JP5772788B2 - 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射弁のコイルへの通電を制御することで、燃料の噴射開始時期や噴射量等の噴射状態を制御する、燃料噴射制御装置および燃料噴射システムに関する。
コイルへ通電して生じた電磁吸引力により弁体をリフトアップ(開弁作動)させて燃料を噴射させる構造の燃料噴射弁に関し、特許文献1に記載の制御装置は、コイルへの通電開始時期やその通電時間を制御することにより、弁体の開弁時期および開弁の期間を制御して、燃料の噴射開始時期や噴射量を制御する。
この制御装置では、図6左欄に示すように、コイルへの通電を開始した後、コイル電流が目標ピーク値Ipeakに達するまでは、コイルへの電圧印加を継続させてコイル電流を上昇させる。前記目標ピーク値は、弁体が開弁するのに必要な値に設定されている。
ここで、弁体が開弁した後に、その開弁状態を保持させるのに要する電流は、前記目標ピーク値よりも少なくて済む。その理由の一つとして、吸引力を上昇させる時には、磁界変化が大きいためインダクタンスの影響を大きく受けるが、吸引力を一定の値に保持させる時にはインダクタンスの影響が殆ど無いこと等が挙げられる。
そこで、上記制御装置では、コイル電流が上昇して目標ピーク値に達した時点で、コイル電流を降下させ、目標ピーク値よりも低い値に設定された保持値Iholdとなるよう、コイルへの電圧印加をデューティ制御している。
そして、このような手法の制御によれば、図6左欄に例示されるように、コイル電流の上昇に同期して電磁吸引力は上昇し、弁体は開弁する。そして、目標ピーク値に達した以降は、コイル電流が保持値Iholdまで低下することに同期して電磁吸引力は低下する
特開2012−177303号公報
ここで、内燃機関の運転状況に応じて、電磁吸引力の上昇速度を変えることが望ましい。例えば、通電開始から開弁開始までの遅れ時間を短くさせたい運転状況の場合には、電磁吸引力の上昇速度を速くすることが望ましい。或いは、弁体とともにリフトアップする可動コアの上昇速度を遅くして、可動コアが固定コアに衝突する際の衝突音を低減させたい運転状況の場合には、電磁吸引力の上昇速度を遅くすることが望ましい。
しかしながら、上記従来の制御装置では、電磁吸引力の上昇速度を変えるには、コイル電流を上昇させる期間における印加電圧の値を変化させるか、コイルの抵抗値を変化させるしかなく、これらはいずれも運転状況に応じて変更することは実現困難である。
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、内燃機関の運転状況に応じて、電磁吸引力の上昇速度を容易に変更できるようにした、燃料噴射制御装置および燃料噴射システムを提供することにある。
開示されたひとつの発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。
開示された発明のひとつは、コイル(14)へ通電して生じた電磁吸引力により弁体(12)を開弁作動させて、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射させる燃料噴射弁(10)に適用され、前記コイルに流れるコイル電流を制御することにより、前記燃料噴射弁からの燃料噴射状態を制御する燃料噴射制御装置であることを前提とする。
そして、コイル電流が第1目標値(Ihold1)まで上昇するよう、コイルへ電圧印加させる上昇制御手段(S11、S14)と、上昇制御手段により上昇されたコイル電流が第1目標値に保持されるよう、コイルへ電圧印加させるホールド制御手段(S11、S14、S15、S17)と、内燃機関の運転状況に応じて、第1目標値を変更する変更手段(S43、S44)と、を備え、上昇制御手段およびホールド制御手段は、コイル電流を第1目標値に保持させている期間中に弁体が開弁作動を開始することとなるよう、コイルへの電圧印加を制御することを特徴とする。
ここで、図6左欄の実線に示すように、コイル電流が目標ピーク値Ipeakに達したt20時点でコイル電流を低下させる従来手法では、電流上昇期間t10〜t20と吸引力上昇期間t10〜t20とはほぼ一致する。そのため、(b)中の矢印に示すように目標ピーク値Ipeakを変化させると、(b)(c)中の点線に示すようにコイル電流および吸引力の波形が変化するものの、吸引力の上昇速度ΔFは変化しない。
これに対し、本発明によれば、図6右欄の実線に例示されるように、上昇制御手段により第1目標値Ihold1までコイル電流を上昇させる上昇期間t10〜t11と、その後、ホールド制御手段により第1目標値Ihold1に保持させるホールド期間t11〜t13との両期間t10〜t13をかけて、電磁吸引力を静的吸引力Fbにまで上昇させるようにできる。すると、図6右欄の点線に例示されるように、ホールド期間t11〜t13における吸引力の上昇速度ΔFs、ΔFrが、第1目標値Ihold1に応じて変化することとなる。そして、本発明では、内燃機関の運転状況に応じて第1目標値を変更する変更手段を備えるので、運転状況に応じて電磁吸引力上昇速度を変更することを、容易に実現できるようになる。
本発明の一実施形態にかかる燃料噴射制御装置を示すブロック図。 アンペアターンATと電磁吸引力Fとの関係を表した磁気回路特性を示す図。 電磁吸引力が時間経過とともに上昇し、飽和して静的吸引力になる様子を示す図。 図1に示す燃料噴射制御装置による噴射制御を実施した場合における、コイルへの印加電圧、コイル電流、電磁吸引力およびリフト量の、時間経過に伴い生じる変化を示す図。 図1に示す燃料噴射制御装置のマイコンにより実施される、噴射制御の手順を示すフローチャート。 図中の左欄は、従来制御において目標ピーク値Ipeakを変化させた場合の吸引力変化を示し、図中の右欄は、本発明の一実施形態において第1目標値Ihold1を変化させた場合の吸引力変化を示す図。 上記実施形態において、最大吸引力と第1目標値Ihold1との関係を示す図。 上記実施形態において、可動コアが固定コアに当接する速度と第1目標値Ihold1との関係を示す図。 上記実施形態において、コイルへの通電により消費するエネルギと第1目標値Ihold1との関係を示す図。 上記実施形態において、温度特性のバラツキと第1目標値Ihold1との関係を示す図。 上記実施形態において、噴射遅れ時間と第1目標値Ihold1との関係を示す図。 上記実施形態において、第1目標値Ihold1を変更する制御の手順を示すフローチャート。
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1に示す燃料噴射弁10は、点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)に搭載されており、内燃機関の燃焼室2へ直接燃料を噴射するものである。具体的には、燃焼室2を形成するシリンダヘッド3のうちシリンダの中心線Cと一致する位置に、燃料噴射弁10を挿入する取付穴4が形成されている。
燃料噴射弁10は、燃料通路を内部に有するとともに、燃料を噴射する噴孔11aを有するボデー11を備える。ボデー11内には、弁体12、可動コア(図示せず)および固定コア13等が収容されている。弁体12は、ボデー11の着座面11bに離着座するシート面12aを有する。シート面12aを着座面11bに着座させるよう弁体12を閉弁作動させると、噴孔11aからの燃料噴射が停止される。シート面12aを着座面11bから離座させるよう弁体12を開弁作動(リフトアップ)させると、噴孔11aから燃料が噴射される。
固定コア13は、ボビンにコイル14を巻き回して構成され、ハウジング15により覆われている。コイル14を取り囲むハウジング15、固定コア13およびボデー11は、磁性材料により形成されるため、コイル14への通電により生じた磁束の通路となる磁気回路を形成することとなる。そのため、コイル14に通電すると固定コア13は磁気吸引力を生じさせ、この磁気吸引力により可動コアが固定コア13に引き寄せられてリフトアップする。可動コアに結合された弁体12は、可動コアとともにリフトアップ(開弁作動)する。一方、コイル14への通電を停止させると、スプリング(図示せず)の弾性力により、弁体12は可動コアとともに閉弁作動する。
図1の例では、ハウジング15のコイル14を収容する部分のうち、挿入方向(図1の上下方向)の全体または一部が、全周に亘って、取付穴4の内周面4aにより囲まれている。また、ボデー11のうちハウジング15よりも噴孔側に位置する部分(磁気回路部)の外周面は、取付穴4の内周面4bに接触している。これに対し、ハウジング15の外周面は、取付穴4の内周面4aとの間に隙間を形成している。換言すれば、ハウジング15の磁気回路部の外周面と取付穴4の内周面4aとは、隙間を隔てて対向する。
電子制御装置(ECU20)は、マイクロコンピュータ(マイコン21)、集積IC22、昇圧回路23、スイッチング素子SW2、SW3、SW4等を備える。マイコン21は、中央演算装置、不揮発性メモリ(ROM)および揮発性メモリ(RAM)等を有して構成され、内燃機関の負荷および機関回転速度に基づき、燃料の目標噴射量および目標噴射開始時期を算出する。燃料噴射弁10へ供給される燃料の圧力(燃圧Pc)は、燃圧センサ30により検出されている。マイコン21は、先述した目標噴射量および目標噴射開始時期を、燃圧センサ30により検出された燃圧Pcに応じて補正してもよい。
なお、図6(d)右欄に示す噴射特性にしたがってコイル14への通電時間Tiを制御することで、噴射量qを制御する。図中の符号t10は通電開始時期を示す。また、図中の符号t10bは、噴孔11aの開度が最大になった時期を示しており、この時期は、可動コアが固定コア13に当接して弁体12のリフト量が最大になった時期付近となる。この開度最大時期t10bに達する前に弁体12を閉弁させる噴射領域を、微小噴射領域と呼ぶ。
集積IC22は、スイッチング素子SW2、SW3、SW4の作動を制御する噴射駆動回路22a、および昇圧回路23の作動を制御する充電回路22bを有する。これらの回路22a、22bは、マイコン21から出力された噴射指令信号に基づき作動する。噴射指令信号は、燃料噴射弁10のコイル14への通電状態を指令する信号であり、先述した目標噴射量および目標噴射開始時期と、後述するコイル電流検出値Iとに基づき、マイコン21により設定される。噴射指令信号には、後述する噴射信号、ブースト信号およびバッテリ信号が含まれている。
昇圧回路23は、コイル23a、コンデンサ23b、ダイオード23cおよびスイッチング素子SW1を有する。スイッチング素子SW1がオン作動とオフ作動を繰り返すように充電回路22bがスイッチング素子SW1を制御すると、バッテリ端子Battから印加されるバッテリ電圧がコイル23aにより昇圧(ブースト)されて、コンデンサ23bに蓄電される。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」に相当する。
そして、噴射駆動回路22aがスイッチング素子SW2、SW4をともにオン作動させると、燃料噴射弁10のコイル14へブースト電圧が印加される。一方、スイッチング素子SW2をオフ作動させてスイッチング素子SW3をオン作動させるように切り替えると、燃料噴射弁10のコイル14へバッテリ電圧が印加される。なお、コイル14への電圧印加を停止させる場合には、スイッチング素子SW2、SW3、SW4をオフ作動させる。ちなみに、ダイオード24は、スイッチング素子SW2のオン作動時に、ブースト電圧がスイッチング素子SW3に印加されることを防止するためのものである。
シャント抵抗25は、スイッチング素子SW4を流れる電流、つまりコイル14を流れる電流(コイル電流)を検出するためのものであり、マイコン21は、シャント抵抗25で生じた電圧降下量に基づき、先述したコイル電流検出値Iを検出する。
次に、コイル電流を流すことにより可動コアが吸引される力(電磁吸引力F)について、詳細に説明する。図2に示すように、固定コア13で生じさせる起磁力(アンペアターンAT)が大きいほど、吸引力Fは大きくなる。つまり、コイル14の巻き数が同じであれば、コイル電流を多くしてアンペアターンATを大きくするほど(AT2>AT1)、吸引力Fは大きくなる(F2>F1)。但し、通電を開始してから吸引力Fが飽和して最大値になるまでには、図3に示すように時間がかかる。本実施形態では、このように飽和して最大値になった時の吸引力Fを、静的吸引力Fbと呼ぶ。
また、弁体12が開弁作動を開始するのに必要な電磁吸引力Fを、必要開弁力と呼ぶ。なお、燃料噴射弁10に供給される燃料の圧力が高いほど、弁体12が開弁作動を開始するのに必要な電磁吸引力(必要開弁力)は大きくなる。また、燃料の粘性が大きい場合等、各種状況に応じて必要開弁力は大きくなる。そこで、必要開弁力が最も大きくなる状況を想定した場合の必要開弁力の最大値を、必要開弁力Faと定義する。
図4(a)は、燃料噴射を1回実施する場合における、コイル14への印加電圧波形を示す。図示されるように、噴射指令信号により指令される電圧印加開始時期t10に、ブースト電圧を印加して通電を開始させている。すると、通電開始に伴いコイル電流が第1目標値Ihold1まで上昇する(図4(b)参照)。その後、第1目標値よりも高い値に設定された第1上限値IH1にコイル電流が達したt11時点で、通電をオフさせている。
要するに、ステップS11、S14(上昇制御手段)による、初回の通電によるブースト電圧印加により、第1目標値Ihold1までコイル電流を上昇させるように制御(上昇制御)する。この上昇制御による初回通電期間を上昇期間t10〜t11と呼ぶ。そして、第1目標値Ihold1は、静的吸引力Fbが必要開弁力Fa以上となるような値に設定されている。
その後、第1目標値Ihold1よりも低い値に設定された第1下限値IL1にコイル電流が達したt12時点で、再びブースト電圧を印加して通電オンさせている。以降、コイル電流が第1上限値IH1まで上昇した時点で通電オフし、第1下限値IL1まで下降した時点で通電オンする。
要するに、ステップS11、S14、S15、S17(ホールド制御手段)による、2回目以降のブースト電圧による通電オンオフの繰り返しにより、変動するコイル電流の平均値が第1目標値Ihold1に保持されるようにデューティ制御(ホールド制御)する。このホールド制御は、通電開始からの経過時間Tboostが所定時間T1に達したt13時点で終了する。このホールド制御による通電オンオフ期間をホールド期間t11〜t13と呼ぶ。
その後、第2目標値Ihold2よりも低い値に設定された第2下限値IL2にコイル電流が達したt14時点で、バッテリ電圧を印加して通電オンさせている。以降、第2目標値Ihold2よりも高い値に設定された第2上限値IH2までコイル電流が上昇した時点で通電オフし、第2下限値IL2まで下降した時点で通電オンする。
要するに、S22、S25、S26、S28(バッテリホールド制御手段)による、バッテリ電圧による通電オンオフの繰り返しにより、変動するコイル電流の平均値が第2目標値Ihold2に保持されるようにデューティ制御(バッテリホールド制御)する。このバッテリホールド制御は、通電開始からの経過時間Tpickupが所定時間T2に達したt20時点で終了する。このバッテリホールド制御による通電オンオフ期間をバッテリホールド期間t14〜t20と呼ぶ。そして、第2目標値Ihold2は、前記上昇制御およびホールド制御により上昇された電磁吸引力が維持されることとなる値に設定されている。
なお、図4の例では第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1よりも低い値に設定しているが、第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1と同じ値に設定してもよい。
また、第1上限値IH1、第1下限値IL1、第2上限値IH2、および第2下限値IL2の値を、ホールド期間中におけるコイル電流の変動周波数が、バッテリホールド期間中におけるコイル電流の変動周波数よりも大きくなるように設定している。
ここで、ブースト電圧印加時におけるコイル電流の上昇傾きは、バッテリ電圧印加時におけるコイル電流の上昇傾きに比べて大きい。そのため、図4に示すように、第1上限値IH1と第1下限値IL1の幅ΔI1と、第2上限値IH2と第2下限値IL2の幅ΔI2とが同じ値になるように、各々の閾値IH1、IL1、IH2、IL2を設定すれば、ホールド期間における変動周波数はバッテリホールド期間における変動周波数よりも大きくなる。ちなみに、したがって、第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1と同じ値に設定した場合には、IH1=IH2、IL1=IL2に設定すればΔI1=ΔI2となる。
バッテリホールド期間t14〜t20が終了した後、第3目標値Ihold3よりも低い値に設定された第3下限値IL3にコイル電流が達したt30時点で、再びバッテリ電圧を印加して通電オンさせている。以降、第3目標値Ihold3よりも高い値に設定された第3上限値IH3までコイル電流が上昇した時点で通電オフし、第3下限値IL3まで下降した時点で通電オンする。
要するに、バッテリ電圧による通電オンオフの繰り返しにより、変動するコイル電流の平均値が第3目標値Ihold3に保持されるようにデューティ制御(リフト維持制御)する。このリフト維持制御は、噴射指令信号により指令される電圧印加終了時期t40に、通電をオフさせて終了する。
噴射指令信号に含まれる噴射信号は、通電時間Tiを指令するパルス信号であり、目標噴射開始時期よりも所定の噴射遅れ時間t10〜taだけ早い時期t10にパルスオン時期が設定されている。そして、パルスオンしてから、通電時間Tiに応じた時間が経過した時期t40にパルスオフ時期が設定されている。この噴射信号にしたがってスイッチング素子SW4は作動する。
噴射指令信号に含まれるブースト信号は、ブースト電圧による通電オンオフを指令するパルス信号であり、噴射信号のパルスオンと同時にパルスオンする。その後、通電開始からの経過時間Tboostが所定時間T1に達するまでの期間、コイル電流検出値Iが第1目標値Ihold1に保持されるようにフィードバック制御するよう、ブースト信号はオンオフを繰り返す。このブースト信号にしたがってスイッチング素子SW2は作動する。
噴射指令信号に含まれるバッテリ信号は、経過時間Tboostが所定時間T1に達した時点でパルスオンする。その後、通電開始からの経過時間Tpickupが所定時間T2に達するまでの期間、コイル電流検出値Iが第2目標値Ihold2に保持されるようにフィードバック制御するよう、バッテリ信号はオンオフを繰り返す。さらにその後、噴射信号のパルスオフまでの期間、コイル電流検出値Iが第3目標値Ihold3に保持されるようにフィードバック制御するよう、バッテリ信号はオンオフを繰り返す。このバッテリ信号にしたがってスイッチング素子SW3は作動する。
以上に説明したブースト信号およびバッテリ信号は、図5の手順にしたがってマイコン21が出力する。なお、図5の処理は、噴射信号により噴射開始が指令されたことをトリガとして、所定周期で繰り返し実行される。そして、図5中の一点鎖線に示すステップS10の処理により、先述した上昇制御およびホールド制御が実現され、一点鎖線に示すステップS20の処理により、先述したバッテリホールド制御が実現され、ステップS30の処理により、先述したリフト維持制御が実現される。
先ず図5のステップS11において、ブースト信号のパルスをオンさせてブースト電圧Uboostによる印加を開始させる。その後、コイル電流検出値Iが第1上限値IH1に達したと判定(S14:NO)されるまで、ブースト信号のパルスオンを継続させてブースト電圧Uboostの印加を継続させる。第1上限値IH1は第1目標値Ihold1よりも所定量だけ大きい値に設定されている。したがって、初回のブースト電圧印加で第1目標値Ihold1までコイル電流が上昇し、先述した上昇制御が実現される。
なお、何らかの異常が原因で、コイル電流検出値Iが第1上限値IH1に達する前に、印加開始からの経過時間Tboostが所定時間T1に達した場合(S12:NO)には、ブースト信号のパルスをオフさせてブースト電圧Uboostの印加を停止させる。そして、上昇制御中にI≧IH1に達したと判定(S14:NO)されると、続くステップS15において、ブースト電圧Uboostの印加を停止させる。これにより、上昇制御が終了する。
次に、Tboost<T1(S16:YES)であることを条件として、コイル電流検出値Iが第1下限値IL1にまで下降したと判定(S17:NO)されるまで、ブースト信号のパルスオフを継続させて印加停止を継続させる。第1下限値IL1は第1目標値Ihold1よりも所定量だけ小さい値に設定されている。
その後、I≦IL1と判定(S17:NO)されると、ステップS11に進み、ブースト信号のパルスをオンさせてブースト電圧Uboostによる印加を再開させる。したがって、上昇制御が終了してから、Tboost≧T1(S12:NO、S16:NO)と判定されるまでの期間は、第1上限値IH1および第1下限値IL1を閾値としてブースト信号のオンオフが切り替えられる。これにより、コイル電流の平均値が第1目標値Ihold1に保持され、先述したホールド制御が実現される。
次に、Tboost≧T1(S12:NO、S16:NO)と判定されると、コイル電流検出値Iが第2下限値IL2にまで下降したと判定(S21:NO)されるまで、電圧印加停止を継続させる。第2下限値IL2は第2目標値Ihold2よりも所定量だけ小さい値に設定されている。なお、図4に示す例では、第2目標値Ihold2は第1目標値Ihold1よりも小さい値に設定されているが、第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1と同じ値に設定してもよい。
そして、I≦IL2と判定(S21:NO)されると、ステップS22に進み、バッテリ信号のパルスをオンさせてバッテリ電圧Ubattによる印加を開始させる。その後、コイル電流検出値Iが第2上限値IH2に達したと判定(S25:NO)されるまで、バッテリ信号のパルスをオンさせてバッテリ電圧Ubattを印加させる。第2上限値IH2は第2目標値Ihold2よりも所定量だけ大きい値に設定されている。
その後、バッテリ電圧印加中にI≧IH2に達したと判定(S25:NO)されると、続くステップS26において、バッテリ信号のパルスをオフさせてバッテリ電圧Ubattの印加を停止させる。その後、I≦IL2と判定(S28:NO)されると、ステップS22に進み、バッテリ信号のパルスをオンさせてバッテリ電圧Ubattによる印加を再開させる。したがって、ホールド制御が終了してから、通電開始からの経過時間Tpickupが所定時間T2に達したと判定(S23:NO、S27:NO)されるまでの期間は、第2上限値IH2および第2下限値IL2を閾値としてバッテリ信号のオンオフが切り替えられる。これにより、コイル電流の平均値が第2目標値Ihold2に保持され、先述したバッテリホールド制御が実現される。
次に、Tpickup≧T2(S23:NO、S27:NO)と判定されると、バッテリホールド制御を終了させ、ステップS24、S26にてバッテリ信号のパルスをオフさせた状態で、次のステップS30に進む。ステップS30では、第3上限値IH3および第3下限値IL3を閾値としてバッテリ信号のオンオフを切り替える。これにより、コイル電流の平均値が第3目標値Ihold3に保持され、先述したリフト維持制御が実現される。
なお、第3上限値IH3は第3目標値Ihold3よりも所定量だけ大きい値に設定され、第3下限値IL3は第3目標値Ihold3よりも所定量だけ小さい値に設定されている。また、第3目標値Ihold3は第2目標値Ihold2よりも小さい値に設定されている。
次に、上述した各種制御を実施したことによる燃料噴射弁10の作動について、図4(c)(d)を用いて説明する。図4(c)は電磁吸引力Fの時間変化を示し、図4(d)は弁体12のリフト量の時間変化を示す。
図4(c)に示すように、上昇制御の実施開始とともに電磁吸引力Fは上昇を開始する。そして、上昇制御が終了した後も電磁吸引力Fは上昇を続け、ホールド制御が実施されるホールド期間t11〜t13中に、電磁吸引力Fは必要開弁力Faに達する。そして、このようにF=Faとなったta時点で、弁体12のシート面12aが着座面11bから離座して開弁作動(リフトアップ)を開始する(図4(d)参照)。
その後、ホールド制御によりコイル電流が第1目標値Ihold1に保持されると、電磁吸引力Fは静的吸引力Fbまで上昇する。つまり、ホールド期間t11〜t13中に電磁吸引力Fが静的吸引力Fbになるよう、Tboostに係る所定時間T1が設定されている。この第1目標値Ihold1は、静的吸引力Fbが必要開弁力Fa以上となるような値に設定されているため、電磁吸引力Fが静的吸引力Fbまで上昇して飽和するまでの期間に、電磁吸引力Fは必要開弁力Faに達することとなる。
その後、ブースト電圧からバッテリ電圧に切り替えたt14以降、バッテリホールド制御によりコイル電流が第2目標値Ihold2に保持される。この第2目標値Ihold2は、上昇制御およびホールド制御により上昇された電磁吸引力(つまり静的吸引力Fb)が維持されることとなる値に設定されている。そのため、バッテリホールド期間t14〜t20では、電磁吸引力Fは静的吸引力Fbに保持される。そして、このバッテリホールド期間t14〜t20中にリフト量が最大値Lmaxになるよう、Tpickupに係る所定時間T2が設定されている。
その後、電磁吸引力Fは、バッテリホールド制御の終了時点t20からリフト維持制御の開始時点t30までの期間に所定値まで低下し、その後、リフト維持制御により前記所定値に維持される。そして、バッテリホールド制御の終了時点t20からリフト維持制御の終了時点t40までの期間、リフト位置は最大値Lmaxに維持される。
その後、リフト維持制御が終了すると、電磁吸引力Fが低下を開始することに伴い、弁体12が閉弁作動を開始してリフト量が低下する。そして、リフト量がゼロになるtd時点で、弁体12のシート面12aが着座面11bに着座して閉弁する。なお、通電終了のt40時点からt41時点までは、コイル14に逆位相の電圧を印加することで、電流の立下りを早期化し、弁体12の閉弁応答性を向上させている。
先述した通り、第1目標値Ihold1は、静的吸引力Fbが必要開弁力Fa以上となるような値に設定されているが、この値は、後述する図12の処理にしたがって、内燃機関の運転状況に応じて変更される。
以下、このように第1目標値Ihold1を変更することの技術的意義について、図6〜図11を用いて説明する。
図5に基づく上昇制御およびホールド制御を実施すると、上昇期間t10〜t11とホールド期間t11〜t13との両期間t10〜t13をかけて、電磁吸引力を静的吸引力Fbにまで上昇させるようになる。すると、図6右欄の実線に示すように、ホールド期間t11〜t13における吸引力の上昇速度ΔFs、ΔFrが、第1目標値Ihold1に応じて変化することとなる。
具体的には、第1目標値Ihold1を大きくすれば前記上昇速度ΔFsは速くなる。そして、上昇速度ΔFsが速くなれば、符号Tasに示すように開弁時期は速くなり、噴射遅れ時間は短くなる。また、上昇速度ΔFsが速くなれば、弁体12とともにリフトアップする可動コアの上昇速度が速くなる。すると、先述した微小噴射領域における噴射特性の傾きΔqsが急峻になる。換言すれば、微小噴射領域では、通電時間Tiを所定時間だけ長くした場合に増大する噴射量qが多くなる。
一方、第1目標値Ihold1を小さくすれば前記上昇速度ΔFrは遅くなる。そして、上昇速度ΔFrが遅くなれば、符号Tarに示すように開弁時期は遅くなり、噴射遅れ時間は長くなる。また、上昇速度ΔFrが遅くなれば、弁体12とともにリフトアップする可動コアの上昇速度が遅くなる。すると、微小噴射領域における噴射特性の傾きΔqrが緩やかになる。また、上昇速度ΔFrが遅くなれば、可動コアが固定コア13に当接する速度(当接速度)を遅くでき、当接する際の衝突音を低減できる。
図7中の実線は、第1目標値Ihold1と最大吸引力との関係を示す。この場合の最大吸引力は静的吸引力Fbに相当する。図示されるように、本発明に係る実施形態によれば、第1目標値Ihold1の値を変えても、図3に示すように十分な時間が経過すれば最大吸引力は変化しない。換言すれば、第1目標値Ihold1の値を変えても、ホールド期間t11〜t13を長くすることで静的吸引力Fbを発揮できるようになる。したがって、発揮される最大吸引力を変化させることなく、第1目標値Ihold1を変更させることができる。
一方、図7中の点線は、コイル電流が目標ピーク値Ipeakに達したt20時点でコイル電流を低下させる従来手法の場合における、目標ピーク値Ipeakと最大吸引力との関係を示す。図示されるように、目標ピーク値Ipeakを小さくするほど、静的吸引力Fbとのギャップが大きくなり、最大吸引力は小さくなる。
図8は、可動コアが固定コア13に衝突する速度(当接速度)と第1目標値Ihold1との関係を示す。図示されるように、第1目標値Ihold1を小さくすれば当接速度は遅くなる。このことは、図6(c)の符号ΔFrに示すように、第1目標値Ihold1を小さくすれば吸引力の上昇速度が遅くなることに起因する。しかも、図7を用いて先述したように、第1目標値Ihold1の値を小さくしても最大吸引力は変化しないので、第1目標値Ihold1を小さくすれば、最大吸引力を低下させることなく当接速度を遅くでき、両コアの衝突音を軽減できる。
図9は、コイル14への通電による消費エネルギと第1目標値Ihold1との関係を示す。前記消費エネルギとは、具体的にはコンデンサ23bに充電された電力の消費量であり、消費エネルギを小さくできることは、コンデンサ23bの容量を小さくできることを意味する。図示されるように、第1目標値Ihold1を小さくすれば消費エネルギが少なくなる。このことは、第1目標値Ihold1を小さくすれば吸引力の上昇速度ΔFrが遅くなることに起因する。このように、第1目標値Ihold1を小さくすれば、最大吸引力を低下させることなく消費エネルギを少なくでき、コンデンサ23bの容量を小さくできる。
図10は、以下に説明する温度特性のバラツキと、第1目標値Ihold1との関係を示す。
ここで、コイル14が高温になるとコイル14の電気抵抗が大きくなる。すると、図4(b)中の点線に示すようにコイル電流の上昇速度ΔIが遅くなり、その結果、(c)中の点線に示すように吸引力の上昇速度ΔFが遅くなり、その結果、(d)中の点線に示すように開弁開始時期taが遅くなり、開弁期間Tactが短くなる。
要するに、コイル電流の温度特性に起因して電流上昇の傾きΔIは変化するものであり、その結果、吸引力の上昇傾きΔFが変化して、開弁開始時期taおよび開弁期間Tact(噴射量)が変化する。つまり、噴射開始時期taおよび噴射量が温度特性の影響を受けることが原因で、通電開始時期t10および通電期間Tiに対する噴射状態のバラツキ(温度特性のバラツキ)が生じる。
そして、図10に示されるように、第1目標値Ihold1を小さくすれば温度特性のバラツキが小さくなる。このことは、第1目標値Ihold1を小さくすれば電流上昇の傾きΔIが緩やかになることに起因するものであり、ΔIが緩やかになれば、コイル温度に応じてΔIが変化してもその変化が吸引力上昇速度ΔFrに与える影響が小さくなる。よって、噴射状態のバラツキ(温度特性のバラツキ)が小さくなる。このように、第1目標値Ihold1を小さくすれば、最大吸引力を低下させることなく、温度特性のバラツキを小さくでき、噴射状態の制御に係るロバスト性を向上できる。
特に、1燃焼サイクル中に複数回燃料を噴射する多段噴射を実施する場合には、微小量の燃料を高精度で噴射することが要求され、このような微小噴射時には、噴射開始時期taのずれが噴射量のずれに与える影響が大きくなるので、上述したロバスト性向上の効果が顕著に発揮されるようになる。
図11は、噴射遅れ時間t10〜taと第1目標値Ihold1との関係を示す。図示されるように、第1目標値Ihold1を大きくすれば噴射遅れ時間を短くできる。このことは、第1目標値Ihold1を大きくすれば吸引力の上昇速度ΔFsが速くなることに起因する。このように、第1目標値Ihold1を大きくすれば、噴射遅れ時間を短くでき、噴射応答性を向上できる。
特に、機関回転速度が速い場合には、1燃焼サイクル中において噴射が許可される期間が短いので、上述した噴射遅れ時間を短くする効果が顕著に発揮されるようになる。
図7〜図11は、要するに以下の事項を示唆する。すなわち、第1目標値Ihold1を小さくすれば、最大吸引力を低下させることなく、当接速度を遅くでき(図8参照)、消費エネルギを少なくでき(図9参照)、噴射状態の温度特性バラツキを小さくできる(図10参照)。一方、第1目標値Ihold1を大きくすれば、噴射遅れ時間を短くできる。
これらの点を鑑みて、マイコン21は、内燃機関の運転状況に応じて、第1目標値Ihold1を変更させる。具体的には、図5のステップS10にて上昇制御およびホールド制御を実施するにあたり、第1上限値IH1および第1下限値IL1を変更することで、第1目標値Ihold1を変更させる。
図12は、第1目標値Ihold1を変更させる処理の手順を示すフローチャートであり、マイコン21により所定周期で繰り返し実行される。先ず、図12のステップS40において、第1目標値Ihold1を低下させる要求(低下要求)が生じているか否かを判定する。当該低下要求は、マイコン21が実行するサブルーチン処理により生じる。
すなわち、内燃機関がアイドル運転中であれば低下要求を生じさせる。また、弁体12を1回開閉させることによる噴射量が所定量未満である微小噴射の場合には、低下要求を生じさせる。例えば、図6(d)右欄にて先述した微小噴射領域で噴射させる場合に、微小噴射であるとみなして低下要求を生じさせてもよい。また、ECU20を構成する各種回路部品が所定温度以上になるような運転状況の場合には、低下要求を生じさせる。例えば、機関回転速度または機関負荷が所定以上の場合には、所定温度以上になっているとみなして低下要求を生じさせる。
低下要求が生じていないと判定されれば、続くステップS41において、第1目標値Ihold1を上昇させる要求(上昇要求)が生じているか否かを判定する。当該上昇要求は、マイコン21が実行するサブルーチン処理により生じる。すなわち、1燃焼サイクル中において噴射が許可される期間(噴射許可期間)が所定時間未満である場合には、上昇要求を生じさせる。例えば、機関回転速度または機関負荷が所定以上の場合には、噴射許可期間が所定時間未満であるとみなして上昇要求を生じさせる。また、多段噴射を実施する場合には、1燃焼サイクル当たりの噴射回数を加味して噴射許可期間を算出し、上昇要求を生じさせることが望ましい。
低下要求および上昇要求のいずれも生じていない場合(S40:NO、S41:NO)には、ステップS42にて第1目標値Ihold1を通常値Aに設定する。これにより、図6右欄の実線に示す態様で吸引力、噴射量および噴射開始時期は変化する。
上昇要求が生じている場合(S41:YES)には、ステップS44(変更手段)において、第1目標値Ihold1を通常値Aよりも高い上昇値Bに設定する。これにより、図6右欄の点線ΔFs、Δqs、tasに示す態様で吸引力、噴射量および噴射開始時期は変化する。
低下要求が生じている場合(S40:YES)には、ステップS43(変更手段)において、第1目標値Ihold1を通常値Aよりも低い低下値Cに設定する。これにより、図6右欄の点線ΔFr、Δqr、tarに示す態様で吸引力、噴射量および噴射開始時期は変化する。
なお、図12の例では、上昇要求と低下要求の両方が生じている場合、ステップS43において、第1目標値Ihold1を低下値Cに変更することとなるが、上昇要求と低下要求の両方が生じている場合には、第1目標値Ihold1を変更させないようにしてもよい。
以上により、本実施形態によれば、上昇制御およびホールド制御により、第1目標値Ihold1までコイル電流を上昇させて一定期間ホールドさせる。そして、その第1目標値Ihold1を内燃機関の運転状況に応じて変更する。そのため、電磁吸引力の上昇速度を、容易に変更できるようになる。以下、第1目標値Ihold1の変更例とその効果を列挙する。
アイドル運転中であれば噴射遅れ時間を短くする必要性が低い。この点を鑑み、本実施形態では、アイドル運転時には第1目標値Ihold1を低下させるので、当接速度を遅くして衝突音を抑制し(図8参照)、消費エネルギを少なくし(図9参照)、噴射状態の温度特性バラツキを小さくする(図10参照)といった効果が好適に発揮される。
微小噴射時には、噴射開始時期taのずれが噴射量のずれに与える影響が大きくなることは先述した通りである。この点を鑑み、本実施形態では、微小噴射時には第1目標値Ihold1を低下させるので、温度特性バラツキを小さくする(図10参照)といった効果が好適に発揮される。
吸引力の上昇速度が速い場合には、マイコン21、集積IC22、昇圧回路23、スイッチング素子SW2、SW3、SW4等、ECU20の回路部品が高温になる場合があり、熱損傷が懸念されるようになる。この点を鑑み、本実施形態では、回路部品が所定温度以上になる場合には、第1目標値Ihold1を低下させるので、回路部品の温度上昇を抑制でき、熱損傷の懸念を解消できるようになる。
機関回転速度が速い場合等、噴射許可期間が短い場合には、噴射遅れ時間が長いと所望する通電期間Tiを確保できなくなることが懸念される。この点を鑑み、本実施形態では、噴射許可期間が所定時間未満になる場合には、第1目標値Ihold1を上昇させるので、噴射遅れ時間を短くでき、通電期間Ti確保の前記懸念を解消できるようになる。
さらに、以下に列挙する特徴を備えた本実施形態によれば、各々の特徴により以下に説明する作用効果が発揮される。
<特徴1>
第1目標値Ihold1は、静的吸引力Fbが必要開弁力Fa以上となるような値に設定されていることを特徴とする。
この特徴によれば、図4に例示されるように、上昇制御により第1目標値Ihold1までコイル電流を上昇させる上昇期間t10〜t11と、その後、ホールド制御により第1目標値Ihold1に保持させるホールド期間t11〜t13との両期間t10〜t13をかけて、電磁吸引力を静的吸引力Fbにまで上昇させるようにできる。すると、通電開始から電磁吸引力が必要開弁力Faに達するまでの期間(吸引力上昇期間t10〜ta)に占める前記上昇期間t10〜t11の割合を小さくできる。
ここで、例えば、コイルが高温になるとコイルの電気抵抗が大きくなる。すると、図4(a)(b)中の点線に示すように、電圧印加開始からコイル電流が目標ピーク値Ipeakに達するまでに要する時間t10〜t20が長くなる。その結果、吸引力の上昇傾きΔFが緩やかになるので(図4(c)中の点線参照)、開弁開始時期taが遅くなるとともに開弁期間Tactが短くなる。要するに、電流上昇の傾きΔIは温度特性に起因して変化するものである。それ故、上昇期間t10〜t11は、吸引力の上昇傾きΔFが温度特性の影響を大きく受ける期間であると言える。一方、前記ホールド期間t11〜t13ではコイル電流が第1目標値に保持されるので、ホールド期間t11〜t13は、吸引力の上昇傾きΔFが温度特性の影響を殆ど受けない期間であると言える。
これに対し、上記特徴によれば、先述したように吸引力上昇期間t10〜taに占める上昇期間t10〜t11の割合を小さくできるので、吸引力の上昇傾きΔFが温度特性の影響を受ける度合いを小さくできる(図4(c)中の点線参照)。なお、図6左欄に示す従来の制御装置では、コイル電流が目標ピーク値Ipeakに達した時点で保持値Iholdに低下させるので、図6左欄に示すように、電流上昇期間t10〜t20と吸引力上昇期間t10〜t20とは一致する(前記割合=100%)。そのため、吸引力の上昇傾きΔFが温度特性の影響を受ける度合いが大きくなる(図6左欄中の一点鎖線参照)。
したがって、上記特徴によれば、温度特性による吸引力上昇傾きΔFの変化を低減できるので、開弁開始時期taおよび開弁期間Tact(噴射量)が温度特性に依拠して変化することを抑制できる(図4(d)中の点線参照)。よって、通電開始時期t1および通電期間Tiに対する噴射状態の精度悪化を抑制でき、温度特性に対する制御のロバスト性を向上できる。
<特徴2>
上昇制御およびホールド制御では、コイル電流を第1目標値Ihold1に保持させている期間中に開弁開始することとなるよう、コイル14への電圧印加を制御している。換言すれば、上昇制御中に開弁開始することのないように、上昇制御時の電圧および電圧印加時間を制御する。そして、ホールド制御中に開弁開始するように、ホールド制御時のデューティ比およびホールド制御時間を制御する。
そのため、上昇制御中に開弁開始してしまうことを回避でき、「吸引力上昇期間t10〜taに占める上昇期間t10〜t11の割合が小さくなる」といった先述の効果が確実に発揮されるようになる。
<特徴3>
上昇制御およびホールド制御では、昇圧回路23で昇圧させたブースト電圧をコイル14へ印加させ、ホールド制御を実施した後、コイル電流が第2目標値Ihold2に保持されるよう、バッテリ電圧をコイル14へ印加させるバッテリホールド制御を実施する。そして、第2目標値Ihold2は、上昇制御およびホールド制御により上昇された電磁吸引力(静的吸引力Fb)が維持されることとなる値に設定されていることを特徴とする。
ここで、ホールド制御の実施期間を必要以上に長くすると、ブースト電圧を用いた期間(上昇期間+ホールド期間)が長くなるので、1回の噴射で必要となる消費エネルギの増大が懸念されるようになる。つまり、コンデンサ23bの容量を大きくする必要が生じる。
この点を鑑みた本実施形態では、ホールド制御後にはバッテリホールド制御に切り替える。すなわち、コイル電流が第2目標値Ihold2に到達した以降は、バッテリ電圧でも第2目標値Ihold2に保持させることが可能である点に着目し、ブースト電圧からバッテリ電圧に切り替えて、ホールド制御で上昇させた電磁吸引力(静的吸引力Fb)を維持させるように、コイル電流を第2目標値Ihold2に保持させる。したがって、本実施形態によれば消費エネルギの増大を抑制でき、コンデンサ23bの小容量化を図ることができる。
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
・上記実施形態では、図12に示すように、第1目標値Ihold1をA、B、Cの3段階に変更させている。これに対し、内燃機関の運転状況に応じて、第1目標値Ihold1を無段階に変更させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、ホールド制御を実施した後にバッテリホールド制御を実施しており、バッテリホールド制御により静的吸引力Fbを維持させている。これに対し、バッテリホールド制御を廃止して、吸引力が静的吸引力Fbに達した以降も、ホールド制御によるブースト電圧印加を継続させて、静的吸引力Fbを維持させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、バッテリホールド制御に用いる第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1よりも小さい値に設定しているが、第2目標値Ihold2を第1目標値Ihold1と同じ値に設定してもよい。
・上記実施形態では、第1目標値Ihold1の保持に用いる第1上限値IH1と第1下限値IL1の幅を、第2上限値IH2と第2下限値IL2の幅と同じに設定しているが、異なる幅に設定してもよい。
・上記実施形態に係る燃料噴射弁10は、図1に示すように、シリンダヘッド3に取り付けられているが、シリンダブロックに取り付けられた燃料噴射弁を適用対象としてもよい。また、上記実施形態では、点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)に搭載された燃料噴射弁10を適用対象としているが、圧縮自着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)に搭載された燃料噴射弁を対象としてもよい。さらに、上記実施形態では、燃焼室2へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁を制御対象としているが、吸気管へ燃料を噴射する燃料噴射弁を制御対象としてもよい。
10…燃料噴射弁、12…弁体、13…固定コア、14…コイル、20…ECU(コイル電流を制御する回路)、23…昇圧回路、Fa…必要開弁力、Fb…静的吸引力、Ihold1…第1目標値、Ihold2…第2目標値、S11、S14…上昇制御手段、S11、S14、S15、S17…ホールド制御手段、S22、S25、S26、S28…バッテリホールド制御手段、S43、S44…変更手段。

Claims (8)

  1. コイル(14)へ通電して生じた電磁吸引力により弁体(12)を開弁作動させて、内燃機関の燃焼に用いる燃料を噴射させる燃料噴射弁(10)に適用され、
    前記コイルに流れるコイル電流を制御することにより、前記燃料噴射弁からの燃料噴射状態を制御する燃料噴射制御装置であって、
    前記コイル電流が第1目標値(Ihold1)まで上昇するよう、前記コイルへ電圧印加させる上昇制御手段(S11、S14)と、
    前記上昇制御手段により上昇された前記コイル電流が前記第1目標値に保持されるよう、前記コイルへ電圧印加させるホールド制御手段(S11、S14、S15、S17)と、
    前記内燃機関の運転状況に応じて、前記第1目標値を変更する変更手段(S43、S44)と、
    を備え
    前記上昇制御手段および前記ホールド制御手段は、前記コイル電流を前記第1目標値に保持させている期間中に前記弁体が開弁作動を開始することとなるよう、前記コイルへの電圧印加を制御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(S43)は、前記内燃機関のアイドル運転時には、他の運転時に比べて前記第1目標値を低く設定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. 前記変更手段(S43)は、前記弁体を1回開閉させることによる噴射量が所定量未満である微小噴射の場合には、所定量以上である場合に比べて前記第1目標値を低く設定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(S44)は、前記内燃機関の1燃焼サイクル中において噴射が許可される期間が所定時間未満である場合には、所定時間以上である場合に比べて前記第1目標値を高く設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。
  5. 前記変更手段(S43)は、前記コイル電流を制御する回路(20)が所定温度以上になるような運転状況の場合には、所定温度未満になるような運転状況の場合に比べて前記第1目標値を低く設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。
  6. 前記弁体が開弁作動を開始するのに必要な電磁吸引力を必要開弁力(Fa)と呼び、前記第1目標値のコイル電流を流し続けることにより飽和した電磁吸引力を静的吸引力(Fb)と呼ぶ場合において、
    前記第1目標値は、前記静的吸引力が前記必要開弁力以上となるような値に設定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。
  7. バッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路(23)を備え、
    前記上昇制御手段および前記ホールド制御手段は、前記昇圧回路で昇圧させたブースト電圧を前記コイルへ印加させ、
    前記ホールド制御手段による制御を実施した後、前記コイル電流が第2目標値(Ihold2)に保持されるよう、前記バッテリ電圧を前記コイルへ印加させるバッテリホールド制御手段(S22、S25、S26、S28)を備え、
    前記第2目標値は、前記上昇制御手段および前記ホールド制御手段により上昇された電磁吸引力が維持されることとなる値に設定されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。
  8. 求項1〜7のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置と、
    前記燃料噴射弁と、
    を備えることを特徴とする燃料噴射システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5772788B2 (ja) 2012-11-05 2015-09-02 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
JP6432471B2 (ja) 2015-09-08 2018-12-05 株式会社デンソー 高圧燃料ポンプの電磁弁の制御装置及び高圧燃料ポンプの電磁弁の制御方法
JP6544293B2 (ja) * 2016-05-06 2019-07-17 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
JP6717176B2 (ja) * 2016-12-07 2020-07-01 株式会社デンソー 噴射制御装置
FR3075882B1 (fr) * 2017-12-21 2019-11-15 Continental Automotive France Procede de regulation de la tension de sortie d'un convertisseur de tension continu-continu d'un calculateur de controle d'un moteur de vehicule automobile
JP7016414B2 (ja) * 2018-07-03 2022-02-04 日立Astemo株式会社 電磁弁駆動装置
JP6987035B2 (ja) * 2018-09-27 2021-12-22 日立Astemo株式会社 電磁弁駆動装置
JP7306830B2 (ja) * 2019-01-09 2023-07-11 株式会社Soken 制御装置
KR102663102B1 (ko) * 2019-01-16 2024-05-02 만 에너지 솔루션즈 에스이 내연기관의 작동 방법 및 내연기관의 작동을 위한 제어 디바이스
US11946430B2 (en) * 2021-12-22 2024-04-02 Caterpillar Inc. Optimized energy waveform for fuel injector trimming based on valve arrival time

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4922878A (en) * 1988-09-15 1990-05-08 Caterpillar Inc. Method and apparatus for controlling a solenoid operated fuel injector
US5231962A (en) * 1991-09-27 1993-08-03 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection control system with split fuel injection for diesel engine
JPH11148439A (ja) * 1997-06-26 1999-06-02 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁及びその燃料噴射方法
JP3932474B2 (ja) * 1999-07-28 2007-06-20 株式会社日立製作所 電磁式燃料噴射装置及び内燃機関
JP4491952B2 (ja) * 1999-10-13 2010-06-30 株式会社デンソー 電磁弁駆動装置
ITBO20000489A1 (it) * 2000-08-04 2002-02-04 Magneti Marelli Spa Metodo e dispositivo per il pilotaggio di un iniettore in un motore acombustione interna .
JP4062221B2 (ja) * 2003-09-17 2008-03-19 株式会社デンソー 電磁アクチュエータ、電磁アクチュエータの製造方法、および燃料噴射弁
JP3927534B2 (ja) 2003-11-07 2007-06-13 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
JP2005330934A (ja) 2004-05-21 2005-12-02 Denso Corp インジェクタ駆動装置
JP4363280B2 (ja) * 2004-09-08 2009-11-11 株式会社デンソー 燃料噴射装置
JP4318705B2 (ja) * 2006-09-13 2009-08-26 富士通テン株式会社 燃料噴射制御装置、及び燃料噴射制御方法
WO2009154214A1 (ja) 2008-06-19 2009-12-23 ボッシュ株式会社 燃料噴射弁の制御装置、制御方法、及び制御プログラム
JP2010255444A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置及び方法
JP2011032922A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Hitachi Automotive Systems Ltd 電磁弁駆動制御装置
JP4876174B2 (ja) 2010-01-13 2012-02-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
JP5198496B2 (ja) * 2010-03-09 2013-05-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のエンジンコントロールユニット
JP5023172B2 (ja) * 2010-03-09 2012-09-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁弁駆動回路
US8214132B2 (en) * 2010-09-17 2012-07-03 Caterpillar Inc. Efficient wave form to control fuel system
JP5470294B2 (ja) 2011-02-02 2014-04-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 インジェクタ駆動回路
JP5573716B2 (ja) 2011-02-10 2014-08-20 株式会社デンソー インジェクタ駆動装置
JP5492806B2 (ja) * 2011-02-25 2014-05-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁式燃料噴射弁の駆動装置
EP2912300B1 (en) * 2012-10-25 2018-05-30 Picospray, Inc. Fuel injection system
JP5772788B2 (ja) 2012-11-05 2015-09-02 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
JP5874607B2 (ja) * 2012-11-05 2016-03-02 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム

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