JP6294422B2 - Drive device for fuel injection device and fuel injection system - Google Patents

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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または燃料噴射システムに関する。   The present invention relates to a drive device or a fuel injection system for driving a fuel injection device of an internal combustion engine.

近年、炭酸ガスの排出規制の強化や、化石燃料枯渇の懸念から、内燃機関における燃費（燃料消費率）の向上が求められている。このため、内燃機関の各種の損失を低減することで、燃費の向上を図る努力が行われている。一般に、損失を低減すると、機関の運転に必要な出力を小さくすることができるため、内燃機関の最低出力を小さくすることができる。このような内燃機関においては、最低出力に対応した少ない燃料量まで制御して供給する必要が生じる。   In recent years, improvement in fuel consumption (fuel consumption rate) in internal combustion engines has been demanded due to tightening of carbon dioxide emission regulations and concerns about exhaustion of fossil fuels. For this reason, efforts are being made to improve fuel efficiency by reducing various losses of the internal combustion engine. Generally, when the loss is reduced, the output required for engine operation can be reduced, and therefore the minimum output of the internal combustion engine can be reduced. In such an internal combustion engine, it is necessary to control and supply a small amount of fuel corresponding to the minimum output.

また、近年では、排気量を減らして小型化するとともに、過給器によって出力を得るようにしたダウンサイジングエンジンが注目されている。ダウンサイジングエンジンでは、排気量を減らすことで、ポンピングロスやフリクションを低減することができるため、燃費を向上することができる。一方で、過給器を用いることで十分な出力を得ると共に、筒内直接噴射を行うことによる吸気冷却効果により、過給に伴う圧縮比の低下を抑制して、燃費を向上することができる。特に、このダウンサイジングエンジンに用いる燃料噴射装置では、低排気量化による最低出力に対応した最小噴射量から、過給によって得る最高出力に対応した最大噴射量までの広範囲に亘って燃料を噴射できる必要があり、噴射量の制御範囲の拡大が求められる。   In recent years, attention has been focused on downsizing engines which are reduced in size by reducing the displacement and obtaining output by a supercharger. In the downsizing engine, the pumping loss and the friction can be reduced by reducing the displacement, so that the fuel efficiency can be improved. On the other hand, a sufficient output can be obtained by using a supercharger, and a reduction in compression ratio due to supercharging can be suppressed and fuel consumption can be improved by an intake air cooling effect by performing direct injection in a cylinder. . In particular, in the fuel injection device used for this downsizing engine, it is necessary to be able to inject fuel over a wide range from the minimum injection amount corresponding to the minimum output due to the reduced displacement to the maximum injection amount corresponding to the maximum output obtained by supercharging. There is a need to expand the injection amount control range.

また、排気規制の強化に伴い、エンジンでは、モード走行時の未燃焼粒子（ＰＭ：Particulate Matter）の総量とその個数である未燃焼粒子数（PN：Particulate Number）の抑制が求められており、微小量の噴射量を制御できる燃料噴射装置が求められている。未燃粒子発生を抑制するための手段として、例えば特許文献１記載のように、1吸排気行程中の噴霧を複数回に分割して噴射する（以降、分割噴射と称する）ことが有効である。分割噴射を行うことで、燃料のピストン壁面への付着を抑制することができるため、噴射した燃料が気化し易くなり、未燃焼粒子の総量とその個数である未燃焼粒子数を抑制することが可能となる。分割噴射を行うエンジンでは、これまで1回で噴射していた燃料を複数回に分割して噴射する必要があるため、燃料噴射装置では、従来に比べて微少な噴射量を制御できる必要がある。   In addition, with the tightening of exhaust regulations, the engine is required to reduce the total amount of unburned particles (PM: Particulate Matter) and the number of unburned particles (PN: Particulate Number) during mode running, There is a need for a fuel injection device that can control a very small injection amount. As a means for suppressing the generation of unburned particles, for example, as described in Patent Document 1, it is effective to divide and inject a spray during one intake / exhaust stroke a plurality of times (hereinafter referred to as divided injection). . By performing split injection, it is possible to suppress the adhesion of fuel to the piston wall surface, so that the injected fuel is easily vaporized, and the total amount of unburned particles and the number of unburned particles, which is the number of unburned particles, can be suppressed. It becomes possible. In an engine that performs split injection, it is necessary to divide the fuel that has been injected at one time into multiple injections, so the fuel injection device needs to be able to control a smaller injection amount than before. .

一般に、燃料噴射装置の噴射量は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）より出力される噴射パルスのパルス幅によって制御する。噴射パルス幅を長くすると噴射量が大きく、噴射パルス幅を短くすると噴射量が小さくなり、その関係は略線形的である。しかしながら、噴射パルス幅が短い領域では、可動子が固定コア、もしくは可動子の変位量を規定するストッパなどに衝突した際に生じる跳ね返り現象（可動子のバウンド挙動）により、噴射パルスを停止してから可動子が閉弁位置に到達するまでの時間が変動してしまい、噴射パルス幅に対して噴射量が直線的に変化せず、このために燃料噴射装置の制御可能な最小噴射量が増加してしまうという問題があった。また、前述の可動子の跳ね返り現象のために噴射量が燃料噴射装置の個体ごとに安定しない場合があり、噴射量が最も大きくなる個体を制御可能な最小噴射量として設定せざるを得ないため、最小噴射量を増大させる要因となることがあった。また、噴射パルスと噴射量の関係が直線とならない非線形領域での噴射パルスからさらに噴射パルス幅を短くすると、可動子と固定コアが衝突しない、すなわち弁体がフルリフトしない中間リフトの領域となる。この中間リフトの領域では、各気筒の燃料噴射装置に同じ噴射パルスを供給しても、燃料噴射装置の寸法公差や経年劣化等の影響により生じる個体差によって燃料噴射装置のリフト量が大きく異なる。そして、中間リフトの領域では要求噴射量が小さく噴射量の個体ばらつきによる噴射量誤差への影響がより顕著になり、燃焼の安定性の観点からこの中間リフト領域を使用することは困難であった。   Generally, the injection amount of the fuel injection device is controlled by the pulse width of the injection pulse output from the engine control unit (ECU). Increasing the injection pulse width increases the injection amount, and shortening the injection pulse width decreases the injection amount, and the relationship is substantially linear. However, in the region where the injection pulse width is short, the injection pulse is stopped due to the rebound phenomenon (bound behavior of the mover) that occurs when the mover collides with a fixed core or a stopper that defines the displacement of the mover. The time from when the mover reaches the valve closing position fluctuates, and the injection amount does not change linearly with respect to the injection pulse width, which increases the minimum controllable injection amount of the fuel injection device. There was a problem of doing. In addition, the injection amount may not be stable for each individual fuel injection device due to the above-described mover bounce phenomenon, and the individual with the largest injection amount must be set as the minimum controllable injection amount. In some cases, the minimum injection amount is increased. Further, when the injection pulse width is further shortened from the injection pulse in the non-linear region where the relationship between the injection pulse and the injection amount is not a straight line, an intermediate lift region where the movable element and the fixed core do not collide, that is, the valve body does not fully lift. In this intermediate lift region, even if the same injection pulse is supplied to the fuel injection device of each cylinder, the lift amount of the fuel injection device varies greatly due to individual differences caused by the dimensional tolerance of the fuel injection device and aging deterioration. And in the region of the intermediate lift, the required injection amount is small, and the influence on the injection amount error due to individual variations in the injection amount becomes more remarkable, and it was difficult to use this intermediate lift region from the viewpoint of combustion stability. .

上述したように、燃費向上や未燃粒子抑制のために、燃料噴射装置の噴射量ばらつき低減と制御可能な最小噴射量を低減する必要があり、最小噴射量の大幅な低減のためには、噴射パルス幅と噴射量の関係が各気筒の燃料噴射装置の個体ごとにばらつき特性を有する短い噴射パルス領域や噴射パルスが小さく、弁体が目標リフトに到達しない中間リフトの領域での噴射量を制御することが求められている。噴射量ばらつきの低減と最小噴射量を低減するためには、開弁時に可動子が固定コアなどに衝突した際に生ずる可動子のバウンド現象によって発生する噴射パルスを停止してから可動子が閉弁位置に到達するまでの時間の変動など、弁動作のばらつきや噴射量のばらつきを、各気筒の燃料噴射装置ごとに検知し、個別に燃料噴射量を補正できる必要があり、このための検知技術として、燃料噴射装置が開弁終了するときの可動子と固定コアとの衝突時間を検出する手段として、特許文献２に開示された燃料噴射制御装置が知られている。特許文献２では、可動子と固定コアの間のエアギャップが急速に縮小することで、磁気回路を構成する磁性材が磁気飽和し、磁気回路のインダクタンスが変化する現象に着目して、電流の２階微分値が負から正に切り替わるタイミングを検出することにより、燃料噴射装置が開弁終了するときの可動子と固定コアとの衝突タイミングを検知している。   As described above, in order to improve fuel consumption and suppress unburned particles, it is necessary to reduce the variation in the injection amount of the fuel injection device and the controllable minimum injection amount, and in order to significantly reduce the minimum injection amount, The relationship between the injection pulse width and the injection amount varies depending on the individual fuel injection device of each cylinder. The injection amount in the short lift pulse region and the intermediate lift region where the valve body does not reach the target lift is small. There is a need to control. In order to reduce the variation in the injection amount and the minimum injection amount, stop the injection pulse generated by the bounce phenomenon of the mover that occurs when the mover collides with the fixed core when the valve is opened, and then close the mover. It is necessary to detect variations in valve operation and injection amount, such as fluctuations in the time to reach the valve position, for each fuel injection device in each cylinder, and to individually correct the fuel injection amount. As a technique, a fuel injection control device disclosed in Patent Document 2 is known as means for detecting a collision time between a mover and a fixed core when the valve opening of the fuel injection device is finished. In Patent Document 2, focusing on the phenomenon that the magnetic material constituting the magnetic circuit is magnetically saturated and the inductance of the magnetic circuit changes due to the rapid reduction of the air gap between the mover and the fixed core, By detecting the timing at which the second-order differential value switches from negative to positive, the timing of collision between the mover and the fixed core when the fuel injection device is finished opening is detected.

また、特許文献３には、可動子の加速度に応じて移動する可動磁性体を差動トランスにより検出し、このトランスの2次側に上記磁性体の変位量に応じた出力を生じさせる加速度等の検出器において、作動トランスの2次側出力部に、１次ソレノイドの磁束によって誘起された電圧を２次ソレノイド出力に対して同位相または逆移動に加算するソレノイドを直列に設けることで、加速度に応じてリニアな電圧を得る検出器が開示されている。   In Patent Document 3, a movable magnetic body that moves according to the acceleration of the mover is detected by a differential transformer, and an acceleration that generates an output according to the amount of displacement of the magnetic body on the secondary side of the transformer. In this detector, the solenoid that adds the voltage induced by the magnetic flux of the primary solenoid to the secondary solenoid output in the same phase or reverse movement is provided in series at the secondary output portion of the actuating transformer. In response, a detector is disclosed that obtains a linear voltage.

特開２０１１−１３２８９８号公報JP 2011-132898 A 特開２００１−２２１１２１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-221121 特開平３−２２６６７３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-226673

燃料噴射装置は、ソレノイド（コイル）に駆動電流を供給および停止することで、弁体を開・閉動作させるが、駆動電流を供給開始してから弁体が目標開度に到達するまでには時間遅れがあり、目標開度に到達してから弁体が閉弁動作を行う条件で噴射量を制御すると、制御できる最小噴射量に制約が生じる。したがって、燃料噴射装置で微少な噴射量を制御するためには、弁体が目標開度に到達しない条件、すなわち中間リフトの条件での噴射量を正確に制御できる必要がある。しかしながら、中間リフトの状態では、弁体の動きが規制されない不確実な動作であるため、燃料噴射装置を駆動するための噴射パルスをＯＮにしてから弁体が開弁開始するまでの開弁開始遅れ時間と噴射パルスをＯＦＦにしてから弁体が閉弁完了するまでの閉弁遅れ時間が各気筒の燃料噴射装置ごとにばらつきが大きくなる。燃料噴射装置から噴射される流量は、噴孔の総断面積と、燃料噴射装置の開弁開始時期から閉弁完了時期までの弁体リフト量積分面積と、で決まる。このため、各気筒の燃料噴射装置で噴射量を一致させるためには、閉弁遅れ時間から開弁開始遅れ時間を減算した弁体が変位している実開弁時間を各気筒の燃料噴射装置ごとに一致させる必要がある。そのために、各気筒の燃料噴射装置ごとの弁体の開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングを駆動装置で検知できる技術が必要である。   The fuel injection device opens and closes the valve body by supplying and stopping the drive current to the solenoid (coil), but before starting the supply of the drive current until the valve body reaches the target opening degree. If there is a time delay and the injection amount is controlled under the condition that the valve body performs the valve closing operation after reaching the target opening, the minimum injection amount that can be controlled is limited. Therefore, in order to control a minute injection amount with the fuel injection device, it is necessary to be able to accurately control the injection amount under the condition that the valve element does not reach the target opening, that is, under the condition of the intermediate lift. However, in the intermediate lift state, since the operation of the valve body is uncertain, the valve body starts to open after the injection pulse for driving the fuel injection device is turned on until the valve body starts to open. The valve closing delay time from when the delay time and the injection pulse are turned OFF to when the valve element is completely closed varies greatly for each fuel injection device of each cylinder. The flow rate injected from the fuel injection device is determined by the total cross-sectional area of the injection hole and the integral area of the lift amount of the valve body from the valve opening start timing to the valve closing completion timing of the fuel injection device. For this reason, in order to make the injection amounts coincide in the fuel injection device of each cylinder, the actual valve opening time during which the valve body obtained by subtracting the valve opening delay time from the valve closing delay time is displaced is determined as the fuel injection device for each cylinder. It is necessary to match every. For this purpose, a technique is required that can detect the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the valve body for each fuel injection device of each cylinder by the driving device.

しかしながら、特許文献２記載の燃料噴射制御装置には各気筒の燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検知できる方法の開示はない。すなわち、特許文献２に開示されている検知方法では、可動子がストッパと衝突するタイミングで飽和磁束密度に到達せずに、ソレノイドに付与する磁界と磁束密度の関係がある程度線形的な関係となる低い磁界の範囲のみでしか、エアギャップ縮小に伴う磁気抵抗の変化を電流の変化として捉える事が困難であり、可動子がストッパに衝突する以前に吸引面の磁束密度が大きくなる条件での開弁開始タイミングの検知に与える影響についての配慮が必ずしも十分でない。また特許文献２記載の燃料噴射装置は、可動子が静止している状態から緩やかに開弁動作を開始するため、開弁開始タイミングでの可動子の加速度変化が小さく、開弁開始タイミングでの電流変化を捉えることは困難である。   However, the fuel injection control device described in Patent Document 2 does not disclose a method that can detect the valve opening start timing of the fuel injection device of each cylinder. That is, in the detection method disclosed in Patent Document 2, the relationship between the magnetic field applied to the solenoid and the magnetic flux density is linear to some extent without reaching the saturation magnetic flux density at the timing when the mover collides with the stopper. It is difficult to capture the change in reluctance due to the air gap reduction as a change in current only in the low magnetic field range, so that the magnetic flux density on the attracting surface increases before the mover collides with the stopper. Consideration about the influence on the detection of the valve start timing is not always sufficient. In addition, since the fuel injection device described in Patent Document 2 starts the valve opening operation gradually from a state in which the mover is stationary, the change in the acceleration of the mover at the valve opening start timing is small, and at the valve opening start timing. It is difficult to capture current changes.

また、特許文献３についても同様に、燃料噴射装置の開弁開始タイミングの検知方法についての開示はない。さらに、特許文献３に開示されている検知方法を燃料噴射装置に適用すると、可動子を駆動するためのソレノイドの他に、可動子を駆動するためのソレノイドと並行して検知のためのソレノイドを配置する必要があるため、燃料噴射装置の外径が、検知コイルの形状だけ大きくなり、エンジンの取り付け性の観点から、検知コイルを燃料分差や装置の内部に配置することが難しい。また、可動子を駆動するためのソレノイドの他に、各気筒にソレノイドが３つ必要となるため、燃料噴射装置および駆動装置のコストが増加するという課題があった。   Similarly, Patent Document 3 does not disclose a method for detecting the valve opening start timing of the fuel injection device. Furthermore, when the detection method disclosed in Patent Document 3 is applied to the fuel injection device, in addition to the solenoid for driving the mover, a solenoid for detection is provided in parallel with the solenoid for driving the mover. Since it is necessary to arrange the fuel injection device, the outer diameter of the fuel injection device is increased only by the shape of the detection coil, and it is difficult to dispose the detection coil in the fuel difference or in the device from the viewpoint of engine attachment. In addition to the solenoid for driving the mover, three solenoids are required for each cylinder, which causes a problem that the cost of the fuel injection device and the driving device increases.

本発明の目的は、燃料噴射装置の弁体が開弁開始するタイミングをエンジンの各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置で検知することにある。   An object of the present invention is to detect a timing at which a valve body of a fuel injection device starts to open by a drive device for each fuel injection device of each cylinder of an engine.

上記課題を解決するため本発明の駆動装置は、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路と、前記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と、を備える燃料噴射装置の駆動装置において、前記燃料噴射装置は、前記ソレノイドによって駆動され、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を備え、前記駆動装置は、前記第一のスイッチ素子への通電により前記ソレノイドに電流を供給して前記弁体を開弁方向に駆動する駆動信号生成部と、前記ソレノイドに流れる電流値に基づき前記弁体が前記弁座から離れる開弁開始時期を検出する開弁開始時期検出部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a drive device according to the present invention includes a booster circuit that boosts a battery voltage, and a first switch element that controls energization / non-energization from the booster circuit to a solenoid of a fuel injection device. In the drive device for an injection device, the fuel injection device includes a valve body that is driven by the solenoid, closes by contacting a valve seat, and opens by leaving the valve seat. A drive signal generator for supplying current to the solenoid by energizing one switch element to drive the valve body in a valve opening direction; and an opening for separating the valve body from the valve seat based on a current value flowing through the solenoid. And a valve opening start time detecting unit for detecting the valve start time.

本発明によれば、燃料噴射装置の開弁開始タイミングを検知できるので、燃料噴射装置の噴射量の個体ばらつきと、燃料噴射開始タイミングの気筒間のばらつきを低減でき、制御可能な最小噴射量を低減でき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を提供することができる。   According to the present invention, since the valve opening start timing of the fuel injection device can be detected, individual variations in the injection amount of the fuel injection device and variations in the fuel injection start timing among the cylinders can be reduced, and the controllable minimum injection amount can be reduced. A fuel injection system including a fuel injection device and a drive device that can be reduced can be provided.

本発明の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. 本発明の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 of this invention. 本発明の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 of this invention, 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. 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。The injection pulse width Ti, drive current, current differential value, current second-order differential value, valve body displacement amount of the three fuel injection devices having different valve timings 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 the amount of displacement of a needle | mover, and time. 本発明の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 one embodiment of the present invention, 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 V inj between the solenoid terminals, the displacement amount of the valve body and the mover, the mover acceleration and It is the figure which showed the relationship of time. 本発明の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 of the present invention, 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 voltage VL1 of 2 It is the figure which showed the relationship of the floor differential value. 本発明の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。FIG. 6 shows a correspondence relationship between a displacement (referred to as a gap x) between the mover and the fixed core and a magnetic flux φ passing through an attraction surface between the fixed core of the mover and a voltage Vinj between the terminals of the solenoid in one embodiment of the present invention. It is a figure. 本発明の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。The terminal voltage Vinj, the drive current, and the first-order differential value of the current in three fuel injection devices having different valve opening start timing and valve opening completion timing under the condition that the valve body in one embodiment of the present invention 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. 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。These are the figures 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. 本発明の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 of this invention does not reach | attain a target lift is small. 本発明の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 a certain fuel pressure condition in the first embodiment of the present invention, the injection amount of each cylinder, the valve closing completion timing Tb, the valve opening start timing Ta ′ and the fuel injection device inject the fuel. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between detection information (Tb−Ta ′) · Qst obtained from a flow rate per unit time Qst (hereinafter referred to as static flow). 本発明の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 individual | individual 1, individual | organism | solid 2, and the individual | organism | solid 3 of the fuel-injection apparatus of each cylinder in 1st Example of this invention, and the injection pulse width Ti. 本発明の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の変位量と時間の関係を示した図である。In the first embodiment of the present invention, the injection pulse width Ti, the drive current, the inter-terminal voltage V inj , the second-order differential value of the voltage V L1 , the current, that is, the voltage VL2 in the condition of dividing the injection performed during one intake / exhaust stroke It is the figure which showed the relationship between 2nd-order differential value and the displacement amount of a valve body, and time. 本発明の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 a section of a drive part in the valve closing state where the valve element of the fuel injection device in the 2nd example of the present invention is contacting the valve seat. 本発明の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 2nd Example of this invention. 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. 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。FIG. 6 is an enlarged view of a cross section of a drive unit at the moment when a valve body of a fuel injection device according to a second embodiment of the present invention starts to close from a valve open state and contacts a valve seat 118; 本発明の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 the 2nd Example of this invention. 本発明の第二実施例における図２３の駆動装置のアナログ微分回路の周波数ゲイン特性を示した図である。It is the figure which showed the frequency gain characteristic of the analog differentiation circuit of the drive device of FIG. 23 in 2nd Example of this invention. 本発明の第二実施例におけるソレノイドに流れる電流の変化を検出するための電圧ＶL3、電圧ＶL3の１階微分値、電圧ＶL3の２階微分値、第二の弁体および第二の可動子の変位量と時間の関係を示した図である。Voltage V L3 for detecting a change in the current flowing through the solenoid of the second embodiment of the present invention, first order differential value of the voltage V L3, 2-order differential value of the voltage V L3, the second valve body and a second It is the figure which showed the relationship between the displacement amount of a needle | mover, and time. 本発明の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。In the second embodiment of the present invention, the amount of displacement of the second valve body and the second mover when closing from the maximum lift in the intermediate lift state and the terminal for detecting the voltage VL and the ground potential It is the figure which showed the relationship between voltage VL4 which is an electrical potential difference, the 2nd-order differential value of voltage VL4, and the time after injection pulse OFF. 本発明の第三実施例の手法によって燃料噴射装置または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または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 or the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment of the present invention, Terminal voltage V inj of the fuel injection device, drive current, magnetic attractive force acting on the mover or the second mover, valve body drive force acting on the valve body or the second valve body, valve body or second It is the figure which showed the relationship between the displacement amount of a valve body, the displacement amount of a needle | mover or a 2nd needle | mover, and time. 本発明の第三実施例の手法によって燃料噴射装置８または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。When the fuel injection device 8 or the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment of the present invention, the minimum injection amount is performed while the valve body or the second valve body reaches the target lift. Voltage V inj between the terminals in the operating state, drive current, magnetic attraction acting on the valve mover or the second mover, valve drive force acting on the valve body or the second valve body, valve body or second It is the figure which showed the amount of displacement of this valve body, the amount of displacement of a needle | mover or a 2nd needle | mover, and the relationship of time. 本発明の第三実施例の手法によって燃料噴射装置または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 or the fuel injection device is driven by the method of the third embodiment of the present invention, the voltage V inj between the terminals, the drive current, the mover or the second mover when operating with the intermediate lift The relationship between the magnetic attraction force acting, the valve body driving force acting on the valve body or the second valve body, the displacement amount of the valve body or the second valve body, the displacement amount of the mover or the second mover and time FIG. 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. 本発明の第三実施例の図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 of this invention. 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. 本発明の第四実施例における弁体もしくは第二の弁体が目標リフトに到達しない中間リフトの場合の弁体もしくは第二の弁体のリフトと、弁体もしくは第二の弁体に作用する力の関係を示した図である。Acting on the valve body or the second valve body and the lift of the valve body or the second valve body in the case of an intermediate lift in which the valve body or the second valve body in the fourth embodiment of the present invention does not reach the target lift It is the figure which showed the relationship of force. 本発明の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 quantity after adjusting the injection period in the minimum injection quantity in 4th Example of this invention. 本発明の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 and injection quantity after adjusting the injection period in the minimum injection quantity in 4th Example of this invention. 本発明の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 of this invention. 本発明の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 of this invention. 本発明の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 difference between the solenoid terminal voltage when using the fuel injection device of the sixth embodiment of the present invention, the drive current supplied to the solenoid, the current value when the valve element does not open, and the current value of each individual It is the figure which showed the relationship between valve displacement and the time after injection pulse ON. 電流一階微分を用いた開弁開始タイミング検知方法の説明図である。It is explanatory drawing of the valve-opening start timing detection method using the electric current first derivative. 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.

本発明は、弁体を駆動して開弁状態と閉弁状態とを切替える燃料噴射装置と燃料噴射装置のソレノイド(コイル)に駆動電流を供給する駆動装置とで構成される燃料噴射システムであって、燃料噴射装置の駆動装置は、燃料噴射装置に対する第１の電圧源と第１の電圧源よりも高い電圧を生じる第２の電圧源と、前記第１の電圧源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と、前記第２の電圧源から燃料噴射のソレノイドへ通電・非通電を制御する第２のスイッチ素子と、ソレノイドの設地電位(GND)側端子と燃料噴射装置の設地電位との間で、通電・非通電を制御する第３のスイッチ素子と、前記燃料噴射装置の設地電位側端子と、前記第２のスイッチ素子の第２の電圧源側端子との間に、燃料噴射装置の設地電位側端子から第２の電圧源側端子に向けて配置されるダイオードと、前記第１のスイッチ素子と前記第１の電圧源との間もしくは、前記第３のスイッチ素子と接地電位との間のどちらか一方、または両方に電流を検出するためのシャント抵抗と、を備え、また、前記燃料噴射装置は、弁座と接することによって燃料通路を閉じ、弁座から離れることによって燃料通路を開く弁体と、前記ソレノイドと固定コア、ノズルホルダ、ハウジング、可動子によって構成される磁気回路を有し、前記ソレノイドに電流が供給されると前記可動子に磁気吸引力が作用して、空走動作を行った後に前記弁体に衝突して前記弁体を開弁させる第一の可動子と、第一の可動子と連動して動く第二の可動子とを備え、前記弁体が前記弁座と接触している閉弁状態では、前記弁体の上部端面が、第二の可動子と接触し、また、前記第二の可動子の外径に設けられたつば部が前記第一の可動子と接触しており、前記第一の可動子が空走動作をする時には、前記第一の可動子と前記第二の可動子が供動して開弁方向に動く。   The present invention is a fuel injection system including a fuel injection device that drives a valve body to switch between a valve open state and a valve closed state, and a drive device that supplies a drive current to a solenoid (coil) of the fuel injection device. The drive device for the fuel injection device includes a first voltage source for the fuel injection device, a second voltage source for generating a voltage higher than the first voltage source, and a solenoid for the fuel injection device from the first voltage source. A first switch element for controlling energization / non-energization to the power source, a second switch element for controlling energization / non-energization from the second voltage source to the fuel injection solenoid, and a ground potential (GND) A third switch element for controlling energization / non-energization between the side terminal and the ground potential of the fuel injection device; a ground potential side terminal of the fuel injection device; and a second switch element of the second switch element. The fuel injection device is installed between the A diode arranged from the ground potential side terminal toward the second voltage source side terminal, and between the first switch element and the first voltage source or between the third switch element and the ground potential The fuel injector closes the fuel passage by contacting the valve seat and leaves the fuel passage by moving away from the valve seat. A magnetic circuit comprising a valve body to be opened, the solenoid, a fixed core, a nozzle holder, a housing, and a mover. When a current is supplied to the solenoid, a magnetic attraction force acts on the mover to A first movable element that collides with the valve body after performing a running operation and opens the valve body; and a second movable element that moves in conjunction with the first movable element. Closed valve in contact with the valve seat Then, the upper end surface of the valve body is in contact with the second mover, and the collar portion provided on the outer diameter of the second mover is in contact with the first mover, When the first mover performs idle running, the first mover and the second mover are moved to move in the valve opening direction.

また、前記駆動装置は、前記弁体が閉弁している状態から、前記第２の電圧源からソレノイドへの電流供給を行うために、前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子を通電にし、電流が予め駆動装置に与えておく設定値もしくは、噴射パルスを印加してから所定の時間経過後に、前記第２のスイッチ素子を非通電、第３のスイッチ素子を非通電にして、電流を減衰させ、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチを通電にしている期間中に、前記第一の可動子を前記弁体に衝突させて開弁させる。前記弁体が閉弁している状態では、前記第一の可動子の上流側の圧力と下流側の圧力が同等であるため、前記第一の可動子は上流側と下流側の差圧によって生じる流体力を受けず、第２の電圧源の印加により前記ソレノイドに供給される電流により発生する磁気吸引力によって、前記弁体に衝突するまで高速で移動することができる。その後、前記第一の可動子が前記弁体に衝突することで、前記可動子の運動エネルギーによる衝突する際の力積を利用して弁体は急峻に開弁動作を行う。このとき、前記弁体が閉弁している状態では、前記弁体には、燃料圧力による差圧力が働いている。差圧力は、弁体の先端部の圧力と、前記弁体の上流部の圧力との差圧と、受圧面積である弁体と弁座のシート部面積を乗じた値となる。可動子が、弁体に衝突する瞬間に、弁体に作用している差圧力により、前記第一の可動子と前記第二の可動子が受ける力が変化する。また、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子を通電にしている期間中において、前記第一の可動子が変位して前記第一の可動子および前記第二の可動子と前記固定コアの間の磁気ギャップが変化すると、誘導起電力が発生するため、電流値は減少もしくは、緩やかに増加していくが、前記第一の可動子が前記弁体に衝突した瞬間に、可動子の加速度が変化し、電流の傾きに変化が生じる。また、可動子が開弁動作中の誘導起電力の大きさは、前記燃料噴射装置の磁気回路の設定値や前記第一の可動子の速度、前記ソレノイドに供給する電流によって大きく変化するため、前記第一の可動子と前記固定コア間の磁気ギャップの縮小に伴って電流が必ずしも減少しない場合がある。この場合、駆動装置から出力される噴射パルス幅が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時間を検出することで、誘導起電力の大きさに関わらず、電流微分値の傾きが変化する時間として前記第一の可動子が前記弁体に衝突する開弁開始タイミングを検知きる。また、検知した開弁開始タイミングを駆動装置に記憶させる。燃料噴射装置に供給される燃料の圧力が変化しても、前記可動子が受ける力は変化しないため、開弁開始タイミングも燃料の圧力変化の影響を受けない。   In addition, the drive device includes the second switch element and the third switch element in order to supply current from the second voltage source to the solenoid from a state in which the valve body is closed. Set the current to be applied to the drive device in advance, or after a predetermined time has elapsed since the injection pulse was applied, turn off the second switch element and turn off the third switch element, The current is attenuated, and then the first movable element is caused to collide with the valve body to open the valve during the period in which the first switch element and the third switch are energized. In the state in which the valve body is closed, the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the first mover are equal, so the first mover is caused by the differential pressure between the upstream side and the downstream side. It can move at high speed until it collides with the valve body by the magnetic attractive force generated by the current supplied to the solenoid by applying the second voltage source without receiving the generated fluid force. Thereafter, when the first movable element collides with the valve body, the valve body sharply opens using the impulse at the time of collision due to the kinetic energy of the movable element. At this time, in a state where the valve body is closed, a differential pressure due to fuel pressure is acting on the valve body. The differential pressure is a value obtained by multiplying the pressure difference between the pressure at the tip of the valve element and the pressure at the upstream part of the valve element by the seat area of the valve element and the valve seat, which is the pressure receiving area. At the moment when the mover collides with the valve body, the force received by the first mover and the second mover changes due to the differential pressure acting on the valve body. Further, during the period in which the first switch element and the third switch element are energized, the first mover is displaced and the first mover and the second mover are fixed to the fixed element. When the magnetic gap between the cores changes, an induced electromotive force is generated, so that the current value decreases or gradually increases. At the moment when the first mover collides with the valve body, the mover The acceleration of the current changes, and the current slope changes. In addition, since the magnitude of the induced electromotive force during the valve opening operation of the mover varies greatly depending on the set value of the magnetic circuit of the fuel injection device, the speed of the first mover, and the current supplied to the solenoid, In some cases, the current does not necessarily decrease as the magnetic gap between the first mover and the fixed core decreases. In this case, the current is detected regardless of the magnitude of the induced electromotive force by detecting the time from when the injection pulse width output from the driving device is turned ON until the second-order differential value of the current reaches the maximum value. The valve opening start timing at which the first movable element collides with the valve body can be detected as the time when the gradient of the differential value changes. Further, the detected valve opening start timing is stored in the driving device. Even if the pressure of the fuel supplied to the fuel injection device changes, the force received by the mover does not change, so that the valve opening start timing is not affected by the change in the fuel pressure.

また、これまで弁体を介して可動子が受けていた閉弁方向の力がなくなることで可動子の加速度が変化するタイミングすなわち、可動子に働く力の向きが反転するタイミングをソレノイドの両端電圧もしくは、ソレノイドの接地電位側の端子と接地電位との電位差を駆動装置で検出することで、駆動装置で検出した電圧値を２階微分することで、電圧の２階微分値が最大となるタイミングを閉弁完了タイミングとして検知し、噴射パルスを停止してから電圧の２階微分値が最大なるまでの閉弁遅れ時間を駆動装置に記憶させる。   In addition, the timing at which the acceleration of the mover changes due to the absence of the force in the valve closing direction that has been received by the mover through the valve body until now, that is, the timing at which the direction of the force acting on the mover is reversed is the voltage across the solenoid. Alternatively, the voltage difference between the terminal on the ground potential side of the solenoid and the ground potential is detected by the driving device, and the voltage value detected by the driving device is second-order differentiated so that the second-order differential value of the voltage becomes maximum. Is detected as the valve closing completion timing, and the valve closing delay time from when the injection pulse is stopped until the second-order differential value of the voltage becomes maximum is stored in the driving device.

また、前記弁体が開弁状態からソレノイドへの電流供給を停止し、前記第一の可動子と前記第二の可動子に作用している磁気吸引力が、前記弁体に働く燃料圧力による力と第二の可動子に作用しているスプリングによる荷重の和となる閉弁方向の力を下回ると、前記弁体、前記第一の可動子および前記第二の可動子が閉弁動作を行い、前記弁体が弁座に到達する閉弁完了タイミングの瞬間に、前記第一の可動子が前記第二の可動子と前記弁体から離間し、これまで前記弁体と前記第二の可動子を介して前記第一の可動子が受けていた閉弁方向の力がなくなり、第二の可動子を開弁方向に付勢するゼロ位置ばねの荷重を受けて、前記第一の可動子の加速度が変化するタイミングすなわち、前記第一の可動子に働く力の向きが反転するタイミングをソレノイドの接地電位側の端子と接地電位との電位差のＶＬ電圧、もしくは前記ＶＬ電圧を２つの抵抗器を用いて分圧したＶＬ１電圧を駆動装置で検出し、検出した電圧値を２階微分することで、電圧の２階微分値が最小となるタイミングを閉弁完了タイミングとして検知し、噴射パルスを停止してから電圧の２階微分値が最小なるまでの閉弁遅れ時間を駆動装置に記憶させる。駆動装置に記憶させた、開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングもしくは閉弁遅れ時間の情報から予め駆動装置に与えておいた開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングもしくは閉弁遅れ時間の中央値からの乖離値を各気筒で算出し、予め駆動装置に与えておく前記弁体が目標リフトに位置するときの各燃料圧力での単位時間当たりの静的流量を乗じて各気筒の噴射量を推定し、次回噴射以降の噴射パルス幅を補正することで各気筒の噴射量ばらつきを低減する。   In addition, the current supply to the solenoid is stopped when the valve element is in the open state, and the magnetic attractive force acting on the first movable element and the second movable element depends on the fuel pressure acting on the valve element. When the force in the valve closing direction, which is the sum of the force and the load by the spring acting on the second mover, falls below the valve body, the first mover, and the second mover perform the valve closing operation. The first movable element is separated from the second movable element and the valve body at the moment of the valve closing completion timing when the valve body reaches the valve seat, and the valve body and the second The force in the valve closing direction received by the first mover via the mover disappears, and the first movable member receives the load of the zero position spring that biases the second mover in the valve opening direction. Timing at which the acceleration of the child changes, that is, timing at which the direction of the force acting on the first mover is reversed The drive device detects the VL voltage of the potential difference between the terminal on the ground potential side of the solenoid and the ground potential, or the VL1 voltage obtained by dividing the VL voltage using two resistors, and the detected voltage value is second-order differentiated. Thus, the timing at which the second derivative of the voltage is minimized is detected as the valve closing completion timing, and the valve closing delay time from when the injection pulse is stopped until the second derivative of the voltage is minimized is stored in the driving device. Let From the median value of the valve opening start timing and the valve closing completion timing or the valve closing delay time previously given to the driving device from the information of the valve opening start timing and the valve closing completion timing or the valve closing delay time stored in the driving device. Is calculated for each cylinder, and the injection amount of each cylinder is estimated by multiplying the static flow rate per unit time at each fuel pressure when the valve body is provided in advance to the drive device at the target lift. Then, the injection amount variation of each cylinder is reduced by correcting the injection pulse width after the next injection.

また、噴射パルスを印加してから電流が目標値に到達し、その後、第二の電圧源から負の方向の電圧を供給することで、電流を急速に低下させ、可動子に働く磁気吸引力を小さくすることで、弁体が目標リフトに到達する前に、弁体を急減速させ、減速による開弁遅れ時間の増加を最小限に抑制しつつ、目標リフト到達後の弁体バウンドを低減でるため、噴射量特性に生じる非線形性を改善することができ、噴射量の微小な制御が可能となる。また、可動子と固定コアが衝突することによって生じる弁体が目標リフトに到達した後の弁体のバウンド量は、燃料噴射装置の寸法公差の変動よって燃料噴射装置ごとに異なり、噴射量に生じる非線形性も個体ごとに異なる。噴射パルスを供給してから弁体が開弁開始するタイミングと目標リフトに到達する開弁完了タイミングが早い個体と遅い個体に対して同一の電流波形を与えた場合、開弁完了タイミングが早い個体では、電流を急速に低下させることによる弁体の減速が間に合わず、可動子が固定コアに早い速度で衝突し、目標リフトへ到達後の弁体バウンドが大きくなる。したがって、各気筒の燃料噴射装置で検知した開弁遅れ時間に基づいて、第２の電圧源の印加を停止し、燃料噴射装置のソレノイドの両端に負の方向の電圧を供給して電流を急速に遮断させるタイミングを補正することで、各気筒の燃料噴射装置で適切な電流波形を供給することができ、目標リフト到達後の弁体バウンドを抑制できるため、噴射量特性の非線形性を改善することができる。   In addition, the current reaches the target value after the injection pulse is applied, and then the negative voltage is supplied from the second voltage source, so that the current is rapidly reduced and the magnetic attractive force acting on the mover By reducing the valve body, the valve body is rapidly decelerated before it reaches the target lift, and the increase in the valve opening delay time due to deceleration is minimized while reducing the valve body bounce after reaching the target lift. Therefore, non-linearity generated in the injection amount characteristic can be improved, and minute control of the injection amount becomes possible. Further, the amount of bounce of the valve body after the valve body generated by the collision of the mover and the fixed core reaches the target lift differs depending on the fuel injection device due to the variation in the dimensional tolerance of the fuel injection device, and is generated in the injection amount. Non-linearity also varies from individual to individual. When the same current waveform is given to an individual with early and late timing for opening the valve body after reaching the target lift after supplying the injection pulse, an individual with early opening timing. Then, the deceleration of the valve body due to a rapid decrease in current is not in time, and the mover collides with the fixed core at a high speed, and the valve body bounce after reaching the target lift increases. Therefore, based on the valve opening delay time detected by the fuel injection device of each cylinder, the application of the second voltage source is stopped and the voltage in the negative direction is supplied to both ends of the solenoid of the fuel injection device to rapidly increase the current. By correcting the timing at which the cylinder is shut off, the fuel injection device of each cylinder can supply an appropriate current waveform, and the valve body bounce after reaching the target lift can be suppressed, thus improving the nonlinearity of the injection amount characteristic. be able to.

具体的には、以下のように構成すると良い。   Specifically, the following configuration is preferable.

弁体を駆動して開弁状態と閉弁状態とを切替える燃料噴射装置と、前記ソレノイドへ駆動電流を供給する駆動装置で構成される燃料噴射システムであって、ソレノイドに電流を供給し、前記第一の可動子が前記弁体に衝突することによる前記第一の加速度の変化を前記ソレノイドに流れる駆動電流の2階微分値の最大値として駆動装置で検知し、前記弁体が開弁状態から指令噴射パルスを停止して後に、前記弁体と前記弁座が接触し、第一の可動子が前記弁体と前記第二の可動子から離間して、前記第二の可動子が前記弁体と接触して静止することによる前記第一の可動子および前記第二の可動子が受ける作用力の変化を加速度の変化として前記ＶＬ電圧もしくは、前記ＶＬ１電圧の2階微分値の最小値もしくは最大値で検知して、駆動装置に記憶させる。   A fuel injection system including a fuel injection device that drives a valve body to switch between a valve open state and a valve closed state, and a drive device that supplies a drive current to the solenoid, the current being supplied to the solenoid, The change in the first acceleration due to the first mover colliding with the valve body is detected by the drive device as the maximum value of the second-order differential value of the drive current flowing through the solenoid, and the valve body is in the valve open state. After the command injection pulse is stopped, the valve body and the valve seat come into contact, the first movable element is separated from the valve body and the second movable element, and the second movable element is The minimum value of the second-order differential value of the VL voltage or the VL1 voltage with the change in the acting force received by the first and second movers caused by contact with the valve body as a change in acceleration. Alternatively, the maximum value is detected and the drive device To 憶.

また、記憶させた各気筒の開弁開始タイミングの情報を使用し、開弁開始タイミングが各気筒で一致するように前記ソレノイドに駆動電流を供給するタイミングを変化させて、燃料噴射のタイミングを各気筒ごとに一致させることで、混合気の気筒ごとの変化を抑制し、ピストンとエンジンシリンダ壁面への燃料付着を抑制し、混合気の均質度を向上させることで、モード走行時の未燃焼粒子（ＰＭ：Particulate Matter）の総量とその個数である未燃焼粒子数（ＰＮ：Particulate Number）の低減が可能となり、また、混合気の均質度の状態を各気筒ごとに一致させることができるため、燃焼効率の向上ができ、燃費を向上させることができる。   Further, using the stored information on the valve opening start timing of each cylinder, the timing for supplying the drive current to the solenoid is changed so that the valve opening start timing is the same for each cylinder, and the timing of fuel injection is changed. By matching each cylinder, the change of the air-fuel mixture for each cylinder is suppressed, fuel adhesion to the piston and engine cylinder wall surface is suppressed, and the homogeneity of the air-fuel mixture is improved, so that unburned particles during mode running (PM: Particulate Matter) The total amount and the number of unburned particles (PN: Particulate Number) can be reduced, and the homogeneity state of the mixture can be matched for each cylinder. Combustion efficiency can be improved and fuel consumption can be improved.

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 in accordance with 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. In addition, the needle | mover 102a and the needle | mover 102b may be comprised as an integral component. 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, a gap 201 is provided 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、ハウシング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 there is a gap 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 is externally provided. 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による荷重を越えるタイミングで、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 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. 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 be displaced 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の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１０２は、開弁状態で静止する。開弁状態では、弁体１０２と弁座１０１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 102 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 102 and the valve seat 101, 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、前記弁体が弁座１１８と接触している閉弁状態において、前記可動子１０２ｂは、前記可動子１０２ｂの外径に設けられたつば部２１１で前記可動子１０２aと接触しており、前記可動子１０２ｂは、接触面２１０で前記弁体１１４の上部端面と接触している。 前記可動子１０２aが初期位置から開弁動作する際には、可動子１０２ｂも供動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 has an outer diameter of the movable element 102b when the valve body is in contact with the valve seat 118. The movable part 102 a is in contact with the movable element 102 a at a flange portion 211, 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 is also operated 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１０７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力を低減できるため、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 107, or the fixed core 107 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 force generated 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. This has the effect of reducing the valve closing delay time until the body 114 closes. 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 the present embodiment, the valve body 114 and the movable element 102 are the moment when the movable element 102 collides with the fixed core 107 when the valve is opened and the moment when the valve body 114 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 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に定められたピーク電流値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 I peak determined in advance by 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達するタイミングt32で可動子１０２が弁体１１４に衝突し、その衝撃を利用して弁体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 I peak is reached, the movable element 102 starts to be displaced at timing t 31 , and the movable element 102 collides with the valve body 114 at timing t 32 when the displacement reaches the gap 201. Then, using the impact, the displacement of the valve body 114 increases sharply, and then the valve body 114 reaches the target lift position 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１１７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Ｔｉと燃料噴射量との関係について説明する。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３２０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、噴射パルス幅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) becomes a component of the magnetic circuit to generate a magnetic attractive force, and the valve seat 117 is opened and closed. 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 valve closed position. 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. The mass of the movable element 102b is preferably 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 Ti 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 when 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 320. 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. The injection pulse width of the point 403, bound amount of the movable element 102 after the target lift reached starts closing at time t 343 to the 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 bound bound and the valve body 114 of the movable element 102 starts closing timing t 35 immediately after convergence, the conditions injection pulse width Ti is greater than the point 404, the injection pulse width Ti As the valve opening delay time increases substantially 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。 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での弁体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、駆動電流、弁体１１４の変位量、可動子変位量の関係と時間の関係を示した図である。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ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１２０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、本発明の一実施例における可動子１０２と固定コア１０７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およびソレノイド１０５の端子間電圧Ｖinjの対応関係を示した図である。図１３は、本発明の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。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）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。 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. In addition, since the behavior of the valve body 114 varies 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. Therefore, the bounce of the valve body 114 varies for each individual fuel injection device, and the individual variation of the injection amount increases. 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 between the displacement amount of the valve body 114 due to individual variations in 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 between the injection pulse width output from the drive device, the drive current, the displacement amount of the valve body 114, the mover displacement amount, and the 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 ECU (engine control unit) 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 the 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. FIG. 12 shows the displacement (referred to as gap x) between the mover 102 and the fixed core 107 and the magnetic flux φ passing through the attraction surface between the fixed core 107 of the mover 102 and the solenoid 105 in one embodiment of the present invention. It is the figure which showed the correspondence of the voltage between terminals Vinj . FIG. 13 is a graph showing the relationship between the terminal voltage V inj , the drive current, and the current in three fuel injection devices having different valve opening start timings and valve opening completion timings under the condition that the valve body in one embodiment of the present invention reaches the target lift. It is the figure which showed the relationship between the 1st-order differential value, the 2nd-order differential value of 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 injection device 840 when the injection pulse width Ti is changed under a certain fuel pressure condition. 5 is a graph showing the relationship between detection information (Tb−Ta ′) · Qst obtained from the flow rate Qst (hereinafter referred to as 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, inter-terminal voltage V inj , second-order differential value of voltage V L1 , second-order differential value of current, that is, voltage VL2 under the condition of dividing injection performed during one intake / exhaust stroke. 3 is a graph showing the relationship between the amount of displacement of the valve 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口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。 First, 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 with reference to FIGS. 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 inlet. In some cases, 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 an individual Q u having a large injection amount and an injection amount with respect to an individual Q c in which the injection amount becomes 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 with small.

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が閉弁を開始しするため、2点鎖線６０３に示すような軌跡となり、閉弁遅れ時間は、1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t51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、ｔ53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、６０５、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 of the individual Q c and the displacement amount of the valve body 114 under the condition of the injection pulse width t 51 having a certain injection amount is used. Will be described. 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 to close at the timing when the bound of the movable element becomes maximum. Thus, the locus is as shown by a two-dot chain line 603, and the valve closing delay time is smaller than the condition of the one-dot chain line 602. As a result, the injection amount at the point 503 is smaller than the point 502. In addition, 606, 605, and 604 indicate the amount of displacement of the valve body 114 at the points 532, 501, and 531 of each of Q u , Q c , and Q l at the injection pulse width Ti of t 51 in the figure. When the injection pulse width 601 at the timing t 51 is input to the drive circuit, the timing at which the mover 102 collides with the valve body 114 after turning on the injection pulse 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 t 61 , t 62 , and t 53 . If given an injection pulse width of the same in each cylinder, the valve opening start timing is early individuals 604, the displacement amount of the valve body 114 at the timing t 64 to turn 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. opening direction of force by force, the valve body 114 at a timing t 67 falls below the valve closing force begins closing. As shown by the displacements 604, 605, 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 is started. 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。図７は、駆動装置から出力される噴射パルス幅、駆動電流、弁体１１４の変位量、可動子変位量の関係と時間の関係を示した図である。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する。   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. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the injection pulse width output from the drive device, the drive current, the displacement amount of the valve body 114, the mover displacement amount and the time. In the valve body displacement amount in FIG. 7, individuals having the same valve opening start timing but different valve closing completion timing are described.

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、各個体ごとに変化し、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, as shown in individual 1, individual 2, and individual 3 of the valve body displacement amount, even when the valve opening start timing t73 is the same due to individual variations of the fuel injection device, The differential pressure acting on the body 114, the load by the set spring 110, and the individual change, and the maximum displacement amount of the valve body 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 This is delayed as t 76 compared to t 75 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 timing for completing the valve closing becomes earlier as t 74 than t 75 of the individual 2. 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従来の燃料噴射装置では、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、噴射燃料の粒子径が大きい粗大粒径が発生し易くなる。本発明による第１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)やその数(ＰＮ)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 conventional 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 attractive force that is a force in the valve opening direction acting on the movable element, and the spring 110. The valve body 114 starts to open at timing t 77 in a state where the difference between the load due to the valve body 114 and 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. In addition, the displacement amount of the valve body 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 a coarse particle size with a large particle size of the injected fuel tends to be generated. According to the fuel injection device in the first embodiment of the present invention, when the movable element 102 collides with the valve body 114 and the valve body 114 starts to open, the region where the displacement amount of the valve body 114 is small is reduced. Therefore, the particle diameter of the fuel to be injected can be reduced, and a coarse particle diameter is hardly generated. As a result, mixing of the injected fuel and air is facilitated, and since the coarse particle size is small, the homogeneity of the air-fuel mixture at the ignition timing is improved, and the adhesion of fuel to the piston and cylinder wall surfaces is suppressed. By doing so, it is possible to improve the 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、本発明の第一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である弁体１１４の動作を各気筒の燃料噴射装置ごとに駆動装置で検知方法について説明する。図８は燃料噴射装置を駆動するための駆動装置の構成を示した図である。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ーや、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、前述で説明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。   Next, with reference to FIGS. 8, 9, and 10, the configuration of the fuel injection device drive unit and the operation of the valve body 114, which is a cause of individual variation in the injection amount, in each cylinder according to the first embodiment of the present invention are described. A detection method using a drive device for each fuel injection device will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a drive device for driving the fuel injection device. 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. In order to control the injection amount to be injected from the fuel injection device in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine, taking in the signals indicating the state of the engine such as an oxygen sensor and a crank angle sensor for detecting the engine from the various sensors described above The injection 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、設置電位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、設置電位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ら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. In addition, 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 installation 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 a current flows from the battery voltage source in the direction of the solenoid 105 and the installation potential 815, and the switch element 808 is energized. During this period, no current flows from the ground potential 815 to 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)側にそれぞれ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８５０、８５１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, and the drive current generated by the drive IC 802 can be switched depending on the pressure of fuel supplied to the fuel injection device 840 and the operation 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 850 and 851 for protecting the input voltage and output voltage signals from surge voltage and noise are provided on the Hi side (voltage side) and ground potential (GND) side of the fuel injection device 840, 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８０８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の下流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、設地電位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の設地電位(ＧＮＤ)側端子と接地電位との間の電圧ＶＬ電圧を分圧しすることができる。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 808 between the switching element 806 and the resistor 808 and the CPU 801 or the IC 802. . An operational amplifier 820, resistors R81, R82, and a capacitor C81 are provided between a terminal 881 between the resistor 852 and the resistor 853 provided downstream of the fuel injection device 840, and the CPU 801 or IC 802. An active low-pass filter 860 is provided. Further, the CPU 801 or the IC 802 is provided with a terminal 871 connected to the ground potential 815, and 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. Thus, 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. it can. As a result, the detected voltage can be set to V L1, 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. In addition, it is possible to detect the time of the voltage generated in the inter-terminal voltage V inj and the voltage V L.

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は、本発明の一実施例における寸法公差の変動等の影響によって弁体１１４の開弁開始タイミングと閉弁完了タイミングが異なる３つの燃料噴射装置８４０の噴射パルス幅Ｔｉ出力後のソレノイド１０５の端子間電圧Ｖinj、ソレノイド１０５に供給される電流、電流微分値、電流2階微分値、弁体１１４の変位量、可動子１０２の変位量と噴射パルスＯＮ後の時間との関係を示した図である。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 the solenoid 105 after the output of the injection pulse width Ti of the three fuel injection devices 840 having different valve opening start timings and valve closing completion timings due to the influence of dimensional tolerance variation or the like in one embodiment of the present invention. Shows the relationship between the terminal voltage V inj , the current supplied to the solenoid 105, the current differential value, the current second-order differential value, the displacement amount of the valve body 114, the displacement amount of the mover 102 and the time after the injection pulse is turned on. It is a figure. 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が燃料噴射装置８４０のソレノイド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。
本発明の燃料噴射装置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で検出することで、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
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、電流微分値がある閾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。 From FIG. 9, the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105 of the fuel injection device 840 until the current supplied to the solenoid 105 reaches the peak current I peak . 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 t 91 , t 92 and t 93 when the movable element 102 of each individual of the fuel injection device 840 contacts the valve body 114, and fuel is injected from the injection hole 119. Before the valve body 114 starts to open, if the peak current I peak or the boost voltage application time Tp and the voltage cutoff period T2 are adjusted so that the timing t 91 when a constant voltage is supplied from the battery voltage source is reached. Good.
In the fuel injection device 840 of the present invention, since the movable element 102 collides with the valve body 114 after the idle running operation, the force due to the fuel pressure that has been acting only on the valve body 114 so far is transmitted through the valve body 114. Since it acts on the needle | mover 102, the acceleration of the needle | mover 102 changes a lot with the valve-opening start timing of the valve body 114. FIG. 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 timing at which the second-order differential value of the current reaches the maximum value is detected by the ECU, thereby starting valve opening for each fuel injection device 840 of each cylinder. Timing can be detected. Further, in a section from the timing t 91 after the predetermined voltage is supplied from the battery voltage source to the valve opening start timing of the valve body 114, by not performing the switching of energization and non-energization of switching devices 805, 806, 807 The effect of facilitating detection of a change in acceleration caused by the collision of the movable element 102 with the valve body 114 is obtained by eliminating the electrical change in the drive current and reducing the time change in the current. The detection accuracy of the start timing can be improved. Here, in order to detect the time change of the current flowing through the solenoid 105 by the driving device, a terminal y81 for measuring the voltage V L2 may be provided in the CPU 801. Since the resistance value of the resistor 808 is known, it flows to the solenoid 105 by detecting the voltage V L2 from the relationship of Ohm's law V = R · I (the voltage V is the product of the resistance R and the current I). Current can be detected. Further, according to the method of detecting the timing at which the second-order differential value of the current becomes maximum even when the resistance value of the resistor 808 varies due to individual variation or resistance temperature change, the second-order voltage V L2 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 V L2 is connected to the A / D conversion port of the CPU 801 via the active low-pass filter 861. A digital signal obtained by A / D converting the voltage V L2 is detected by the CPU 801 using a digital differential process or a digital filter process to detect the time when the second-order differential value of the current reaches the maximum value, thereby determining the valve opening start timing of the valve element 114 Can be detected. Moreover, it is good to memorize | store in a drive device as valve opening start delay time until it reaches valve opening start timing after an injection pulse turns ON. In addition, in the valve opening start timing, when the current that has been decreasing until then starts increasing, the valve opening start timing can be detected as the timing at which the current differential value exceeds a certain threshold. However, due to the configuration of the fuel injection device 840 and the drive device, even if the current does not change from decreasing to increasing 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 necessarily 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・非通電によって生じる電流に編曲点を電圧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 injection pulse is ON are detected by the driving device, the second-order differentiation of the voltage VL2 is applied to the current point generated by energization / non-energization of the current switching elements 805, 806, 807. There is a case of false detection as a value. In this case, by setting the acquisition period of the voltage V L2 to a period 903 in which the switching operation of the switching elements 805, 806, and 807 is not performed, the valve opening starts when the movable element 102 collides with the valve body 114. Timing can be detected accurately. 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の変動によって生じるピーク電流値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 deenergized is used as a trigger for starting time t98a, the peak current value I caused by 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 until reaching the peak fluctuates, it is possible to reliably acquire the period of the valve opening start timing, so that 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。可動子１０２aが弁体１１４に衝突し、弁体１１４が開弁開始することによる可動子１０２aの加速度の変化によって生じるソレノイド１０５の電流および電圧ＶL2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ＶL2測定するための端子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 V L2 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 performing differentiation processing. There is a possibility of misdetecting the timing of the maximum value after the second-order 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. Changes in the current of the solenoid 105 and the voltage V L2 caused by a change in acceleration of the mover 102a due to the impact of the mover 102a on the valve body 114 and the valve body 114 starting to open will cause noise superimposed on the voltage signal. The frequency is lower than that. Therefore, by passing the active low-pass filter 861 between the terminal 880 for measuring the voltage V L2 and the CPU 801, high-frequency noise generated in the current and the voltage V L2 can be reduced, and the valve opening start timing can be reduced. Detection 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ＣＰＵ６０１もしくは、IC６０２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。

Figure 0006294422
The cut-off frequency f c1 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. Further, the signal of the voltage V L1 may be directly input to the CPU 601 or the IC 602 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 the equation (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 lower than when an active low-pass filter and a primary low-pass filter are used.
Figure 0006294422

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、設地電位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。 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 at both ends of the resistor 813, the number of terminals for measuring the voltage increases and the necessary A / D conversion ports also increase compared to the voltage V L2 for measuring the potential difference from the ground potential 815. This leads to an increase in the cost of the driving device and increases the processing load on the CPU 801 or the IC 802 for A / D converting the voltage signal. In addition, at the voltage V L2 , the operation of energizing / de-energizing the switching element 831 is repeated at a high speed in order to accumulate charges in the capacitor 833 for restoring the voltage value of the boosted voltage VH that is the output of the booster circuit 814. When performing, a high-frequency noise component may be superimposed on the voltage across the resistor 813 that is a path on the power source side of the fuel injection device 840. By setting the current measurement point to the voltage V L2 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. the valve opening start timing can be accurately detected by using the maximum second-order differential value of V L2.

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。図１０は、駆動装置から出力される噴射パルス幅と、ソレノイド１０５に供給される駆動電流、駆動装置のスイッチング素子８０５、８０６、８０７の通電（ＯＮ）・非通電（ＯＦＦ）の動作タイミング、ソレノイド１０５の端子間電圧Ｖinj、弁体１１４の変位量、可動子１０２の変位量、可動子１０２の加速度と時間の関係を示した図である。 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. FIG. 10 shows the ejection pulse width output from the driving device, the driving current supplied to the solenoid 105, the operation timing of energization (ON) / non-energization (OFF) of the switching elements 805, 806, and 807 of the driving device, the solenoid FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the inter-terminal voltage V inj of 105, the displacement amount of the valve element 114, the displacement amount of the mover 102, the acceleration of the mover 102, and time.

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による荷重を越えるタイミング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、設地電位８１５へ向かう経路に、電流が流れられなくなるため、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の設地電位(ＧＮＤ)側端子の電圧が大きくなり、駆動装置の設地電位(GND)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、駆動装置８４０のソレノイド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 sum of the force of the spring 112 back to the magnetic attractive force acting on the movable element 102 is a valve opening direction of the force is started mover 102 to lift at the time t 102 exceeds the load applied by the spring 110 is a valve closing force To do. 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 shear resistance force is applied in the valve closing direction opposite to the movement direction. It acts on the mover 102. However, by securing the passage cross-sectional area between the movable element 102 and the nozzle holder 101, the shear resistance acting on the movable element 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 I peak that is previously applied to the ECU, the solenoid 105, the Since no current can flow in the path toward the ground potential 815, the back electromotive force due to the inductance of the fuel injection device 840 increases the voltage at the ground potential (GND) side terminal of the fuel injection device 840, and the drive device is installed. A ground potential (GND) 815, a 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 is fed back to the boosted voltage VH side of the booster circuit 814. The voltage across the solenoid 105 is applied with a boosted voltage VH in the negative direction, which is supplied to the solenoid 105. Has been that the drive current 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出ピーク電流Ｉpeakに達するまでの時間が変動すること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 the timing t103 to the switching elements 805 and 806 is not energized the driving current is set as the timing exceeding the peak current value I peak, changes in the resistance value due to the temperature change of the solenoid 105, the change of the voltage value of the boosted voltage VH Even in the case of occurrence of a problem, the energy required to open the valve body 114 is stably secured, and the time until the peak output current I peak is reached due to a change in environmental conditions varies. The change in the valve opening start timing caused by the above can be used as a component of translation, and the change 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 I peak is determined by the resistance value and accuracy of the resistors 808 and 813 used for current detection, the minimum value of the resolution of I peak that can be set by the driving device is restricted by the resistance of the driving device. . On the other hand, when the timing t103 at which the switching elements 805 and 806 are de-energized 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 drive device, and the CPU 801 Since it can be set according to the clock frequency, the time resolution can be reduced compared with the case where the peak current I peak is set, and the boost voltage application time Tp or the peak current value I peak can be set with higher accuracy. Since the stop timing can be corrected, it is possible to improve the correction accuracy of the injection amount of the fuel injection device of each cylinder.

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１０２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 I h1 of the drive current is set to a value higher than the current at the end of the voltage cutoff period T2 as 1004, so that the switching element 806 is reached until the target current is reached. Keeps 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, since the movable element 102 collides with the valve element 114, a differential pressure due to the fuel pressure acting on the valve element 114 acts on the movable element 102 via the valve element 114, so that the acceleration of the movable element 102 is large. Change. 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 V inj is small, and the boost voltage Since the battery voltage VB lower than VH is applied, the change in the current accompanying the application of the voltage becomes gentle. Therefore, the slight change in the induced electromotive force caused by the collision of the movable element 102 with the valve body 114 is represented by the drive current. This change can be detected by the driving device. Further, by rapidly reducing the current from the peak current value I peak and reducing the current value at the valve opening start timing of the valve body 114, the magnetic field generated inside the magnetic circuit is reduced, and the magnetic flux density is caused accordingly. Therefore, the magnetic flux density on the fixed core 107 side end face of the mover 102 is not easily saturated, and as a result, the mover 102 collides with the valve element 114 and the valve element 114 starts to open. It becomes easier to detect a change in acceleration of the child 102 as a change in current time, that is, a change in current gradient. The values of the peak current I Peak and the voltage cutoff period T2 are set 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. Thus, 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の設地電位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乃至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 anchor 102 collides with the valve body 114 are not changed, and does not change the valve opening start timing t 106 of the valve body 114. Thus, detection of the valve opening start timing t 106 of the valve body 114, when starting the engine, is detected in a certain operating condition of idling or the like, by storing the drive unit, the operating conditions of the fuel pressure and the like is changed Even in such a case, the detection information of each cylinder stored in the drive device can be used. Therefore, the driving device 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 A / D conversion port can be reduced, the processing load on the CPU 801 to 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、ブレークランプ)、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。したがい、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おく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, break lamps), and electric power steering. Further, the alternator is started in accordance with the voltage drop to charge the battery voltage source. Accordingly, 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 a certain voltage value set in the driving device is detected, and the valve opening is started. It may be configured to detect timing. 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、本発明の第１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数(PM: Particulate Matter)の総量とその数(PN: Particulate Number)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が増加され、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、時間または車載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各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 the first embodiment of the present invention has a lower material hardness than the austenitic metal, the mover 102 In some cases, plating is performed on the collision surface with the valve body 114 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, in order to improve the homogeneity of the mixture of fuel and air in order to reduce the total number of unburned particles (PM) including soot and the number (PN: Particulate Number), once The method of dividing the fuel injection during the intake / exhaust stroke into multiple times is effective, but the number of injections is increased by the amount of divided injection even when the traveling distance is the same as compared to the case of not performing divided injection. Therefore, wear deterioration of the collision surface 210 is likely to occur. 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 valve closed state is increased, 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 for each cylinder that re-detects the valve opening start timing every predetermined period and stores it in the drive device according to the number of times of driving of the fuel injection device 840, the time, or the value of the travel distance measuring device mounted on the vehicle. Even when the number of times of driving of the fuel injection device 840 is increased by performing divided injection by updating the information of the valve opening start timing of 840, the valve opening start timing is changed due to deterioration wear of the collision surface. Therefore, the injection amount can be controlled 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閾値値電圧を下回ると、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 set in advance in the CPU 801 or the IC 802, if the voltage value of the boosted voltage VH falls below the set threshold value 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 voltage V L2 or resistor 8 at the conditions of change of acceleration of the movable element 102 applies a boosted voltage VH due to open-starting of the valve body 114 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 V L2 for detecting the valve opening start timing of the valve element 114 or the voltage across the resistor 812, and the detection accuracy of the valve opening start timing is adversely affected.

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。 9 that by energizing the switching elements 805 and 806 after supplying the injection pulse width Ti, a boost voltage VH is applied to the solenoid 105, the application of negative boosted voltage VH after reaching the peak current value I peak After a certain period of time, the current value sharply falls like 901, a constant voltage that becomes the battery voltage VB is applied from the battery voltage source, and the valve body 114 is set to the target timing when the constant voltage is supplied from the battery voltage VB. The applied voltage may reach the lift.

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の設地電位(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の設地電位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、ＣＰＵ８０２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 movable element 102 are closed from the opened state, the voltage generated in the voltage VL which is a potential difference between the ground potential (GND) side terminal of the fuel injection device 840 and the ground potential 815 is obtained. 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 in order to detect the time change by the CPU 801 or the IC 802. 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. Since the voltage value of the withstand voltage necessary for the A / D conversion port of the CPU 801 can be reduced, the inter-terminal voltage V inj and the voltage V L can be obtained 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 occurring in the above can be detected by the voltage VL1 as the change in the induced electromotive force and detected as a digital signal by the IC 802 or the CPU 802. As a result, differentiation processing can be easily performed. At this time, the 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である噴射パルスを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。   Next, using FIG. 2, FIG. 8, FIG. 11, and FIG. 12, the explanation 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 together 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 as the factor is turned OFF to when the valve element 114 contacts the valve seat 118, will be described.

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１１４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。また、図１２は可動子１０２と固定コア１０７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およびソレノイド１０５の端子間電圧Ｖinjの対応関係を示した図である。ただし、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。 FIG. 11 is an enlarged view of the displacement of the valve bodies 114 and the voltage V L1 of the three individuals 1, 2, and 3 having different valve closing behaviors due to variations in the drive current supplied to the solenoid 105, dimensional tolerances of the fuel injection device 840, and It is the figure which showed the relationship of the 2nd-order differential value of voltage VL1 . FIG. 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 voltage V inj between the terminals of the solenoid 105. It is the figure which showed the correspondence. However, since the time change of the inter-terminal voltage V inj also occurs in the voltage V L and the voltage V L1 , the voltage change in FIG. 11 is equivalent to the time change of the voltage V L1 detected by the CPU 801. Further, the movable element 102b is in contact with the movable element 102a at the 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＝μＨ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、磁場の増加に伴って透磁率が増加し、ある磁場を越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-Ndφ/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。

Figure 0006294422
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 inside 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 the magnetic material is determined by the characteristics of the BH curve (magnetization curve) of the magnetic material due to the relationship of B = μH, and varies depending on the magnitude of the internal magnetic field of the magnetic circuit, but is generally low at a low magnetic field. The magnetic permeability increases, and the magnetic permeability increases as the magnetic field increases, and the magnetic permeability decreases at a point in time when the magnetic field exceeds a certain magnetic field. 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 windings of the solenoid 105 is N and the magnetic flux generated in the magnetic circuit is φ, the terminal voltage V inj of the fuel injection device is expressed by an induced electromotive force term −Ndφ / dt as shown in Equation (2). And the sum of the product of the resistance component R of the solenoid 105 caused by Ohm's law and the current i flowing through the solenoid 105.
Figure 0006294422

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の閉弁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。   When the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118, the mover 102a is separated from the mover 102b and the valve body 114. 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 is closed is changed 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。

Figure 0006294422
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. As the gap x increases, the distance between the mover 102 and the fixed core 107 increases, the magnetic resistance increases, the magnetic flux that can pass through the end surface of the mover 102 on the fixed core 107 side decreases, and the magnetic attractive force also decreases. 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.
Figure 0006294422

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。 From Equation (2) and FIG. 12, there is a correspondence relationship between the voltage V inj 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. Further, since the gap x, which is the distance between the end surface of the movable element 102 on the fixed core 107 side and the end surface of the fixed core 107 on the movable element 102 side, changes, the area of the space between the movable element 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. Further, 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 inter-terminal voltage V inj and the voltage V L2 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 movable element 102. Corresponds to acceleration. 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 V inj between the terminals or the voltage V L. For this purpose, the voltage V L is divided to obtain the voltage V L2 . It is good to input into the A / D conversion port of CPU801.

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 V L2 changes. Further, the voltage VL2 changes according to the displacement amount of the movable element 102 that moves in conjunction with the valve body 114. The larger the gap 102 and the fixed core 107 gap x, the larger the magnetic resistance, so the residual magnetic flux decreases, and as a result, the voltage V L2 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。   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. 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 movable element 102a can be detected by the minimum value of the second-order differential value of the voltage VL2.

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階微分値が増加に転ずる。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 V L at this time is gradually 0 V from the value of the positive boost voltage VH. 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 is, the spring 110 that has been applied to the movable element 102a through the valve element 114 and the movable element 102b so far. The load due to the pressure and the force due to the fuel pressure disappear, and the load of the return spring 112 acts on the movable element 102a as a 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 gradually decreased, increases. 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 specifications of the magnetic circuit, the material of the magnetic material ( It varies depending on the inductance determined by the electrical low efficiency and the 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 V L , the change point of the acceleration of the movable element 102a and the movable element 102b is detected as a physical quantity. The valve closing completion timing can be accurately detected without being influenced by the value), and the valve closing delay time, which is the time from when the injection pulse is turned OFF until the valve body 114 closes, can be detected. .

噴射パルス幅Ｔｉ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ＶＬ１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 Ti is stopped to when the valve element 114 is closed, the voltage V in1 input to the IC 802 or the CPU 801 or the voltage V L1 obtained by dividing the voltage VL is 2 Accurate valve closing completion timing can be detected by performing the second order differentiation and detecting the timing at which the second-order differential value is minimized as the timing when the valve body 114 is closed. In the pre-processing for detecting the voltage V inj between terminals or the voltage VL1 obtained by dividing the voltage VL, an operational amplifier 820, a resistor R81, a resistor R82, and a capacitor 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 C81 may be configured. Changes in the voltage V inj between the terminals, the voltage V L , and the voltage V L1 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 V L1 and the CPU 801, high-frequency noise generated in the inter-terminal voltage V inj , the voltage VL, and the voltage VL 1 can be reduced. The detection accuracy of the valve closing 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とコンデンサ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ＣＰＵ６０１もしくは、IC６０２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 f c2 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. Further, the signal of the voltage VL1 may be directly input to the CPU 601 or the IC 602 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. Moreover, the calculation method of the cut-off frequency of the primary low-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。

Figure 0006294422
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 lower than when an active low-pass filter and a primary low-pass filter are used.
Figure 0006294422

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の設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。 Measuring points of the voltage for detecting the valve-closing completion timing, it is possible to use a terminal voltage V inj, the terminal voltage V inj, caused by the switching element 831 of the step-up circuit of the fuel injector 840 High frequency noise is generated. In the inter-terminal voltage V inj , the voltage profile after the injection pulse Ti stops is reversed in polarity from the voltage VL, and gradually approaches the voltage 0 V 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 voltage V inj between the terminals, but in order to detect with high accuracy, in order to reduce switching noise, Since it is necessary to set a large time constant for the low-pass filter, an error occurs 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 inter-terminal voltage Vinj. Sometimes. 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. It is desirable to measure the voltage V L which is the potential difference from (GND).

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 V L2 for a preset time after the injection pulse width Ti is stopped. It is good to capture. With such a configuration, the data point sequence of the voltage V L2 input to the CPU 801 or the IC 802 can be suppressed to the minimum necessary for detecting the valve closing completion timing, so that the memory of the CPU 801 and the IC 802 is stored. Capacity and calculation load can be reduced. Further, 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, Since a high-frequency signal is generated in the data, the valve closing completion timing may be erroneously detected when the valve closing completion timing at which the valve body 114 contacts the valve seat 118 is detected by the second-order differential value of the voltage V L2 . 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。
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ＶLの2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。 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 across 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.
Further, when the voltage V inj 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 V inj 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 separation of the mover 102 from the valve element 114 increases, and the change in the induced electromotive force also increases. It becomes easy to detect the valve closing completion timing by the second order differential value of inj or voltage V L. 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、他のセンサー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 V L2 and performing data processing may be provided. When the CPU 801 detects the voltage V L1 and the voltage V L2 and performs data processing, it is necessary to perform A / D conversion on the data at a high sampling rate and perform differential processing, and capture signals from other sensors. in interrupt processing, such as high computational load or when CPU801 occurring conditions, the voltage V L1, it may be difficult to differential processing by detecting the voltage VL2. Therefore, the voltage V L1 and the voltage V L2 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 voltage V L1 and voltage V L2 are calculated, and the second-order voltage The timing at which the differential value is minimum and maximum is detected as the valve closing completion timing and the valve opening start timing, and the microcomputer has a function to store it, thereby reducing the calculation load of the CPU 801 and the IC 802 and the valve opening completion timing. Since reliable detection 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に流れるリーク電流の編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停止を停止すると、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には僅かなリーク電流が流れられる。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、リーク電流はコイル１０７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１０７から接地電位８１０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、リーク電流の編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 leak current flowing in the coil 105 after the injection pulse Ti is stopped is conceivable. When the stop of the injection pulse Ti is stopped from the state in which 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 increased. Reduced. 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. Although the voltage application is stopped, a slight leak current flows through the coil 105. At this time, since the switching elements 805, 806, and 807 are all OFF, the leakage current flows from the coil 107 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 107 and the ground potential 810, 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 shunt resistor with high accuracy, 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、インジャ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、精度良く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く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 mounting position of the acceleration pickup is provided with a flat portion in the cylindrical portion of the housing side surface of the injector, and the acceleration pickup is attached 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 detect accurately, it is necessary to increase the sampling rate for accurately processing the high-frequency vibration waveform obtained by the accelerometer, so a high-performance A / D converter is required. Become.

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ーもしくは、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ー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、その圧力の編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ー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, which is the moment when the valve body 114 comes into contact with the valve seat 118, a pressure sensor provided in a rail pipe upstream of the injector for detecting knocking or an engine It is conceivable to use a knocking detection sensor attached to the sensor. 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 opened state and reaches the valve closing completion timing, the pressure reduction of the fuel pipe upstream of the injector stops, so the valve closing completion timing is detected by detecting the inflection point of the pressure. It is conceivable to detect this. Further, since the sensor used for detecting knocking is generally a vibration pickup that detects vibration, the 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 the inflowing 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 devices of the cylinders at the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the injection device 840.

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し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、燃料噴射装置８４０の端子間電圧ＶinjまたはＶＬ電圧に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. Until the valve closing is completed, the switching operation of the driving device may be controlled so as not to switch the energization / non-energization of the switching elements 805, 806, and 807 of the driving device. With the configuration as described above, high frequency measurement noise due to the switching of the switching elements 805, 806, 807 to the voltage V inj or V L voltage between the terminals, the terminal voltage V inj or VL voltage of the fuel injection device 840 Therefore, the accuracy of detecting the valve closing completion timing 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は、端子間電圧Ｖｉｎj、駆動電流、電流１階微分値、電流２階微分値、弁体１１４の変位量と噴射パルスON後の時間の関係を示した図である。なお、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. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the terminal voltage Vinj, the drive current, the current first-order differential value, the current second-order differential value, the displacement amount of the valve body 114, and the time after the injection pulse is turned on. Note that 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 body 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 opening of the valve bodies 114 of the individual 1, individual 2, and individual 3 that are fuel injection devices of the respective cylinders is started by the timing t1303 when the driving current reaches the peak current value I peak and the voltage cutoff period T2 ends. The peak current value I peak or the peak current arrival time Tp and the voltage cutoff period T2 may be set so that the timing comes. 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 body 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 at which 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, It is preferable to perform first-order differentiation and detect timings t 113 , t 114 , and t 115 when the first-order differential value of the current becomes 0 as the timing for completing valve opening.

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 drive unit, and the restrictions on the magnetic circuit, inductance, resistance value, and current Therefore, the valve opening completion timing can be stably detected, and the injection amount correction accuracy 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, a phenomenon different from the initial magnetization curve is drawn because the phenomenon that the magnetic material is magnetized is delayed in time. 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 I peak is reached, and the magnetic attraction force necessary for displacing the valve body 114 is generated in the movable element 102. After that, it is preferable to reduce the magnetic attractive force acting on the mover 102 by providing a period T2 in 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 to hold the valve element 114 in the valve-open state as the peak current value Ipeak. As shown in FIG. 14, it is often located in a region H2 where the gradient of the magnetic field and the magnetic flux density is small, and the magnetic flux density is close to 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 compared to 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 body 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く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 I peak is reached. By doing in this way, it becomes possible to detect a valve opening start or completion timing more accurately.

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閾値を電流の1階微分値が越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, the time from when the peak current value I peak is reached or after the application of the negative boosted voltage VH is over and after the lapse of a certain time given to the driving device. It is preferable to detect only the current value in a certain period and perform the first-order differentiation of the current value. With such a configuration, the current value changes rapidly at the timing when the boosted voltage VH is turned on / off, so the threshold value to be given to the drive device in advance at a time that is not the valve opening completion timing is set as the current value. The erroneous detection that the first-order differential value exceeds 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 Thhb during which the value I peak 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 negative boost voltage VH or the application of voltage is stopped (application of 0 V), and the current value reaches the current 704 in FIG. The switching elements 605, 606, and 607 are controlled so as to obtain a current 703 by repeating ON / OFF of the voltage VB. 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 is small when the injection pulse width Ti is turned OFF, 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 for applying the boosted voltage VH in the direction or stopping the voltage application may be controlled by the time after the injection pulse width Ti is turned ON or the time after the peak current value I peak 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６４０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. Based on the detected information, the injection pulse width Ti may be corrected for each fuel injection device 640 of each cylinder. 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リーンな状態となり、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して、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 misfires. 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 start timing is estimated by detecting the valve opening completion timing using the detection waveform and multiplying the valve opening delay time for each fuel injection device of each cylinder stored in the drive device by the correction coefficient. 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て説明する。図１５は、図４における点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を記載した図である。また、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）から求めた検知情報(Tb - Ta’)・Qstの関係を示した図である。また、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。   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 diagram showing a flowchart of injection amount correction in a region having an injection pulse width smaller than the point 402 in FIG. FIG. 16 shows the injection amount of each cylinder, the valve closing completion timing Tb, the valve opening start timing Ta ′, and the units injected from the fuel injection device 840 when the injection pulse width Ti is changed under a certain fuel pressure condition. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between detection information (Tb−Ta ′) · Qst obtained from a flow rate per time Qst (hereinafter referred to as 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.

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、各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 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, the 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. Quantity control is 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。図１８は、1吸排気行程中に行う噴射を複数回に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図である。本発明の第１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、およびリーンな状態となり、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。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。 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. FIG. 18 shows injection pulse width Ti, drive current, inter-terminal voltage V inj , second-order differential value of voltage V L1 , current, that is, voltage V L2 , under the condition that the injection performed during one intake / exhaust stroke is divided into multiple times It is the figure which showed the relationship between 2nd-order differential value and the displacement amount of the valve body 114, and time. In the fuel injection system including the fuel injection device and the drive device according to the first embodiment of the present invention, the fuel pressure and the injection that supply the fuel injection device with the valve opening start timing and the valve closing completion timing under the intermediate lift condition. It is necessary to acquire the pulse Ti multiple times under different conditions. 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 due to unstable combustion. Performance may deteriorate and in some cases misfire may occur. 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. Therefore, the fuel injection device of each cylinder under the intermediate lift condition in a short time can be obtained. Individual variations can be corrected and minute fuel injection can be performed.

また、本実施１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される場合においても、閉弁完了タ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 first embodiment, not only the individual variation in the intermediate lift but also the valve element 114 is driven by the individual variation in the valve closing completion timing even when the valve body 114 is driven under the condition of reaching the target lift. Variations in the injection amount of each cylinder 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。本発明における第一実施例においては、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：Particulate Matter)や未燃焼粒子の数(PN：Particulate Number)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 with the case where the valve element 114 reaches the target lift and operates. Is short. Therefore, 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. If 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 first embodiment of the present invention, 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 as an intermediate lift. As a result, the injection interval for performing the next injection after the valve body 114 is closed can be reduced, so that the number of divided injections can be increased, and a more precise injection amount Control and injection timing can be controlled, so that 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. Cylinder wall surface adhesion can be suppressed, the number of unburned particles (PM) including soot and the number of unburned particles (PN) can be reduced, and the exhaust gas can be made cleaner.

図１９、図２０、図２１、図２２、図２３、図２４、図２５、図２６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、本発明の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。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、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。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、本発明の第二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、図２３の駆動装置のアナログ微分回路の周波数ゲイン特性を示した図である。図２５は、ソレノイド１０５に流れる電流の変化を検出するための電圧ＶL3、電圧ＶL3の１階微分値、電圧ＶL3の２階微分値、第二の弁体１９０７および第二の可動子１９０２の変位量と時間の関係を示した図である。図２６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. 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, and 26. FIG. 19 is an enlarged view of a cross section of the drive unit in a valve-closed state in which the valve body of the fuel injection device according to the second embodiment of the present invention is in contact with the valve seat. 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 of a cross section of the drive section when the valve body of the fuel injection device in the second embodiment is in the valve open state. 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 drive device in the second embodiment of the present invention. FIG. 24 is a diagram showing frequency gain characteristics of the analog differentiating circuit of the driving apparatus of FIG. Figure 25 is a voltage V L3 for detecting a change in the current flowing through the solenoid 105, first order differential value of the voltage V L3, 2-order differential value of the voltage V L3, the second valve element 1907 and second movable element FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a displacement amount of 1902 and time. FIG. 26 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 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、本発明の第二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ｄs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 d s 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, a gap 1901 is provided between the second restricting portion 1910 and the second movable element 1902. 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、図２４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の設地電位(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を無く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。また、検出する電圧ＶＬとＣＰＵ８０１に入力される電圧値Ｖ0の関係を式（５）に示す。式（５）より、アナログの微分回路２３０３では、抵抗器Ｒ８１、Ｒ８２とコンデンサＣ８１とＣ８３の値を適切に調整することで、電圧Ｖ0の値が、ＣＰＵ８０１ないし、ＩＣ８０２に設けられたＡ／Ｄ変換ポートの耐電圧以下となるようにすると良い。

Figure 0006294422
The configuration of the drive device in the second embodiment will be described with reference to FIGS. 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 V L1 to the voltage V L , and the active low-pass filter 860 is used. And an analog differentiating circuit 2203 including capacitors C81 and C83, resistors R81 and R82, and an operational amplifier 820 by providing a capacitor C83 between the ground potential (GND) side terminal 2301 of the fuel injection device 840 and the resistor R81. The first-order differential processing of the voltage VL is performed in an analog manner by the driving device, and the signal of the first-order differential value of VL is input to the A / D conversion port of the CPU 801. In this 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 of the voltage value is a high voltage value, for example, 60 V under a condition in which a negative voltage is applied to the solenoid 105. Since the capacitor C1 is disposed between the measurement terminal 2301 for detecting the voltage V L and the operational amplifier 820, the voltage input to the operational amplifier 820 can be reduced. Therefore, the A / D converter of the operational amplifier 820 and the CPU 801 is used. The withstand voltage required for the operational amplifier 820 and the CPU 801 can be reduced. Further, according to this configuration, the resistor 853 necessary for dividing the voltage V L used in the first embodiment can be eliminated, 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. Further, the relationship between the voltage VL to be detected and the voltage value V 0 input to the CPU 801 is shown in Expression (5). From the equation (5), in the analog differentiating circuit 2303, by appropriately adjusting the values of the resistors R81 and R82 and the capacitors C81 and C83, the value of the voltage V 0 is changed to A / C provided in the CPU 801 or the IC 802. It is preferable that the voltage be equal to or lower than the withstand voltage of the D conversion port.
Figure 0006294422

また、図２４に第二実施例におけるアナログ微分回路２３０３の周波数ゲイン特性を示す。図２４より、アナログ微分回路２３０３では、低い周波数でのゲインが小さく、高い周波数でのゲインが小さくなるバンドパスフィルタであり、周波数ｆcLからｆcHまで周波数帯域の以外のゲインが低くなるように構成されている。通常のアナログの微分回路では、周波数とゲインの関係が正比例の関係となるため、ステップ的な高い周波数の信号が入力された場合、アナログ回路で無限に増幅され、回路が発信を起こす問題がある。したがって、閉弁完了タイミングを検知するために必要な周波数帯域を予め導出し、アナログ微分回路２３０３の抵抗器Ｒ８１、Ｒ８２、コンデンサＣ８１、Ｃ８３の設計値を予め設計しておくことで、必要な周波数帯域の電圧のみを安定的に検出することが可能となり、燃料噴射装置２３０５の閉弁完了タイミングの検出精度を向上させることができる。あらかじめ、噴射パルス幅Ｔｉが停止してから第二の弁体１９０７が閉弁完了するまでのＶＬ電圧の周波数分析を実施し、抵抗器Ｒ８１、Ｒ８２およびコンデンサＣ８１、Ｃ８３を設定すると良い。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、本発明の第二の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ＶL3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。 FIG. 24 shows frequency gain characteristics of the analog differentiating circuit 2303 in the second embodiment. From FIG. 24, the analog differentiation circuit 2303, a small gain at low frequencies, a band-pass filter gain at high frequencies is small, so that the gain of the other frequency band from the frequency f cL until f cH drops It is configured. In a normal analog differentiation circuit, the relationship between frequency and gain is directly proportional, so when a stepwise high frequency signal is input, it is amplified infinitely by the analog circuit, causing the circuit to transmit. . Therefore, by deriving a frequency band necessary for detecting the valve closing completion timing in advance and designing the design values of the resistors R81 and R82 and the capacitors C81 and C83 of the analog differentiating circuit 2303 in advance, the necessary frequency is obtained. Only the band voltage can be detected stably, and the detection accuracy of the valve closing completion timing of the fuel injection device 2305 can be improved. The frequency analysis of the VL voltage from the stop of the injection pulse width Ti to the completion of the closing of the second valve body 1907 may be performed in advance to set the resistors R81 and R82 and the capacitors C81 and C83. Further, the voltage V L2 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 V L3 Called. By inputting the voltage V L3 to the A / D conversion port of the CPU 801, a value obtained by dividing the voltage V L3 by the resistance value of the resistor 808 according to Ohm's law becomes a current flowing through the solenoid 105. The flowing current can be detected. Further, according to the method in the second embodiment of the present invention, the change in slope of the current flowing through the solenoid 105, namely the value of the current differential value may if detected by the driving device, and differentiating a voltage V L3, The valve opening start and valve opening 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の荷重を越えると、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１９０２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 a 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 voltage V inj in the negative direction is applied to the inter-terminal voltage V inj 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 1902 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. The slope of change of the current is to produce to the voltage V L2 for detecting a current flowing through the solenoid 105, it is easy to detect the maximum or minimum value of the voltage V L2 after the voltage V L2 to the second-order differential treatment As a result, the detection accuracy of the valve opening start timing can be increased.

次に、図１９、図２０、図２１、図２５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。図２５は、ソレノイド１０５に流れる電流の変化を検出するための電圧ＶL3、電圧ＶL3の１階微分値、電圧ＶL3の２階微分値、第二の弁体１９０７および第二の可動子１９０２の変位量と時間の関係を示した図である。また、図２５における時間軸は、第二の弁体１９０７が閉弁状態から開弁動作を行っている途中で、これまで昇圧電圧ＶＨをソレノイド１０５に印加するために通電していたスイッチング素子８０５、８０６を非通電にし、ソレノイド１０５に逆電圧が印加されるタイミングからの時間を示している。 Next, the operation of the second movable element 1902 and the second valve element 1907 when the valve element 114 in the second embodiment opens from the closed state with reference to FIGS. 19, 20, 21, and 25. A description and a method of detecting the valve opening completion timing will be described. Figure 25 is a voltage V L3 for detecting a change in the current flowing through the solenoid 105, first order differential value of the voltage V L3, 2-order differential value of the voltage V L3, the second valve element 1907 and second movable element FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a displacement amount of 1902 and time. The time axis in FIG. 25 indicates the switching element 805 that has been energized so far to apply the boosted voltage VH to the solenoid 105 while the second valve body 1907 is performing the valve opening operation from the closed state. , 806 is de-energized, and the time from the timing when the reverse voltage is applied to the solenoid 105 is shown.

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。本発明の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編曲点が、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 of the present invention, 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. Bounds of the second movable element 1902 generated by the second movable element 1902 colliding with the fixed core 107 after the second valve body 1907 reaches the target lift are generated a plurality of times, such as 2506, 2507, and 2508. However, it takes a long time for the bounce of the second movable element 1902 to converge. As a result, in the voltage V L3 for detecting the valve opening completion timing, an inflection point due to the collision of the second movable element 1902 with the fixed core 107 occurs at timings t 2502 , t 2503 , t 2504 , and the voltage There are cases where a plurality of peaks in which the second-order differential value of V L3 protrudes in the positive direction are 2501, 2502, and 2503 (hereinafter referred to as peaks 2501, 2502 and 2503). Even in this case, the valve opening completion timing can be detected by detecting the timing t 2502 at which the second-order differential value of the voltage V L3 is maximized by the driving device for each fuel injection device of each cylinder. The timing t 2502 that triggers the acquisition period 2505 of the voltage V L3 for detecting the valve opening completion timing uses the energization timing of the injection pulse or the energization / non-energization timing of the switching elements 805, 806, and 807. It is preferable to configure so that a certain period 2504 elapses after the above operation is energized / de-energized. 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 to 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 the acquisition period 2505, there are a plurality of peaks in which the second-order differential value of the voltage V L3 protrudes in the positive direction, and the values of the second and third peaks 2502 and 2503 than the value of the first peak 2501. When 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２６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２６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。図２２、図２６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。本発明の第二実施例において、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 where the displacement amount of the intermediate lift is maximized, with reference to FIGS. The operation of the second valve body 1907 and the detection method of the valve closing completion timing will be described. FIG. 26 shows a terminal 2306 and a ground potential 815 for the CPU 801 to detect the displacement amount and voltage VL of the second valve element 1907 and the second movable element 1902 when closing from the maximum lift in the intermediate lift state. voltage V L4 is a potential difference is a diagram showing a second order differential value and the time of the relationship between the post injection pulse OFF voltage V L4. 22 and 26, 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 t 2602 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 t 2604 when the gap 2201 becomes 0, the second movable element 1902 collides with the second restricting portion 1908 at timing t 2604 and stops. In a second embodiment of the present invention, injection pulse Ti is the trigger for taking a voltage V L4 at time t 2601 as the OFF CPU 801, the injection pulse Ti is data voltage VL4 after a predetermined time 2606 has elapsed from when the OFF start the acquisition, the voltage V L4 corresponding to first order differential value of the voltage V L only during the period 2607 may be input to the a / D conversion port of the CPU 801. Thereafter, the voltage V L4 captured by the CPU 801 is subjected to digital differentiation processing to calculate a first-order differential value of the voltage V L4 . At this time, the first-order differential value of the voltage V L4 corresponds to the second-order differential value of the voltage V L.

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１９０７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階微分値の値が第一の山２６０８と比べて第二の山２６０９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１１４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１１４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。したがい、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。本発明の第二実施例によれば、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 V L4 (corresponding to the second-order differential value of the voltage V L ) with the driving device, the second valve body 1907 comes into contact with the valve seat 118, and the second mover 1902 The valve closing direction force acting on the second movable element 1902 that has been acting through the second valve body 1907 so far at the timing of completing the valve closing at the moment of separation from the second valve body 1907 is the second movable Since the child 1902 is not received, the acceleration of the second mover 1902 changes, and a first peak 2608 is generated in which the first-order differential value of the voltage V L4 is negative. 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. Thus, a second peak 2609 having a negative first-order differential value of the voltage V L4 is generated. The value of the first-order differential value of the voltage V L4 of the first peak 2608 and the second peak 2609 depends on the gap 1901 and the magnetic circuit shape, and is a valve closing that 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 completion 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 first peak differential value of the voltage V L4 becomes longer and the second peak 2609 becomes smaller than the first peak 2608. As described above, in the case of searching for a minimum value of the first derivative of the voltage V L4 in the period 2607 will detect either the first mountain 2608 or the second mountain 2609. In such a case, the period 2607 is divided into a first period 2608 and a second period 2609, and the second valve body 114 determines the minimum value of the first-order differential value of the voltage V L4 in the first period 2608. It is determined as the valve closing completion timing in contact with the valve seat 118, and the minimum value of the first-order differential value of the voltage V L4 in the second period is set as the second restriction of the second valve element 1907 by the second movable element 1902. By detecting and determining for each fuel injection device of each cylinder as the mover stationary timing in contact with the unit 1908, the valve closing completion timing can be detected with high accuracy. Further, during the valve closing operation, the second movable element 1902 continues to move in the valve closing direction after the second valve body 114 comes into contact with the valve seat 118 until it collides with the second restricting portion 1908. 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. Accordingly, it is preferable to detect the timing t 2604 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 t 2604 . According to the second embodiment of the present invention, the interval between the first injection pulse and the second injection pulse can be reduced under the condition of split injection in which fuel injection is performed a plurality of times during one intake / exhaust stroke. In addition, since the injection amounts of the first injection pulse and the second injection pulse can be accurately controlled, it is effective when the number of required divided injections is large. In addition, the trigger for taking in the voltage V L4 may use the timing when the injection pulse Ti is turned on or the timing when the switching elements 805, 806, and 807 are energized / de-energized.

なお、本発明の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 drive device in the second embodiment of the present invention may be used in combination with the fuel injection device 840 and the drive 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２７から図３０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２７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１９０７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２８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、弁可動子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１９０７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２９は、図２８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１９０７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３０は、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。 FIG. 27 shows a case where the valve body 114 or the second valve body 1907 is 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 V inj 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, and acting on the valve body 114 or the second valve body 1907. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the valve element driving force, the displacement amount of the valve element 114 or the second valve element 1907, the displacement amount of the movable element 102 or the second movable element 1907, 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. 28 shows the inter-terminal voltage V inj , the drive current, the valve mover 102 or the first 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 attraction force acting on the second movable element 1902, 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, the movable element 102 or the second It is the figure which showed the relationship between the displacement amount of the mover 1907, 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. FIG. 29 shows an effect on the inter-terminal voltage V inj , 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 1907 It is the figure which showed the relationship between 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. 30 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 methods of FIGS. 27 to 29 are used.

最小に、図２７を用いて弁体１１４もしくは第二の弁体１９０２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２７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１９０７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。 At a minimum, the operation when the valve body 114 or the second valve body 1902 is used while being held at the target lift position will be described with reference to FIG. From FIG. 27, when the injection pulse width Ti is supplied at time t 2901 and the switching elements 805 and 806 are energized to turn on the valve opening signal, 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 1907 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 I peak , the switching elements 805 and 806 are de-energized to stop the application of the boost voltage VH, and at the same time, boost the voltage in the negative direction. A voltage VH is applied. As a trigger for this operation performed at the timing t 2902 , in addition to using the fact that the peak current value I peak has been reached as described above, a method of previously determining the boost voltage application time Tp, and the peak current I There is a method of setting after a certain period of time has elapsed since reaching Peak . 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 I peak varies. In order to give a stable valve opening force during the valve opening operation in consideration of variation in the valve operation of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder, a control method for fixing the peak current value I Peak is used. Better. 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 after reaching the peak current value I Peak , the effect of setting the peak current value I peak is obtained, and it does not depend on the setting resolution of the peak current Ipeak. Since the current interruption 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には、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２７０１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１９０７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Ｉｈ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。 At timing t 2702 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 is included in the valve element 114 or the second valve element 1907. When 1907 collides, the kinetic energy of the movable element 102 or the second movable element 1907 and the impulse of the movable element colliding with the valve body are received by the valve body 114 or the second valve body 1907, and the valve body 114 or The second valve body 1907 performs a valve opening operation. At this time, energy input to the solenoid 105 during the period 2701 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 1907, 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, the movable element 102 or the movable element 1902 may collide with the fixed core 107 to generate a reaction force. While the valve opening speed of the valve body 114 or the second valve body 1907 is suppressed during the period T2, the target lift is reached with a holding current value Ih lower than the peak current value Ipeak, and therefore the reaction force is small, and 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１９０７に働く磁気吸引力が低下して、弁体１１４もしくは弁体１９０７の運動エネルギーは低下するが、その後、保持電流値Ｉｈ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 t 2702 , when the current reaches 0 A while applying the boosted voltage VH in the negative direction to the solenoid 105, the change in the induced electromotive force generated by the change in the current decreases. When the magnetic flux remains in the magnetic circuit, the magnetic attraction 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 direction 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 1907 decreases, and the kinetic energy of the valve body 114 or the valve body 1907 decreases. By supplying the value Ih, 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に到達後に、電流を急速に遮断し、保持電流値Ｉｈ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２７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Ｉｈ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３０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 I peak is reached, the current is rapidly cut off and lowered to the holding current value Ih 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 attractive 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 I peak to the holding current value Ih described in the drive current of FIG. 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 I peak 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, the valve opening speed is large, so that the boost voltage application time Tp is set short, and the time when the mover 102 or the second mover 1902 starts decelerating is shortened. good. 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３０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の領域では、噴射パルス幅Ｔｉと燃料噴射賞の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の関係を駆動装置で把握する必要があるため、各噴射パルス幅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. 30, the intermediate lift region T harf where the valve body 114 does not reach the target lift and the region of the injection pulse width Ti after 3003 where the valve body 114 reaches the target lift and is driven. However, the slope of the injection pulse width Ti and the q of the fuel injection award are different, but the non-linearity of the injection amount characteristic that occurred in the injection amount characteristic of the conventional waveform has been improved, so the injection pulse width and the fuel injection amount q The relationship is always positive, 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 where the conventional waveform is used, 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 fluctuates 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 drive device, so that the valve closing completion timing is detected for each injection pulse width Ti. It is necessary to carry out and 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 T harf 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 T harf 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 an 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１９０７の減速が間に合わず、可動子１０２もしくは第二の可動子１９０７と固定コア１０７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るソレノイド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１９０７と固定コア１０７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１９０７と固定コア１０７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１９０７と固定コア１０７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もしくは可動子１９０７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力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 I peak or the boost voltage application time Tp and the voltage cut-off time T2, the parameters are used in a feedback manner by storing the valve opening delay time Ta of each cylinder in the drive device. It becomes possible to adjust, and it becomes possible to cope with individual variations in operation characteristics of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305, changes due to deterioration, and the like, and it is possible to realize stable operation. 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 the individuals whose valve opening completion timing is late and those who are early, the boost voltage cutoff timing which is the timing for shutting off the peak current value I peak in the individual whose valve opening completion timing is early Even if the current is cut off at t 2702 , the movable element 102 or the second movable element 1907 does not decelerate in time, and the collision speed between the movable element 102 or the second movable element 1907 and the fixed core 107 increases, and the injection amount characteristic May cause nonlinearity. 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. Also, the peak current value I peak automatically changes by changing the boost voltage application time Tp, but the setting of the peak current value I peak is changed for each fuel injector 840 or fuel injector 2305, The boosted voltage marking time Tp may be adjusted. By adjusting the peak current value I peak for each individual, compared with the case where the boost voltage application time Tp is adjusted, the current flowing in the solenoid 105 due to the fluctuation of the voltage value of the boost voltage VH of the driving device and the result. Since variation in valve 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 I peak 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 1907 and the fixed core 107, the impact force acting on the collision surface between the movable element 102 or the second movable element 1907 and the fixed core 107 can be reduced. Since the deformation and wear of the collision surface can be prevented, the change 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 1907 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 for preventing the deformation and wear of the collision surface can be reduced, and the movable element 102 or the movable element 1907 has an end face on the fixed core 107 side, or the fixed core 107 has an end face on the movable element 102 side. Since the plating process that is formed becomes unnecessary, it is possible to achieve a significant cost reduction. 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 accompanying the variation of 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１９０７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, the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches the target lift, the movable element 102 or the second movable element 1907 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 corrected by correcting either the peak current value I peak 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 that occurs when using is different for each fuel injection device of each cylinder. When one value of the peak current value I peak or the boost 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 continuously change from the intermediate lift region T harf 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 performed.

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１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２７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Ｉｈ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 t 2704 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 that flows through the solenoid 105 is rapidly reduced, and the magnetic attractive force is reduced. At time t 2705 when the magnetic attractive force falls below the force in the valve closing direction, the valve body 114 or the second valve body 1907 starts to operate in the valve closing direction, and the valve closing is completed at time t 2706 . However, in the fuel injection device 2305, after the second valve element 1907 is closed, the load by the set spring 110 continues to act in the valve closing direction of the second valve element 1 valve element driving force. 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. 27 indicates the valve body driving force when the fuel injection device 2305 is used. Further, 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 Ih 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２８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、８０５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第二の弁体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くなる必要がある。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. 28 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 t 2801 , 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 force. After that, when the peak current I peak is reached or when the boost voltage application time Tp is reached, the energization of the switching elements 805 and 805 is stopped to stop the application of the boost voltage VH and the boost in the negative direction The voltage VH is applied, 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 second valve element 114 or the second valve element 1907 that has reached the target lift position before and after that has a magnetic attraction force, and the valve element driving force is closed in the valve closing direction. After the timing when the force falls below this force, 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 increased accordingly. There is a need. 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 relation.

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Ｉｈ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Ｉｈ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Ｉｈ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Ｉｈを設定する必要がある。高い保持電流値Ｉｈ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１９０７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Ｉｈを設定すると良い。 When the fuel pressure supplied to the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 changes, the peak current value I peak necessary for the valve body 114 or the second valve body 1907 to reach the target lift, and the valve body 114 or the holding current value Ih 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 effect of 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 I peak , voltage cut-off time T2 and holding current value Ih may be adjusted according to the increase / decrease in the differential pressure. When the driving current holding current value Ih is kept constant under a wide range of fuel pressure conditions with different engine loads, the valve body 114 or the second valve body 1907 can be held in the open state at a high fuel pressure. Thus, it is necessary to set a high holding current value Ih 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 Ih 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 1907 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 Ih 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。各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. Timing for decelerating the mover 102 or the second mover 1907 based on the information on the load by the spring 110 and the valve opening delay time by storing the information on the load by the spring 110 estimated for each cylinder in the drive device. By correcting the peak current value I peak or the boost voltage application time Tp and the voltage cutoff time T2 for each fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 of each cylinder, the movable element 102 or the second movable element 1902 is fixed. Since the bounce with the core can be suppressed, it is possible to ensure the continuity of the injection amount characteristic from the intermediate lift to the full lift operation, which makes it easy to control the injection amount.

各気筒の燃料噴射装置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、スイッチング素子８０５とスイッチング素子８０６を非通電にして、ソレノイド１０５に負の方向の昇圧電圧ＶＨを印加えし、ピーク電流値Ｉpeakを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を非通電にして、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くなるため、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Ｉｈ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Ｉｈ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 I peak , the boost voltage marking time Tp, and the voltage cutoff time T2 for reducing the individual variation of the fuel injection device 840 and the fuel injection device 2305 of each cylinder, the current waveform is adjusted by the fuel pressure. It is effective to do. When the fuel pressure increases, the differential pressure due to the fuel pressure acting on the second valve body 1907 increases. Therefore, the switching element 805 and the switching element 806 are deenergized, and the boost voltage VH in the negative direction is applied to the solenoid 105. In addition, the timing at which the second valve body 1907 decelerates after the peak current value I peak is cut off becomes earlier, and the second mover 1902 after the second valve body 1907 reaches the target lift position The bounce of the second valve body 1907 caused by the collision with the fixed core 107 is also reduced. Accordingly, by increasing the peak current value I peak in accordance with the increase in fuel pressure, the second valve body 1907 can secure the peak current value I peak necessary for reaching the target lift while The collision speed between the mover 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 I peak is increased, the switching elements 805 and 806 are de-energized, the timing for stopping the application of the boost voltage VH is delayed, and the voltage cutoff time T2 is also delayed in conjunction with it. 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 also becomes slower, 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 I peak or the boosted voltage marking time Tp and the holding current value depend on the fuel pressure. A correction coefficient for determining Ih may be given in advance to the ECU or the drive circuit. Further, the peak current value I peak and the holding current value Ih 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、本発明における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２９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２８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２８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. 29 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 of the present invention. 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 I peak is lowered from the standard set value in accordance with the reduction in the injection amount. In order to reduce the injection amount. That is, when an injection amount smaller than the injection amount by the operation shown in FIG. 28 is realized, the injection pulse width Ti that is the valve opening signal time, the set value of the peak current value I peak that determines the time for applying the boost voltage, The set value of the boost voltage application time Tp may be changed. As shown in FIG. 28, by setting the set value Ip ′ to be smaller than the standard peak current value I peak , the application of the boost voltage VH is stopped at time t 2902 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 is caused by deactivating the switching elements 805 and 806 after the injection pulse is turned on and the switching elements 805 and 806 are energized and the boosted voltage VH is applied to the solenoid 105. 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. Therefore, 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 determined as the fuel for 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.

本発明におけ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３１から図３４を用いて説明する。図３１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３１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。図３２は、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が目標リフトに到達しない中間リフトの場合の弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７のリフトと、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７に作用する力の関係を示した図である。   A control method for correcting the injection amount in the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 31 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. Further, the valve body displacement amount in FIG. 31 describes 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. FIG. 32 shows the lift of the valve body 114 or the second valve body 1907 in the case of an intermediate lift in which the valve body 114 or the second valve body 1907 does not reach the target lift, and the valve body 114 or the second valve body 1907. It is the figure which showed the relationship of the force which acts.

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。本発明の第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２７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大きくなり、噴射量も大きくなる。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小さくなり、噴射量も小さくなる。噴射期間が大きい個体１(補正前)に対しては、噴射パルスＴｉを小さくするか、昇圧電圧ＶＨを印加する期間をＴｐ１のように小さくするか、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、噴射期間が小さい個体３(補正前）に対しては、噴射パルスＴｉを大きくするか、昇圧電圧ＶＨを印加する期間をＴｐ３のように大きくするか、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の変位量の変動をお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 according to the third embodiment of the present invention, the detection information stored in the driving 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 is used. Next, a fuel injection control method for suppressing individual variations in the injection amount will be described. With reference to FIG. 27, 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 reduced, the period during which the boosted voltage VH is applied is reduced 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 increased, the period of applying the boost voltage VH is increased 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 minimized, and the unintended variation in the injection period due to 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 the individual variation of the injection amount.

また、図３２を用いて中間リフト動作時における弁体１１４もしくは、第二の弁体１９０７とその弁体に作用する力の関係について説明する。図２８の図中に示す２８０１は開弁方向の力（主に磁気吸引力）であり、２８０２は、閉弁方向の力である弁体１１４もしくは、第二の弁体１９０７に作用する差圧力とセットスプリング１１０による荷重の和である。なお、セットスプリング１１０による荷重は、弁体１１４が閉弁している状態では、可動子１０２に作用するが、図２８では、開弁開始する瞬間での閉弁方向の力として、弁体１１４に作用することとする。また、第二の弁体１９０７の場合、セットスプリングによる荷重は、第二の弁体１９０７に直接作用している。また、弁体１１４と第二の弁体１９０７では、初期位置ばね１９０９と戻しばね１１２の力の向きが異なるが、磁気吸引力、セットスプリングによる荷重、弁体に作用する差圧力と比べて小さいため、説明を省略する。最初に、ソレノイド１０５に電流を供給すると可動子１０２もしくは可動子１９０２に磁気吸引力が生じ、磁気吸引力がセットスプリング１１０による荷重を越えると、可動子１０２が変位を開始し、２８０３で可動子１０２が、弁体１１４もしくは第二の弁体９０７に衝突して、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が開弁開始する。なお、実施例二における燃料噴射装置では、セットスプリングによる荷重は、第二の弁体１９０７に作用し、第二の可動子１９０７は第二の弁体１９０７に衝突するまで、セットスプリング１１０による荷重を受けない。ここで、閉弁方向の力２８０２であるセットスプリングによる荷重と差圧力の内、セットスプリング力は弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が変位したとしても、変位量とばね定数の積となる力でしか変動しないため、弁体の変位量に対してほぼ一定値となる。一方で差圧力は、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ｄｓの面積と燃料圧の積となる一定値が作用するが、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が変位を開始すると、２８０５のように変位に伴って差圧力が増加する。これは、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７の変位量が小さい条件では、シート部の流路断面積が小さいため、燃料の流速が増加し、ベルヌーイの定理に基づく圧力降下によって、シート部近傍の圧力が低下するためである。 弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７の変位量がある値２８０６に到達すると、シート部の断面積が増加し、シート部を流れる燃料の流速が低下するため、圧力降下の影響は小さくなり、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７に作用する差圧力は、弁体の変位量の増加に伴って減少していく。以上で説明した通り、閉弁方向の力である差圧力は、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７の変位量が小さい領域で増加し、変位量が大きい領域で減少するプロファイルとなる。   The relationship between the valve element 114 or the second valve element 1907 and the force acting on the valve element during the intermediate lift operation will be described with reference to FIG. In FIG. 28, 2801 is a force in the valve opening direction (mainly magnetic attractive force), and 2802 is a differential pressure acting on the valve body 114 or the second valve body 1907, which is a force in the valve closing direction. And the load of the set spring 110. The load by the set spring 110 acts on the mover 102 when the valve body 114 is closed, but in FIG. 28, the valve body 114 is shown as a force in the valve closing direction at the moment when the valve opening starts. To act on. In the case of the second valve body 1907, the load due to the set spring directly acts on the second valve body 1907. Further, in the valve body 114 and the second valve body 1907, the directions of the forces of the initial position spring 1909 and the return spring 112 are different, but are smaller than the magnetic attractive force, the load by the set spring, and the differential pressure acting on the valve body. Therefore, the description is omitted. First, when a current is supplied to the solenoid 105, a magnetic attractive force is generated in the movable element 102 or the movable element 1902. When the magnetic attractive force exceeds the load of the set spring 110, the movable element 102 starts to be displaced, and in 2803, the movable element is moved. 102 collides with the valve body 114 or the second valve body 907, and the valve body 114 or the second valve body 1907 starts to open. In the fuel injection device according to the second embodiment, the load by the set spring acts on the second valve body 1907, and the load by the set spring 110 until the second movable element 1907 collides with the second valve body 1907. Not receive. Here, of the load and differential pressure by the set spring, which is the force 2802 in the valve closing direction, the set spring force is the product of the displacement and the spring constant even if the valve body 114 or the second valve body 1907 is displaced. Since it changes only with force, it becomes a substantially constant value with respect to the displacement amount of the valve body. On the other hand, the differential pressure has a constant value that is the product of the area of the seat diameter ds and the fuel pressure when the valve body 114 or the second valve body 1907 is closed. When the second valve body 1907 starts to be displaced, the differential pressure increases with the displacement as in 2805. This is because when the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 is small, the flow rate of the fuel increases because the flow passage cross-sectional area of the seat portion is small, and the pressure drop based on Bernoulli's theorem This is because the pressure in the vicinity decreases. When the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 reaches a certain value 2806, the cross-sectional area of the seat portion increases, and the flow velocity of the fuel flowing through the seat portion decreases, so the effect of the pressure drop is reduced, The differential pressure acting on the valve body 114 or the second valve body 1907 decreases as the displacement amount of the valve body increases. As described above, the differential pressure, which is a force in the valve closing direction, has a profile that increases in a region where the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 is small and decreases in a region where the displacement amount is large.

ここで、開弁開始タイミングにおいて、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７には、可動子１０２もしくは第二の可動子１９０７が有していた運動エネルギーを受取るため、２８０４での閉弁方向の力に比べて２８０３での開弁方向の力が大きいため、開弁方向の力が閉弁方向の力が最大となる２８０６を超えて、開弁動作を行う。その後、噴射パルスＴｉがＯＦＦになると、磁気吸引力が渦電流の消滅に伴って減少し、２８０７で開弁方向の力が閉弁方向の力を下回ると弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７の変位量が減少に転じ、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が閉弁動作を行う。本発明の第三実施例における制御方法によれば、開弁方向の力が閉弁方向の力を上回って安定的な中間リフトの動作を行うために、差圧力が最大となる１８０６以降に弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が閉弁動作を開始するようにすると良い。差圧力が最大となる２８０６近傍で、弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７が閉弁を開始すると、わずかな力の変動によって、開弁方向の力が差圧力の最大値２８０６を乗り越えた場合と乗り越えない場合で弁体１１４もしくは第二の弁体１９０７の変位量が変動し、燃料圧力等の環境条件の変化の影響を受けやすくなる。   Here, at the valve opening start timing, the valve element 114 or the second valve element 1907 receives the kinetic energy possessed by the movable element 102 or the second movable element 1907, so that the valve closing direction at 2804 is closed. Since the force in the valve opening direction at 2803 is larger than the force in the valve opening force, the force in the valve opening direction exceeds 2806 where the force in the valve closing direction is maximized, and the valve opening operation is performed. Thereafter, when the injection pulse Ti is turned OFF, the magnetic attractive force decreases with the disappearance of the eddy current, and when the force in the valve opening direction falls below the force in the valve closing direction in 2807, the valve body 114 or the second valve body 1907 is obtained. The displacement amount of the valve element 114 decreases, and the valve body 114 or the second valve body 1907 performs the valve closing operation. According to the control method in the third embodiment of the present invention, since the force in the valve opening direction exceeds the force in the valve closing direction to perform stable intermediate lift operation, the valve is operated after 1806 when the differential pressure becomes maximum. It is preferable that the body 114 or the second valve body 1907 starts the valve closing operation. When the valve body 114 or the second valve body 1907 starts to close in the vicinity of 2806 where the differential pressure becomes maximum, the force in the valve opening direction exceeds the maximum differential pressure value 2806 due to slight fluctuations in force. In such a case, the displacement amount of the valve body 114 or the second valve body 1907 fluctuates and is easily affected by changes in environmental conditions such as fuel pressure.

次に、図３３、図３４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３３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３４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。図３３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Ｉｈ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各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Ｉｈ２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Ｉｈ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。   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. 33 and 34. FIG. 33 is a diagram describing a method of adjusting the injection amount after adjusting the injection period with the minimum injection amount. FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the injection pulse and the injection amount after adjusting the injection period with the minimum injection amount. From FIG. 33, 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 Ih 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 in Ti2 and Ti3 that perform intermediate lift operation after the injection pulse width Ti1 at the minimum injection amount When the amount is different for each individual, learning control is performed so that the holding current value Ih2 is increased and the magnetic attractive force is increased for the individual whose change amount of the valve closing completion timing is small, 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 Ih for each cylinder, the target lift can be stably reached, and the injection amount correction accuracy can be increased.

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３４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、駆動装置の記憶用力の圧迫を招き、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。本発明の第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ｑ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各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. 34 is the injection pulse width Ti in the section 3401 of the conventional waveform in the intermediate lift region. relative inclination of the injection quantity, the slope of the injection pulse width Ti and the fuel injection amount in the interval T Harf2 decreases, the intermediate lift area until it reaches the target lift is increased from T Harf1 to T Harf 2. 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 causes the pressure of the storage device to be pressed, and 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 of the third embodiment of the present invention, 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. Compared to the control method using the conventional waveform, and 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 the injection amount is corrected. And there is a merit that it is easy to control. 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 direction of the injection pulse width Ti, and a certain fuel injection device q , There is 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 drive unit, the individual injection amount can be determined by correcting the deviation 3401 for the parallel movement with the injection pulse width Ti for each cylinder. It becomes possible to correct and control the variation. 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 example 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３５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. 35 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０１乃至９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 ability to detect the opening and closing operations of the fuel injection device A01 as described in the embodiments 01 to 9, 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３６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 the ECU A05 used for the engine shown in FIG. 36, 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. ing. 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、各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３５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、各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. 35, 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く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 during which the boost voltage VH is supplied from the boost voltage source to the solenoid 105 or the peak current value I peak in the drive waveform is supplied to the switching elements 805, 806, and 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 source 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 energization from the boost power supply is advanced, and for the fuel injection device 840 or fuel injection device 2305 that opens late, the boost power supply Set the energization cut-off timing from to 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各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を情報を元に、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Ｉｈ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Ｉｈ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Ｔｉ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 individual variations in the injection amount of the fuel injection device 840 or the fuel injection device 2305 of each cylinder during the intermediate lift operation, the valve opening start timing Ta ′ and the valve opening completion timing for each individual detected by the driving device. A method of controlling the boost voltage application time Tp or the peak current value I peak so that the actual injection period (TB-Ta ′) matches based on Tb 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 Ih 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 Ih 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 Ti.

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。   Thus, 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 injection pulse width and the injection 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 the fuel injection device of each cylinder. 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 gas can be suppressed. Furthermore, since the fuel injection amount is reduced, the fuel to be injected during one stroke of the engine can be divided and injected several times in the low load range, and as a result, the spray penetration force is reduced. Or the formation of an air-fuel mixture, fuel adhering to the combustion chamber wall surface is suppressed, and the homogeneity of the air-fuel mixture can be made uniform to reduce the fuel rich region. Substances) and PN (PM particle number concentration), soot emissions can be reduced.

次に、図３６、図３７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３６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 FIG. 36 and FIG. 37, description will be given of another method of 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. 36, the same symbols are used for parts equivalent to those in FIG.

最初に、図３６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３６は、燃料噴射装置の縦断面図の構成を示す図である。図３６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のロッド部３６１４ｂをガイドするロッドガイド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、ロッドガイド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. 36 is a diagram showing a configuration of a longitudinal sectional view of the fuel injection device. The fuel injection device shown in FIG. 36 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 rod guide 3613 for guiding the rod portion 3614b of the valve body 3614 is fixed to a nozzle holder 3601 constituting a housing. The valve body 3614 and the mover 3602 are configured to be relatively displaceable, and are contained in the nozzle holder 3601. The rod 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。   A rod guide 115 is provided in the vicinity of the end of the valve body 114 on the side opposite to the restricting 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。
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。 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.
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もしくは固定コア１０７の突起部以外の可動子３６０２もしくは、固定コア１０７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。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, in the valve open state, the protrusion has a gap between the movable element 3602 or the surface of the fixed core 107 other than the protrusion of the movable element 3602 or the fixed core 107, and the valve is opened. 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. 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３７を用いて図３６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３７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３６、図３７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３６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、電流差分にある閾値を設定することで、その閾値を越えたタイミングを開弁開始タイミングとして検出し、噴射パルスがＯＮになった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. 36 is used will be described with reference to FIG. FIG. 37 shows the voltage V inj 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. FIG. 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. 36 and FIG. 37, 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. 36, the valve opening start timing is gradually started from the state in which the movable element 3602 is stationary, 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, the change in the current difference accompanying the start of valve opening of the valve element 3714 also rises gently. Therefore, by setting a threshold value in the current difference, the timing exceeding the threshold value is detected as the valve opening start timing, and the injection The valve opening start delay time from when the pulse is turned on until the valve opening start timing may be 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点以上開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 by 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. Therefore, two or more valve opening start timings under different fuel pressure conditions 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２、図１４、図１８、図３８を用いて、第七実施例における開弁開始タイミングＴａ‘の検知方法について説明する。図３８は、実施例１、２の駆動装置と燃料噴射装置において、コイル１０５にバッテリ電圧ＶＢを印加する条件での、駆動電流、電流1階微分値、弁体速度、弁体変位量と噴射パルスＯＮ後の時間の関係を示した図である。図３８より、バッテリ電圧ＶＢを印加して、弁体１１４、弁体１９０７を開弁開始させる場合には、昇圧電圧ＶＨを印加する条件に比べて、駆動電流と磁束が徐々に立ちあがり、その時間変化が小さいため、実施例１の式（２）の右辺第１項の誘導起電力に伴って生じる電圧が小さい。また、昇圧電圧ＶＨをコイル１０７に印加する条件に比べて、バッテリ電圧ＶＢを印加する場合では、その印加電圧が小さいことから、右辺第２項のオームの法則による電圧も小さくなるため、結果としてコイルに流れる駆動電流が小さくなる。また、上記で説明したとおり、磁束の時間変化が小さいことから、渦電流の影響も小さくなるため、駆動電流が低いタイミングｔ3801、ｔ3802において、弁体１１４、弁体１９０７がそれぞれ開弁開始できる。タイミングｔ３８０１、ｔ３８０２での駆動電流が小さいことで、開弁開始タイミングＴａ’における可動子１０２、可動子１９０２の吸引面の磁束密度が低くなる。これにより、図１４に示す磁場の変化に対して磁束密度の変化が大きい領域Ｈ１の範囲において、式（６）に示す磁界Ｈと磁束密度Ｂの関係式より１０２、可動子１９０２の吸引面の透磁率μ が大きい条件で、弁体１１４、弁体１９０７を開弁開始させることができるため、磁気ギャップの変化に伴う誘導起電力の変化を駆動電流で検出し易くなる。この条件の場合、図３８に示す通り、弁体１１４、弁体１９０７の開弁開始タイミングＴａ’であるタイミングｔ3801、ｔ3802を電流１階微分値が最小値を検出することができ、噴射パルスがＯＮとなってから弁体１１４、弁体１９０７が開弁開始するまでの時間を開弁開始遅れ時間として駆動装置に記憶させると良い。この電流の１階微分値の最小値は、弁体１１４、弁体１９０７の速度の時間変化に対応し、弁体１１４、弁体１９０７の開弁開始に伴って速度が急峻に変化するタイミングを電流１階微分値の最小値として検出している。

Figure 0006294422
Next, a method for detecting the valve opening start timing Ta ′ in the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 14, 18, and 38. FIG. 38 shows the drive current, the current first-order differential value, the valve body speed, the valve body displacement amount, and the injection under the condition that the battery voltage VB is applied to the coil 105 in the drive device and the fuel injection device of the first and second embodiments. It is the figure which showed the relationship of the time after a pulse ON. 38, when the battery voltage VB is applied and the valve body 114 and the valve body 1907 are started to open, the driving current and the magnetic flux gradually rise compared to the condition of applying the boost voltage VH, and the time Since the change is small, the voltage generated with the induced electromotive force of the first term on the right side of the expression (2) in the first embodiment is small. Further, in the case where the battery voltage VB is applied compared to the condition where the boosted voltage VH is applied to the coil 107, since the applied voltage is small, the voltage according to Ohm's law in the second term on the right side is also small. The drive current flowing through the coil is reduced. Further, as described above, since the time change of the magnetic flux is small, the influence of the eddy current is also small, so that the valve element 114 and the valve element 1907 start to open at timings t 3801 and t 3802 when the drive current is low. it can. Since the drive current at the timings t3801 and t3802 is small, the magnetic flux density on the attracting surfaces of the movable element 102 and the movable element 1902 at the valve opening start timing Ta ′ is lowered. Accordingly, in the region H1 where the change in the magnetic flux density is large with respect to the change in the magnetic field shown in FIG. 14, 102 is obtained from the relational expression between the magnetic field H and the magnetic flux density B shown in the equation (6). Since the valve body 114 and the valve body 1907 can be opened under conditions where the magnetic permeability μ is large, it is easy to detect the change in the induced electromotive force due to the change in the magnetic gap with the drive current. In the case of this condition, as shown in FIG. 38, the current first-order differential value can detect the minimum value at timings t 3801 and t 3802 which are the valve opening start timing Ta ′ of the valve body 114 and the valve body 1907, and the injection The time from when the pulse is turned on until the valve body 114 and the valve body 1907 start to open may be stored in the drive device as the valve opening start delay time. The minimum value of the first-order differential value of this current corresponds to the time change of the speed of the valve body 114 and the valve body 1907, and the timing at which the speed sharply changes as the valve body 114 and the valve body 1907 start to open. It is detected as the minimum value of the current first-order differential value.
Figure 0006294422

また、バッテリ電圧ＶＢを印加する条件で検知し、駆動装置に記憶させた各気筒の燃料噴射装置の開弁開始遅れ時間に、予め駆動装置に記憶させておく補正係数を乗じることで、昇圧電圧ＶＨを印加する条件での開弁開始遅れ時間を推定できる。とくに燃料圧力が高い条件では、弁体１１４、弁体１９０７を目標の噴射期間または、目標リフト位置まで変位させるために、昇圧電圧ＶＨを印加して、可動子１０２乃至可動子１９０２に大きな磁気吸引力を発生させて、大きな運動エネルギーを有した状態で可動子１０２乃至可動子１９０２を弁体１１４乃至弁体１９０７に衝突させる必要がある。したがって、本第七実施例における開弁開始タイミングＴａ‘の検知手法によれば、開弁開始タイミングＴａ‘を検知する場合には、燃料圧力が低い条件でバッテリ電圧ＶＢの印加を行い、実際に駆動する条件では、昇圧電圧ＶＨを印加して駆動させるように、使用する電圧源を切り替えるとよい。バッテリ電圧ＶＢで開弁開始遅れ時間を検知する場合、昇圧電圧ＶＨを使用しないため、駆動電流が低く、消費エネルギーを抑制できる。また、昇圧電圧ＶＨを初期の電圧値に復帰させるためのスイッチング素子８３１の通電・非通電の頻度を抑制できるため駆動回路の発熱を抑制できる。また、開弁開始タイミングＴａ‘開弁開始遅れ時間を検知するときには、ＣＰＵ８０１乃至ＩＣ８０２でバッテリ電圧ＶＢをモニタリングし、バッテリ電圧ＶＢの電圧値が一定の範囲内に入った時の信号の電流１階微分値の最小値を検出し、開弁開始遅れ時間として駆動装置に記憶させると良い。これにより、バッテリ電圧ＶＢが変動した場合に生じる開弁開始タイミングの変動を抑制することができるため、精度良く開弁開始タイミングを検知でき、噴射量を精度良く制御できる。   Further, the boosted voltage is obtained by multiplying the valve opening start delay time of the fuel injection device of each cylinder, which is detected under the condition of applying the battery voltage VB and stored in the drive device, by a correction coefficient stored in advance in the drive device. The valve opening start delay time under the condition of applying VH can be estimated. In particular, under a high fuel pressure condition, in order to displace the valve body 114 and the valve body 1907 to a target injection period or a target lift position, a boost voltage VH is applied, and a large magnetic attraction is applied to the mover 102 to the mover 1902. It is necessary to generate a force so that the movable element 102 to the movable element 1902 collide with the valve element 114 to the valve element 1907 with a large kinetic energy. Therefore, according to the detection method of the valve opening start timing Ta ′ in the seventh embodiment, when the valve opening start timing Ta ′ is detected, the battery voltage VB is applied under the condition that the fuel pressure is low, and actually Under driving conditions, the voltage source to be used may be switched so that the boosted voltage VH is applied for driving. When the valve opening start delay time is detected by the battery voltage VB, the boosted voltage VH is not used, so that the drive current is low and energy consumption can be suppressed. Further, since the frequency of energization / non-energization of the switching element 831 for returning the boosted voltage VH to the initial voltage value can be suppressed, heat generation of the drive circuit can be suppressed. Further, when detecting the valve opening start timing Ta ′, the valve opening start delay time, the battery voltage VB is monitored by the CPU 801 to the IC 802, and the signal current 1st floor when the voltage value of the battery voltage VB falls within a certain range. The minimum value of the differential value may be detected and stored in the drive device as the valve opening start delay time. Thereby, since the fluctuation | variation of the valve opening start timing which arises when the battery voltage VB fluctuates can be suppressed, the valve opening start timing can be detected with high accuracy and the injection amount can be controlled with high accuracy.

次に、図３９を用いて実施例８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８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３９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３９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３９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各個体ごとに変動し、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各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、各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を各個体ごとに一致させることができる。とくに、一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くなるため、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、各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 eighth embodiment will be described with reference to FIG. The eighth 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. 39 indicates the timing from the top dead center (TDC) of the engine piston to the bottom dead center (BDC) from the intake stroke to the transition to the compression stroke. Further, FIG. 39 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 T qr during which fuel is injected when the injection timing is controlled based on FIG. From FIG. 39, 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 timing Ta ′, the timing at which fuel injection starts varies for each individual, and the homogeneity distribution of the air-fuel mixture In some cases, fluctuations occur in the fuel, and the injection start timing is delayed. As a result, the adhesion of the fuel to the piston increases, and the unburned particles including soot may increase. By matching the fuel injection timing for each cylinder, the variation factor from when the fuel is injected until it is mixed with air and forming an air-fuel mixture is suppressed. Variations in homogeneity 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. respect of the individual 1, the injection pulse Ti output at the timing t 3901, for open-starting delay time is short individual 2, by outputting the injection pulse Ti at timing t 3903, the injection start timing t3904 fuel Each individual can be matched. In particular, during split injection in which fuel injection is performed a plurality of times during a single intake / exhaust stroke, the time required for the valve body 114 to valve body 1907 to reach the target lift position and be driven as compared to the case of single injection. Therefore, the behavior of the transitional valve body 114 to valve body 1907 at the intermediate lift becomes the dominant factor that determines the fuel injection amount. Further, at the time of split injection, the difference in injection start timing for each cylinder occurs by the number of times of split injection, so that an increase in fuel wall adhesion due to a change in injection timing and a region where the fuel of the air-fuel mixture is rich are generated. As a result, unburned particles including soot increase and exhaust performance may deteriorate.

本発明の第８実施例における手法によれば、噴射開始タイミングを各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、各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、排気性能を向上が可能となる。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を各個体(各気筒)ごとに一致させることができるため、混合気の各気筒ごとのばらつきを抑制でき、排出ガスに含まれるＰＮ(Particulate Number)、ＰＭ(Particulate Matter)を大幅に抑制できる。 According to the technique of the eighth embodiment of the present invention, the homogeneity of the air-fuel mixture for each cylinder is made to be the same by adjusting the injection start timing to the timing at which the injection pulse width Ti is supplied for each cylinder. Since it can approach and can suppress unburned particle | grains, it becomes possible to improve exhaust performance. Further, 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, the injection period T qr during which the fuel is injected can be matched. By the method described above, the injection start timing and the injection end timing t 3904 can be matched for each individual (each cylinder), so that the variation of the air-fuel mixture for each cylinder can be suppressed, and the PN contained in the exhaust gas (Particulate Number) and PM (Particulate Matter) can be greatly suppressed.

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 ロッドガイド
１１４ 弁体
１１４a 規制部
１１４b ロッド部１１４b
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‘）
Ｔａ 開弁完了遅れ時間（Ｔａ）
Ｔｂ 閉弁完了遅れ時間（Ｔｂ）
Ｔｐ 昇圧電圧印加時間（Ｔｐ）
Ｔ２ 駆動電圧遮断時間（Ｔ２）
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 101 Nozzle holder 102a Movable element 102b Movable element 103 Housing 104 Bobbin 105 Solenoid 107 Fixed core 110 Spring 111 Magnetic throttle 112 Return spring 115 Rod guide 114 Valve element 114a Restricting part 114b Rod part 114b
117 Fixed core 116 Orifice cup 118 Valve seat 119 Fuel injection hole 120 ECU
121 Driving circuit 124 Spring pressing 201 Gap 204 End surface 205 Contact surface 206 of the movable body 102a of the valve element 114 Sliding surface 207 of the movable element 102a and the movable element 102b End surface 210 of the movable element 102b on the valve body 114 side Contact surface 840 Fuel injection device 801 Central processing unit (CPU)
802 IC
805, 806, 807, 831 Switching elements 809, 810, 811, 832, 835 Diodes 808, 812, 813 Current and voltage detection resistors 814 Booster circuit 830 Coil 815 Ground potential (GND)
620 Operational amplifier 841 Solenoid ground potential (GND) side terminals R81, R82, R83, R84 Resistors 852, 853 Resistor C81 for detecting VL1 voltage C82 Capacitor 860 Active low-pass filter 861 for detecting voltage V L1 Voltage V Active low-pass filter 1501 for detecting L2 Analog differentiation circuit 1901 Gap 1902 Second mover 1903 First member 1904 Joint 1905 Vertical hole fuel passage 1906 Horizontal hole fuel passage 1907 Second valve body 1908 Second regulating portion 1909 Initial position spring 1910 First restricting portion 2101 Second gap 2201 Third gap ds Seat diameter T13 Back pulse application time Ti Injection pulse width (valve opening signal time)
Ta 'valve opening delay time (Ta')
Ta valve opening completion delay time (Ta)
Tb Valve closing completion delay time (Tb)
Tp Boost voltage application time (Tp)
T2 Drive voltage cutoff time (T2)
VH Boost voltage VB Battery voltage I Peak Peak current value Ih Holding current value Tn Dead band

Claims (5)

燃料噴射装置のソレノイドへの通電・非通電を制御して前記燃料噴射装置を駆動する駆動装置において、
前記燃料噴射装置は、弁座と接することによって閉弁し、前記弁座から離れることによって開弁する弁体と、
前記ソレノイドからの磁気吸引力により駆動され、前記弁体へ接触したときに前記弁体を開弁方向へ付勢する可動子と、
前記弁体と前記可動子との接触面の間に設けられ、前記可動子が前記ソレノイドからの磁気吸引力により空走動作した後に
前記弁体に接触するための空隙と、を備え、
前記駆動装置は、前記弁体が閉弁した状態で前記ソレノイドへ駆動電流を通電開始し、前記弁体が開弁開始する前に前記駆動電流を低下させることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 In the drive device for driving the fuel injection device by controlling energization / non-energization to the solenoid of the fuel injection device,
The fuel injection device closes by contacting a valve seat, and opens a valve body by leaving the valve seat;
A mover that is driven by a magnetic attractive force from the solenoid and biases the valve body in a valve opening direction when it contacts the valve body;
Provided between the contact surfaces of the valve body and the mover, and a gap for contacting the valve body after the mover is idled by a magnetic attractive force from the solenoid,
The drive device starts driving a drive current to the solenoid in a state where the valve body is closed, and reduces the drive current before the valve body starts to open the valve. apparatus. 請求項１記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記可動子が前記弁体に向けて空走動作した後前記弁体が開弁開始する前に、
前記駆動電流を低下させることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 The drive device for a fuel injection device according to claim 1,
Before the movable body starts to open after the idle movement toward the valve body,
A drive device for a fuel injection device, wherein the drive current is reduced. 請求項１また２いずれか一項に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を備え、
前記昇圧回路の昇圧電圧を前記ソレノイドへ印加して前記駆動電流を供給し、
前記弁体が開弁開始する前に前記昇圧電圧の印加を止めることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 In the drive device of the fuel injection device according to any one of claims 1 and 2,
It has a booster circuit that boosts the battery voltage,
Applying the boosted voltage of the booster circuit to the solenoid to supply the drive current;
A drive device for a fuel injection device, wherein application of the boosted voltage is stopped before the valve body starts to open. 請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、
前記駆動電流がピーク電流到達後、当該駆動電流を前記ピーク電流よりも低下させた状態で前記弁体を開弁させ、
前記弁体が開弁した後、前記弁体が閉弁するまでの期間に、前記ピーク電流より小さい保持電流を供給することを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。 In the drive device of the fuel injection device according to any one of claims 1 to 3 ,
After the driving current reaches the peak current, the valve element is opened in a state where the driving current is lower than the peak current,
A drive device for a fuel injection device, wherein a holding current smaller than the peak current is supplied during a period from when the valve body is opened until the valve body is closed. 請求項４に記載の燃料噴射装置の駆動装置において、In the drive device of the fuel injection device according to claim 4,
前記弁体を、前記保持電流で当該弁体の目標リフト位置に到達させることを特徴とする燃料噴射装置の駆動装置。  A drive device for a fuel injection device, wherein the valve body is caused to reach a target lift position of the valve body with the holding current.
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