JP2020159205A - 燃料噴射装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射装置の開弁開始タイミングのばらつきを検知し、燃料噴射量の安定化を図ることが可能な燃料噴射装置の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の燃料噴射装置の制御装置は、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、弁体の開閉動作を行わせる可動子と、コイルに駆動電流が流れることで可動子を吸引する固定子と、を備えた複数の燃料噴射装置の制御装置である。この制御装置は、駆動電流の通電時間を駆動指令パルスのパルス幅で制御する制御部を有する。制御部は、検出した閉弁完了タイミングと相関関係にある開弁開始タイミングを推定する。そして、開弁開始タイミングに基づいて駆動指令パルスのパルス幅を補正する。【選択図】図１２

Description

本発明は、燃料噴射装置の燃料噴射量を制御する制御装置に関する。

近年、燃料噴射弁の最少噴射量の低減が求められており、これを達成するには、インジェクタ毎の燃料噴射量のばらつきを低減する必要がある。そして、燃料噴射量ばらつきの原因は、開弁タイミング及び閉弁のタイミングのばらつきにある。

燃料噴射量に与える影響は、閉弁タイミングのばらつきの方が支配的であるため、従来は閉弁タイミングのみを検出し補正していた。しかし、最少噴射量の低減の要求が厳しくなるにつれて、開弁タイミングも検知して補正する必要が生じてきている。そこで、開弁タイミングを検出する方法が提案されている。

特許文献１には、内燃機関に装着される燃料噴射弁や排気還流制御弁などのように流体の流量を制御する電磁弁の開閉制御を行う電磁弁の駆動制御装置が開示されている。この電磁弁の駆動制御装置では、開弁時の電流の変曲点から開弁タイミングを推定している。

特開２０１４−２３４９２２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ＤＩインジェクタに数十ボルトの高圧電圧を印加して電流を急速に流すため、ソレノイドに磁気飽和が発生し、開弁による電流変化が発生しないことが考えられる。したがって、開弁時の電流の変曲点から燃料噴射弁の開弁開始タイミングを検知することが困難になる。

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検知し、燃料噴射量の安定化を図ることが可能な燃料噴射装置の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の燃料噴射装置の制御装置は、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、弁体の開閉動作を行わせる可動子と、コイルに駆動電流が流れることで可動子を吸引する固定子と、を備えた燃料噴射装置の制御装置である。この制御装置は、駆動電流の通電時間を駆動指令パルスのパルス幅で制御する制御部を有する。制御装置の制御部は、検出した閉弁完了タイミングと相関関係にある開弁開始タイミングを推定する。そして、開弁開始タイミングに基づいて駆動指令パルスのパルス幅を補正する。

上記構成の燃料噴射装置の制御装置によれば、燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検知し、燃料噴射量の安定化を図ることができる。
なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置が搭載された内燃機関の基本構成例を示す全体構成図である。図１ 本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の駆動回路及びエンジン制御装置（ＥＣＵ）の詳細を示す図である。 図２に示す燃料噴射装置について、駆動指令パルス（噴射パルス）Ｐｉ、駆動電圧、駆動電流、弁体変位及び可動鉄心変位を示す図である。 図２に示す燃料噴射装置に印加する駆動電圧の変曲点検出方法を説明する図である。図８ 図２に示す燃料噴射装置の噴射パルス幅と、燃料噴射量との関係を示した図である。図６ 図２に示す燃料噴射装置におけるスプリング荷重と可動子の変位の関係を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置におけるスプリング荷重が閉弁完了タイミングに及ぼす影響を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置における予備ストロークと可動子の変位の関係を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置における予備ストロークが閉弁完了タイミングに及ぼす影響を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置におけるスプリング荷重と予備ストロークのばらつきが重畳した際の特性を示す図である。 図２に示す燃料噴射装置における噴射パルス幅と閉弁完了タイミングの関係を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置における噴射パルス幅と閉弁完了タイミングの関係を説明する図である。 図２に示す燃料噴射装置における閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングの関係を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置による燃料噴射量のばらつきの補正を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置によるスプリング荷重のばらつきを考慮した際の開弁遅れ時間の推定精度を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置について説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

［内燃機関システム］
まず、本実施形態による燃料噴射装置の制御装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。図１は、実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置を搭載する内燃機関システムの全体構成図である。

図１に示す内燃機関（エンジン）１０１は、吸入行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す４サイクルエンジンであり、例えば、４つの気筒（シリンダ）を備えた多気筒エンジンである。なお、内燃機関１０１が有する気筒の数は、４つに限定されるものではなく、６つ又は８つ以上の気筒を有していてもよい。

内燃機関１０１は、ピストン１０２、吸気弁１０３、排気弁１０４を備えている。内燃機関１０１への吸気（吸入空気）は、流入する空気の量を検出する空気流量計（ＡＦＭ）１２０を通過して、スロットル弁１１９により流量が調整される。スロットル弁１１９を通過した空気は、分岐部であるコレクタ１１５に吸入され、その後、各気筒（シリンダ）に対して設けられた吸気管１１０、吸気弁１０３を介して、各気筒の燃焼室１２１に供給される。

一方、燃料は、燃料タンク１２３から低圧燃料ポンプ１２４によって高圧燃料ポンプ１２５へ供給され、高圧燃料ポンプ１２５によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５は、排気カム１２８の排気カム軸(不図示)から伝達される動力により、高圧燃料ポンプ１２５内に設けられたプランジャーを上下に可動し、高圧燃料ポンプ１２５内の燃料を加圧（昇圧）する。

高圧燃料ポンプ１２５の吸入口には、ソレノイドにより駆動する開閉バルブが設けられており、ソレノイドは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０９内に設けられた燃料噴射装置の制御装置１２７（以下、「燃料噴射制御装置１２７」と称する）に接続されている。燃料噴射制御装置１２７は、ＥＣＵ１０９からの制御指令に基づいて、ソレノイドを制御し、高圧燃料ポンプ１２５から吐出する燃料の圧力(燃料圧)が所望の圧力になるように開閉バルブを駆動する。

高圧燃料ポンプ１２５によって昇圧された燃料は、高圧燃料配管１２９を介して燃料噴射装置２００へ送られる。燃料噴射装置２００は、燃料噴射制御装置１２７の指令に基づいて、燃料を燃焼室１２１へ直接噴射する。この燃料噴射装置２００は、後述するコイル２０８に駆動電流が供給（通電）されることにより、弁体を動作させて、燃料噴射を行う。

また、内燃機関１０１には、高圧燃料配管１２９内の燃料圧力を計測する燃料圧力センサ（燃圧センサ）１２６が設けられている。ＥＣＵ１０９は、燃料圧力センサ１２６による計測結果に基づいて、高圧燃料配管１２９内の燃料圧を所望の圧力にするための制御指令を燃料噴射制御装置１２７へ送る。すなわち、ＥＣＵ１０９は、所謂フィードバック制御を行って、高圧燃料配管１２９内の燃料圧を所望の圧力にする。

さらに、内燃機関１０１の各燃焼室１２１には、点火プラグ１０６と、点火コイル１０７と、水温センサ１０８が設けられている。点火プラグ１０６は、燃焼室１２１内に電極部を露出させ、燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気を放電によって引火する。点火コイル１０７は、点火プラグ１０６で放電するための高電圧を作り出す。水温センサ１０８は、内燃機関１０１の気筒を冷却する冷却水の温度を測定する。

ＥＣＵ１０９は、点火コイル１０７の通電制御と、点火プラグ１０６による点火制御を行う。燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気は、点火プラグ１０６から放たれる火花により燃焼し、この圧力によりピストン１０２が押し下げられる。

燃焼により生じた排気ガスは、排気弁１０４を介して排気管１１１に排出される。そして、排気管１１１には、三元触媒１１２と、酸素センサ１１３が設けられている。三元触媒１１２は、排気ガス中に含まれる、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を浄化する。酸素センサ１１３は、排気ガス中に含まれる酸素濃度を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、酸素センサ１１３の検出結果に基づいて、燃料噴射装置２００から供給される燃料噴射量が目標空燃比となるように、フィードバック制御を行う。

また、ピストン１０２には、クランクシャフト１３１がコンロッド１３２介して接続されている。そして、ピストン１０２の往復運動がクランクシャフト１３１により回転運動に変換される。そして、クランクシャフト１３１には、クランク角度センサ１１６が取り付けられている。クランク角度センサ１１６は、クランクシャフト１３１の回転と位相を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６の出力に基づいて、内燃機関１０１の回転速度を検出することができる。

ＥＣＵ１０９には、クランク角度センサ１１６、空気流量計１２０、酸素センサ１１３、運転者が操作するアクセルの開度を示すアクセル開度センサ１２２、燃料圧力センサ１２６等の信号が入力される。

ＥＣＵ１０９は、アクセル開度センサ１２２から供給された信号に基づいて、内燃機関１０１の要求トルクを算出するとともに、アイドル状態であるか否かの判定等を行う。また、ＥＣＵ１０９は、要求トルクなどから、内燃機関１０１に必要な吸入空気量を算出して、それに見合った開度信号をスロットル弁１１９に出力する。

また、ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６から供給された信号に基づいて、内燃機関１０１の回転速度(以下、エンジン回転数という)を演算する回転数検出部を有する。さらに、ＥＣＵ１０９は、水温センサ１０８から得られる冷却水の温度と、内燃機関１０１の始動後の経過時間等から三元触媒１１２が暖機された状態であるか否かを判断する暖機判断部を有する。

燃料噴射制御装置１２７は、吸入空気量に応じた燃料量（目標噴射量）を算出して、それに応じた燃料噴射信号を燃料噴射装置２００に出力する。さらに、燃料噴射制御装置１２７は、点火コイル１０７に通電信号を出力し、点火プラグ１０６に点火信号を出力する。

［燃料噴射装置の構成］
次に、図１に示す燃料噴射装置２００の構成について、図２を用いて説明する。
図２は、図１に示す燃料噴射装置２００を示す断面図である。

図２に示すように、燃料噴射装置２００は、燃料を供給する燃料供給部２１２と、燃料の通り道となる燃料噴射孔２１５を有した弁座２０２と、弁体２０１を駆動する可動鉄心（可動子）２０６と、で構成される。本実施形態では、ガソリンを燃料とする内燃機関用の電磁式燃料噴射装置を例にとり、説明する。

燃料噴射装置２００では、図面の上端側に燃料供給部２１２が、下端側に燃料噴射孔２１５及び弁座２０２が構成され、燃料供給部２１２と弁座２０２との間に可動鉄心２０６、弁体２０１、中間部材２１４が配置されている。

燃料噴射装置２００は、燃料噴射孔２１５及び弁座２０２に対して反対側（燃料供給部２１２側）の端部が図示しない高圧燃料配管１２９（図１参照）に連結される。燃料噴射装置２００は、燃料供給部２１２に対して反対側（燃料噴射孔２１５側）の端部が、燃焼室１２１（図１参照）を形成する部材（シリンダブロック、シリンダヘッド等）に形成された取付穴（挿入孔）に挿入される。

燃料噴射装置２００は、燃料供給部２１２を通じて高圧燃料配管１２９（図１参照）から燃料の供給を受け、弁座２０２の先端部から燃焼室１２１（図１参照）内に燃料を噴射する。燃料噴射装置２００の内部には、燃料供給部２１２側の基端部から燃料噴射孔２１５側の先端部まで、燃料がほぼ燃料噴射装置２００の中心軸線１００ａに沿って流れるように、燃料通路が構成されている。

コイル２０８は、固定鉄心（固定子）２０７とハウジング２０９との間に配置されている。固定鉄心２０７、コイル２０８及びハウジング２０９は、電磁石を構成する。コイル２０８に通電されていない閉弁状態では、弁体２０１を閉弁方向に付勢する第一ばね部材２１０及び第二ばね部材２１６の付勢力から第三ばね部材２１７の付勢力を引いた力により、弁体２０１が弁座２０２に当接している。この状態を閉弁安定状態（閉弁待機状態）とする。閉弁安定状態では、可動鉄心２０６は、中間部材２１４と当接し、閉弁位置に配置される。弁体２０１は、可動鉄心２０６からの荷重を伝達する伝達面２１９を介して駆動される。

閉弁安定状態では、中間部材２１４は、第二ばね部材２１６により下流側（弁座２０２側、閉弁方向）に付勢され、弁体２０１と接触して、静止している。可動鉄心２０６は、第三ばね部材２１７により上流側（固定鉄心２０７側、開弁方向）に付勢され、中間部材２１４と接触している。第三ばね部材２１７の付勢力よりも第二ばね部材２１６の付勢力の方が大きいため、弁体２０１と可動鉄心２０６との間には隙間２５０が生じている。

燃料噴射装置２００には、燃料噴射制御装置１２７及びＥＣＵ（エンジン制御装置）１０９が接続される。燃料噴射制御装置１２７は、ＥＣＵ１０９から駆動指令パルス（噴射パルス）を受けて燃料噴射装置２００に駆動電流（駆動電圧）を通電する回路を有する。なお、ＥＣＵ１０９と燃料噴射制御装置１２７とは一体の部品として構成されてもよい。少なくとも燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射装置２００の駆動電圧を発生する装置であって、ＥＣＵ１０９と一体となったものであってもよいし、単体で構成されてもよい。

ＥＣＵ１０９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適切な駆動指令パルス（噴射パルス）幅や噴射タイミングの演算を行う。ＥＣＵ１０９より出力された駆動指令パルスは、信号線２２３を通して燃料噴射制御装置１２７に入力される。

燃料噴射制御装置１２７は、コイル２０８に印加する駆動電圧を制御し、駆動電流を供給する。ＥＣＵ１０９は、通信ライン２２２を通して、燃料噴射制御装置１２７と通信を行っており、燃料噴射装置２００に供給する燃料の圧力や運転条件によって燃料噴射制御装置１２７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。燃料噴射制御装置１２７は、ＥＣＵ１０９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が変化する。

［燃料噴射制御装置の構成］
次に、燃料噴射制御装置１２７の構成について、図３を用いて説明する。
図３は、燃料噴射制御装置１２７の駆動回路及びＥＣＵ１０９の詳細を示す図である。

ＥＣＵ１０９（図２参照）には、ＣＰＵ５０１が内蔵されている。ＣＰＵ５０１は、燃料圧力センサ１２６や、空気流量計１２０、酸素センサ１１３、クランク角度センサ１１６等からエンジンの状態を示す各種信号を取り込む。そして、ＣＰＵ５０１は、これらの信号に応じて、内燃機関の運転条件に応じて燃料噴射装置２００から噴射する燃料噴射量を制御するための駆動指令パルス（噴射パルス）幅や噴射タイミングの演算を行う。

また、ＣＰＵ５０１は、内燃機関の運転条件に応じて適切な駆動指令パルスのパルス幅や噴射タイミングの演算を行い、信号線２２３を通して燃料噴射装置２００の駆動ＩＣ５０２に駆動指令パルスを出力する。このＣＰＵ５０１は、本発明に係る制御部の一具体例を示す。なお、駆動指令パルスのパルス幅の大小によって、噴射量の大小が決まる。その後、駆動ＩＣ５０２によって、スイッチング素子５０５、５０６、５０７の通電、非通電を切替えて燃料噴射装置２００へ駆動電流を供給する。

スイッチング素子５０５は、燃料噴射制御装置１２７の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２００のソレノイド５４０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５０５、５０６、５０７は、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）やトランジスタ等によって構成され、燃料噴射装置２００への通電・非通電を切り替えることができる。

高電圧源の初期電圧値である昇圧電圧ＶＨは、例えば６５Ｖであり、バッテリ電圧を昇圧回路５１４によって昇圧することで生成する。昇圧回路５１４は、例えば、コイル５３０とトランジスタ５３１、ダイオード５３２およびコンデンサ５３３で構成されている。

昇圧回路５１４では、トランジスタ５３１をＯＮにすると、バッテリ電圧ＶＢは接地電位５３４側へ流れる。一方、トランジスタ５３１をＯＦＦにすると、コイル５３０に発生する高い電圧がダイオード５３２を通して静流されコンデンサ５３３に電荷が蓄積される。そして、昇圧電圧ＶＨとなるまで、このトランジスタのＯＮ・ＯＦＦを繰り返し、コンデンサ５３３の電圧を増加させる。トランジスタ５３１は、ＩＣ５０２もしくはＣＰＵ５０１と接続され、昇圧回路５１４から出力される昇圧電圧ＶＨは、ＩＣ５０２もしくはＣＰＵ５０１で検出するよう構成する。なお、昇圧回路５１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等により構成してもよい。

スイッチング素子５０７は、低電圧源とソレノイド５４０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１２〜１４Ｖ程度である。スイッチング素子５０６は、燃料噴射装置２００の低電圧側の端子と接地電位５１５の間に接続されている。

駆動ＩＣ５０２は、電流検出用の抵抗５０８、５１２、５１３により、燃料噴射装置２００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５０５、５０６、５０７の通電・非通電を切替え、所望の駆動電流を生成している。ダイオード５０９、５１０は、燃料噴射装置２００のソレノイド５４０に逆電圧を印加し、ソレノイド５４０に供給されている電流を急速に低減する。

ＣＰＵ５０１は、駆動ＩＣ５０２と通信ライン２２２を通して、通信を行っており、燃料噴射装置２００に供給する燃料の圧力や運転条件によって駆動ＩＣ５０２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５０８、５１２、５１３の両端は、ＩＣ５０２のＡ／Ｄ変換ポートに接続されており、抵抗５０８、５１２、５１３の両端にかかる電圧をＩＣ５０２で検出できるように構成されている。

［燃料噴射装置の動作］
次に、燃料噴射装置２００の動作について、図４を用いて説明する。
図４は、駆動指令パルス（噴射パルス）Ｐｉ、駆動電圧、駆動電流、弁体変位及び可動鉄心変位を示す図である

図４に示すように、時刻ｔｓにおいて駆動指令パルスＰｉが入力されると、バッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧に昇圧された高電圧源から高電圧３０４が印加され、コイル２０８に電流の供給が開始される。

コイル２０８への通電後、固定鉄心２０７、コイル２０８及びハウジング２０９によって構成された電磁石により起磁力が発生する。この起磁力により、固定鉄心２０７、ハウジング２０９及び可動鉄心２０６によってコイル２０８を囲むように構成される磁路を周回する磁束が流れる。このとき、可動鉄心２０６と固定鉄心２０７との間に磁気吸引力が作用し、可動鉄心２０６と中間部材２１４とが固定鉄心２０７に向けて変位する。その後、可動鉄心２０６は、弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが当接するまで変位する。なお、弁体２０１は、弁座２０２との当接状態を維持し続ける。

可動鉄心２０６が、弁体２０１と可動鉄心２０６との間に生じている隙間２５０だけ変位し、弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが衝突すると、弁体２０１は可動鉄心２０６の持つエネルギーにより上流側に引き上げられ、弁体２０１は、弁座２０２から離間する。これにより、弁座部に隙間が構成され、燃料通路が開き、燃料噴射孔２１５より燃料が噴射される。運動エネルギーを有した可動鉄心２０６により、弁体２０１は急峻に変位する。

可動鉄心２０６が固定鉄心２０７と当接すると、弁体２０１は上流側へ変位し、可動鉄心２０６は、下方へ変位する。固定鉄心２０７と可動鉄心２０６とが衝突すると、弁体２０１と可動鉄心２０６とは離間し、可動鉄心２０６は、下流側へ変位するが、やがて目標リフト位置で、静止し安定する。この状態を開弁安定状態とする。

一方、電流値は、高電圧３０４の印加により３０８で示すように急峻に立ち上げられ、予め定められたピーク電流値Ｉｐｅａｋに達すると、高電圧３０４の印加を停止して、印加する電圧を０Ｖ以下にし、電流プロファイル３１７のように電流値を低下させる。その後、バッテリ電圧ＶＢの印加と０Ｖの印加が繰り返され（３０５）、ホールド電流値Ｉｈｏｌｄとなるように制御される。

続いて、時刻ｔｅで駆動指令パルスＰｉがＯＦＦになると、コイル２０８への電流供給が断たれ、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。その結果、磁気吸引力を失った可動鉄心２０６は、第一ばね部材２１０の荷重と、燃料圧力による力によって、弁体２０１が弁座２０２に接触する閉位置に押し戻される。

弁体２０１に作用する第一ばね部材２１０の付勢力は、弁体２０１側の伝達面２１９及び可動鉄心２０６側の伝達面２１８を介して可動鉄心２０６に伝達される。駆動指令パルスＰｉがＯＦＦになる時刻ｔｅから閉弁が完了する時刻ｔｂまでの閉弁所要時間Ｔｂが経過すると、時刻ｔｂで弁体２０１が弁座２０２と接触する。

弁体２０１が弁座２０２と接触した後、可動鉄心２０６側の伝達面２１８は、弁体２０１側の伝達面２１９から離脱し、下向き方向（閉弁方向）に運動を継続する。閉弁が完了する時刻ｔｂ以降、可動鉄心２０６と弁体２０１とは、３３２で示すように、分離した状態となる。このとき、駆動電圧には、変曲点３３０で示すように、折れ曲りのような変化が現れる。この変化により、ｔｂ及びＴｂを検出することができる。

燃料噴射装置２００を閉弁する際は、弁体２０１が弁座２０２と衝突する時に、第三ばね部材２１７が伸長から圧縮に転じて、可動鉄心２０６の運動方向が逆転することにより加速度が変化し、コイル２０８のインダクタンスが変化する。つまり、燃料噴射装置２００を閉弁する際には、コイル２０８に流れる駆動電流が遮断され、コイル２０８に逆起電力が印加される。そして、駆動電流が収束すると徐々に逆起電力も減少していくため、逆起電力が減少する際にインダクタンスが変化することで、駆動電圧に変曲点３３０が発生する。

変曲点３３０は、燃料噴射装置２００の閉弁完了タイミングとなる。変曲点３３０は、コイル２０８に印加される駆動電圧の時系列データを２階微分すると、極値(極大値もしくは極小値)として現れる。したがって、駆動電圧の時系列データの極値を検出することで変曲点３３０を特定することができる。

［閉弁完了タイミングの検知方法］
次に、閉弁完了タイミングの検知方法について、図５を参照して説明する。
図５は、燃料噴射装置２００に印加する駆動電圧の変曲点検出方法を説明する図である。

図５は、燃料噴射装置２００の閉弁動作中の駆動電圧とその２階微分値の時系列データを示している。なお、図８に示す駆動電圧は、図４に対して正負を逆転させて記載している。図８に示す３５１は、変曲点３３０に対応する極値である。

なお、駆動電圧のＳ／Ｎ比が低く、そのノイズレベルが大きい場合は、駆動電圧の時系列データの２階微分の結果から極値を検知することが難しくなる。そこで、駆動電圧に対してローパスフィルタなどを施し、平滑化された時系列データを２階微分することで所望の極値を検出することができる。図８に示す駆動電圧の２階微分値は、駆動電圧にフィルタを施し、平滑化したデータに対して２階微分をして得たものある。

噴射パルスがオフとなった時点からの駆動電圧の時系列データに対して２階微分を施すと、電圧の切り替え時（例えば、駆動電圧オフ後の逆起電力印加時など）が極値として現れる可能性がある。そうすると、可動鉄心２０６の加速度変化によって発生する変曲点を正確に特定することができない。

したがって、２階微分を施す駆動電圧の時系列データは、噴射パルスがオフ状態となり（言い換えれば、駆動電圧もしくは駆動電流オフから）一定時間経過した後の駆動電圧の時系列データとすることが望ましい。すなわち、２階微分を施す駆動電圧の時系列データは、駆動電圧オフ後の逆起電力印加時後の駆動電圧の時系列データとすることが望ましい。

次に、噴射量特性について、図６を用いて説明する。
図６は、燃料噴射装置２００の噴射パルス幅と、燃料噴射量との関係を示した図であり、横軸を噴射パルス幅、縦軸を時間毎の燃料噴射量としている。

図６に示すように、弁体２０１が開弁し始めた時刻Ｔ４０１から、弁体２０１がフルリフトに至る時刻Ｔ４０２までの期間は、高電圧印加によるピーク電流の供給時間に基づいて、弁体２０１のリフト量が増加するため、燃料噴射量が増加する。この期間における燃料噴射量の傾き(Ｔ４０１からＴ４０２までの燃料噴射量増加率)は、弁体２０１の開弁速度に応じて決定される。ピーク電流の供給電源は、高電圧３０４（図４参照）であるため、燃料噴射量の傾きは急勾配となる。

その後、可動鉄心２０６が固定鉄心２０７に衝突することで弁体２０１がバウンシング動作を開始するため、燃料噴射量が乱れる(Ｔ４０２からＴ４０３)。このバウンシング動作期間は、燃料噴射弁毎の特性ばらつきが大きいことや、噴射動作毎の再現性に乏しいことなどの理由から、一般的に燃料噴射を行う期間として使用することはない。つまり、噴射パルスをバウンシング動作期間中に設定することはない。

バウンシングが収束したＴ４０３後の弁体２０１は、フルリフト位置を維持するため、燃料噴射量は、噴射パルスの長さに比例した傾きの増加特性となる。

［スプリング荷重と可動子の変位］
次に、スプリング荷重と可動鉄心２０６の変位の関係について、図７を用いて説明する。
図７は、燃料噴射装置２００におけるスプリング荷重と可動鉄心２０６の変位の関係を説明する図である。

スプリング荷重とは、前述した第一ばね部材２１０の付勢力から第三ばね部材２１７の付勢力を引いた力であり、各燃料噴射装置において、スプリング荷重にばらつきが生じてしまう。また、スプリング荷重は、本発明に係る付勢部材の付勢力に対応する。可動鉄心２０６は、弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが当接するまでスプリング荷重の影響を受けない。

したがって、噴射パルス幅、予備ストローク（前述した隙間２５０）及び第二ばね部材２１６の付勢力が同じであれば、弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが当接するまで、スプリング荷重が小さい場合とスプリング荷重が大きい場合の可動鉄心２０６の変位量は、同じになる。すなわち、予備ストロークが同じであれば、開弁開始タイミングは、スプリング荷重が小さい場合とスプリング荷重が大きい場合で略同じになる。

弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが当接すると、可動鉄心２０６は、スプリング荷重に抗して開弁方向へ移動する。そのため、スプリング荷重が小さい場合の可動鉄心２０６の変位量は、スプリング荷重が大きい場合の可動鉄心２０６の変位量よりも大きくなる。また、スプリング荷重は、可動鉄心２０６の閉弁方向への移動に加勢する。したがって、スプリング荷重が大きい場合の閉弁完了タイミングは、スプリング荷重が小さい場合の閉弁完了タイミングよりも、ΔＴｂ早くなる。

［スプリング荷重が閉弁完了タイミングに及ぼす影響］
次に、スプリング荷重が閉弁完了タイミングに及ぼす影響について、図８を用いて説明する。
図８は、スプリング荷重が閉弁完了タイミングに及ぼす影響を説明する図である。

図８に示すように、噴射パルス幅及び予備ストロークが同じであれば（ばらつきが無ければ）、スプリング荷重が大きい場合の閉弁完了タイミングは、スプリング荷重が小さい場合の閉弁完了タイミングよりも早くなる。また、スプリング荷重が大きい場合の閉弁完了タイミングを、スプリング荷重が小さい場合の閉弁完了タイミングに合わせる場合は、スプリング荷重が大きい場合の噴射パルス幅を大きくする必要がある。このように、スプリング荷重が異なる場合は、閉弁完了タイミングと噴射パルスとの関係が、横方向にシフトする特性がある。

［予備ストロークと可動子の変位］
次に、予備ストロークと可動鉄心２０６の変位の関係について、図９を用いて説明する。
図９は、燃料噴射装置２００における予備ストロークと可動鉄心２０６の変位の関係を説明する図である。

上述したように、予備ストロークとは、隙間２５０であり、各燃料噴射装置において、予備ストロークにばらつきが生じてしまう。図９に示すように、噴射パルス幅が同じであれば、予備ストロークが小さい場合の方が、予備ストロークが大きい場合よりも弁体２０１の伝達面２１９と可動鉄心２０６の伝達面２１８とが当接するまでに要する時間が短くなる。したがって、開弁開始タイミングは、予備ストロークが小さい場合の方が、予備ストロークが大きい場合よりもΔＴａ早くなる。

一方、予備ストロークが大きい場合は、予備ストロークが小さい場合よりも、可動鉄心２０６が加速することになる。その結果、予備ストロークが大きい場合は、予備ストロークが小さい場合よりも可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接する際の押圧力が大きくなる。

したがって、噴射パルス幅及びスプリング荷重が同じであれば、予備ストロークが大きい場合の可動鉄心２０６の変位量は、予備ストロークが小さい場合の可動鉄心２０６の変位量よりも大きくなる。これにより、予備ストロークが大きい場合の閉弁完了タイミングは、予備ストロークが小さい場合の閉弁完了タイミングよりも、ΔＴｂ遅くなる。

［予備ストロークが閉弁完了タイミングに及ぼす影響］
次に、予備ストロークが閉弁完了タイミングに及ぼす影響について、図１０を用いて説明する。
図１０は、予備ストロークが閉弁完了タイミングに及ぼす影響を説明する図である。

図１０に示すように、噴射パルス幅及びスプリング荷重が同じであれば（ばらつきが無ければ）、予備ストロークが小さい場合の閉弁完了タイミングは、予備ストロークが大きい場合の閉弁完了タイミングよりも早くなる。また、予備ストロークが異なる場合は、開弁開始タイミングのばらつきが閉弁完了タイミングに影響することになり、閉弁完了タイミングと噴射パルスとの関係が、縦方向にシフトする特性がある。

［スプリング荷重と予備ストロークのばらつきが重畳した際の特性］
次に、スプリング荷重と予備ストロークのばらつきが重畳した際の特性について、図１１を用いて説明する。
図１１は、スプリング荷重と予備ストロークのばらつきが重畳した際の特性を示す図である。

図１１に示すＤＩインジェクタ（燃料噴射装置）Ａと、ＤＩインジェクタ（燃料噴射装置）Ｂは、スプリング荷重と予備ストロークが異なる。具体的には、ＤＩインジェクタＡの予備ストロークは、ＤＩインジェクタＢの予備ストロークよりも大きい。また、ＤＩインジェクタＡのスプリング荷重は、ＤＩインジェクタＢのスプリング荷重よりも大きい。

噴射パルス幅が比較的小さい場合は、可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接する前に駆動電圧が遮断される。これにより、可動鉄心２０６は、等速運動で弁体２０１の伝達面２１９に当接し、予備ストロークのばらつきが、開弁開始タイミングのばらつきとして表れることになる。したがって、噴射パルス幅が比較的小さい場合の閉弁完了タイミングのばらつきは、開弁開始タイミングのばらつきの影響が大きくなる。

一方、噴射パルス幅が比較的大きい場合は、可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接した後に駆動電圧が遮断される。これにより、可動鉄心２０６は、弁体２０１に当接するまで加速することになり、予備ストロークのばらつきと開弁開始タイミングのばらつきにずれが生じる。

さらに、可動鉄心２０６がスプリング荷重に抗して変位する際においても、可動鉄心２０６と固定鉄心２０７との間に磁気吸引力が作用するため、スプリング（第一ばね部材２１０）の変形量が比較的大きくなり、スプリング荷重が閉弁完了タイミングに及ぼす影響が大きくなる。したがって、噴射パルス幅が比較的大きい場合の閉弁完了タイミングのばらつきは、スプリング荷重と予備ストロークのばらつきの影響が絡み合っている。

［噴射パルス幅と閉弁完了タイミングの関係］
次に、噴射パルス幅と閉弁完了タイミングの関係について、図１２及び図１３を用いて説明する。
図１２及び図１３は、噴射パルス幅と閉弁完了タイミングの関係を説明する図である。

図１２は、スプリング荷重（Ｆｓｐ）が同じであって予備ストローク（ＰｒｅＳｔ）が異なる３つの燃料噴射装置の噴射パルス幅と閉弁完了タイミングとの関係を示している。例えば、噴射パルス幅が最も小さい場合は、可動鉄心２０６の速度（等速運動）が比較的遅くなり、開弁開始時間が比較的遅くなるため、閉弁完了時間も比較的遅くなる。

閉弁完了タイミングが相対的に早くなる場合は、噴射パルス幅が最も小さい場合よりも、可動鉄心２０６の速度（等速運動）が早くなると共に、スプリング荷重に抗する弁体２０１の変位量が比較的小さい。そのため、閉弁完了タイミングに対するスプリング荷重の影響が小さくなり、閉弁完了タイミングに対する予備ストローク（開弁開始タイミング）の影響が大きくなる。

図１３は、予備ストローク（ＰｒｅＳｔ）が同じであってスプリング荷重（Ｆｓｐ）が異なる２つの燃料噴射装置の噴射パルス幅と閉弁完了タイミングとの関係を示している。

上述したように、閉弁完了タイミングが相対的に早くなる場合は、スプリング荷重に抗する弁体２０１の変位量が比較的小さい。そのため、閉弁完了タイミングが相対的に早くなる場合は、スプリング荷重（Ｆｓｐ）が異なっていても、閉弁完了タイミングが略同じになる（変わらない）。したがって、閉弁完了タイミングが相対的に早くなる噴射パルス幅である場合の各燃料噴射装置の閉弁完了タイミングから、各燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検出することが可能である。

なお、開弁開始タイミングの検出は、閉弁完了タイミングが最も早くなる噴射パルス幅において行うことが好ましいが、これに限定されない。本発明に係る開弁開始タイミングの検出としては、可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接する前に駆動電圧が遮断される噴射パルス幅であって、所定の閉弁完了タイミング以下であれば、任意の噴射パルス幅で行うことができる。

［閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングの関係］
次に、閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングの関係について、図１４を用いて説明する。
図１４は、閉弁完了タイミングが最も早い場合の閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングの関係を説明する図である。

図１２及び図１３に示す閉弁完了タイミングが最も早い場合は、図１４に示すように、閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングとの間に、正の相関関係が成立する。したがって、上述した駆動電圧を２階微分して変曲点を検出する方法で検知した閉弁完了タイミングから開弁開始タイミングを検知することができる。なお、制御する燃料噴射装置の特性を考慮した相関関係を示す情報を不図示の記憶部に記憶し、ＣＰＵ５０１は、記憶部から読み出した相関関係を示す情報と、検出した閉弁完了タイミングから開弁開始タイミングを検知する。

［噴射パルス幅の補正方法］
次に、噴射パルス幅の補正方法について説明する。

燃料噴射量（Ｑｔａｒ）と、閉弁完了タイミング（Ｔｂ）と、開弁開始タイミング（Ｔａ´）は、以下の関係式を満たす。なお、ａ及びｂは、燃料噴射装置の特性（噴射孔の径や燃圧等）により決まる係数である。

Ｑｔａｒ＝ａ（Ｔｂ−Ｔａ´）＋ｂ

閉弁完了タイミング（Ｔｂ）は、噴射パルス幅によって制御できる。本実施形態では、個体差（ばらつき）が生じる開弁開始タイミング（Ｔａ´）を検知し、目標の燃料噴射量（Ｑｔａｒ）を得る閉弁完了タイミング（Ｔｂ）となるように、噴射パルス幅を補正する。言い換えれば、検知した閉弁完了タイミング（Ｔｂ）と推定した開弁開始タイミング（Ｔａ´）とに基づいて、目標の燃料噴射量（Ｑｔａｒ）が噴射されるように、噴射パルス幅を補正する。そして、目標の燃料噴射量（Ｑｔａｒ）を得る閉弁完了タイミング（Ｔｂ）は、次式により算出される。

Ｔｂ＝（Ｑｔａｒ−ｂ）／ａ＋Ｔａ´

また、スプリング荷重にばらつきが生じる場合に、目標の燃料噴射量（Ｑｔａｒ）を得る閉弁完了タイミング（Ｔｂ）となるように噴射パルス幅を補正するには、スプリング荷重も考慮する必要がある。

そこで、本実施形態では、可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接した後に駆動電圧が遮断される噴射パルス幅の駆動電圧から閉弁完了タイミングを検出する。この閉弁完了タイミングには、予備ストロークだけでなくスプリング荷重が大きく影響しているため、付勢力含有閉弁完了タイミングとする。

そして、付勢力含有閉弁完了タイミングから、上述した可動鉄心２０６の伝達面２１８が弁体２０１の伝達面２１９に当接する前に駆動電圧が遮断される噴射パルス幅の駆動電圧から閉弁完了タイミングを差し引いたものから、スプリング荷重を推定する。これにより、スプリング荷重を考慮した噴射パルス幅を算出することができる。

図１５は、燃料噴射制御装置１２７による燃料噴射量のばらつきの補正を説明する図である。

図１５は、駆動電流と弁体２０１の変位との関係を示している。図１５に示すように、燃料噴射制御装置１２７による噴射パルス幅の補正前は、スプリング荷重と予備ストロークのばらつきがあるため、２つの燃料噴射装置の開弁開始タイミング及び閉弁完了タイミングが異なっている。

そして、各燃料噴射装置の弁体２０１の変位量が異なり、開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングを結ぶ線と弁体２０１の変位を示す曲線で囲まれた面積は、燃料噴射量を表す。図１４に示すように、燃料噴射制御装置１２７による噴射パルス幅の補正前は、２つの燃料噴射装置の燃料噴射量が異なっている。

燃料噴射制御装置１２７による噴射パルス幅の補正後は、目標の燃料噴射量（Ｑｔａｒ）を得る閉弁完了タイミング（Ｔｂ）となるように、噴射パルス幅を補正する。すなわち、開弁開始タイミングから閉弁完了タイミングまでの時間（弁体作動時間）が同じになるように、閉弁完了タイミング（Ｔｂ）を変更する。

これにより、２つの燃料噴射装置における開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングを結ぶ線と、弁体２０１の変位を示す曲線で囲まれた面積が一致する。すなわち、各燃料噴射装置における燃料噴射量のばらつきを抑制して、複数の燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

［スプリング荷重のばらつきを考慮した際の開弁遅れ時間の推定精度］
次に、スプリング荷重のばらつきを考慮した際の開弁遅れ時間の推定精度について、図１６を用いて説明する。
図１６は、スプリング荷重のばらつきを考慮した際の開弁遅れ時間の推定精度を説明する図である。

図１６は、閉弁完了タイミングの差分と開弁遅れ時間との関係を示している。図１６の「スプリング荷重小」は、第一ばね部材２１０の許容する誤差範囲のなかで最も小さいスプリング荷重を示し、「スプリング荷重大」は、第一ばね部材２１０の許容する誤差範囲のなかで最も大きいスプリング荷重を示す。

本実施形態では、寸法公差に基づく予備ストローク（隙間２５０）のばらつきに応じて開弁開始タイミングを推定する。このとき、第一ばね部材２１０のスプリング荷重にばらつき（個体差）が無ければ、推定した開弁開始タイミングに誤差は生じない。例えば、全ての第一ばね部材２１０が「スプリング荷重大」であれば、検知した閉弁完了タイミングから推定した開弁開始タイミングと、実際の開弁開始タイミングが略同一になる。

しかし、スプリング荷重にもばらつきが生じるため、そのスプリング荷重の値に応じて推定した開弁開始タイミングに誤差が生じる。本実施形態では、スプリング荷重のばらつきに応じて、開弁開始タイミングのばらつきは、Ｌ２の範囲内に抑えられる。例えば、「スプリング荷重大」である場合は、推定した開弁開始タイミングが実際の開弁開始タイミングよりも早くなる。

これに対し、開弁開始タイミングを推定しない場合（従来）は、予備ストロークのばらつきとスプリング荷重のばらつきに応じて、開弁開始タイミングのばらつきは、Ｌ２よりも大きいＬ１の範囲内で生じてしまう。

このように、本実施形態では、閉弁完了タイミングから開弁開始タイミングを推定することにより、推定した開弁開始タイミングと実際の開弁開始タイミングとの誤差を小さくすることができる。その結果、噴射パルス幅の補正を精度よく行うことができ、複数の燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

［まとめ］
以上説明したように、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置（燃料噴射制御装置１２７）は、弁座（弁座２０２）から離れることによって燃料通路を開く弁体（弁体２０１）と、弁体の開閉動作を行わせる可動子（可動鉄心２０６）と、コイル（コイル２０８）に駆動電流が流れることで可動子を吸引する固定子（固定鉄心２０７）と、を備えた燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）を制御する。この制御装置は、駆動電流の通電時間を駆動指令パルスのパルス幅で制御する制御部（ＣＰＵ５０１）を有する。制御装置の制御部は、可動子が弁体に接触する前に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分して検出した閉弁完了タイミングと相関関係にある開弁開始タイミングを推定する。そして、開弁開始タイミングに基づいて駆動指令パルスのパルス幅を補正する。

これにより、開弁開始タイミングの推定精度を高めることができる。その結果、開弁開始タイミングに基づいて生成した駆動指令パルスよる燃料噴射量の精度を高めることができ、燃料噴射装置の燃料噴射量の安定化を図ることができる。

また、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置における制御部（ＣＰＵ５０１）は、燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）から噴射する燃料の目標噴射量（Ｑｔａｒ）と開弁開始タイミング（Ｔａ´）に応じた閉弁完了タイミング（Ｔｂ）となるように駆動指令パルスのパルス幅を補正する。これにより、燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）における目標噴射量を高精度に制御することができ、各燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

また、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置における燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）は、弁体（弁体２０１）を弁座（弁座２０２）側に付勢する付勢部材（第一ばね部材２１０）を有している。また、制御部（ＣＰＵ５０１）は、可動子（可動鉄心２０６）が弁体に接触した後に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分して付勢力含有閉弁完了タイミングを検出する。さらに、制御部は、付勢力含有閉弁完了タイミングと上述の閉弁完了タイミングに基づいて、付勢部材の付勢力（スプリング荷重）を推定する。そして、開弁開始タイミングと付勢部材の付勢力と目標噴射量（Ｑｔａｒ）とに応じた閉弁完了タイミングとなるように駆動指令パルスのパルス幅を補正する。

これにより、開弁開始タイミングのばらつき、及び付勢部材（ばね部材２１０，２１６，２１７）の付勢力（スプリング荷重）のばらつきを考慮して駆動指令パルスのパルス幅を補正することができる。その結果、燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）における目標噴射量を高精度に制御することができ、各燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

また、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置における制御部（ＣＰＵ５０１）は、開弁開始タイミングから閉弁完了タイミングまでの弁体動作時間が、複数の燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）において等しくなるように、各燃料噴射装置に対する駆動指令パルスのパルス幅を補正する。すなわち、弁体動作時間が目標動作時間と等しくなるように、各燃料噴射装置に対する駆動指令パルスのパルス幅を補正する。これにより、複数の燃料噴射装置の燃料噴射量を揃えることができ、各燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

また、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置は、閉弁完了タイミングと開弁開始タイミングとの相関関係を示す情報を記憶する記憶部を有する。そして、制御部（ＣＰＵ５０１）は、閉弁完了タイミングが最も早くなる駆動指令パルスのパルス幅の近傍において、記憶部から読み出した相関関係を示す情報に基づいて開弁開始タイミングを推定する。これにより、開弁開始タイミングを容易に推定することができる。なお、開弁開始タイミングは、相関関係を示す情報に基づいて算出してもよく、また、相関関係を示すデータテーブルを参照して決定してもよい。

また、上述した一実施形態に係る燃料噴射装置の制御装置は、閉弁完了タイミング（Ｔｂ）と開弁開始タイミング（Ｔａ´）とに基づいて目標噴射量（Ｑｔａｒ）が噴射されるように駆動指令パルスのパルス幅を補正する。これにより、燃料噴射装置（燃料噴射装置２００）における目標噴射量を高精度に制御することができ、各燃料噴射装置における燃料噴射量の安定化を図ることができる。

以上、本発明の燃料噴射装置の制御装置の実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の燃料噴射装置の制御装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。また、上述した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、ハーフリフト制御における噴射パルス幅の補正を説明した。しかし、本発明に係る噴射パルス幅の補正は、フルリフト制御においても適用することができる。

また、上述した実施形態では、付勢力含有閉弁完了タイミングと上述の閉弁完了タイミングに基づいて、付勢部材の付勢力（スプリング荷重）を推定し、予備ストローク及びスプリング荷重のばらつきを考慮して、駆動指令パルスのパルス幅を補正した。しかし、本発明に係る駆動指令パルスのパルス幅を補正としては、例えば、スプリング荷重のばらつきが考慮する必要が無い程度の小さいものである場合などは、スプリング荷重を考慮せずに、各燃料噴射装置の開弁開始タイミングに応じて、駆動指令パルスのパルス幅を補正してもよい。

また、上述した実施形態では、可動子が弁体に接触する前に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分して、閉弁完了タイミングを検出した。しかし、本発明に係る閉弁完了タイミングの検出としては、その他の方法を用いても行ってもよい。また、上述した実施形態では、可動子が弁体に接触した後に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分して付勢力含有閉弁完了タイミングを検出した。しかし、本発明に係る付勢力含有閉弁完了タイミングの検出としては、その他の方法を用いて行ってもよい。

１０１…内燃機関、 １０２…ピストン、 １０３…吸気弁、 １０４…排気弁、 １０６…点火プラグ、 １０７…点火コイル、 １０８…水温センサ、 １０９…ＥＣＵ、 １１０…吸気管、 １１１…排気管、 １１２…三元触媒、 １１３…酸素センサ、 １１５…コレクタ、 １１６…クランク角度センサ、 １１９…スロットル弁、 １２０…空気流量計、 １２１…燃焼室、 １２２…アクセル開度センサ、 １２３…燃料タンク、 １２４…低圧燃料ポンプ、 １２５…高圧燃料ポンプ、 １２６…燃料圧力センサ、 １２７…燃料噴射制御装置（燃料噴射装置の制御装置）、 １２８…排気カム、 １２９…高圧燃料配管、 １３１…クランクシャフト、 １３２…コンロッド、 ２００…燃料噴射装置、 ２０１…弁体、 ２０２…弁座、 ２０６…可動鉄心、 ２０７…固定鉄心、 ２０８…コイル、 ２０９…ハウジング、 ２１０…第一ばね部材、 ２１２…燃料供給部、 ２１４…中間部材、 ２１５…燃料噴射孔、 ２１６…第二ばね部材、 ２１７…第三ばね部材、 ２１８，２１９…伝達面、 ２２２…通信ライン、 ２２３…信号線、 ２５０…隙間（予備ストローク）、 ３０４…高電圧、 ３１７…電流プロファイル、 ３３０…変曲点、 ５０１…ＣＰＵ

Claims (8)

1. 弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記弁体の開閉動作を行わせる可動子と、コイルに駆動電流が流れることで前記可動子を吸引する固定子と、を備えた燃料噴射装置の制御装置であって、
   前記駆動電流の通電時間を駆動指令パルスのパルス幅で制御する制御部を有し、
   前記制御部は、
   検出した閉弁完了タイミングと相関関係にある開弁開始タイミングを推定し、
   前記開弁開始タイミングに基づいて前記駆動指令パルスのパルス幅を補正する
   ことを特徴とする燃料噴射装置の制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記燃料噴射装置から噴射する燃料の目標噴射量と前記開弁開始タイミングに応じた閉弁完了タイミングとなるように前記駆動指令パルスのパルス幅を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。
3. 前記燃料噴射装置は、前記弁体を前記弁座側に付勢する付勢部材を有し、
   前記制御部は、
   付勢力含有閉弁完了タイミングと前記閉弁完了タイミングに基づいて、前記付勢部材の付勢力を推定し、
   前記開弁開始タイミングと前記付勢部材の付勢力と目標噴射量とに応じて目標閉弁完了タイミングとなるように前記駆動指令パルスのパルス幅を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記開弁開始タイミングから前記閉弁完了タイミングまでの弁体動作時間が、目標動作時間と等しくなるように、各燃料噴射装置に対する前記駆動指令パルスのパルス幅を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。
5. 前記制御部は、前記可動子が前記弁体に接触する前に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分することで前記閉弁完了タイミングを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記可動子が前記弁体に接触した後に遮断されるパルス幅の駆動電圧を２階微分することで前記付勢力含有閉弁完了タイミングを検出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置の制御装置。
7. 前記閉弁完了タイミングと前記開弁開始タイミングとの相関関係を記憶し、
   前記制御部は、
   閉弁完了タイミングが最も早くなる前記駆動指令パルスのパルス幅の近傍において、前記相関関係に基づいて前記開弁開始タイミングを推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。
8. 前記閉弁完了タイミングと前記開弁開始タイミングとに基づいて目標噴射量が噴射されるように前記駆動指令パルスのパルス幅を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の制御装置。

Images