JP4784592B2 - 燃料噴射制御装置、および燃料噴射弁の噴射特性調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射制御装置、および燃料噴射弁の噴射特性調整方法に関する。

従来、個々の燃料噴射弁の噴射特性のばらつきを調整する燃料噴射制御装置が知られている（特許文献１参照）。この燃料噴射制御装置では、予め個々の燃料噴射弁の噴射特性、例えば、燃料噴射弁の電磁駆動部に駆動電流の通電を開始したタイミングから弁部材が噴孔を開弁するまでの噴射遅れ時間に関する情報に基づき、電磁駆動部に駆動電流を通電する開始タイミングをずらす補正を行っている。これにより、個々の燃料噴射弁の噴射遅れのばらつきを抑制することができ、所定のタイミングで燃料噴射弁から燃料を噴射することができる。
特開２００６−２００３７８号公報

しかしながら、上述した特許文献１の技術による噴射遅れ時間のばらつきを抑制する方法では、エンジン運転状態に応じた基本の通電開始タイミングを算出した後、噴射遅れ時間に関する情報に基づいて上記基本通電開始タイミングを補正することにより最終的な通電開始タイミングを算出している。このため、燃料噴射制御装置の演算負担が大きくなる。

ここで、燃料噴射制御装置の制御項目は、エンジンマネージメントだけに留まらず、排ガス処理、車体制御など多岐にわたっており、またそれらを統合制御する傾向にあるため、燃料噴射制御装置の演算負担は増加している。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射制御装置の演算負担の増加を抑制しつつ、燃料噴射弁個々の噴射遅れ時間のばらつきを抑制することができる燃料噴射制御装置、および燃料噴射弁の噴射特性調整方法を提供することである。

請求項１に記載の発明は、噴孔を開閉する弁部材、および弁部材の開閉動作を制御する電磁駆動部を有する燃料噴射弁と、電磁駆動部に駆動電流を通電させ、弁部材を開弁動作さて、エンジンに燃料を噴射する電子制御装置とを有する燃料噴射制御装置であって、電子制御装置は、エンジンの運転状態に応じて、駆動電流の通電開始タイミングを算出する演算手段と、燃料噴射弁個々の駆動電流の通電開始タイミングから弁部材が噴孔を開弁するまでの噴射遅れ時間のばらつきに関する情報を記憶する記憶手段と、情報に基づき駆動電流の電流値、または駆動電流の通電初期における電流勾配を変更する変更手段と、を備え、変更手段により変更された駆動電流の電流値、または駆動電流の通電初期における電流勾配による電磁駆動部への通電を、演算手段によって算出された駆動電流の通電開始タイミングから開始することにより、噴射開始時期を規格内の噴射開始時期に補正することを特徴としている。

この構成によれば、燃料噴射弁個々の噴射遅れ時間に関する情報に基づき、変更手段が駆動電流の電流値、または駆動電流の通電初期における電流勾配を変更することで、電磁駆動部の駆動力を個々の燃料噴射弁で変化させることができる。これにより、個々の燃料噴射弁の噴射遅れ時間のばらつきを抑制することができる。

ここで、従来技術では、所望のタイミングで燃料を噴射するために、燃料噴射弁の個々の噴射遅れ時間を加味して通電開始タイミングを変更する方法を採用している。この方法では、まず、エンジン運転状態などにより基本の通電開始タイミングを算出し、その後、基本通電開始タイミングを上記噴射遅れ時間のばらつきに基づいて補正し、最終的な通電開始タイミングを算出している。

しかしながら、この方法では、基本の通電開始タイミングを補正する工程が必要となるため、燃料噴射制御装置における通電開始タイミングを決定するための演算負担が増加することとなる。

これに対し、請求項１における発明では、上記従来技術が採用している方法とは異なり、記憶手段に記憶されている上記噴射遅れ時間のばらつきに関する情報に基づき、変更手段が駆動電流の電流値、または通電初期における電流勾配を変更しているので、一旦算出した通電開始タイミングを補正する必要がなくなる。このため、燃料噴射制御装置の演算負担を増加させることなく、燃料噴射弁個々の噴射遅れ時間のばらつきを抑制することができる。

また、最終的な通電開始タイミングが算出されるまでの時間を大幅に短縮することができるため、エンジン運転状態が加速時や減速時にあるような状態のとき、最適なタイミングで燃料噴射が行える。

請求項２に記載の発明は、変更手段は、少なくとも通電開始タイミングから弁部材が噴孔を開弁するまでの駆動電流の電流値を変更することを特徴としている。

噴射遅れ時間は、電磁駆動部に駆動電流を通電してから弁部材が噴孔を開弁するまでの電流値が影響する。請求項２に記載の構成によれば、変更手段は、少なくとも通電開始タイミングから弁部材が噴孔を開弁するまでの駆動電流の電流値を変更しているので、個々の燃料噴射弁の噴射遅れ時間を調整することができる。

請求項３に記載の発明は、電磁駆動部に通電される駆動電流の電流波形は、駆動電流通電初期に最大電流値となるピーク電流波形部と、ピーク電流波形部の後に形成され、最大電流値よりも低い定電流値にて弁部材の開弁状態を維持する定電流波形部とを有しており、変更手段は、ピーク電流波形部における最大電流値、または定電流波形部における定電流値のいずれか一方、または両方を変更することを特徴としている。

この構成によれば、燃料噴射制御装置から電磁駆動部に通電される駆動電流は、通電初期に最大電流値となるピーク電流波形部を有しているので、通電開始タイミングから開弁状態に移行するまでの時間を極力短縮することができる。また、駆動電流は、ピーク電流波形部の後に形成され、最大電流値よりも低い定電流値にて弁部材の開弁状態を維持する定電流波形部と、を有しているので、弁部材の開弁状態を維持できるとともに燃料噴射弁の電力消費量の増大を抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、変更手段は、一端が電源に接続され、他端が電磁駆動部に接続され、電源の電源電圧を昇圧し、コンデンサに充電し、駆動電流を通電開始するタイミングでコンデンサに蓄積した電荷を放電することにより、ピーク電流波形部を形成する充電回路部と、一端が電源に接続され、他端が電磁駆動部に接続され、コンデンサから電荷が放電された後、電源の電流を定電流値に調整し、電磁駆動部に通電することにより、定電流波形部を形成する定電流回路部と、を備えることを特徴としている。

この構成によれば、一端が電源に接続され、他端が電磁駆動部に接続され、電源の電源電圧を昇圧してコンデンサに充電し、駆動電流を通電開始するタイミングでコンデンサに蓄積した電荷を放電することにより、ピーク電流波形部を形成する充電回路部を備えているので、短時間の間に電磁駆動部に大電流を通電させることができる。

また、一端が電源に接続され、他端が電磁駆動部に接続され、コンデンサから電荷が放電された後、電源の電流を定電流値に調整し、電磁駆動部に通電することにより、定電流波形部を形成する定電流回路部を備えているので、弁部材の開弁状態を維持させることができる。

請求項５に記載の発明は、充電回路部は、電源の電源電圧を昇圧し、コンデンサに充電する際の充電電圧値を調整することを特徴としている。

この構成によれば、充電回路部にて電源の電源電圧を昇圧し、コンデンサに充電する際の充電電圧値を調整することにより、通電開始から最大電流値に至るまでの電流勾配を調整することができ、個々の燃料噴射弁の噴射遅れ時間のばらつきを抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、一端が電源に接続され、他端が電磁駆動部に接続され、昇圧した前記電源の電源電圧をコンデンサに充電する際の前記コンデンサの充電電圧を調整するとともに、前記駆動電流の通電初期において前記コンデンサに蓄積した電荷を放電することにより、駆動電流の通電初期における前記電流勾配を変更する電圧調整部を備えることを特徴としている。

この構成によれば、通電電圧調整部にて電磁駆動部に通電する通電初期の電圧値を調整することにより、通電初期の電流勾配を調整することができ、個々の燃料噴射弁の噴射遅れ時間のばらつきを抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、記憶手段は、燃料噴射弁に設けられていることを特徴としている。

この構成によれば、噴射遅れ時間に関する情報を記憶した記憶手段を燃料噴射弁に設けているので、燃料噴射弁と変更手段との対応付けが容易となる。このため、これらを予め対応付けつつ製造する必要がなく、製造時の煩雑さを解消することができる。

請求項８に記載の発明は、燃料噴射弁は、噴孔、噴孔に連通し、噴孔に高圧燃料を供給するとともに弁部材に燃料圧力を作用させ弁部材を開弁方向に付勢する高圧通路、弁部材の一部に高圧燃料を作用させ、弁部材を噴孔が閉弁する方向に付勢する高圧燃料を蓄積する圧力制御室、および圧力制御室と外部とを連通する低圧通路を有するハウジングと、駆動電流が通電されることで電磁駆動部に発生する駆動力によって動作し、低圧通路の連通、および遮断を切り換えることにより圧力制御室内の燃料圧力を調整し、弁部材の開閉動作を制御する制御弁部材と、を備えることを特徴としている。

この構成によれば、電磁駆動部は、通電されることで発生する駆動力によって直接開弁動作するのではなく、弁部材に閉弁方向に付勢する高圧燃料を蓄積する圧力制御室内の燃料圧力を調整する制御弁部材を動作する。これにより、弁部材の閉弁方向の付勢力を調整することができ、弁部材の噴孔側に作用する燃料圧力によって弁部材を開弁方向に移動させることができる。このように構成された燃料噴射弁により、高圧通路に供給する燃料を噴射することができる。

また、こういった構成を有する燃料噴射弁では、弁部材を開閉動作させる部品点数は、直接電磁駆動部にて弁部材を開閉動作させるものに比べ多くなる。このため、電磁駆動部に駆動電流の通電を開始してから弁部材が噴孔を開弁するまでの噴射遅れ時間が発生するとともに、燃料噴射弁個々の噴射遅れ時間のばらつきも発生しやすくなる。

請求項１から７に記載の燃料噴射制御装置は、請求項８に記載の構成を有する燃料噴射弁にとって特に効果を発揮する。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用した燃料噴射システムの概略を説明する。図１は、燃料噴射システムの全体構成を示し、図２は、燃料噴射システムに使用する燃料噴射弁の断面図を示す。

図１に示すように、４気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）９には、気筒毎に電磁駆動式の燃料噴射弁１が配置されている。これらの燃料噴射弁１は、燃料配管６ａを介して各気筒共通のコモンレール２に接続されている。コモンレール２には、高圧ポンプ３が接続されている。高圧ポンプ３にはその吸入部に吸入調量弁３ａが設けられている。吸入調量弁３ａはフィードポンプ４を介して燃料タンク５に接続されている。

燃料タンク５内の燃料は、フィードポンプ４により汲み上げられるとともに、吸入調量弁３ａにより調量されて高圧ポンプ３に吸入される。高圧ポンプ３に吸入された燃料は、コモンレール２に加圧供給され、高圧状態で蓄積される。

コモンレール２には、電磁駆動式の減圧弁７が設けられており、減圧弁７を開弁させることによってコモンレール２内の燃料が燃料タンク５に排出される。コモンレール２には、コモンレール２内の燃料圧力を検出する燃料圧センサ２ａが設けられている。

電子制御装置（以下、ＥＣＵという）８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータ８ａや駆動回路８ｂなどから構成されるものである。ＥＣＵ８には、燃料圧センサ２ａの検出信号やエンジン回転速度およびアクセル操作量などの運転情報が逐次入力される。マイクロコンピュータ８ａは、ＲＯＭに記憶された種々の制御プログラムを実行することにより、入力された都度の運転情報に基づいて燃圧制御や燃料噴射制御のエンジン９の運転に係る各種制御を行う。

また、ＥＣＵ８は、上述の運転情報からだけではなく、排気系に設置されている図示しない各種センサや車両の走行状態を検出する図示しない各種センサから収集した情報に基づいて燃圧制御や燃料噴射制御を行う。

また、本実施形態では、マイクロコンピュータ８ａと駆動回路８ｂとを一体化させたＥＣＵ８にて各種制御を行っているが、マイクロコンピュータ８ａと駆動回路８ｂとは別々に設けても良い。

燃圧制御では、マイクロコンピュータ８ａはエンジン回転速度やアクセル操作量などの運転情報を取得するとともに、それらの運転情報に基づきコモンレール２内の目標燃料圧力を算出する。そして、燃料圧センサ２ａからコモンレール２内の実燃料圧力を取得するとともに、目標燃料圧力と実燃料圧力との差から吸入調量弁３ａの開度量を算出する。その後、駆動回路８ｂから算出した開度量に応じた駆動電流を吸入調量弁３ａに通電し、吸入調量弁３ａを開弁させる。

燃料噴射制御では、マイクロコンピュータ８ａはエンジン回転速度やアクセル操作量などの運転情報を取得するとともに、それらの運転情報に基づいて最適な燃料噴射時期および噴射量を算出し、噴射時期および噴射量を算出する。その後、駆動回路８ｂから算出した噴射時期および噴射量に応じた駆動電流を燃料噴射弁１に通電し、燃料噴射弁１から算出した噴射時期で、かつ算出した噴射量の燃料を噴射させる。

その他、ＥＣＵ８は、コモンレール２内の実燃料圧力が目標燃料圧力よりも高くなった場合に、減圧弁７を開弁させてコモンレール２内の燃料を排出する減圧制御を行う。

減圧制御では、マイクロコンピュータ８ａは燃圧制御にて算出した目標燃料圧力を取得するとともに、燃料圧センサ２ａよりコモンレール２内の実燃料圧力を取得する。そして、実燃料圧力が目標燃料圧力よりも所定以上高い場合に、減圧弁７を開弁してコモンレール２から排出する燃料の排出量を算出し、その排出量に応じた減圧弁７を開弁させる期間を算出する。その後、駆動回路８ｂから算出した当該期間に応じた駆動電流を減圧弁７に通電し、減圧弁７を開弁させる。

次に、燃料噴射弁１の具体的な一例を、図２を参照して説明する。燃料噴射弁１は、コモンレール２から分岐する燃料配管６ａの下流端に接続されている（図１参照）。燃料噴射弁１は、コモンレール２から供給される高圧燃料を各気筒に噴射する。

図２に示すように、燃料噴射弁１は、ハウジング１０の先端に形成されている噴孔２２の開閉を制御する弁部材５０と、弁部材５０の開閉動作を制御する制御弁６０を有する。

ハウジング１０は、略棒状に形成されており、ノズルボデー２０、およびボデー３０から構成され、弁部材５０を収容している。

ノズルボデー２０は、軸方向に延びるニードル収容孔２１を有する。収容孔２１には、弁部材５０の一部であるニードル５１が収容される。収容孔２１の底部には、収容孔２１の内壁とノズルボデー２０の外壁とを連通する噴孔２２が形成され、噴孔２２の上部には、ニードル５１が離着座する弁座２３が形成されている。

収容孔２１は、ニードル５１の弁座２３に着座する側とは反対側の端部を軸方向に摺動可能に支持し、かつ、ニードル５１を収容させたときに、ニードル５１の側壁と収容孔２１の内壁とによってコモンレール２内の高圧燃料を蓄積する燃料溜り室２４が形成されるような形状となっている。燃料溜り室２４は、ニードル５１が弁座２３から離座したときに、噴孔２２と連通する。また、ノズルボデー２０には、燃料溜り室２４にコモンレール２内の高圧燃料を供給する高圧通路２５が形成されている。

ボデー３０は、一方の端部にノズルボデー２０を支持するとともに、他方の端部に制御弁６０を支持する。ボデー３０とノズルボデー２０とは、リテーニングナット１１により接続され、ボデー３０と制御弁６０とは、固定部材１２によって接続される。

ボデー３０は、軸方向に延び、かつニードル収容孔２１と連通するピストン収容孔３１を有する。収容孔３１には、弁部材５０の一部であり、ニードル５１と軸方向に一体となって移動するコマンドピストン５２が収容される。コマンドピストン５２は、収容孔３１に摺動可能に支持されるピストン部５３と、ピストン部５３とニードル５１との間に配置されるロッド部５４とを有する。収容孔３１には、コマンドピストン５２の他に、コイルスプリング３８が収容されている。コイルスプリング３８は、ニードル５１を閉弁方向（着座方向）に付勢する。

また、ボデー３０には、燃料配管６ａが接続される高圧ポート３２から流入する高圧燃料を燃料溜り室２４に供給する高圧通路３３が形成されている。そして、ボデー３０には、収容孔３１に連通し、燃料噴射に使用されなかった余剰燃料を燃料噴射弁１の外部に排出するための低圧通路３６が形成されている。低圧通路３６は、低圧ポート３５に連通している。低圧ポート３５には、燃料タンク５に通じる燃料配管６ｂが接続されている（図１参照）。

ボデー３０の上記他方の端部には、ピストン収容孔３１と高圧通路３３から分岐した分岐通路３４が開口している。そして、この他方の端部には、内部に通路が形成された略円盤状のオリフィスプレート４０が配置されている。

オリフィスプレート４０には、板厚方向に貫通し、一方の端部がピストン収容孔３１に連通するアウトオリフィス４１と、一方の端部が分岐通路３４に連通し、他方の端部がアウトオリフィス４１に連通するインオリフィス４２が形成されている。

これにより、ピストン収容孔３１、コマンドピストン５２のピストン部５３、およびオリフィスプレート４０によって圧力制御室３７が形成される。この圧力制御室３７には、常に、分岐通路３４、インオリフィス４２を介してコモンレール２内の高圧燃料が流入するようになっている。流入した高圧燃料は、ピストン部５３に作用し、コマンドピストン５２を閉弁方向に付勢する。

オリフィスプレート４０のボデー３０とは反対側の端部には、制御弁６０が配置されている。制御弁６０は、駆動回路８ｂから通電されることにより駆動する弁であって、圧力制御室３７内の燃料圧力を制御し、コマンドピストン５２の付勢力を制御する。

制御弁６０は、バルブボデー６１、制御弁部材７０、およびソレノイド８０から構成されている。バルブボデー６１は、オリフィスプレート４０のボデー３０とは反対側の端部を支持するように配置され、中央部に軸方向に延びるガイド孔６２が形成されている。バルブボデー６１のオリフィスプレート４０側の端部には、ガイド孔６２と低圧通路３６とを連通する通路６３が形成されている。

制御弁部材７０は、ソレノイド８０に発生する磁気吸引力により駆動され、アウトオリフィス４１を開閉する。制御弁部材７０は、アーマチャ７１と、ガイド孔６２に軸方向に摺動可能に支持され、アウトオリフィス４１を開閉する弁体部７２を有する。

ソレノイド８０は、ステータ８１、コイル８２、およびコイルスプリング８３から構成されている。ステータ８１は、アーマチャ７１のボデー３０側とは反対側に設けられ、コイル８２を保持する。さらに、ステータ８１の中央部には、コイルスプリング８３が収容されている。コイルスプリング８３は、一方の端部がアーマチャ７１に支持され、他方の端部がステータ８１の収容孔の底部に支持されている。コイルスプリング８３は、制御弁部材７０を、アウトオリフィス４１を閉弁する方向に付勢する。

ステータ８１には、コイル８２に駆動回路８ｂから駆動電流が通電されることにより磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がコイルスプリング８３の付勢力と、弁体部７２に作用する圧力制御室３７内の燃料圧力に応じた開弁方向の力との合力よりも上回るとアーマチャ７１がステータ８１に吸引され、アウトオリフィス４１が開弁する。

これにより、圧力制御室３７内の高圧燃料は、アウトオリフィス４１を介して低圧通路３６に排出され、圧力制御室３７内の燃料圧力は低下する。その結果、コマンドピストン５２の閉弁方向への付勢力が弱くなる。

コイル８２への通電が停止されると、制御弁部材７０は、コイルスプリング８３によって閉弁方向に付勢され、アウトオリフィス４１を閉弁する。これにより、圧力制御室３７内の燃料圧力は再び上昇し、コモンレール２内の高圧燃料とほぼ同じ燃料圧力となる。その結果、コマンドピストン５２の閉弁方向への付勢力は再び強くなる。

また、制御弁６０をボデー３０に固定する固定部材１２には、燃料噴射弁１の噴射特性の個体差に関する情報を記憶するＱＲコード（登録商標）１４を備えるプレート１３が設けられている。これについては、後で説明する。本実施形態では、プレート１３に個体差に関する情報を記憶するＱＲコード１４を設けているが、固定部材１２の表面に直接、ＱＲコード１４を設けるようにしても良い。

次に、ＥＣＵ８に設けられている駆動回路８ｂについて説明するとともに、燃料噴射弁１の動作について説明する。図３は、燃料噴射弁１に通電する駆動電流を発生するＥＣＵ８の駆動回路８ｂであり、図４は、駆動電流が燃料噴射弁１に通電されたときの駆動電流の電流波形と、制御弁部材７０および弁部材５０の動作と、圧力制御室３７の圧力の状態と、噴射率の変化とを示すタイムチャートである。

図３に示すように、駆動回路８ｂは、マイクロコンピュータ８ａとともにＥＣＵ８内に設けられている。駆動回路８ｂは、充電回路部１００、定電流回路部１１０、および気筒スイッチ素子１２０から構成されている。これら回路部１００、１１０および気筒スイッチ素子１２０はマイクロコンピュータ８ａにて制御される。

充電回路部１００は、回路部１００内に蓄えた高い電気エネルギーをコイル８２に通電することにより、図４（ａ）に示すようにコイル８２に通電する駆動電流の電流波形にピーク電流波形部１５０を形成する回路である。ピーク電流波形部１５０は、駆動電流の電流値の中で最も高い電流値を示すピーク電流Ｉｐを有する（図４（ａ）参照）。

充電回路部１００は、バッテリ１４０の電圧を昇圧する昇圧回路部１０１、および昇圧回路部１０１にて昇圧した電圧を充電するコンデンサ１０５などから構成されている。昇圧回路部１０１は、コイル１０２、およびスイッチ素子１０３を備えている。コイル１０２は、一端がバッテリ１４０に接続され、他端がスイッチ素子１０３に接続されている。スイッチ素子１０３は、抵抗１０４を介してグランドに接続されている。コンデンサ１０５は、ダイオードを介してスイッチ素子１０３と並列に接続されている。コンデンサ１０５のダイオード側の端子は、放電スイッチ素子１３０を介して燃料噴射弁１のコイル８２に接続されている。

マイクロコンピュータ８ａがスイッチ素子１０３を繰り返しオン／オフすると、コンデンサ１０５には、スイッチ素子１０３がオフされるたびに、コイル１０２に生じる逆起電力で充電され、コンデンサ１０５のダイオード側の端子にバッテリ１４０の電圧よりも高い電圧が発生する。

定電流回路部１１０は、コイル８２に一定の電流を通電することにより、図４（ａ）に示すように駆動電流の電流波形に定電流波形部１６０を形成する回路である。定電流波形部１６０は、ピーク電流Ｉｐよりも値が小さい定電流Ｉｔを有する（図４（ａ）参照）。

定電流回路部１１０は、スイッチ素子１１１を備える。スイッチ素子１１１は、一端がバッテリ１４０に接続され、他端がダイオードを介してコイル８２に接続されている。マイクロコンピュータ８ａがスイッチ素子１１１をデューティ制御することによりコイル８２に一定の電流を通電することができる。

各燃料噴射弁１のグランド側には、各コイル８２に駆動電流を通電するか否かを決定する気筒スイッチ素子１２０が設けられている。そして、各気筒スイッチ素子１２０のグランド側には、コイル８２に通電される電流の値を計測する抵抗１２１が設けられている。

マイクロコンピュータ８ａは、抵抗１２１に流れる電流を監視して、コイル８２に流れる電流を予め定められた定電流Ｉｔとなるようにスイッチ素子１１１を制御する。

本実施形態における駆動回路８ｂは、コンデンサ１０５および定電流回路部１１０のスイッチ素子１１１を２組備えており、一方の組のコンデンサ１０５およびスイッチ素子１１１にて生成される駆動電流が、４つある燃料噴射弁１のうち、２つの燃料噴射弁１のコイル８２に通電され、他方の組のコンデンサ１０５およびスイッチ素子１１１にて生成される駆動電流が、残りの燃料噴射弁１のコイル８２に通電されるようになっている。

このように構成された駆動回路８ｂにおいて、マイクロコンピュータ８ａは、コイル８２に通電しない期間中、つまり、気筒スイッチ素子１２０をオフにしている期間中、スイッチ素子１０３を繰り返しオン／オフさせて、バッテリ１４０の電圧を昇圧し、コンデンサ１０５に充電する。

また、マイクロコンピュータ８ａは、エンジン運転状態に基づき気筒スイッチ素子１２０をオンするタイミング、つまりコイル８２に駆動電流を通電する通電開始タイミングを算出するとともに、気筒スイッチ素子１２０のオン期間、つまり通電期間を算出する。

そして、マイクロコンピュータ８ａは、図４（ａ）に示すように、コイル８２に通電すべき通電期間の間、気筒スイッチ素子１２０をオンするとともに、放電スイッチ素子１３０をオンする。これにより、駆動電流にピーク電流Ｉｐを有するピーク電流波形部１５０を形成することができる。

本実施形態では、マイクロコンピュータ８ａは、抵抗１２１に流れる電流を監視して、コイル８２に通電される電流が予め定められたピーク電流Ｉｐに達したら、放電スイッチ素子１３０をオフする。

ピーク電流Ｉｐの調整は、上述した例に限らず、コンデンサ１０５に充電する電圧を放電したときに予め定められたピーク電流Ｉｐとなるように目標電圧を定めてコンデンサ１０５の充電電圧を調整するようにしても良い。この場合、抵抗１０４に流れる電流を監視しながらコンデンサ１０５の充電電圧が目標電圧となるようにスイッチ素子１０３を制御する。

コンデンサ１０５に充電する際の充電電圧を調整することにより、放電したときコイル８２に流れる電流の勾配を調整することができる。コンデンサ１０５の充電電圧を高くすれば、電流勾配は大きくなり、低くすれば、電流勾配は小さくなる。

また、抵抗１０４に流れる電流を監視して、コンデンサ１０５の充電電圧を調整し、かつ、放電するときのコイル８２に流れる電流を抵抗１２１にて監視して、所定のピーク電流Ｉｐに達したときに放電スイッチ素子１３０をオフするようにすれば、ピーク電流波形部１５０のピーク電流Ｉｐとその電流勾配の両方を調整することも可能である。

そして、マイクロコンピュータ８ａは、放電スイッチ素子１３０をオフした後、予め定められた定電流Ｉｔをコイル８２に通電するように抵抗１２１に流れる電流を監視しながら、スイッチ素子１１１をデューティ制御する。これにより、駆動電流にピーク電流Ｉｐよりも低い電流の定電流Ｉｔを有する定電流波形部１６０を形成することができる。

マイクロコンピュータ８ａは、上記通電期間が経過すると、該当する気筒スイッチ素子１２０およびスイッチ素子１１１をともにオフする。

次に、図２および図４を参照しながら燃料噴射弁１の動作について説明する。コモンレール２内に蓄積されている高圧燃料は、高圧ポート３２から高圧通路３３および分岐通路３４に流入する。高圧通路３３に流入した高圧燃料は、高圧通路２５を介して燃料溜り室２４に流入し、分岐通路３４に流入した高圧燃料は、インオリフィス４２を介して圧力制御室３７に流入する。燃料溜り室２４に流入した高圧燃料は、ニードル５１を開弁方向に付勢する。一方、圧力制御室３７に流入した高圧燃料は、コマンドピストン５２を閉弁方向に付勢する。また、ニードル５１は、コイルスプリング３８の付勢力により閉弁方向に付勢されている。

コイル８２に駆動電流が通電されていない状態では、ステータ８１にアーマチャ７１を開弁方向に吸引する磁気吸引力が発生していないため、弁体部７２は、コイルスプリング８３の付勢力により、閉弁方向に移動しアウトオリフィス４１を閉弁する。このため、圧力制御室３７内の燃料圧力は、燃料溜り室２４内の燃料圧力とほぼ同じとなる。コマンドピストン５２は、この燃料圧力に応じた付勢力で閉弁方向に付勢される。

ニードル５１には、燃料溜り室２４内の燃料圧力に応じた開弁方向の力、コマンドピストン５２を介して伝達される圧力制御室３７内の燃料圧力に応じた閉弁方向の力、およびコイルスプリング３８の付勢力による閉弁方向の力が作用している。

弁体部７２がアウトオリフィス４１を閉弁している状態では、閉弁方向の力が開弁方向の力より勝っているため、ニードル５１は弁座２３に着座し、燃料溜り室２４と噴孔２２とを遮断する。このため、燃料噴射弁１からは燃料が噴射されない。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、制御弁部材７０は、ピーク電流波形部１５０がコイル８２に通電されてから期間ａ遅れて開弁方向にリフトし始める。詳細に説明すると、制御弁部材７０には、コイルスプリング８３による閉弁方向の力と、圧力制御室３７内の燃料圧力に応じた開弁方向の力とが働いている。ピーク電流波形部１５０の通電初期では、ステータ８１に発生する磁気吸引力は、制御弁部材７０に働く上記合力よりも小さく、制御弁部材７０を開弁方向にリフトさせることができない。コイル８２に通電を開始してから磁気吸引力が上記合力を上回るまでには所定の時間を要するため、制御弁部材７０は、期間ａ遅れて開弁方向にリフトし始める。

この期間ａが経過した後、制御弁部材７０は所定の速度で開弁方向にリフトする（これをリフト速度という）。このリフト速度は、ピーク電流波形部１５０のピーク電流Ｉｐや電流勾配に依存する。ピーク電流Ｉｐや電流勾配が大きければ大きいほど、リフト速度は速くなり、ピーク電流Ｉｐや電流勾配が小さいほど、リフト速度は遅くなる。

一方、図４（ａ）に示すように、駆動回路８ｂからピーク電流波形部１５０が通電され、所定のピーク電流Ｉｐとなった後は、駆動回路８ｂの放電スイッチ素子１３０がマイクロコンピュータ８ａによってオフされ、定電流回路部１１０のスイッチ素子１１１がデューティ制御される。これにより、駆動電流は、ピーク電流波形部１５０から定電流波形部１６０に切り替わる。図４（ａ）に示すように、定電流波形部１６０の定電流Ｉｔは、ピーク電流Ｉｐよりも小さくなっているが、制御弁部材７０のリフトの状態を維持できる程度の値となっている。

制御弁部材７０が１／３ほど開弁方向にリフトすると、圧力制御室３７内の高圧燃料がアウトオリフィス４１を介して低圧側に排出され始める。その結果、図４（ｃ）に示すように、圧力制御室３７内の燃料圧力は、アウトオリフィス４１からの燃料流出量とインオリフィス４２からの燃料流入量との差分に応じて徐々に低下する。

圧力制御室３７内の燃料圧力が徐々に低下して、所定の燃料圧力となると、コマンドピストン５２に働くニードル５１を閉弁方向に付勢する力が弱まるため、ニードル５１に働く開弁方向の力が閉弁方向の力を上回る。これにより、ニードル５１は開弁方向に移動し始める（図４（ｄ）参照）。

ところが、図４（ｄ）に示すように、ニードル５１が開弁方向にリフトし始める初期の状態では、ニードル５１は弁座２３から離座しない。これは、ニードル５１が弁座２３に着座している状態のとき、ニードル５１に働く閉弁方向の力によりノズルボデー２０がニードル５１ともに閉弁方向に弾性変形したり、ニードル５１の先端が弁座２３に食い込んだりしているためである。このような状態から、ニードル５１が開弁方向に移動すると、ニードル５１は移動直後に弁座２３から離座するのではなく、ノズルボデー２０の弾性変形分、およびニードル５１の先端が食い込んだ分、弁座２３はニードル５１とともに開弁方向に移動する。

図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、圧力制御室３７内の燃料圧力が、さらに低下して所定の燃料圧力まで達すると、ニードル５１が弁座２３から離座する。これにより、図４（ｅ）に示すように、燃料溜り室２４と噴孔２２とが連通し、噴孔２２から燃料溜り室２４に供給されていた高圧燃料が噴射される。この燃料噴射は、少なくとも制御弁部材７０が開弁状態を維持している間、行われる。

図４（ｃ）に示すように、ニードル５１がリフトすると圧力制御室３７の燃料圧力は、アウトオリフィス４１が開弁しているにもかかわらず上昇する。この現象は、ニードル５１がリフトすることによりニードル５１を上昇させる力を発生する、燃料圧力を受ける受圧面積が増加し、ニードル５１を上昇させる力が増加するため、ニードル５１、コマンドピストン５４の動きを制御するための、荷重バランスが変化し、圧力制御室３７の燃料圧力が高い順にシフトするためである。

本実施形態では、駆動電流の通電初期にピーク電流Ｉｐを発生させ制御弁部材７０を開弁向にリフトさせているので、通電開始タイミングから制御弁部材７０がリフトし始めるまでの時間を極力短くすることができる。ひいては、ニードル５１がリフトして噴孔２２から燃料が噴射されるまでの時間を極力短くすることができる。

また、制御弁部材７０のリフトし始めた後、ピーク電流Ｉｐよりも低く、制御弁部材７０のリフトの状態を維持できる程度の定電流Ｉｔを通電させるようにしているので、制御弁部材７０のリフトの状態を維持できるとともに、ニードル５１のリフトの状態を維持することができる。ひいては、燃料噴射弁１の電力消費量の増大を抑制することができる。

本実施形態の燃料噴射弁１では、このような過程を経て燃料が噴射されるため、図４（ｅ）に示すようにコイル８２に駆動電流が通電されてからニードル５１がリフトし、噴孔２２から燃料が噴射されるまでに所定の時間Δｔを要する。以下、駆動電流の通電開始タイミングから噴孔２２から燃料が噴射されるまでに要する時間Δｔを噴射遅れ時間Δｔという。

所定時間が経過し、駆動回路８ｂからの定電流波形部１６０の通電が終了すると、ステータ８１には磁気吸引力がなくなるため、少し遅れて制御弁部材７０がアウトオリフィス４１を閉弁する。このため、圧力制御室３７内の燃料圧力は、再び上昇し始める。

圧力制御室３７内の燃料圧力が所定の圧力まで上昇すると、ニードル５１に働く閉弁方向の力が開弁方向の力よりも上回るため、ニードル５１は閉弁方向に移動し始める。その後、ニードル５１は弁座２３に着座するため、燃料溜り室２４と噴孔２２との連通が遮断され、噴孔２２から高圧燃料の噴射が停止する。

次に、上述の噴射遅れ時間Δｔについて説明する。エンジン９は、複数の燃料噴射弁１を搭載するため、各燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔは極力同じであることが望ましい。ところが、同じように部品を製造し、組み付けた燃料噴射弁１であっても、各部品には、加工精度に起因する寸法誤差が発生する。

例えば、ステータ８１に発生する磁気吸引力がばらついたり、コイルスプリング３８、８３のセット荷重がばらついたり、オリフィスプレート４０の加工精度に起因する圧力制御室３７の燃料圧力の降下速度がばらついたりする。これらのばらつきが積み重なることにより、燃料噴射弁１個々の噴射遅れ時間Δｔにばらつきが発生する。

この燃料噴射弁１では、制御弁部材７０の動作は、コイル８２に駆動電流を通電させた際、ステータ８１に発生する磁気吸引力や、コイルスプリング８３の付勢力などに依存する。また、ニードル５１の動作は、制御弁部材７０が動作し圧力制御室３７の燃料圧力の降下のタイミングや降下速度、またはコイルスプリング３８の付勢力などに依存する。このことから、ニードル５１の動作は、ステータ８１に発生する磁気吸引力に依存しているといえる。

そこで、本実施形態では、噴射遅れ時間Δｔを計測し、これに基づいてコイル８２に通電する駆動電流の電流値を変化させることにより、ステータ８１に発生する磁気吸引力を変化させ、個々の燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔをある一定の範囲内に調整する。以下、この調整方法について詳細に説明する。

図５に、燃料噴射弁１個々の噴射遅れ時間Δｔのばらつきを調整する手順を示す。まず、ステップＳ１０において、燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔを計測する。具体的には、図６に示す計測装置を使用して計測する。図６は、噴射遅れ時間Δｔの計測装置を示し、図７は、その計測結果を示している。

図６に示すように、計測装置２００は、圧力容器２１０、計測用ＥＣＵ２２０、および解析用コンピュータ２３０などから構成されている。圧力容器２１０は、計測空間２１１が所定の圧力となるように構成されている。圧力容器２１０の外壁には歪みゲージ２１２が設けられている。歪みゲージ２１２は、解析用コンピュータ２３０に接続されている。

計測される燃料噴射弁１は、図６に示すように噴孔２２が計測空間２１１内に収容されるように圧力容器２１０に配置される。また、その燃料噴射弁１には、計測用ＥＣＵ２２０が接続されている。計測用ＥＣＵ２２０の構成は図３に示すＥＣＵ８とほぼ同じ構成となっており、ピーク電流波形部１５０および定電流波形部１６０を生成し、燃料噴射弁１のコイル８２に所定のタイミングで通電する（図７（ａ）参照）。

解析用コンピュータ２３０は、歪みゲージ２１２から送られてくる燃料噴射弁１から燃料が噴射されたときの圧力容器２１０の歪みに応じた電気信号を受信し、計測空間２１１の圧力変化を図７（ｂ）に示すようにグラフ化する。そして、解析用コンピュータ２３０は、図７（ｂ）で示した圧力変化を微分し、図７（ｃ）に示すように噴射率としてグラフ化する。また、燃料噴射量は、グラフ化した噴射率を積分することにより求めることができる。

解析用コンピュータ２３０は、計測用ＥＣＵ２２０に対して燃料噴射弁１のコイル８２に通電する駆動電流の電流値（ピーク電流Ｉｐや定電流Ｉｔ）を変更するよう指示を出すことが可能となっている。計測用ＥＣＵ２２０は、解析用コンピュータ２３０の指示により変更された駆動電流を生成し、燃料噴射弁１のコイル８２に通電する。

ステップＳ１０では、まず、初回に基準の駆動電流を燃料噴射弁１のコイル８２に通電し、解析用コンピュータ２３０にて噴射率を計測し、噴射遅れ時間Δｔを求める。図８は、このときの様子を示している。

図８（ａ）は、コイル８２に通電する駆動電流の変化を示している。図中の実線が初回に通電する基準の駆動電流である。図８（ｂ）は、制御弁部材７０のリフトの変化を示している。図中の実線が基準の駆動電流をコイル８２に通電したときの制御弁部材７０のリフトの変化である。図８（ｃ）は、噴射率の変化を示している。図中の実線は、基準の駆動電流を通電したときの噴射率であり、図中の破線は、規格に適合する燃料噴射弁の噴射率である。

ステップＳ１０にて基準の駆動電流を通電したときの計測が完了したら、処理はステップＳ２０に移行する。ここでは、ステップＳ１０にて求めた噴射遅れ時間Δｔが規格に適合する燃料噴射弁の噴射遅れ時間Δｔと比較し、規格に適合するか否かを判定する。

噴射遅れ時間Δｔが規格に適合していると判定されれば、処理はステップＳ４０に移り、不適合と判定されれば、処理はステップＳ３０に移る。以下、必要に応じて、規格に適合する噴射遅れ時間をΔｔと表記し、計測される燃料噴射弁１の噴射遅れ時間をΔｔａで表記する。

本実施形態では、図８（ｃ）に示すように、計測される燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔａは、規格に適合する燃料噴射弁の噴射遅れ時間Δｔよりも長くなっている。このため、ステップＳ２０では不適合と判定され、処理はステップＳ３０に移る。

ステップＳ３０では、噴射遅れ時間Δｔａを噴射遅れ時間Δｔに近づけるために、解析用コンピュータ２３０が計測用ＥＣＵ２２０に対してピーク電流Ｉｐを基準の駆動電流のピーク電流よりも高く設定するように指示を出す（図８（ａ）の一点鎖線を参照）。そして、処理をステップＳ１０に戻す。

ステップＳ１０では、ステップＳ３０にて変更したピーク電流Ｉｐを有する駆動電流を通電し、噴射遅れ時間Δｔａを計測する。なお、ピーク電流Ｉｐの変更についての具体的な方法は、図３および図４を用いて説明したように、駆動電流をコイル８２に通電する際の抵抗１２１に流れる電流を監視し、変更後のピーク電流Ｉｐに達したら放電スイッチ素子１３０をオフすればよい。

図８（ａ）、および（ｂ）によれば、ステップＳ３０にて駆動電流のピーク電流Ｉｐを高くするように変更したので、ステータ８１に発生する磁気吸引力が強まり、制御弁部材７０のリフト速度が速くなる。このため、圧力制御室３７内の燃料圧力が降下し始めるタイミングが早まり、ニードル５１が弁座２３から離座するタイミングもそれに伴って早まる。その結果、図８（ｃ）の実線で示す噴射率は、破線で示す規格に適合する噴射率に近づく。

再びステップＳ２０にて、ピーク電流Ｉｐ変更後の噴射遅れ時間Δｔａを計測し、規格に適合するか否かを判定する。ステップＳ１０からステップＳ３０までの処理は、ステップＳ２０にて噴射遅れ時間Δｔａが規格に適合するまで繰り返し行われる。

ステップＳ４０では、噴射量の調整が行われる。噴射量の調整は、駆動電流の通電期間によって調整することができる。つまり、気筒スイッチ素子１２０のオン時間を調整することにより調整する。調整終了後、処理はステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０では、ステップＳ１０からステップＳ４０にて得られた駆動電流のピーク電流Ｉｐと通電期間に関する情報を燃料噴射弁１に設けるＱＲコード１４に記憶させる。ここで、ＱＲコードとは、図９に示す外観を有し、縦方向および横方向に情報を有する２次元コードの一種である。また、情報を記憶する媒体は、ＱＲコード１４に限らない。例えば、ＱＲコード１４とは別のデータシート（バーコードなど）であっても良いし、電気回路に使用する抵抗や、マイクロチップのようなものであっても良い。

ステップＳ６０では、燃料噴射弁１をエンジン９に搭載する際、ＱＲコード１４から上記情報を読み取り、ＥＣＵ８のマイクロコンピュータ８ａに記憶させる。図９は、上記情報を読み取り、その情報をマイクロコンピュータ８ａに記憶させる装置を示している。

図９に示すように、燃料噴射弁１に設けられたプレート１３上のＱＲコード１４をＱＲコードスキャナ３００により読み込む。読み込んだ情報は、一旦、パーソナルコンピュータ３１０に取り込まれる。そして、パーソナルコンピュータ３１０は、取り込んだ情報をＥＣＵ８のマイクロコンピュータ８ａにて処理可能なデータに変化し、ＥＣＵ８に出力する。このようにして、マイクロコンピュータ８ａに噴射遅れ時間Δｔのばらつきに関する情報が記憶される。

マイクロコンピュータ８ａは、この情報に基づき、駆動電流のピーク電流Ｉｐの目標値を基本のものから変更し、それに基づいて駆動回路８ｂを制御する。駆動回路８ｂの動作および燃料噴射弁１の動作については、図３および図４にて既に説明しているのでここでは説明を省略する。これにより、エンジン運転状態などにより算出された基本の通電開始タイミングを補正することなく、個々の燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔのばらつきを抑制することができる。

本実施形態によれば、従来技術が行っていたエンジン運転状態などにより算出された基本の通電開始タイミングを個々の燃料噴射弁１の噴射遅れ時間Δｔのばらつきに基づいて補正する方法を採用していない。その結果、マイクロコンピュータ８ａの演算負担を増加させることなく、燃料噴射弁１個々の噴射遅れ時間Δｔのばらつきを抑制することができる。

また、本実施形態では、通電開始タイミングが算出されるまでの時間を大幅に短縮することができるため、エンジン運転状態が加速時や減速時にあるような状態のとき、最適なタイミングで燃料噴射が行える。

また、本実施形態は、通電開始タイミングを変化させなくともよいため、１サイクル中に複数回燃料を噴射するような燃料噴射弁に適用すると効果的である。

１サイクル中に複数回燃料を噴射する場合、隣接する噴射の間隔は非常に短くなる。従来技術が採用した方法と同じようにマイクロコンピュータ８ａが適切な噴射間隔とすべく、コイル８２に通電する通電開始タイミングを補正すると、隣接する噴射の通電期間が重なってしまう可能性がある。本実施形態では、通電開始タイミングを固定することが可能となるため、上述したような問題を起こすことなく噴射間隔を適正なものとすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。ここでは、第２実施形態の特徴的な部分についてのみ説明する。

第２実施形態では、図５に示す手順にて、図６に示す計測装置２００を使用して駆動電流の調整を行う際、定電流波形部１６０の定電流Ｉｔを変更して噴射遅れ時間Δｔを調整している。図１０は、図６に示す計測装置２００にて計測した結果と、駆動電流を調整するときの様子を示したものである。

図１０（ａ）の実線は、初回に通電する基準の駆動電流を示し、一点鎖線は、調整時の駆動電流を示している。図１０（ｂ）の実線は、基準の駆動電流をコイル８２に通電したときの制御弁部材７０のリフトの変化を示し、一点鎖線は、図１０（ａ）に示した調整時の駆動電流をコイル８２に通電したときの制御弁部材７０のリフトの変化を示している。図１０（ｃ）の実線は、基準の駆動電流をコイル８２に通電したときの噴射率を示し、破線は、規格に適合する噴射率を示している。

ところで、圧力制御室３７内の燃料圧力が低い場合には、制御弁部材７０の弁体部７２に作用する燃料圧力は低いため、制御弁部材７０を開弁方向に補助する力が弱くなる。このため、制御弁部材７０を開弁方向にリフトさせるべく、コイル８２に駆動電流を通電し、ピーク電流波形部１５０から定電流波形部１６０に移ってもなお、制御弁部材７０が最大リフトまで達していないことがある。

このようなとき、定電流波形部１６０の定電流Ｉｔを調整することにより、制御弁部材７０のリフト速度を変更することができ、ひいては噴射率を図１０（ｃ）の破線に合わせることが可能となる。

図１０に示す例では、図１０（ｃ）に示すように、コイル８２に基準の駆動電流を通電したときに計測された噴射率（実線）が規格に適合する噴射率（破線）よりも遅れているので、図１０（ａ）の一点鎖線に示すように、定電流波形部１６０のＩｔを基準のもの（実線）に比べ高くしている（一点鎖線）。具体的には、抵抗１２１に流れる電流を監視しながら、所定の定電流Ｉｔとなるようにスイッチ素子１１１を制御する（図３を参照）。

定電流Ｉｔを高くすると、ステータ８１に発生する磁気吸引力が、基準の駆動電流を通電した場合に比べ大きくなる。このため、制御弁部材７０のリフト速度が速まり、ニードル５１が弁座２３からリフトするタイミングが速くなる。その結果、図１０（ｃ）に示すように、噴射遅れ時間Δｔａが噴射遅れ時間Δｔに近づく。

本実施形態では、定電流Ｉｔのみを変更して噴射遅れ時間Δｔを調整しているが、定電流Ｉｔとともにピーク電流Ｉｐを変更するようにしても良い。

制御弁部材７０は、最大リフトに達した後は、そのリフト位置を維持すれば良い。つまり、噴射遅れ時間Δｔの調整は、少なくともニードル５１が弁座２３から離座するまでの駆動電流を調整すれば良い。したがって、必ずしも第２実施形態のように変更した定電流Ｉｔを駆動電流の通電期間中、維持する必要がない場合もある。

具体的には、図１１に示すように、定電流波形部１６０を定電流Ｉｔ、定電流Ｉｔ２の２段にしても良い。定電流Ｉｔ２は少なくとも制御弁部材７０が開弁を維持できるだけの値となっている。これによれば、燃料噴射弁１の電力消費量を極力少なくすることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。ここでは、第３実施形態の特徴的な部分についてのみ説明する。

第３実施形態では、図５に示す手順にて、図６に示す計測装置２００を使用して駆動電流の調整を行う際、ピーク電流波形部１６０の通電初期の電流勾配を変更して噴射遅れ時間Δｔを調整している。図１２は、図６に示す計測装置２００にて計測した結果と、駆動電流を調整するときの様子を示したものである。

図１２（ａ）の実線は、初回に通電する基準の駆動電流を示し、一点鎖線は、調整時の駆動電流を示している。図１２（ｂ）の実線は、基準の駆動電流をコイル８２に通電したときの制御弁部材７０のリフトの変化を示し、一点鎖線は、図１２（ａ）に示した調整時の駆動電流をコイル８２に通電したときの制御弁部材７０のリフトの変化を示している。図１２（ｃ）の実線は、基準の駆動電流をコイル８２に通電したときの噴射率を示し、破線は、規格に適合する噴射率を示している。

図１２に示す例では、図１２（ｃ）に示すように、コイル８２に基準の駆動電流を通電したときに計測された噴射率（実線）が規格に適合する噴射率（破線）よりも遅れているので、図１２（ａ）の一点鎖線に示すように、駆動電流の通電初期の電流勾配を基準のもの（実線）に比べ大きくしている（一点鎖線）。具体的には、充電回路部１００のコンデンサ１０５の充電電圧を基準のものよりも高めに設定することにより通電初期の電気勾配を大きくしている（図３を参照）。

通電初期の電流勾配を大きくすると、ステータ８１に発生する磁気吸引力の変化速度が、基準の駆動電流を通電した場合に比べ大きくなる。このため、制御弁部材７０のリフト速度が速まり、ニードル５１が弁座２３からリフトするときのタイミングが速くなる。その結果、図１２（ｃ）に示すように、噴射遅れ時間Δｔａが噴射遅れ時間Δｔに近づく。

本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を使用した燃料噴射システムの全体構成を示す模式図である。 図１中の燃料噴射弁の断面図である。 燃料噴射制御装置の回路を示す模式図である。 燃料噴射弁の作動を説明するタイムチャートである。 噴射遅れ時間のばらつきを調整する手順を示すフローチャートである。 噴射遅れ時間のばらつきを調整する際に使用する計測装置の全体構成を示す模式図である。 上記計測装置が計測したデータを示す図である。 噴射遅れ時間の調整前後の駆動電流、制御弁部材、噴射率の変化を示すタイムチャートである。 噴射遅れ時間のばらつきに関する情報をＥＣＵに記憶させる装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置の噴射遅れ時間の調整前後の駆動電流、制御弁部材、噴射率の変化を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態の変形例による燃料噴射制御装置の噴射遅れ時間の調整前後の駆動電流、制御弁部材、噴射率の変化を示すタイムチャートである。 本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置の噴射遅れ時間の調整前後の駆動電流、制御弁部材、噴射率の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 燃料噴射弁、２ コモンレール、３ 高圧ポンプ、４ フィードポンプ、５ 燃料タンク、６ａ 燃料配管、６ｂ 燃料配管、８ 電子制御装置（ＥＣＵ）、８ａ マイクロコンピュータ、８ｂ 駆動回路、９ ４気筒ディーゼルエンジン、１０ ハウジング、１１ リテーニングナット、１２ 固定部材、１３ プレート、１４ ＱＲコード、２０ ノズルボデー、２２ 噴孔、２３ 弁座、２４ 燃料溜り室、２５ 高圧通路、３０ ボデー、３２ 高圧ポート、３３ 高圧通路、３４ 分岐通路、３７ 圧力制御室、３８ コイルスプリング、４０ オリフィスプレート、４１ アウトオリフィス、４２ インオリフィス、５０ 弁部材、５１ ニードル、５２ コマンドピストン、６０ 制御弁、６１ バルブボデー、６３ 通路、７０ 制御弁部材、７１ アーマチャ、７２ 弁体部、８０ ソレノイド、８１ ステータ、８２ コイル、１００ 充電回路部、１０１ 昇圧回路部、１０２ コイル、１０３ スイッチ素子、１０４ 抵抗、１０５ コンデンサ、１１０ 定電流回路部、１１１ スイッチ素子、１２０ 気筒スイッチ素子、１２１ 抵抗、１３０ 放電スイッチ素子、１４０ バッテリ、１５０ ピーク電流波形部、１６０ 定電流波形部、２００ 計測装置、２１０ 圧力容器、２１１ 計測空間、２１２ 歪みゲージ、２２０ 計測用ＥＣＵ、２３０ 解析用コンピュータ、３００ ＱＲコードスキャナ、３１０ パーソナルコンピュータ

Claims (11)

1. 噴孔を開閉する弁部材、および前記弁部材の開閉動作を制御する電磁駆動部を有する燃料噴射弁と、前記電磁駆動部に駆動電流を通電させ、前記弁部材を開弁動作させて、エンジンに燃料を噴射する電子制御装置とを有する燃料噴射制御装置であって、
   前記電子制御装置は、
   前記エンジンの運転状態に応じて、前記駆動電流の通電開始タイミングを算出する演算手段と、
   前記燃料噴射弁個々の前記駆動電流の通電開始タイミングから前記弁部材が前記噴孔を開弁するまでの噴射遅れ時間のばらつきに関する情報を記憶する記憶手段と、
   前記情報に基づき前記駆動電流の電流値、または前記駆動電流の通電初期における電流勾配を変更する変更手段と、を備え、
   前記変更手段により変更された前記駆動電流の電流値、または前記駆動電流の通電初期における電流勾配による前記電磁駆動部への通電を、前記演算手段によって算出された前記駆動電流の通電開始タイミングから開始することにより、噴射開始時期を規格内の噴射開始時期に補正することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記変更手段は、少なくとも前記通電開始タイミングから前記弁部材が前記噴孔を開弁するまでの前記駆動電流の前記電流値を変更することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記電磁駆動部に通電される前記駆動電流の電流波形は、前記駆動電流通電初期に最大電流値となるピーク電流波形部と、前記ピーク電流波形部の後に形成され、前記最大電流値よりも低い定電流値にて前記弁部材の開弁状態を維持する定電流波形部とを有しており、
   前記変更手段は、前記ピーク電流波形部における前記最大電流値、または定電流波形部における前記定電流値のいずれか一方、または両方を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記変更手段は、一端が電源に接続され、他端が前記電磁駆動部に接続され、前記電源の電源電圧を昇圧し、コンデンサに充電し、前記駆動電流を通電開始するタイミングで前記コンデンサに蓄積した電荷を放電することにより、前記ピーク電流波形部を形成する充電回路部と、
   一端が電源に接続され、他端が前記電磁駆動部に接続され、前記コンデンサから電荷が放電された後、前記電源の電流を前記定電流値に調整し、前記電磁駆動部に通電することにより、前記定電流波形部を形成する定電流回路部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記充電回路部は、前記電源の電源電圧を昇圧し、前記コンデンサに充電する際の充電電圧値を調整することを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
6. 一端が電源に接続され、他端が前記電磁駆動部に接続され、昇圧した前記電源の電源電圧をコンデンサに充電する際の前記コンデンサの充電電圧を調整するとともに、前記駆動電流の通電初期において前記コンデンサに蓄積した電荷を放電することにより、前記駆動電流の通電初期における前記電流勾配を変更する電圧調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記記憶手段は、前記燃料噴射弁に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
8. 前記燃料噴射弁は、前記噴孔、前記噴孔に連通し、前記噴孔に高圧燃料を供給するとともに前記弁部材に燃料圧力を作用させ前記弁部材を開弁方向に付勢する高圧通路、前記弁部材の一部に前記高圧燃料を作用させ、前記弁部材を前記噴孔が閉弁する方向に付勢する前記高圧燃料を蓄積する圧力制御室、および前記圧力制御室と外部とを連通する低圧通路を有するハウジングと、
   前記駆動電流が通電されることで前記電磁駆動部に発生する駆動力によって動作し、前記低圧通路の連通、および遮断を切り換えることにより前記圧力制御室内の燃料圧力を調整し、前記弁部材の開閉動作を制御する制御弁部材と、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
9. 噴孔を開閉する弁部材、および前記弁部材の開閉動作を制御する電磁駆動部を有する燃料噴射弁の前記電磁駆動部に駆動電流を通電させ、前記弁部材を開弁動作させて、エンジンに燃料を噴射する燃料噴射制御装置による燃料噴射弁の噴射特性調整方法であって、
   前記燃料噴射制御装置は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記駆動電流の通電開始タイミングを算出し、前記電磁駆動部に前記駆動電流を通電する際、前記燃料噴射弁個々の前記駆動電流の通電開始タイミングから前記弁部材が前記噴孔を開弁するまでの噴射遅れ時間のばらつきに応じて、前記駆動電流の電流値、または前記駆動電流の通電初期における電流勾配を変更し、変更後の前記駆動電流の電流値、または前記駆動電流の通電初期における前記電流勾配による前記電磁駆動部への通電を、算出された前記駆動電流の通電開始タイミングから開始することにより、噴射開始時期を規格内の噴射開始時期に補正することを特徴とする燃料噴射弁の噴射特性調整方法。
10. 前記変更手段は、少なくとも前記通電開始タイミングから前記弁部材が前記噴孔を開弁するまでの前記駆動電流の前記電流値を変更することを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射弁の噴射特性調整方法。
11. 前記電磁駆動部に通電される前記駆動電流の電流波形は、前記駆動電流通電初期に最大電流値となるピーク電流波形部と、前記ピーク電流波形部の後に形成され、前記最大電流値よりも低い定電流値にて前記弁部材の開弁状態を維持する定電流波形部とを有しており、
    前記変更手段は、前記ピーク電流波形部における前記最大電流値、または定電流波形部における前記定電流値のいずれか一方、または両方を変更することを特徴とする請求項９または１０に記載の燃料噴射弁の噴射特性調整方法。

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