at the target opening. In particular, fuel injection at the target opening by full lift is performed when the piston is near the bottom dead center, and further when the piston is near the bottom dead center and descending toward the bottom dead center. Is desirable.

また、吸気行程の早い時期には、より少ない量の燃料噴射を実施することが好ましい。また、圧縮行程にも燃料噴射を行う場合は、圧縮行程の遅い時期に噴射する場合には、より少ない量の燃料噴射を実施することが好ましい。これにより、ピストンが上死点近くに位置していても、噴射される燃料噴霧の到達距離が短いので、ピストンへの噴霧の付着を避けることができると共に、燃料の噴射できる期間をより長く確保することができる。目標開度での燃料噴射に比べて中間開度での燃料噴射の方がペネトレーションが短くなる理由は、噴射される燃料が必然的に小さくなるために、噴射によって形成される空気流動の流速が大きくなり、相対速度が低下して噴射燃料が空気抵抗を受けやすくなるためである。この効果を利用することで、中間開度での燃料噴射においては、ソレノイドへの通電時間(噴射パルス幅)およびその噴射間隔によって変化する実噴射期間を変化させることで、ペネトレーションを任意に制御できる。   Further, it is preferable to perform a smaller amount of fuel injection at an early stage of the intake stroke. In addition, when fuel injection is performed also in the compression stroke, it is preferable to perform a smaller amount of fuel injection when the fuel injection is performed at a later time of the compression stroke. As a result, even when the piston is located near the top dead center, the reach of the fuel spray to be injected is short, so that it is possible to avoid the adhesion of the spray to the piston and to ensure a longer period during which fuel can be injected. can do. The reason why the fuel injection at the intermediate opening is shorter than the fuel injection at the target opening is that the injected fuel inevitably becomes smaller, so the flow rate of the air flow formed by the injection is This is because the fuel becomes larger and the relative speed is lowered, and the injected fuel is easily subjected to air resistance. By utilizing this effect, in the fuel injection at the intermediate opening, the penetration can be arbitrarily controlled by changing the energization time (injection pulse width) to the solenoid and the actual injection period that changes depending on the injection interval. .

ハーフリフトによる中間開度での燃料噴射を1燃焼サイクル中に複数回行い、これら中間開度による複数回の燃料噴射において、ソレノイドへの通電時間すなわち噴射パルス幅を変えるようにすると良い。これにより、1燃焼サイクル中に複数の通電時間に対するデータを取得できるので、短時間でデータの取得と学習を実行することが可能になる。ソレノイドへの通電時間は、高電圧印加時間Tpおよびピーク電流値で設定しても良い。   It is preferable to perform fuel injection at an intermediate opening by half lift a plurality of times during one combustion cycle, and to change the energization time to the solenoid, that is, the injection pulse width, in the fuel injection at the intermediate opening. Thereby, since data for a plurality of energization times can be acquired during one combustion cycle, it is possible to acquire and learn data in a short time. The energization time to the solenoid may be set by the high voltage application time Tp and the peak current value.

上述した分割噴射を行うに当たり、中間開度の条件で弁体が弁座と接触する閉弁完了時期と、ソレノイドに電圧を印加して弁体が弁座から離間する開弁開始時期のどちらか一方またはその両方を、ソレノイドの電流もしくは端子電圧の変化を用いて検知し、各気筒の燃料噴射装置ごとにソレノイドの通電時間を変化させる機能を、燃料噴射装置の駆動装置に備えるとよい。ソレノイドの通電時間を変化させることにより、燃料噴射装置の個体ばらつきに基づく弁体の閉弁完了時期と開弁開始時期とのうちいずれか一方のばらつき、或いはその両方のばらつきを補正することができ、正確な燃料量を噴射して高精度な燃料噴射を実現できる。   When performing the split injection described above, either the valve closing completion timing when the valve element contacts the valve seat under the condition of the intermediate opening, or the valve opening start timing when the valve element is separated from the valve seat by applying a voltage to the solenoid One or both of them may be detected by using a change in the current or terminal voltage of the solenoid, and a function of changing the energization time of the solenoid for each fuel injection device of each cylinder may be provided in the drive device of the fuel injection device. By varying the energization time of the solenoid, it is possible to correct variations in either or both of the valve closing completion timing and the valve opening start timing based on individual variations in the fuel injection device. Injecting an accurate amount of fuel enables high-precision fuel injection.

或いは、上述した分割噴射を行うに当たり、中間開度の条件で弁体が弁座と接触する閉弁完了タイミングと、ソレノイドに電圧を印加して弁体が弁座から離間する開弁開始タイミングのどちらか一方またはその両方を、ソレノイドの電流もしくは端子電圧の変化を用いて検知し、各気筒の燃料噴射装置ごとにソレノイドへ供給する電流波形の設定値を変化させる機能を、燃料噴射装置の駆動装置に備えるとよい。ソレノイドへ供給する電流波形の設定値を変化させることにより、燃料噴射装置の個体ばらつきに基づく弁体の閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングとのうちいずれか一方のばらつき、或いはその両方のばらつきを補正することができ、正確な燃料量を噴射して高精度な燃料噴射を実現できる。   Alternatively, when performing the above-described divided injection, the valve closing completion timing when the valve body contacts the valve seat under the condition of the intermediate opening, and the valve opening start timing when the voltage is applied to the solenoid and the valve body is separated from the valve seat. Either or both are detected using changes in the solenoid current or terminal voltage, and the function of changing the set value of the current waveform supplied to the solenoid for each fuel injector of each cylinder is It may be provided in the apparatus. By changing the setting value of the current waveform supplied to the solenoid, variation in either or both of the valve closing completion timing and valve opening start timing of the valve body based on individual variations in the fuel injection device can be reduced. It can correct | amend and can inject the exact fuel quantity and can implement | achieve highly accurate fuel injection.

更に具体的には、燃料噴射装置の駆動装置に、バッテリ電圧源とバッテリ電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路から燃料噴射装置のソレノイドへの通電・非通電を制御する第一のスイッチ素子、バッテリからソレノイドへの通電・非通電を制御する第二のスイッチ素子及びソレノイドの接地電位側端子と接地電位との間の通電・非通電を制御する第三のスイッチ素子を含むスイッチ素子と、ソレノイドの接地電位側端子と第一のスイッチ素子の昇圧回路側の端子との間に設けられ、昇圧回路側へ電流を供給するための第一のダイオードと、ソレノイドの電圧源側端子と接地電位との間に設けられ、接地電位側から電圧源側に電流を供給するための第二のダイオードと、開弁開始時期に基づいてソレノイドの通電時間または通電電流を可変することにより燃料噴射装置のばらつきを補正する手段と、弁体が弁座から離間する開弁開始時期を検出する開弁開始時期検出部と、スイッチ素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備えるとよい。また、対象とする燃料噴射装置は、ソレノイドからの磁気吸引力により駆動され、弁体へ接触したときに弁体を開弁方向へ付勢する可動子と、弁体と可動子との接触面の間に設けられ、可動子がソレノイドからの磁気吸引力により空走動作した後に弁体に接触するための空隙と、を備えるとよい。そして、開弁開始時期検出部は、目標開度または中間開度での燃料噴射時に、駆動信号生成部が第一のスイッチ素子と第三のスイッチ素子を通電して可動子を開弁方向に駆動し、第一のスイッチと第三のスイッチとを非通電にしてソレノイドの通電電流を減衰させた後に、第二のスイッチと第三のスイッチとを通電にする期間において、可動子が空隙を空走動作して弁体と接触することによる可動子の速度または加速度の変化を、ソレノイドに流れる電流値に基づき検出して開弁開始時期を検出するようにするとよい。   More specifically, the fuel injection device drive device includes a battery voltage source, a booster circuit that boosts the battery voltage, and a first switch element that controls energization / non-energization from the booster circuit to the solenoid of the fuel injection device, A switch element including a second switch element for controlling energization / non-energization from the battery to the solenoid and a third switch element for controlling energization / non-energization between the ground potential side terminal of the solenoid and the ground potential; and a solenoid A first diode for supplying a current to the booster circuit side, a voltage source side terminal of the solenoid, and a ground potential, provided between the ground potential side terminal of the first switch element and the booster circuit side terminal of the first switch element And a second diode for supplying current from the ground potential side to the voltage source side, and the energization time or energization current of the solenoid is varied based on the valve opening start timing And a means for correcting variations in the fuel injection device, a valve opening start timing detecting section for detecting a valve opening start timing at which the valve element separates from the valve seat, and a drive signal generating section for generating a drive signal for driving the switch element. It is good to provide. The target fuel injection device is driven by a magnetic attraction force from a solenoid, and when contacting the valve body, a movable element that urges the valve body in a valve opening direction, and a contact surface between the valve body and the movable element It is good to provide the space | gap for contacting a valve body after a movable element carries out idle running operation | movement with the magnetic attraction force from a solenoid. The valve opening start timing detection unit is configured such that, at the time of fuel injection at the target opening or the intermediate opening, the drive signal generation unit energizes the first switch element and the third switch element to move the mover in the valve opening direction. After the drive and the first switch and the third switch are de-energized to attenuate the energization current of the solenoid, the mover has a gap during the period of energizing the second switch and the third switch. It is preferable to detect the change in the speed or acceleration of the mover due to the idling operation and contact with the valve body based on the value of the current flowing through the solenoid to detect the valve opening start time.

このとき、弁体が中間開度で駆動され、かつ第二のスイッチと第三のスイッチ素子とを通電する期間において、可動子が開弁方法に加速した後もしくは弁体が開弁した後にソレノイドへの駆動電流の供給を停止するようにするとよい。可動子が空走動作を行う機能を備えた燃料噴射装置で弁体を中間開度で動作させる場合、可動子がもつ運動エネルギーを利用し、弁体を開弁させる。このとき、要求される噴射量を噴射するための目標開度が小さい場合、弁体が開弁開始するよりも前にソレノイドへの駆動電流の供給を停止したとしても可動子が持つ運動エネルギーによって弁体は開弁運動を行うことができる。一方で、可動子が空走動作を行わない燃料噴射装置では、弁体が開弁した後にソレノイドへの駆動電流の供給を停止するようにするとよい。   At this time, in a period in which the valve body is driven at an intermediate opening and the second switch and the third switch element are energized, the solenoid is accelerated after the mover is accelerated to the valve opening method or the valve body is opened. It is preferable to stop the supply of drive current to. When the valve element is operated at an intermediate opening degree with a fuel injection device having a function for the movable element to idle, the valve element is opened using the kinetic energy of the movable element. At this time, if the target opening for injecting the required injection amount is small, even if the supply of drive current to the solenoid is stopped before the valve body starts to open, the kinetic energy of the mover The valve body can perform a valve opening motion. On the other hand, in a fuel injection device in which the mover does not perform idle running, it is preferable to stop the supply of drive current to the solenoid after the valve element is opened.

1燃焼サイクルの中で、目標開度で噴射を行う条件においては、第一のスイッチ素子と第三のスイッチ素子とを通電にしてソレノイドに駆動電流を流して弁体を開弁開始させた後に、第三のスイッチを非通電もしくは第三のスイッチ素子と第一のスイッチ素子とを非通電にして駆動電流を減衰させ、その後、第二のスイッチ素子と第三のスイッチ素子とを通電にしてソレノイドにバッテリ電圧を印加し、バッテリ電圧を印加する期間に可動子または弁体を目標開度に到達させることで、目標開度に到達したことによる可動子の加速度の変化を、駆動電流の時間変化で検出することで、弁体が目標開度に到達した開弁完了時期を検知すると共に、開弁完了時期を各気筒の燃料噴射装置ごとに検知する検出部を備え、開弁完了時期に補正係数を乗じることで開弁開始を推定するようにしてもよい。これにより、フルリフトの条件で開弁完了を検知し、この検知した情報から開弁開始タイミングを推定することができる。開弁開始タイミングをセンサで検知することが困難な構造の燃料噴射装置でも、開弁開始タイミング情報を得ることができる。   (1) In the condition of performing injection at the target opening in the combustion cycle, the first switch element and the third switch element are energized, the drive current is supplied to the solenoid, and the valve body is opened. The third switch is de-energized or the third switch element and the first switch element are de-energized to attenuate the drive current, and then the second switch element and the third switch element are energized. When the battery voltage is applied to the solenoid and the mover or valve body reaches the target opening during the period in which the battery voltage is applied, the change in the acceleration of the mover due to reaching the target opening By detecting the change, a valve opening completion timing when the valve body reaches the target opening is detected, and a detection unit for detecting the valve opening completion timing for each fuel injection device of each cylinder is provided. Multiply by correction factor Thus, the start of valve opening may be estimated. Thereby, the valve opening completion can be detected under the condition of full lift, and the valve opening start timing can be estimated from the detected information. Even in a fuel injection device having a structure in which it is difficult to detect the valve opening start timing with a sensor, the valve opening start timing information can be obtained.

また、閉弁完了時期および開弁開始時期に関する情報の取得時期と学習時期については、以下のようにすることが好ましい。すなわち、運転中に各気筒の燃料噴射装置の中間開度での閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方を検知して記憶し、運転を終了した後の次回の運転時の、エンジン始動からエンジン回転数がある一定回転に到達するアイドル運転までの期間に、各気筒の燃料噴射装置の閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方を検知し、予め記憶しておいた閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方と検知した閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方とを比較し、その偏差が予め駆動装置に与える閾値を超えた場合、検知した閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方をECUに記憶させ、前記アイドル運転前と運転後とで各気筒の燃料噴射装置の通電時間または電流波形を変化させるとよい。このように、前回の運転時と次回運転時の閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方を比較することで、エンジンのメンテナンス時等に燃料噴射装置が交換された場合であっても、ECUで燃料噴射装置が変わったことによる変化を自動的に検出することが可能となる。これによって、前回運転時の閉弁完了時期または開弁開始時期を用いることで生じる誤った噴射量の補正を抑制することができ、噴射量補償のロバスト性を高められる。   In addition, it is preferable that the information acquisition timing and learning timing regarding the valve closing completion timing and the valve opening start timing are as follows. That is, during the operation, the valve closing completion timing and / or the valve opening start timing at the intermediate opening of the fuel injection device of each cylinder is detected and stored, and the next operation after the operation is finished In the period from the engine start to the idling operation where the engine speed reaches a certain rotation, either one or both of the valve closing completion timing and the valve opening start timing of the fuel injection device of each cylinder is detected in advance. The stored valve closing completion time and / or valve opening starting time are compared with the detected valve closing completion time and / or valve opening starting time, and the deviation is driven in advance. When the threshold value given to the device is exceeded, either or both of the detected valve closing completion timing and valve opening start timing are stored in the ECU, and the fuel injection of each cylinder is performed before and after the idling operation. The energization time or current waveform of the apparatus may vary. In this way, by comparing either or both of the valve closing completion time and valve opening start time during the previous operation and the next operation, it is possible to replace the fuel injection device during engine maintenance. Even if it exists, it becomes possible to detect automatically the change by having changed the fuel-injection apparatus by ECU. Accordingly, it is possible to suppress correction of an erroneous injection amount that occurs by using the valve closing completion timing or the valve opening start timing at the previous operation, and the robustness of the injection amount compensation can be improved.

或いは、エンジン始動からエンジン回転数がある一定回転に到達するアイドル運転までの期間に、各気筒の燃料噴射装置の閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方を検知し、アイドル運転後に各気筒の燃料噴射装置の通電時間と電流波形のどちらか一方またはその両方を変化させるようにしてもよい。   Alternatively, during the period from the start of the engine to the idle operation in which the engine speed reaches a certain rotation, either or both of the valve closing completion timing and the valve opening start timing of the fuel injection device of each cylinder are detected, and the idle Either one or both of the energization time and current waveform of the fuel injection device of each cylinder may be changed after operation.

図37に示すように、内燃機関が冷えた状態から始動する場合(冷気始動の場合)、エンジン回転数がクランキングからファストアイドル区間に至って一定回転数となるまでの間に、回転数の増加する期間がある。ファストアイドル区間では、噴射した燃料が壁面に付着した場合、燃料が気化しにくくPMおよびPNが増加する傾向にある。よって、ファストアイドル区間では、燃料のピストンおよびシリンダ壁面への付着を低減するために、ペネトレーションを抑制する必要がある。ペネトレーション抑制のためには、燃料を分割して噴射することが必要となるため、微少な燃料を精度よく噴くことが必要である。ファストアイドル区間に至る前の回転数の増加期間に、閉弁完了時期および開弁開始時期に関する情報の取得と学習を行うことが望ましい。これにより、安定したファストアイドル運転が可能となり、また燃費も向上する。   As shown in FIG. 37, when the internal combustion engine is started from a cold state (in the case of cold air start), the engine speed increases from cranking to the fast idle period until the engine speed reaches a constant speed. There is a period to do. In the fast idle section, when the injected fuel adheres to the wall surface, the fuel is hard to vaporize and PM and PN tend to increase. Therefore, in the fast idle section, it is necessary to suppress penetration in order to reduce the adhesion of fuel to the piston and cylinder wall surfaces. In order to suppress the penetration, it is necessary to divide and inject the fuel, so it is necessary to inject a minute amount of fuel with high accuracy. It is desirable to acquire and learn information related to the valve closing completion timing and the valve opening starting timing in the increase period of the rotation speed before reaching the fast idle section. As a result, stable fast idle operation is possible, and fuel consumption is improved.

閉弁完了時期および閉弁完了から開弁開始までの実開弁期間を調整(補正)する方法としては、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を備え、閉弁完了時期が各気筒で一致するように昇圧回路から高電圧を印加する時間を複数の燃料噴射装置に対して燃料噴射装置ごとに調整するようにすることができる。また、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を有し、閉弁完了時期から開弁開始時期を減算した弁体の開弁期間が各気筒で一致するように、昇圧回路から高電圧を印加する時間を複数の燃料噴射装置に対して燃料噴射装置ごとに調整するようにしてもよい。また、昇圧回路から高電圧を印加後に、バッテリ電圧源の通電時間を制御することによってソレノイドに流れる電流値が駆動装置に設定される所定の範囲に収まるように制御する機能を備え、バッテリ電圧源のソレノイドへの通電時間を制御することで、中間開度での燃料噴射を制御するようにしてもよい。開弁開始時期を調整する方法としては、各気筒で取得した開弁開始時期の検知情報を元に、各気筒での開弁開始時期が一致するように噴射パルスを通電とするタイミングを各気筒ごとに調整する方法がよい。   As a method of adjusting (correcting) the valve closing completion timing and the actual valve opening period from the valve closing completion to the valve opening start, a booster circuit that boosts the battery voltage is provided so that the valve closing completion timings coincide with each other. The time during which the high voltage is applied from the booster circuit can be adjusted for each fuel injector with respect to the plurality of fuel injectors. In addition, it has a booster circuit that boosts the battery voltage. You may make it adjust for every fuel-injection apparatus with respect to several fuel-injection apparatus. The battery voltage source has a function of controlling the current value flowing through the solenoid within a predetermined range set in the driving device by controlling the energization time of the battery voltage source after applying a high voltage from the booster circuit. The fuel injection at the intermediate opening may be controlled by controlling the energization time of the solenoid. As a method of adjusting the valve opening start timing, the timing for energizing the injection pulse so that the valve opening start timing in each cylinder matches is determined based on the detection information of the valve opening start timing acquired in each cylinder. The method of adjusting every is good.

上述した実施例1乃至7において、1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割して行う場合について、各気筒の燃料噴射装置の開弁開始時期および閉弁開始時期を検知するタイミングについて図38及を参照して、説明する。図38には、実施例9におけるクランキングからファストアイドル区間までのエンジン回転数の変化を実線で記載し、燃料噴射装置の上流の燃料配管の圧力(以降、レール圧力と称する)を破線で記載している。   In the first to seventh embodiments described above, the timing for detecting the valve opening start timing and the valve closing start timing of the fuel injection device for each cylinder in the case where the fuel injection in one combustion cycle is divided into a plurality of times is shown in FIG. A description will be given with reference to FIG. In FIG. 38, the change in engine speed from cranking to the fast idle section in the ninth embodiment is indicated by a solid line, and the pressure of the fuel pipe upstream of the fuel injection device (hereinafter referred to as rail pressure) is indicated by a broken line. doing.

実施例9における実施例8との差異は、エンジンの運転状態が異なる場合での対応方法の差である。本実施例では、エンジンのクランキングによる最初の燃焼から、通常の燃焼に移行した後、回転数がある一定値に収束するまでには、エンジンの吹け上がりによるエンジン回転数の上昇によって、アイドル運転での回転数をオーバーシュートする区間3801がある運転状態での対応方法を記載する。エンジンの吹け上がりは、排気管に取り付けた触媒の温度を上昇させるために行い、Nox、HCといった排ガスの排出量を低減することができる。この区間3801が生じる場合は、ファストアイドル開始の条件を3801の区間もしくは、区間3801が終了後に設定することがある。エンジン回転数がオーバーシュートし、減少に転じてからファストアイドルを開始することで、回転数の増減に伴う燃焼安定性を抑制でき、安定したエンジン燃焼が可能となる。   The difference between the ninth embodiment and the eighth embodiment is a difference in handling method when the engine operating state is different. In this embodiment, after the transition from the initial combustion due to engine cranking to normal combustion, until the rotation speed converges to a certain value, the idling operation is performed by the increase in the engine rotation speed due to engine blow-up. The correspondence method in the driving | running state with the area 3801 which overshoots the rotation speed in is described. The engine is blown up to increase the temperature of the catalyst attached to the exhaust pipe, and the amount of exhaust gas such as Nox and HC can be reduced. When this section 3801 occurs, the fast idle start condition may be set in the section 3801 or after the section 3801 ends. By starting the fast idle after the engine speed overshoots and starts to decrease, the combustion stability accompanying the increase / decrease in the speed can be suppressed, and stable engine combustion becomes possible.

最初の燃焼からファストアイドルの回転数に到達するまでには、各気筒の燃料噴射装置の上流の配管圧力がECUで任意に設定する目標圧力3802に向って増加する。このとき、配管圧力すなわち燃料装置の上流のレール配管の燃料圧力は、燃料噴射装置の上流の燃料配管に設置した圧力センサの出力値をECUに取り組み検出できる。高圧ポンプでは、圧力を加圧するための加圧室が設けられており、エンジンのカムシャフトに取り付けられた加圧ピストンが圧縮を行うことで燃料を加圧し、高圧な燃料をレール配管に供給する。高圧ポンプには、燃料タンクに設けられた低圧ポンプ(以降、フィードポンプと称する)から加圧室にいれる流量を、吸入弁で制御している。例えば、吸入弁は、燃料噴射装置と同様に、コイルと磁気回路および可動子で構成される電磁弁であり、コイルへの通電と非通電を行うことで、加圧室に入れる流量を制御する。エンジンが始動されると、レール圧力は、増加と一定値を繰り返しながら、加圧ピストンの動作または、吸入弁の動作に同期して増加する。燃料噴射装置の開弁開始時期と閉弁終了時期および開弁完了時期は、燃料圧力によって弁体または可動子が受ける流体力が変化するため、燃料圧力の影響を大きく受ける。また、燃料の噴射量は、燃料噴射装置に供給される燃料の圧力と、各気筒の燃料噴射装置の閉弁終了時期から開弁開始時期を減じた弁体の実開弁期間で決まる。開弁開始時期または閉弁終了時期の検出は、高圧ポンプの吸入弁の動作に同期させると良い。吸入弁の指令信号が出てから一定時間経過後の開弁開始時期または閉弁終了時期を検出することで、圧力変動が小さい条件で各気筒の燃料噴射装置の個体情報を検出することができ、噴射量の補正精度を高められる。レール圧力は、高圧ポンプの加圧と各気筒の燃料噴射装置の燃料噴射による圧力低下によって決まるため、現在の圧力センサとエンジン回転数から吸入弁の通電タイミングおよび高圧ポンプの加圧動作による圧力上昇を推定して、ある目標のレール圧力となる条件で各気筒の開弁開始時期または閉弁終了時期を検出するとよい。この効果により、圧力センサからの出力値をECUに取り込む周期が、中間開度の通電時間に比べて長い場合であっても1燃焼サイクル中での次回の燃料噴射の際の圧力情報を正確に求めることができ、ECUで計算する任意の圧力条件での開弁開始時期または閉弁終了時期の検知情報を正確に得ることができる。   From the initial combustion until the fast idle speed is reached, the pipe pressure upstream of the fuel injection device of each cylinder increases toward the target pressure 3802 set arbitrarily by the ECU. At this time, the piping pressure, that is, the fuel pressure in the rail piping upstream of the fuel device, can be detected by the ECU using the output value of the pressure sensor installed in the fuel piping upstream of the fuel injection device. The high-pressure pump is provided with a pressurizing chamber for pressurizing the pressure. The pressurizing piston attached to the camshaft of the engine compresses the fuel to pressurize the fuel and supplies the high-pressure fuel to the rail piping. . In the high-pressure pump, a flow rate from a low-pressure pump (hereinafter referred to as a feed pump) provided in the fuel tank into the pressurizing chamber is controlled by a suction valve. For example, the intake valve is an electromagnetic valve composed of a coil, a magnetic circuit, and a mover, similarly to the fuel injection device, and controls the flow rate into the pressure chamber by energizing and de-energizing the coil. . When the engine is started, the rail pressure increases in synchronization with the operation of the pressurizing piston or the operation of the intake valve while repeating the increase and the constant value. The valve opening start timing, the valve closing end timing, and the valve opening completion timing of the fuel injection device are greatly affected by the fuel pressure because the fluid force applied to the valve body or the mover varies depending on the fuel pressure. The fuel injection amount is determined by the pressure of the fuel supplied to the fuel injection device and the actual valve opening period of the valve element obtained by subtracting the valve opening start timing from the valve closing end timing of the fuel injection device of each cylinder. The detection of the valve opening start timing or the valve closing end timing is preferably synchronized with the operation of the intake valve of the high-pressure pump. By detecting the valve opening start timing or valve closing end timing after a certain period of time since the intake valve command signal was output, individual information of the fuel injection device of each cylinder can be detected under conditions where the pressure fluctuation is small. The correction accuracy of the injection amount can be improved. The rail pressure is determined by the pressure drop due to the pressurization of the high pressure pump and the fuel injection of the fuel injection device of each cylinder. Therefore, the pressure rise due to the current pressure sensor and the engine speed and the energization timing of the intake valve and the pressurization operation of the high pressure pump It is preferable to detect the valve opening start timing or the valve closing end timing of each cylinder under the condition of a certain target rail pressure. Due to this effect, the pressure information at the time of the next fuel injection in one combustion cycle can be accurately obtained even when the period when the output value from the pressure sensor is taken into the ECU is longer than the energization time of the intermediate opening. It is possible to obtain the detection information of the valve opening start timing or the valve closing end timing under an arbitrary pressure condition calculated by the ECU.

また、ファストアイドル開始の時間においては、各気筒の燃料噴射装置の中間開度での噴射量の個体ばらつきを補正するための閉弁完了時期および開弁開始時期のどちらか一方またはその両方の検知または学習が完了している。よって、ファストアイドル開始以降は、1燃焼サイクル中の燃料噴射を、目標開度での燃料噴射と中間開度での燃料噴射の組合せに限定されず、全ての燃料噴射を中間開度で行うことができる。1燃焼サイクル中の燃料噴射を全て中間開度で行うことで、1噴射当たりの燃料噴射量を小さくできる。したがって、空気との接触面積が増加して噴射燃料のペネトレーションを低減できるため、ピストンおよびシリンダ壁面への燃料付着を抑制することができ、PMおよびPN等の排出ガスを低減できる。また、1噴射当たりの噴射量が小いために、中間開度での燃料噴射の噴射間隔を低減したとしても空気と燃料の混合が促進され、混合気の均質度を向上させる効果が得られる。   In addition, at the time of the start of fast idle, detection of either or both of the valve closing completion time and the valve opening starting time for correcting individual variations in the injection amount at the intermediate opening of the fuel injection device of each cylinder. Or learning is complete. Therefore, after the start of fast idle, fuel injection in one combustion cycle is not limited to the combination of fuel injection at the target opening and fuel injection at the intermediate opening, and all fuel injections should be performed at the intermediate opening. Can do. By performing all fuel injections in one combustion cycle at an intermediate opening, the fuel injection amount per injection can be reduced. Therefore, since the contact area with the air can be increased and the penetration of the injected fuel can be reduced, fuel adhesion to the piston and cylinder wall surfaces can be suppressed, and exhaust gases such as PM and PN can be reduced. Further, since the injection amount per injection is small, even if the fuel injection interval at the intermediate opening is reduced, the mixing of air and fuel is promoted, and the effect of improving the homogeneity of the air-fuel mixture is obtained.

ここで、エンジンのピストンの上死点(TDC)が近づく最初と最後の燃料噴射の通電パルス幅を小さくするとよい。例えば、1燃焼サイクル中の燃料噴射を全て中間開度で行う場合の通電パルス幅は、1燃焼サイクル中に必要な通電パルス幅を1とすると、1つめの燃料噴射から順番に0.15: 、0.2:0.2:0.2 :0.15のように設定する。このような設定にすることで、吸入行程初期や圧縮行程後期での燃料のピストンおよびシリンダ壁面への付着を抑制でき、流入空気量が多いタイミングで燃料と空気との混合を促進させて混合気の均質度を向上できる。   Here, it is preferable to reduce the energization pulse width of the first and last fuel injections where the top dead center (TDC) of the piston of the engine approaches. For example, the energization pulse width when all fuel injections in one combustion cycle are performed at an intermediate opening is 0.15:, 0.2 in order from the first fuel injection, assuming that the energization pulse width required in one combustion cycle is 1. : 0.2: 0.2: Set to 0.15. With this setting, fuel can be prevented from adhering to the piston and cylinder wall surfaces at the beginning of the intake stroke and at the end of the compression stroke, and the mixture of fuel and air can be promoted at a timing when the amount of inflow air is large. The degree of homogeneity can be improved.

また、ファストアイドルが終了した後も中間開度での燃料噴射を行い、一定時間もしくは一定の燃料噴射を経過した後に中間開度での各気筒の開弁開始時期および閉弁終了時期を再検知し、ECUに記憶させる学習値を更新するとよい。このように、学習値を更新していくことで、燃料噴射装置の噴射量が経年劣化により変化した場合で合っても正確に噴射量を補正することができ、各気筒の噴射量ばらつきを抑制できる。   In addition, fuel injection is performed at an intermediate opening even after the end of fast idle, and after a certain period of time or a certain amount of fuel injection has elapsed, the valve opening start timing and valve closing end timing of each cylinder at the intermediate opening are redetected. And it is good to update the learning value memorize | stored in ECU. In this way, by updating the learning value, it is possible to correct the injection amount accurately even when the injection amount of the fuel injection device changes due to deterioration over time, and suppress variation in the injection amount of each cylinder. it can.

101 ノズルホルダ
102a 可動子
102b 可動子
103 ハウジング
104 ボビン
105 ソレノイド
107 固定コア
110 スプリング
111 磁気絞り
112 戻しばね
115 ロットガイド
114 弁体
114a規制部
114bロット部1 1 4b
117 固定コア
116 オリフィスカップ
118 弁座
119 燃料噴射孔
120 ECU
121 駆動回路
124 バネ押さえ
201 空隙
204 端面
205 弁体114の可動子102aとの当接面
206 可動子102aと可動子102bの摺動面
207 可動子102bの弁体114側の端面
210 接触面
840 燃料噴射装置
801 中央演算処理装置(CPU)
802 IC
805、806、807、831 スイッチング素子
809、810、811、832、835 ダイオード
808、812、813 電流、電圧検出用の抵抗器
814 昇圧回路
830 コイル
815 接地電位(GND)
620 オペアンプ
841 ソレノイドの接地電位(GND)側の端子
R81、R82、R83、R84 抵抗器
852、853 VL1電圧検出のための抵抗器
C81、C82 コンデンサ
860 電圧VL1検出用のアクティブローパスフィルタ
861 電圧VL2検出用のアクティブローパスフィルタ
1501 アナログの微分回路
1901 隙間
1902 第二の可動子
1903 第一の部材
1904 接合部
1905 縦孔燃料通路
1906 横孔燃料通路
1907 第二の弁体
1908 第二の規制部
1909 初期位置ばね
1910 第一の規制部
2101 第二の隙間
2201 第三の隙間
ds シート径
T13 バックパルス印加時刻
Ti 噴射パルス幅(開弁信号時間)
Ta' 開弁開始遅れ時間
Ta 開弁完了遅れ時間
Tb 閉弁完了遅れ時間
Tp 昇圧電圧印加時間
T2 駆動電圧遮断時間
VH 昇圧電圧
VB バッテリ電圧
Ipeak ピーク電流値
Ih 保持電流値
Tn 不感帯
4001p、4002p、4003p、4004p 噴射パルス
4001v、4002v、4003v、4004v 弁リフト
101 Nozzle holder
102a mover
102b mover
103 Housing
104 bobbins
105 Solenoid
107 Fixed core
110 Spring
111 Magnetic aperture
112 Return spring
115 lot guide
114 Disc
114a Regulatory Department
114b lot part 1 1 4b
117 Fixed core
116 Orifice cup
118 Valve seat
119 Fuel injection hole
120 ECU
121 Drive circuit
124 Spring retainer
201 gap
204 End face
205 Contact surface of the valve body 114 with the mover 102a
206 Sliding surfaces of mover 102a and mover 102b
207 End face on the valve body 114 side of the mover 102b
210 Contact surface
840 Fuel injector
801 Central processing unit (CPU)
802 IC
805, 806, 807, 831 Switching element
809, 810, 811, 832, 835 diode
808, 812, 813 Current and voltage detection resistors
814 Booster circuit
830 coils
815 Ground potential (GND)
620 operational amplifier
841 Terminal on the ground potential (GND) side of the solenoid
R81, R82, R83, R84 resistors
852, 853 Resistor for VL1 voltage detection
C81, C82 capacitors
860 Active low-pass filter for voltage VL1 detection
861 Active low-pass filter for voltage VL2 detection
1501 Analog differentiation circuit
1901 gap
1902 Second mover
1903 First part
1904 Joint
1905 Vertical hole fuel passage
1906 Horizontal hole fuel passage
1907 Second disc
1908 Second Regulatory Department
1909 Initial position spring
1910 First Regulatory Department
2101 Second gap
2201 Third gap
ds sheet diameter
T13 Back pulse application time
Ti injection pulse width (valve opening signal time)
Ta 'valve opening delay time
Ta valve opening completion delay time
Tb Valve closing completion delay time
Tp Boost voltage application time
T2 Drive voltage cutoff time
VH boost voltage
VB battery voltage
Ipeak Peak current value
Ih Holding current value
Tn dead zone
4001p, 4002p, 4003p, 4004p Injection pulse
4001v, 4002v, 4003v, 4004v valve lift

上記課題を解決するため本発明の燃料噴射装置の駆動装置は、
1燃焼サイクル中に燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を行う燃料噴射装置の駆動装置において、
前記1燃焼サイクル中の吸気行程の期間に、
弁体または可動子が、前記弁体または前記可動子の開弁方向の変位を前記弁体の開度が目標開度となる変位に規制する規制部に到達する前記目標開度での目標開度燃料噴射と、
前記弁体の開度が前記目標開度に到達しないようにして前記目標開度に到達しない中間開度で燃料を噴射する中間開度燃料噴射と、
を含むようにして燃料噴射を行い、
前記目標開度燃料噴射での燃料噴射量は、前記中間開度燃料噴射での燃料噴射量よりも多く設定され、
前記中間開度燃料噴射を前記目標開度燃料噴射の前後に行う。
In order to solve the above problems, a fuel injection device drive device according to the present invention comprises:
In a drive device for a fuel injection device that performs split injection that splits and injects fuel multiple times during one combustion cycle,
During the intake stroke during the one combustion cycle,
The valve body or the mover reaches the restricting portion that restricts the displacement in the valve opening direction of the valve body or the mover to the displacement at which the opening of the valve body becomes the target opening. Fuel injection,
An intermediate opening fuel injection for injecting fuel at an intermediate opening that does not reach the target opening by preventing the opening of the valve body from reaching the target opening;
Fuel injection to include
The fuel injection amount in the target opening fuel injection is set larger than the fuel injection amount in the intermediate opening fuel injection,
The intermediate opening fuel injection is performed before and after the target opening fuel injection.

本発明によれば、1燃焼サイクル中に行う複数回の分割噴射の中に、目標開度燃料噴射と、中間開度燃料噴射とを含み、目標開度燃料噴射での燃料噴射量が中間開度燃料噴射での燃料噴射量よりも多く設定されることにより、複数の分割噴射によって噴射される燃料の総量を目標噴射量に近付けることができる。これにより、噴射される燃料噴射量の精度を高めることができる燃料噴射装置の駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, in a plurality of split injections performed in one combustion cycle, the target opening fuel injection, viewed contains an intermediate degree of opening the fuel injection, the fuel injection quantity of the target opening fuel injection intermediate By setting the fuel injection amount to be larger than the fuel injection amount in the opening fuel injection, the total amount of fuel injected by the plurality of divided injections can be brought close to the target injection amount. Thereby, the drive device of the fuel injection device that can improve the accuracy of the injected fuel injection amount can be provided.

Claims (1)

ソレノイドによって駆動される可動子と、前記可動子と協同して動作し弁座と接することによって閉弁し弁座から離れることによって開弁する弁体と、前記可動子または前記弁体の変位量を規制する規制部とを備える燃料噴射装置を駆動する駆動装置であって、前記ソレノイドへの通電を制御するスイッチ素子を備え、スイッチ素子の通電状態を切り替えることにより1燃焼サイクル中の燃料噴射を複数回に分割して行うように前記燃料噴射装置を駆動する機能を備えた燃料噴射装置の駆動装置において、
1燃焼サイクル中に行う複数回の分割噴射の中に、前記弁体または前記可動子が前記規制部に到達する目標開度での燃料噴射と、前記弁体が前記規制部に到達しない中間開度での燃料噴射とを含むようにして前記燃料噴射装置を駆動することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。
A mover driven by a solenoid, a valve body that operates in cooperation with the mover, closes by contacting the valve seat, and opens by leaving the valve seat, and a displacement amount of the mover or the valve body A drive device that drives a fuel injection device including a restriction portion that restricts the fuel injection, and includes a switch element that controls energization to the solenoid, and performs fuel injection during one combustion cycle by switching the energization state of the switch element. In the fuel injection device drive device having a function of driving the fuel injection device so as to be divided into a plurality of times,
During a plurality of divided injections performed during one combustion cycle, fuel injection at a target opening at which the valve body or the mover reaches the restricting portion, and an intermediate opening where the valve body does not reach the restricting portion. The fuel injection device is driven so as to include a fuel injection at a degree.
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