JP2020008012A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射間インターバル短縮を妨げないようにしつつ、噴射量および噴射開始時期のばらつきを抑制可能にした燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射制御装置は、昇圧回路と、ピーク電流制御部と、定電流制御部と、ステップＳ４０によるピーク検出部と、ステップＳ５０による昇圧設定値変更部と、を備える。昇圧回路は、バッテリ電圧を昇圧設定値に昇圧する。ピーク電流制御部は、昇圧回路により昇圧されたブースト電圧を燃料噴射弁へ印加開始し、その後、燃料噴射弁に流れる電流がピーク電流設定値にまで上昇したことに伴いブースト電圧の印加を終了させる。ピーク検出部は、ピーク電流制御部によりブースト電圧が印加されている期間であるピーク電流駆動期間を検出する。昇圧設定値変更部は、ピーク検出部により検出されたピーク電流駆動期間が長いほど昇圧設定値を高くするよう、昇圧設定値を変更する。【選択図】図４

Description

この明細書における開示は、燃料噴射制御装置に関する。

従来より、電磁コイルへの通電により生じる開弁力で開弁作動して燃料を噴射させる燃料噴射弁と、その燃料噴射弁への通電を制御することで燃料噴射状態を制御する制御装置とが知られている。この種の制御装置は、燃料噴射弁への通電時間を制御することで開弁期間を制御して、１回の開弁で噴射される量（噴射量）を制御する。上記通電時間は、要求される噴射量に応じた長さに設定される。

特許文献１に開示されている制御装置では、以下のように電磁コイルへの通電を制御している。先ず、バッテリ電圧を昇圧させたブースト電圧を電磁コイルに印加し、電磁コイルを流れる電流（駆動電流）がピーク電流設定値にまで上昇したことに伴いブースト電圧の印加を終了させる。その後、駆動電流を所定の定電流に維持させるようにバッテリ電圧を電磁コイルへ印加して、消費電力を抑制させつつ開弁状態を維持させる。要するに、バッテリ電圧に先立ちブースト電圧を印加することで、駆動電流をピーク電流設定値まで急上昇させ、これにより、電磁コイルによる磁気吸引力を急上昇させて、燃料噴射弁の開弁作動を速やかに開始させる。

特開２０１３−２４７６号公報

しかしながら、ブースト電圧の印加開始からピーク電流設定値に達するまでの駆動電流の上昇速度は、温度環境に応じてばらつく。そうすると、燃料噴射弁による開弁力の上昇速度が遅くなり、開弁開始時期がばらつくことになる。そして、例えば開弁開始時期が遅くなると、同じ通電時間であっても実際の開弁期間が短くなるので、要求噴射量に対する実際の噴射量が少なくなる。このように、従来の燃料噴射制御装置では、温度環境に依存して噴射量にばらつきが生じてしまう。

なお、上記温度環境の具体例として、内燃機関の温度上昇に伴い燃料噴射弁の温度が上昇して、燃料噴射弁に搭載されている電磁コイル等の電気抵抗が高くなることが挙げられる。また、制御装置が備える電子部品の発熱に伴い、制御装置内において、駆動電流が流れる部分の電気抵抗が高くなることが挙げられる。これらに例示されるように高温環境で電気抵抗が高くなると、駆動電流の上昇速度が遅くなり、低温環境で電気抵抗が低くなると駆動電流の上昇速度が速くなる。

ここで、高温環境であるほど通電時間を長くするように補正すれば、上述した噴射量ばらつきの問題を抑制できる。しかしながら、以下の問題については解消できない。すなわち、通電時間を補正しても、駆動電流の上昇速度がばらつくことに変わりはないので、開弁開始時期（噴射開始時期）のばらつきについては抑制されない。また、高温環境に伴い通電時間を長くすると、１燃焼サイクル中に複数回噴射させる多段噴射を実行するにあたり、噴射間インターバルを短縮させることが困難になる。

開示される１つの目的は、噴射間インターバル短縮を妨げないようにしつつ、噴射量および噴射開始時期のばらつきを抑制可能にした燃料噴射制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
燃料噴射弁（１）への通電状態を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
バッテリ電圧を昇圧設定値に昇圧する昇圧回路（２１、３１、３２、３３、３４）と、
燃料噴射弁の開弁作動を開始させるべく、昇圧回路により昇圧されたブースト電圧を燃料噴射弁へ印加開始し、その後、燃料噴射弁に流れる電流がピーク電流設定値（Ｉｔｈ）にまで上昇したことに伴いブースト電圧の印加を終了させるピーク電流制御部（４１）と、
ブースト電圧の印加終了の後、燃料噴射弁の開弁状態を維持させるべく、燃料噴射弁に流れる電流を所定の定電流に維持させるように、バッテリ電圧を燃料噴射弁へ印加する定電流制御部（５１）と、
ピーク電流制御部によりブースト電圧が印加されている期間であるピーク電流駆動期間（Ｔａ）を検出するピーク検出部（Ｓ４０）と、
ピーク検出部により検出されたピーク電流駆動期間が長いほど昇圧設定値を高くするよう、昇圧設定値を変更する昇圧設定値変更部（Ｓ５０）と、
を備える燃料噴射制御装置とされる。

ピーク電流駆動期間が長いということは、燃料噴射弁に流れる電流（駆動電流）がピーク電流設定値まで上昇する速度が遅く、開弁開始時期が遅くなっていることを意味する。そして、上記燃料噴射制御装置は、ピーク電流駆動期間を検出し、検出したピーク電流駆動期間が長いほど、昇圧設定値を高くするように変更する。したがって、駆動電流の上昇速度が遅く、開弁開始時期が遅い状態になると、今後の燃料噴射では、昇圧設定値は高い値に変更される。その結果、駆動電流の上昇速度が速くなるように変更され、遅くなっていた開弁開始時期が是正される。したがって、上述の如く昇圧設定値を変更することで、開弁開始時期のばらつきを抑制できる。

以上により、上記燃料噴射制御装置によれば、開弁開始時期のばらつきを抑制でき、その結果、噴射量のばらつきも抑制される。それでいて、燃料噴射弁への通電時間の変更を必要としないので、噴射間インターバル短縮の妨げになることを抑制できる。

なお、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第１実施形態に係る燃料噴射制御装置、およびその装置の制御対象となる燃料噴射弁を示す回路図である。 第１実施形態において、燃料噴射弁の電磁コイルに流れる電流と、電磁コイルの高電位側端子の電圧と、電磁コイルへの通電に伴い生じる磁気吸引力の変化を示す図。 第１実施形態の比較例において、燃料噴射弁のコイルに流れる電流の変化を示す図。 第１実施形態において、昇圧設定値を変更する処理手順を示すフローチャートである。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。

（第１実施形態）
図１に示す燃料噴射弁１は、圧縮自己着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）に搭載されており、内燃機関の燃焼室へ直接燃料を噴射する直噴式である。燃料噴射弁１へ供給される燃料は燃料ポンプにより圧送され、燃料ポンプは内燃機関の回転駆動力により駆動する。内燃機関は複数の気筒を備え、各気筒に燃料噴射弁１が設けられている。

燃料噴射弁１は、図示しないボデー、ニードル、制御弁、固定コアおよび可動コアを備えるとともに、電磁コイル１ａを備える。ボデーには、燃料を噴射する噴孔および制御室が形成されている。ニードルは、噴孔に通じる燃料通路を開閉することで、燃料の噴射と噴射停止とを切り替える。制御室には、燃料噴射弁１へ供給された高圧燃料の一部が溜められており、この高圧燃料の圧力（制御圧）がニードルに閉弁側へ付与されている。制御弁は、制御室から燃料を排出する排出通路を開閉する。制御弁を開弁作動させると、制御室の燃料が排出されて制御圧が低下し、ニードルが開弁作動を開始する。

固定コアおよび可動コアは磁気回路を形成する。電磁コイル１ａへ通電すると磁気回路に磁束が流れ、それにより、可動コアに磁気吸引力が作用して、可動コアが固定コアに吸引されて移動する。制御弁は、可動コアに係合しているため、可動コアの吸引移動とともに開弁作動する。閉弁状態にある制御弁には、図示しない弾性部材による弾性変形力（弾性閉弁力）が作用している。したがって、電磁コイル１ａへの通電開始に伴い磁気吸引力が上昇していき、弾性閉弁力よりも大きくなった時点で、制御弁は開弁作動を開始する。その結果、制御圧が低下してニードルが開弁作動を開始する。電磁コイル１ａへの通電をオフさせると、磁気吸引力が低下して弾性閉弁力よりも小さくなった時点で、制御弁は閉弁作動を開始する。その結果、制御圧が上昇してニードルが閉弁作動を開始する。

制御装置５は、電磁コイル１ａへの通電状態を制御することで燃料の噴射状態を制御する燃料噴射制御装置に相当する。具体的には、制御装置５は、通電オン時期を制御することで噴射開始時期を制御し、通電オフ時期を制御することで噴射終了時期を制御し、通電期間を制御することで、１回の開弁に伴い噴孔から噴射される燃料の量（燃料噴射量）を制御する。また、燃料噴射弁１および制御装置５は燃料噴射システムを提供する。

制御装置５は、マイクロコンピュータ（マイコン１０）、制御集積回路（制御ＩＣ２０）、昇圧回路、放電回路、定電流回路および気筒スイッチ回路を備える。さらに制御装置５は、これらのマイコン１０、制御ＩＣ２０および各種回路を収容する筐体５ａを備える。筐体５ａには、高電位側端子５ｂおよび低電位側端子５ｃが設けられている。高電位側端子５ｂは、電磁コイル１ａの高電位側と配線で接続され、低電位側端子５ｃは、電磁コイル１ａの低電位側と配線で接続されている。

本実施形態では、プロセッサ（ＣＰＵ１１）およびメモリ１２はマイコン１０に内蔵されている（図１参照）。メモリ１２に予め記憶されている各種プログラムをＣＰＵ１１が実行することで、電磁コイル１ａへの通電状態を制御（噴射制御）する。

具体的には、マイコン１０は、先ず、内燃機関の運転状態に基づき、燃料噴射量の目標値（目標噴射量）および目標噴射開始時期を算出する。上記運転状態の具体例としてはエンジン負荷およびエンジン回転数ＮＥが挙げられる。次に、目標噴射量に対応する電磁コイル１ａへの通電時間Ｔｑ（図２参照）と、目標噴射開始時期に対応する通電開始時期を算出する。次に、算出した通電時間Ｔｑおよび通電開始時期を指令する噴射指令信号を制御ＩＣ２０へ出力する。なお、目標噴射量に対応する通電時間Ｔｑは、燃料噴射弁１へ供給される燃料の圧力が高いほど短い時間に設定される。

マイコン１０は、１燃焼サイクル中に同一の燃料噴射弁１から複数回燃料を噴射させる多段噴射を実行するか否かの決定と、多段噴射を実行する場合の噴射回数（段数）の算出を、内燃機関の運転状態に基づき実行する。マイコン１０は、上記多段噴射を実行している時には多段噴射制御部を提供する。

制御ＩＣ２０は、マイコン１０から出力された噴射指令信号等に基づき、以下に詳述する昇圧回路、放電回路、定電流回路および気筒ＳＷ回路の作動を制御する。制御ＩＣ２０は、車両に搭載されたバッテリの電圧（バッテリ電圧Ｖｂ）から所定の制御電圧を生成する、図示しない制御電圧生成回路を有する。例えば、バッテリ電圧Ｖｂは約１４Ｖであり、制御電圧は約５Ｖである。制御ＩＣ２０は、後述する各種のスイッチング素子のゲート端子に制御電圧を印加することでスイッチング素子をオン作動させる。

昇圧回路は、バッテリ電圧Ｖｂを昇圧してブースト電圧Ｖｃを生成するための回路であり、昇圧コイル３１、昇圧コンデンサ３２、昇圧スイッチング素子（昇圧ＳＷ３３）およびダイオード３４を有する。放電回路は放電ＳＷ４１を有し、放電ＳＷ４１がオン作動することで、昇圧回路により昇圧されたブースト電圧Ｖｃが電磁コイル１ａの高電位側へ印加される。放電ＳＷ４１をオフさせた状態で昇圧ＳＷ３３をオン作動させると、昇圧コイル３１にエネルギーが蓄積されて、昇圧ＳＷ３３をオフ作動させると、昇圧コイル３１に蓄積されたエネルギーが昇圧コンデンサ３２に蓄電される。昇圧ＳＷ３３がオン作動とオフ作動を繰り返すことにより、オフ作動する毎に昇圧コンデンサ３２の電圧、つまりブースト電圧Ｖｃが上昇していく。このように昇圧されて蓄電された電力の電圧がブースト電圧Ｖｃに相当する。

制御ＩＣ２０は、ブースト電圧Ｖｃを検出する回路である昇圧モニタ２１を有する。制御ＩＣ２０は、昇圧モニタ２１で検出されるブースト電圧Ｖｃが所定の値（昇圧設定値）になるまで昇圧ＳＷ３３のオンオフ作動を繰り返すように制御する。このように、ブースト電圧Ｖｃが昇圧設定値に達した時点で、昇圧コンデンサ３２への充電が完了し、昇圧回路は昇圧ＳＷ３３のオンオフ作動による昇圧を終了させる。

気筒ＳＷ回路は、気筒スイッチング素子（気筒ＳＷ６１）を有する。上述の如く昇圧コンデンサ３２への充電が完了した後、気筒ＳＷ６１および放電ＳＷ４１をオン作動させると、ブースト電圧Ｖｃが電磁コイル１ａの高電位側へ印加され、ブースト電圧Ｖｃによる電流（駆動電流）が電磁コイル１ａに流れる。

定電流回路は、定電流スイッチング素子（定電流ＳＷ５１）およびダイオード５２を有する。放電ＳＷ４１をオフ作動させた状態で気筒ＳＷ６１および定電流ＳＷ５１をオン作動させると、バッテリ電圧Ｖｂが電磁コイル１ａの高電位側へ印加され、バッテリ電圧Ｖｂによる駆動電流が電磁コイル１ａに流れる。

制御ＩＣ２０は、先述した昇圧モニタ２１に加えて、電流モニタ２２および電圧モニタ２３を有する。電流モニタ２２は、電磁コイル１ａの低電位側に接続されたシャント抵抗７１による電圧降下量を検出することで、駆動電流を検出する。電圧モニタ２３は、高電位側端子５ｂの電圧（高電位側電圧）を検出する。

昇圧ＳＷ３３、放電ＳＷ４１、定電流ＳＷ５１および気筒ＳＷ６１は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴであり、これらのオンオフ作動は制御ＩＣ２０により制御される。制御ＩＣ２０は、昇圧モニタ２１、電流モニタ２２および電圧モニタ２３により検出された値と、マイコン１０から出力された先述の噴射指令信号とに基づき、昇圧ＳＷ３３、放電ＳＷ４１、定電流ＳＷ５１および気筒ＳＷ６１の作動を制御（噴射制御）する。

以下、このような噴射制御による駆動電流等の時間変化について、図２を用いて説明する。図２の上段は、電磁コイル１ａへの通電時間Ｔｑにおける駆動電流の変化、つまり電流モニタ２２により検出される駆動電流の変化を示す。図２の中段は、通電時間Ｔｑにおける高電位側端子５ｂの電圧の変化、つまり電圧モニタ２３により検出される高電位側電圧の変化を示す。図２の下段は、可動コアに作用する磁気吸引力の変化を示す。

制御ＩＣ２０は、噴射指令信号が入力されることに先立ち、バッテリ電圧Ｖｂを昇圧設定値まで昇圧させることを完了させて、昇圧コンデンサ３２への充電を完了させておく。その後、噴射指令信号が制御ＩＣ２０へ入力されると、制御ＩＣ２０は、放電ＳＷ４１をオン作動させて、昇圧コンデンサ３２から電磁コイル１ａへの放電を開始させる。つまり、電磁コイル１ａへの通電開始時にはブースト電圧Ｖｃを電磁コイル１ａに印加させて（図２中段参照）、駆動電流を急上昇させる（図２上段参照）。

その後、制御ＩＣ２０は、電流モニタ２２により検出された駆動電流の値がピーク電流設定値Ｉｔｈに達するまでブースト電圧Ｖｃによる通電を継続させ、ピーク電流設定値Ｉｔｈに達したことを検知すると、ブースト電圧Ｖｃによる通電を停止させる。ピーク電流設定値Ｉｔｈは予め設定された固定値である。ブースト電圧Ｖｃの通電開始から通電停止までの期間、つまり通電時間Ｔｑの開始から駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈに達するまでの期間は、ピーク電流駆動期間Ｔａに相当する。

その後、制御ＩＣ２０は、電流モニタ２２により検出された駆動電流の値が第１定電流Ｉａになるよう、定電流ＳＷ５１をオンオフ作動させて、駆動電流をデューティ制御する。具体的には、駆動電流が閾値Ｉ２にまで下降したら定電流ＳＷ５１をオン作動させ、閾値Ｉ１にまで上昇したら定電流ＳＷ５１をオフ作動させる。両閾値Ｉ１、Ｉ２の平均値が第１定電流Ｉａとなるように両閾値Ｉ１、Ｉ２は設定されている。

その後、制御ＩＣ２０は、電流モニタ２２により検出された駆動電流の値が第２定電流Ｉｂになるよう、定電流ＳＷ５１をオンオフ作動させて、駆動電流をデューティ制御する。具体的には、駆動電流が閾値Ｉ４にまで下降したら定電流ＳＷ５１をオン作動させ、閾値Ｉ３にまで上昇したら定電流ＳＷ５１をオフ作動させる。両閾値Ｉ３、Ｉ４の平均値が第２定電流Ｉｂとなるように両閾値Ｉ３、Ｉ４は設定されており、第２定電流Ｉｂは第１定電流Ｉａより小さい値に設定されている。

その後、制御ＩＣ２０は、電磁コイル１ａへの通電開始から通電時間Ｔｑが経過した時点で、定電流ＳＷ５１および気筒ＳＷ６１をオフ作動させて、電磁コイル１ａへの通電を終了させる。ブースト電圧Ｖｃの通電停止からバッテリ電圧Ｖｂの通電停止までの期間、つまり通電時間Ｔｑのうちピーク電流駆動期間Ｔａ以降の期間は、定電流駆動期間Ｔｂに相当する。定電流駆動期間Ｔｂのうち、第１定電流Ｉａで制御されている期間は、ピーク電流駆動期間Ｔａの終了時点から、予め設定された所定時間が経過した時点で終了させている。

図２の下段に示すように、電磁コイル１ａへの通電開始とともに磁気吸引力は上昇する。磁気吸引力は、ピーク電流駆動期間Ｔａから定電流駆動期間Ｔｂにかけて上昇していき、定電流駆動期間Ｔｂ中に一定の値に飽和する。磁気吸引力が上昇する速度は、ピーク電流駆動期間Ｔａに最大となり、ピーク電流駆動期間Ｔａから定電流駆動期間Ｔｂに切り替わると徐々に低下していく。

燃料噴射弁１の制御弁が開弁するのに要する力を必要開弁力Ｎｔｈと呼ぶ。磁気吸引力が必要開弁力Ｎｔｈに達した時点（開弁開始時期ｔｏ）で制御弁が開弁を開始して燃料の噴射が開始される。つまり、通電開始から開弁遅れ時間Ｔｄが経過した時点が開弁開始時期ｔｏとなる。図２の例では、開弁開始時期ｔｏは、駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈに達した時期とほぼ同時期となっている。

要するに、放電ＳＷ４１は、噴射指令信号に基づきオン作動することで、ブースト電圧Ｖｃを電磁コイル１ａへ印加開始させて制御弁の開弁作動を開始させる。その後、放電ＳＷ４１は、駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈにまで上昇したことに伴いオフ作動することで、ブースト電圧Ｖｃの印加を終了させる。このように機能する放電ＳＷ４１は、ブースト電圧Ｖｃの印加開始と終了を制御することで、ピーク電流駆動期間Ｔａを制御する「ピーク電流制御部」に相当する。

定電流ＳＷ５１は、ブースト電圧Ｖｃの印加終了の後、バッテリ電圧Ｖｂによる駆動電流を所定の定電流、つまり第１定電流Ｉａおよび第２定電流Ｉｂに維持させるようにオンオフ作動を繰り返すことで、制御弁の開弁状態を維持させる。このように機能する定電流ＳＷ５１は、ブースト電圧Ｖｃの印加終了後に定電流を維持させるように駆動電流を制御する「定電流制御部」に相当する。

ここで、制御ＩＣ２０は、以下に説明するピーク検出部および昇圧設定値変更部を有する。ピーク検出部は、後述する図４のステップＳ４０の処理を実行している時の制御ＩＣ２０に相当し、昇圧設定値変更部は、ステップＳ５０の処理を実行している時の制御ＩＣ２０に相当する。

ピーク検出部は、先述した電圧モニタ２３により検出された高電位側電圧の変化に基づき、ピーク電流駆動期間Ｔａを検出する。具体的には、ピーク検出部は、電圧モニタ２３により検出された高電位側電圧が所定電圧Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し、所定電圧Ｖｔｈ以上であると判定されている期間をピーク電流駆動期間Ｔａとして検出する。

所定電圧Ｖｔｈは、図２の中段に示すように、ブースト電圧Ｖｃよりも小さい値、かつ、バッテリ電圧Ｖｂよりも大きい値に設定されている。これにより、ピーク電流駆動期間Ｔａの開始時点では、検出される高電位側電圧が所定電圧Ｖｔｈ未満（ゼロ）との判定結果から、所定電圧Ｖｔｈ以上（ブースト電圧Ｖｃ）との判定結果に変化する。また、ピーク電流駆動期間Ｔａの終了時点では、検出される高電位側電圧が所定電圧Ｖｔｈ以上（ブースト電圧Ｖｃ）との判定結果から、所定電圧Ｖｔｈ未満（バッテリ電圧Ｖｂ）との判定結果に変化する。

先述した通り、制御ＩＣ２０は、昇圧モニタ２１で検出されるブースト電圧Ｖｃが所定の値（昇圧設定値）になるまで昇圧ＳＷ３３のオンオフ作動を繰り返すように制御する。この昇圧設定値は、昇圧設定値変更部により変更される。具体的には、昇圧設定値変更部は、ピーク検出部により検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが長いほど、昇圧設定値を高くするように変更する。以下、このように昇圧設定値を変更することによる技術的意義について説明する。

本実施形態に反して昇圧設定値を変更させない場合には、図２の上段中の点線に示すように、ピーク電流駆動期間Ｔａにおける駆動電流の上昇速度は、温度環境に応じてばらつく。そうすると、図２の下段中の点線に示すように、磁気吸引力の上昇速度がばらつくので、磁気吸引力が必要開弁力Ｎｔｈに達する時期がばらつく。つまり、開弁開始時期ｔｏがばらつくことになる。例えば、駆動電流の上昇速度が遅くなると、磁気吸引力の上昇速度が遅くなり、開弁開始時期ｔｏが遅くなる。

そして、要求噴射量に応じて設定される通電時間Ｔｑは、環境温度に拘らず設定される。そのため、図３の中段に示すように、低温環境であることに起因して駆動電流の上昇速度が速くなり、その結果ピーク電流駆動期間Ｔａが短くなると、その短くなった分だけ定電流駆動期間Ｔｂが長くなる。したがって、同じ通電時間Ｔｑであっても実際の開弁期間が長くなるので、要求噴射量に対する実際の噴射量が多くなる。また、図３の下段に示すように、高温環境であることに起因して駆動電流の上昇速度が遅くなり、その結果ピーク電流駆動期間Ｔａが長くなると、その長くなった分だけ定電流駆動期間Ｔｂが短くなる。したがって、同じ通電時間Ｔｑであっても実際の開弁期間が短くなるので、要求噴射量に対する実際の噴射量が少なくなる。

なお、上記温度環境の具体例として、内燃機関の温度上昇に伴い燃料噴射弁１の温度が上昇して、燃料噴射弁１に搭載されている電磁コイル１ａ等の電気抵抗が高くなることが挙げられる。また、制御装置５が備える電子部品の発熱に伴い、筐体５ａ内において、駆動電流が流れる部分の電気抵抗が高くなることが挙げられる。燃料噴射弁１の温度と筐体５ａ内の温度とは異なり、これら各々の温度が駆動電流の上昇速度に影響を与えている。そして、これらに例示されるように高温環境で電気抵抗が高くなると、駆動電流の上昇速度が遅くなる。一方、低温環境で電気抵抗が低くなると、駆動電流の上昇速度が速くなる。そして、駆動電流の上昇速度が遅いということはピーク電流駆動期間Ｔａが長いことを意味する。

これに対し本実施形態では、上述したピーク検出部および昇圧設定値変更部は、ピーク電流駆動期間Ｔａが長いほど昇圧設定値を高い値に変更する。つまり、今回の噴射で検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが長いほど、次回の噴射に用いるブースト電圧Ｖｃを高くする。そのため、次回の噴射に係る駆動電流の上昇速度は、所望の上昇速度に近づくように是正される。よって、図２の点線に示す如く駆動電流の上昇速度が温度環境に応じてばらつくことが抑制され、磁気吸引力が必要開弁力Ｎｔｈに達する時期がばらつくことも抑制される。つまり、開弁開始時期ｔｏがばらつくことが抑制される。

図４に示す、昇圧設定値を変更する処理は、制御ＩＣ２０により所定周期で繰り返し実行されるものであり、制御装置５へ電源投入されている期間に常時実行される。先ず、図４のステップＳ１０では、制御装置５への電源投入がオフからオンに切り替わったか否かを判定する。

電源投入がオフからオンに切り替わったと判定された場合、続くステップＳ２０において、前回のステップＳ５０による設定変更処理で変更された昇圧設定値を、初期値にリセットする。このようにステップＳ２０でのリセット処理を実行している時の制御ＩＣ２０は、電磁コイル１ａへの通電が可能となるように制御装置５へ電源投入した時点で昇圧設定値をリセットさせておく「リセット部」に相当する。電源投入がオンに切り替わったと判定されていない場合には、上記リセットを実行することなく、次のステップＳ３０の処理に進む。

ステップＳ３０では、放電ＳＷ４１がオフからオンに切り替わったか否かを判定する。放電ＳＷ４１がオフからオンに切り替わったと判定された場合、続くステップＳ４０（ピーク検出部）において、電圧モニタ２３により検出された高電位側電圧の変化と所定電圧Ｖｔｈとの比較に基づき、先述したようにピーク電流駆動期間Ｔａを検出する。

続くステップＳ５０（昇圧設定値変更部）では、ステップＳ４０で検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが長いほど昇圧設定値を高い値に変更し、ピーク電流駆動期間Ｔａが短いほど昇圧設定値を低い値に変更する。詳細には、以下に説明するステップＳ５１、Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４の処理により昇圧設定値は変更される。

先ず、ステップＳ５１では、ステップＳ４０で検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが、予め設定された所定範囲内であるか否かを判定する。ピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲内であると判定された場合、昇圧設定値を変更させることなくステップＳ５０の処理を終了させる。ピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲内でないと判定され、かつ、続くステップＳ５２にてピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲より長いと肯定判定された場合、続くステップＳ５３において、予め設定された所定量だけ昇圧設定値を上げる。一方、ステップＳ５２にてピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲より長くない（短い）と否定判定された場合、続くステップＳ５４において、予め設定された所定量だけ昇圧設定値を下げる。なお、ステップＳ５３での所定量とステップＳ５４での所定量は同じ大きさに設定されている。

要するに、今回検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが前回の検出結果に対して変化していたとしても、そのピーク電流駆動期間Ｔａの値が所定範囲内であれば、昇圧設定値を変更させない。つまり、ステップＳ５０による昇圧設定値変更部は、ステップＳ４０にて今回検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲を超えたことを条件として、昇圧設定値を変更する。

以上に説明した通り、本実施形態に係る制御装置５は、放電ＳＷ４１によるピーク電流制御部と、定電流ＳＷ５１による定電流制御部と、制御ＩＣ２０によるピーク検出部および昇圧設定値変更部と、を備える。昇圧設定値変更部は、ピーク検出部により検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが長いほど、ブースト電圧Ｖｃの設定値（昇圧設定値）を高くするように変更する。

ピーク電流駆動期間Ｔａが長いということは、駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈまで上昇する速度が遅く、開弁開始時期ｔｏが遅くなっていることを意味する。したがって、ピーク電流駆動期間Ｔａを検出すれば、実際の開弁開始時期ｔｏや開弁期間（噴射量）を検出することなく、これら開弁開始時期ｔｏや噴射量と相関の高い物理量を取得できると言える。また、環境温度に応じてブースト電圧Ｖｃの値を調整することで、環境温度に起因して駆動電流の上昇速度が変化することによる開弁開始時期ｔｏや噴射量のばらつきを抑制できる。

これらの点を鑑み、本実施形態では、ピーク電流駆動期間Ｔａを検出し、その検出結果に応じてブースト電圧Ｖｃの設定値（昇圧設定値）を変更するので、環境温度に応じて駆動電流の上昇速度が変化することを抑制できる。よって、環境温度に起因して開弁開始時期ｔｏや噴射量がばらつくことを抑制できる。それでいて、環境温度に応じて通電時間Ｔｑを変更させることを必要としないので、多段噴射する場合の噴射間インターバル短縮を妨げないようにしつつ、噴射量および噴射開始時期のばらつきを抑制できる。

さらに本実施形態では、電磁コイル１ａの高電位側の端子電圧を検出する電圧モニタ２３を備え、ピーク検出部は、電圧モニタ２３により検出された電圧の変化に基づきピーク電流駆動期間Ｔａを検出する。そのため、以下に説明する第１および第２の手法でピーク電流駆動期間Ｔａを推定する場合には推定誤差が大きくなるのに対し、本実施形態によれば、ピーク電流駆動期間Ｔａを高精度で検出できる。

上記第１の手法では、制御ＩＣ２０が放電ＳＷ４１のオンオフ作動を指令したタイミングに基づき、ピーク電流駆動期間Ｔａを推定する。しかしながら、例えば放電ＳＷ４１のゲート電圧に対するオンオフ作動の応答遅れ等、各種の応答遅れが存在することに起因して、ピーク電流駆動期間Ｔａの推定誤差が生じる。

上記第２の手法では、電流モニタ２２により検出された駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈに達したことを検出したタイミングに基づき、ピーク電流駆動期間Ｔａを推定する。しかしながら、例えば駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈに達したことを検出してから、実際に放電ＳＷ４１がオフ作動するまでの応答遅れ等、各種の応答遅れが存在することに起因して、ピーク電流駆動期間Ｔａの推定誤差が生じる。

さらに本実施形態では、昇圧設定値変更部は、ピーク検出部により検出されたピーク電流駆動期間Ｔａが所定範囲を超えたことを条件として昇圧設定値を変更する。ここで、本実施形態に反して、所定範囲を超えていない場合であっても、ピーク電流駆動期間Ｔａが検出される都度に昇圧設定値を変更する場合、制御ＩＣ２０の演算処理負荷が大きくなる。その結果、制御ＩＣ２０での消費電力や発熱が大きくなる。これに対し本実施形態では、所定範囲を超えたことを条件として昇圧設定値を変更するので、制御ＩＣ２０の演算処理負荷を抑制でき、消費電力や発熱を抑制できる。

さらに本実施形態では、電磁コイル１ａへの通電が可能となるように制御装置５に電源投入した時点で昇圧設定値をリセットさせておくリセット部を備える。電源投入時点での温度環境は、前回の昇圧設定値を変更させた時の温度環境よりも低温になっている蓋然性が高い。そのため、上記リセット部を備える本実施形態によれば、電源投入時点において、実際の温度環境に適さない昇圧設定値でブースト電圧を生成してしまうことを抑制できる。

（他の実施形態）
上述した実施形態について、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

上記第１実施形態に係る制御装置５は、電源投入時点で昇圧設定値をリセットさせておくリセット部を備えているが、そのリセット部を廃止してもよい。或いは、前回の電源オフから今回の電源投入時点までのインターバルが所定時間未満であれば、温度環境がそれほど変化していないとみなしてリセットを禁止し、所定時間以上である場合にリセットを実行させてもよい。

上記第１実施形態では、ピーク電流設定値Ｉｔｈを固定して設定しているが、バッテリ電圧Ｖｂや昇圧設定値、ピーク電流駆動期間Ｔａ等に応じてピーク電流設定値Ｉｔｈを可変設定してもよい。

上記第１実施形態では、電磁コイル１ａの高電位側の端子電圧を検出する電圧モニタ２３を備え、ピーク検出部は、電圧モニタ２３により検出された電圧の変化に基づきピーク電流駆動期間Ｔａを検出する。これに対し、ピーク検出部は以下のようにピーク電流駆動期間Ｔａを推定し、その推定結果を検出値としてもよい。すなわち、制御ＩＣ２０が放電ＳＷ４１のオン作動を指令している期間を、ピーク電流駆動期間Ｔａとして検出してもよい。或いは、電流モニタ２２により検出された駆動電流がピーク電流設定値Ｉｔｈに達したことを検出したタイミングに基づき、ピーク電流駆動期間Ｔａを推定してもよい。

上記各実施形態では、図４の処理を制御ＩＣ２０が実行しているが、マイコン１０が実行してもよいし、マイコン１０および制御ＩＣ２０の両方で実行してもよい。つまり、ピーク検出部および昇圧設定値変更部は、制御ＩＣ２０により提供される場合に限らず、マイコン１０により提供されてもよいし、制御ＩＣ２０およびマイコン１０の両方で提供されてもよい。

上記各実施形態に係る燃料噴射制御装置は、圧縮自己着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）に搭載された燃料噴射弁１を制御対象としている。これに対し、点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）であって、燃焼室へ直接燃料を噴射する直噴式の内燃機関に搭載された燃料噴射弁を制御対象としてもよい。

１ 燃料噴射弁、 ２１ 昇圧回路、 ２３ 電圧モニタ、 ３１、３２、３３、３４ 昇圧回路、 ４１ ピーク電流制御部、 ５１ 定電流制御部、 Ｉｔｈ ピーク電流設定値、 Ｓ２０ リセット部、 Ｓ４０ ピーク検出部、 Ｓ５０ 昇圧設定値変更部、 Ｔａ ピーク電流駆動期間。

Claims (5)

1. 燃料噴射弁（１）への通電状態を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   バッテリ電圧を昇圧設定値に昇圧する昇圧回路（２１、３１、３２、３３、３４）と、
   前記燃料噴射弁の開弁作動を開始させるべく、前記昇圧回路により昇圧されたブースト電圧を前記燃料噴射弁へ印加開始し、その後、前記燃料噴射弁に流れる電流がピーク電流設定値（Ｉｔｈ）にまで上昇したことに伴い前記ブースト電圧の印加を終了させるピーク電流制御部（４１）と、
   前記ブースト電圧の印加終了の後、前記燃料噴射弁の開弁状態を維持させるべく、前記燃料噴射弁に流れる電流を所定の定電流に維持させるように、前記バッテリ電圧を前記燃料噴射弁へ印加する定電流制御部（５１）と、
   前記ピーク電流制御部により前記ブースト電圧が印加されている期間であるピーク電流駆動期間（Ｔａ）を検出するピーク検出部（Ｓ４０）と、
   前記ピーク検出部により検出された前記ピーク電流駆動期間が長いほど前記昇圧設定値を高くするよう、前記昇圧設定値を変更する昇圧設定値変更部（Ｓ５０）と、
   を備える燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射弁の高電位側の電圧を検出する電圧モニタ（２３）を備え、
   前記ピーク検出部は、前記電圧モニタにより検出された電圧の変化に基づき前記ピーク電流駆動期間を検出する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記ピーク電流制御部は、前記燃料噴射弁への通電オンオフを切り替えるスイッチング素子であり、
   前記ピーク検出部は、前記スイッチング素子をオン作動させる指令を出力している期間を、前記ピーク電流駆動期間として検出する請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記昇圧設定値変更部は、前記ピーク検出部により検出された前記ピーク電流駆動期間が所定範囲を超えたことを条件として前記昇圧設定値を変更する請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記燃料噴射弁への通電が可能となるように電源投入した時点では、前記昇圧設定値をリセットさせておくリセット部（Ｓ２０）を備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料噴射制御装置。

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