JP6477301B2

JP6477301B2 - 噴射制御装置

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Publication number: JP6477301B2
Application number: JP2015130296A
Authority: JP
Inventors: 亮田辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-06-29
Also published as: JP2017014944A

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁を制御する噴射制御装置に関する。

この種の噴射制御装置を備える燃料噴射システムとしては、特許文献１に記載の燃料噴射システムがある。特許文献１に記載の燃料噴射システムは、エンジンの各気筒に設けられる燃料噴射弁と、燃料噴射弁を制御する噴射制御装置とを備えている。燃料噴射弁は、弁体と、可動コアと、コイルと、スプリングとを備えている。弁体はスプリングの弾性力及び燃料圧により燃料噴射弁の着座面に着座した状態で保持されている。可動コアは弁体に連結されている。

特許文献１に記載の噴射制御装置は、燃料噴射弁を開弁動作させる際、コイルへの通電を行う。コイルへの通電に基づき生成される磁気吸引力により可動コアが吸引され、スプリングの弾性力及び燃料圧に抗して弁体が着座面から離座する。すなわち、燃料噴射弁が開弁し、燃料が噴射される。特許文献１に記載の噴射制御装置は、燃料噴射弁を閉弁動作させる際、コイルへの通電を停止する。コイルへの通電が停止されると、スプリングの弾性力及び燃料圧により弁体が着座面に着座する。すなわち、燃料噴射弁が閉弁動作する。これにより、燃料噴射弁からの燃料噴射が停止される。

特開２０１４−２１８９７７号公報

ところで、特許文献１に記載の噴射制御装置のような構成の場合、閉弁動作時に弁体が着座面に接触する際、着座面から受ける反動力により弁体が着座面上で弾む、いわゆるバウンスが生じることがある。弁体のバウンスが生じると、燃料噴射弁が一旦閉弁された後に僅かに開弁するため、意図した燃料噴射量よりも多くの燃料が燃料噴射弁から噴射され、燃料噴射量に誤差を生じさせる。これが車両の燃費やエミッションを悪化させる要因となる。

このような弁体のバウンスを抑制する方法としては、例えばコイルへの通電を停止した時点から所定時間経過後にコイルへの再通電を行う方法が考えられる。このような方法を用いれば、コイルへの再通電により燃料噴射弁の弁体が開弁方向に吸引されるため、着座面に接触する直前の弁体の変位スピードを抑制することができる。よって、着座面に接触する際に弁体が着座面から受ける反動力を弱めることができるため、閉弁動作時のバウンスを抑制することができる。

しかしながら、コイルへの通電が停止された時点から燃料噴射弁の閉弁動作が完了するまでの時間は、例えば燃料噴射弁の個体差や、温度や燃圧等の外部環境因子の影響により変化し易い。燃料噴射弁の個体差や外部環境因子の影響により燃料噴射弁の閉弁動作が想定よりも早く行われると、弁体が着座面に接触した後にコイルへの通電が行われることになる。この場合、着座面に接触する直前の弁体の変位スピードを抑制できないため、弁体がバウンスしてしまう。また、燃料噴射弁の閉弁動作が想定よりも遅く行われると、弁体の閉弁動作中にコイルへの再通電が行われることになるが、その再通電の時期が弁体の接触直前からずれた時期となる。この場合も弁体の接触直前の変位スピードを抑制することが難しく、弁体がバウンスする可能性がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より的確に燃料噴射弁の閉弁動作時のバウンスを抑制することのできる噴射制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る噴射制御装置は、内燃機関（２０）の燃料噴射弁（２１０，２２０，２３０，２４０）を制御する噴射制御装置（１０）であって、燃料噴射弁のハイサイドの電圧を制御するためのハイサイド駆動回路（１０２）と、燃料噴射弁のローサイドの電圧を制御するためのローサイド駆動回路（１０３）と、ハイサイド駆動回路及び前記ローサイド駆動回路をそれぞれ制御する制御部（１０１）と、を備える。制御部は、ハイサイド駆動回路及びローサイド駆動回路により燃料噴射弁への通電を停止した後、燃料噴射弁の閉弁動作を監視し、当該燃料噴射弁の閉弁動作が開始されることを検出した時点から所定時間が経過した後に燃料噴射弁への再通電を行う。

燃料噴射弁の個体差や外部環境因子の影響が主に燃料噴射弁の閉弁開始時期のばらつきとして表れることがある。閉弁開始時期とは、燃料噴射弁への通電を停止した後に燃料噴射弁が閉弁し始める時期を示す。これを考慮すると、閉弁開始時期のばらつきにより燃料噴射弁の閉弁動作時間にばらつきが生じていると考えられる。閉弁動作時間は、コイルへの通電が停止された時点から燃料噴射弁の閉弁動作が完了するまでの時間を示す。

この点、上記構成のように、燃料噴射弁の閉弁動作が開始されることを検出した時点から所定時間経過後を燃料噴射弁への再通電の時期に設定すれば、閉弁開始時期のばらつきの影響を受けることなく再通電の時期を設定することができる。これにより、燃料噴射弁への再通電の時期を、弁体が着座面に接触する時期の直前により確実に設定することができるため、より的確に燃料噴射弁の閉弁時のバウンスを抑制することができる。

なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明によれば、より的確に燃料噴射弁の閉弁動作時のバウンスを抑制することができる。

第１実施形態の噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。第１実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す断面図である。（Ａ）〜（Ｅ）は、噴射制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。第１実施形態の燃料噴射制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施形態の噴射制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。第２実施形態の噴射制御装置の概略構成を示すブロック図である。（Ａ）〜（Ｅ）は、第２実施形態の噴射制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
まず、噴射制御装置の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、噴射制御装置としてのＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０は、内燃機関２０の燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０を制御する。

内燃機関２０は、図示しない４つの気筒と、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０とを有している。

燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、内燃機関２０の４つの気筒にそれぞれ設けられている。燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、対応する気筒に燃料をそれぞれ噴射する。燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１をそれぞれ有している。燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、それぞれのソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１への通電に基づき開弁動作を行う。

具体的には、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、図２に示されるような構造を有している。なお、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０は、それぞれ同一の構成を有しているため、以下では、代表して燃料噴射弁２１０の構成のみを説明する。

図２に示されるように、燃料噴射弁２１０は、ソレノイド２１１と、固定コア２１２と、可動コア２１３と、弁体２１４と、ハウジング２１５と、スプリング２１６とを有している。

ハウジング２１５は、ソレノイド２１１や固定コア２１２等の周囲を覆うように配置されている。ハウジング２１５は有底円筒状に形成されている。なお、図２では、ハウジング２１５の底部２１５ｃの周辺部分のみが図示されている。ハウジング２１５の内部には燃料が充填されている。ハウジング２１５の底部２１５ｃには、内部から外部に貫通する噴射口２１５ｂが形成されている。噴射口２１５ｂにおけるハウジング２１５の内部側の開口部にはテーパ状の着座面２１５ａが形成されている。着座面２１５ａに弁体２１４の先端部が着座することにより、噴射口２１５ｂが閉塞される。すなわち、燃料噴射弁２１０が閉弁される。

弁体２１４の先端部と反対側の基端部にはフランジ部２１４ａが形成されている。弁体２１４はスプリング２１６の弾性力により着座面２１５ａ側に付勢されている。これにより、弁体２１４は、着座面２１５ａに着座した状態で保持される。

固定コア２１２及び可動コア２１３は、それぞれ筒状に形成されている。固定コア２１２及び可動コア２１３は、それぞれ磁性材料により形成されている。固定コア２１２の内部には可動コア２１３が収容されている。可動コア２１３の内部には弁体２１４が収容されている。

固定コア２１２はハウジング２１５に固定されている。固定コア２１２の上方側には、内側に突出するように円環状の上壁部２１２ａが形成されている。固定コア２１２の下方側には、内側に突出するように円環状の底壁２１２ｂが形成されている。底壁２１２ｂの中央部に形成された貫通孔２１２ｃには、弁体２１４が挿通されている。

可動コア２１３は、固定コア２１２の内部に相対移動可能に収容されている。可動コア２１３は、固定コア２１２の底壁２１２ｂとの間に配置されたスプリング２１７の付勢力により、弁体２１４のフランジ部２１４ａに接触している。

ソレノイド２１１は、固定コア２１２の周囲に配置されている。
この燃料噴射弁２１０では、ソレノイド２１１への通電によりソレノイド２１１が励磁されると、固定コア２１２及び可動コア２１３を通る磁気回路２１９が形成される。この磁気回路２１９により、固定コア２１２と可動コア２１３との間の隙間に磁束が通過する。その結果、可動コア２１３に磁気吸引力が作用し、可動コア２１３がスプリング２１６の付勢力に抗して固定コア２１２の上壁部２１２ａ側に変位する。この可動コア２１３の変位により、弁体２１４のフランジ部２１４ａが上方に押されることにより、弁体２１４も固定コア２１２の上壁部２１２ａ側に変位し、図中に示されるように、弁体２１４が着座面２１５ａから離座、すなわちリフト動作する。弁体２１４のリフト動作により、ハウジング２１５内に充填された燃料が噴射口２１５ｂから噴射される。弁体２１４は、固定コア２１２の上壁部２１２ａに当接することにより、その変位が規制される。

ソレノイド２１１への通電が停止されると、ソレノイド２１１が消磁し、可動コア２１３に作用している磁気吸引力が消滅する。これにより、弁体２１４はスプリング２１６の付勢力により噴射口２１５ｂ側へと移動し、着座面２１５ａに着座する。すなわち、噴射口２１５ｂが弁体２１４により閉塞され、噴射口２１５ｂからの燃料噴射が停止される。

図１に示されるように、ＥＣＵ１０は、駆動ＩＣ１００と、制御部としてのＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１と、ハイサイド駆動回路１０２と、ローサイド駆動回路１０３と、共通端子１１１〜１１４と、接地用端子１２１〜１２４とを備えている。

共通端子１１１〜１１４は、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１のそれぞれの一端部に電気的に接続されている。よって、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１のそれぞれのハイサイドには、換言すれば燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれのハイサイドには、共通端子１１１〜１１４の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１４が印加されている。以下では、共通端子１１１〜１１４の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１４を、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のハイサイド電圧Ｖ１１〜Ｖ１４とも称する。

接地用端子１２１〜１２４は、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１のそれぞれの他端部に電気的に接続されている。よって、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１のそれぞれのローサイドには、換言すれば燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれのローサイドには、接地用端子１２１〜１２４の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２４が印加される。以下では、接地用端子１２１〜１２４の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２４を、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のローサイド電圧Ｖ２１〜Ｖ２４とも称する。

ハイサイド駆動回路１０２は、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のハイサイド電圧Ｖ１１〜Ｖ１４を制御するための回路である。ハイサイド駆動回路１０２は、放電スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、定電圧スイッチＳＷ３，ＳＷ４と、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、整流ダイオードＤ１，Ｄ２と、還流ダイオードＤ３，Ｄ４と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを有している。

放電スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれＭＯＳＦＥＴにより構成されている。放電スイッチＳＷ１，ＳＷ２のそれぞれのソース端子には昇圧電圧ＶＰが印加されている。昇圧電圧ＶＰは、図示しない昇圧回路により車両のバッテリ電圧ＶＢを昇圧した電圧である。放電スイッチＳＷ１のドレイン端子はシャント抵抗Ｒ１を介して共通端子１１１，１１４に接続されている。すなわち、放電スイッチＳＷ１がオン状態になると、昇圧電圧ＶＰがシャント抵抗Ｒ１を介して共通端子１１１，１１４に印加される。放電スイッチＳＷ２のドレイン端子は、シャント抵抗Ｒ２を介して共通端子１１２，１１３に接続されている。すなわち、放電スイッチＳＷ２がオン状態になると、昇圧電圧ＶＰがシャント抵抗Ｒ２を介して共通端子１１２，１１３に印加される。昇圧電圧ＶＰは、各燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０を開弁させることの可能な電流をソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１に流すために用いられる。

定電圧スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、それぞれＭＯＳＦＥＴで構成されている。定電圧スイッチＳＷ３，ＳＷ４のそれぞれのソース端子には、バッテリ電圧ＶＢが印加されている。定電圧スイッチＳＷ３のドレイン端子は、整流ダイオードＤ１及びシャント抵抗Ｒ１を介して共通端子１１１，１１４に接続されている。すなわち、定電圧スイッチＳＷ３がオン状態になると、バッテリ電圧ＶＢがシャント抵抗Ｒ１を介して共通端子１１１，１１４に印加される。定電圧スイッチＳＷ４のドレイン端子は、整流ダイオードＤ２及びシャント抵抗Ｒ２を介して共通端子１１２，１１３に接続されている。すなわち、定電圧スイッチＳＷ４がオン状態になると、バッテリ電圧ＶＢがシャント抵抗Ｒ２を介して共通端子１１２，１１３に印加される。バッテリ電圧ＶＢは、各燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０の開弁状態を維持することの可能な電流をソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１に流すために用いられる。

共通端子１１１，１１４は、シャント抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ３を介してグランドに接続されている。また、共通端子１１１，１１４は、還流ダイオードＤ３を介してグランドに接続されている。さらに、共通端子１１１，１１４は、静電気対策として、コンデンサＣ１を介してグランドに接続されている。

共通端子１１２，１１３は、シャント抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ４を介してグランドに接続されている。また、共通端子１１２，１１３は、還流ダイオードＤ４を介してグランドに接続されている。さらに、共通端子１１２，１１３は、静電気対策として、コンデンサＣ２を介してグランドに接続されている。

ローサイド駆動回路１０３は、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のローサイド電圧Ｖ２１〜Ｖ２４を制御するための回路である。ローサイド駆動回路１０３は、気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８と、シャント抵抗Ｒ５，Ｒ６と、ＰＮダイオードＤ５と、定電圧ダイオードＤ６と、コンデンサＣ３とを有している。

気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８は、それぞれＭＯＳＦＥＴで構成されている。気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８のそれぞれのソース端子は、接地用端子１２１〜１２４にそれぞれ接続されている。また、気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８のそれぞれのソース端子とゲート端子との間には、ゲート保護を目的として、直列接続されたＰＮダイオードＤ５及び定電圧ダイオードＤ６が配置されている。

気筒選択スイッチＳＷ５，ＳＷ６のそれぞれのドレイン端子は、シャント抵抗Ｒ５を介してグランドに接続されている。気筒選択スイッチＳＷ７，ＳＷ８のそれぞれのドレイン端子は、シャント抵抗Ｒ６を介してグランドに接続されている。また、接地用端子１２１〜１２４は、それぞれコンデンサＣ３を介してグランドに接続されている。

このような構成により、例えば共通端子１１１に昇圧電圧ＶＰ又はバッテリ電圧ＶＢが印加されている場合、気筒選択スイッチＳＷ５がオン状態になることによりソレノイド２１１に電流が流れる。他の燃料噴射弁２２０，２３０，２４０についても同様である。なお、図１では、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１を流れる駆動電流を「Ｉ１〜Ｉ４」でそれぞれ図示している。

駆動ＩＣ１００は、駆動電流Ｉ１，Ｉ４の電流経路に配置されたシャント抵抗Ｒ１の端子間電圧、及びシャント抵抗Ｒ５の端子間電圧に基づいて、ソレノイド２１１の駆動電流Ｉ１、及びソレノイド２４１の駆動電流Ｉ４をそれぞれ検出する。また、駆動ＩＣ１００は、駆動電流Ｉ２，Ｉ３の電流経路に配置されたシャント抵抗Ｒ２の端子間電圧、及びシャント抵抗Ｒ６の端子間電圧に基づいて、ソレノイド２２１の駆動電流Ｉ２、及びソレノイド２３１の駆動電流Ｉ３をそれぞれ検出する。駆動ＩＣ１００は、ＭＰＵ１０１から送信される噴射信号Ｓ１〜Ｓ４に基づいて、ソレノイド２１１，２２１，２３１，２４１の駆動電流Ｉ１〜Ｉ４を監視しつつ、放電スイッチＳＷ１，ＳＷ２、定電圧スイッチＳＷ３，ＳＷ４、及び気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８をオン／オフさせることにより燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０を駆動させる。

ＭＰＵ１０１は、図示しない車載センサにより検出されるカム角やアクセル開度等の各種車両状態量に基づいて、ハイサイド駆動回路１０２及びローサイド駆動回路１０３を介して燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０を制御する。具体的には、ＭＰＵ１０１は、車載センサにより検出される車両状態量に基づいて燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０の噴射開始時期及び燃料噴射時間を設定する。ＭＰＵ１０１は、設定された噴射開始時期及び燃料噴射時間に応じた噴射信号Ｓ１〜Ｓ４を生成し、当該噴射信号Ｓ１〜Ｓ４を駆動ＩＣ１００に出力する。駆動ＩＣ１００は、噴射信号Ｓ１〜Ｓ４に基づいて放電スイッチＳＷ１，ＳＷ２、定電圧スイッチＳＷ３，ＳＷ４、及び気筒選択スイッチＳＷ５〜ＳＷ８をオン／オフさせることにより燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０を駆動させる。

次に、図３（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、ＭＰＵ１０１による燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０の駆動制御について詳しく説明する。なお、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれの駆動制御は同一であるため、以下では、代表して燃料噴射弁２１０の駆動制御のみを説明する。なお、図３（Ｅ）に示される弁体２１４のリフト量Ｌとは、図２に示さえるように、着座面２１５ａに着座している位置を「０」としたときの弁体２１４の開弁方向の変位量を示す。

図３（Ａ）に示されるように、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ１０で燃料噴射弁２１０の噴射開始時期になると、噴射信号Ｓ１の論理レベルをローレベルからハイレベルに切り替える。駆動ＩＣ１００は、噴射信号Ｓ１がローレベルからハイレベルに切り替わると、放電スイッチＳＷ１及び気筒選択スイッチＳＷ５を共にオンさせる。放電スイッチＳＷ１がオン状態になることにより、昇圧電圧ＶＰがシャント抵抗Ｒ１を介して共通端子１１１に印加されるため、図３（Ｂ）に示されるように、燃料噴射弁２１０のハイサイド電圧Ｖ１１が所定電圧Ｖａ１まで上昇する。また、気筒選択スイッチＳＷ５がオン状態になることにより、接地用端子１２１がシャント抵抗Ｒ５を介してグランドに接続されるため、燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１が所定電圧Ｖｂ１まで低下する。これにより、燃料噴射弁２１０に電圧が印加され、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０に駆動電流Ｉ１が流れるとともに、時間の経過に伴い駆動電流Ｉ１が上昇する。駆動電流Ｉ１の上昇に伴いソレノイド２１１が励磁され、図３（Ｅ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の弁体２１４のリフト量Ｌが増加する。すなわち、弁体２１４がリフト動作を行い、燃料噴射弁２１０から燃料が噴射される。

その後、駆動ＩＣ１００は、時刻ｔ１０から所定時間Ｔ１０が経過した時点で、すなわち時刻ｔ２０の時点で、放電スイッチＳＷ１をオフさせる。これにより、共通端子１１１の電圧がグランド電圧Ｖ０まで低下するため、図３（Ｂ）に示されるように、燃料噴射弁２１０のハイサイド電圧Ｖ１１もグランド電圧Ｖ０まで低下する。これにより、燃料噴射弁２１０に電圧が印加されなくなるため、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が時間の経過とともに減少する。

その後、駆動ＩＣ１００は、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が第１下限電流値Ｉｔｈ１まで低下した時点で、すなわち時刻ｔ３０の時点で定電圧スイッチＳＷ３をオンさせる。これにより、図３（Ｂ）に示されるように、燃料噴射弁２１０のハイサイド電圧Ｖ１１が所定電圧Ｖａ２まで上昇するため、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１も上昇する。駆動ＩＣ１００は、定電圧スイッチＳＷ３をオンさせた後、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が第１上限電流値Ｉｔｈ２まで上昇すると、定電圧スイッチＳＷ３をオフさせる。これにより、図３（Ｂ）に示されるように、燃料噴射弁２１０のハイサイド電圧Ｖ１１がグランド電圧Ｖ０まで低下するため、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が低下する。以降、駆動ＩＣ１００は、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が第１下限電流値Ｉｔｈ１まで低下すると定電圧スイッチＳＷ３をオンさせ、駆動電流Ｉ１が第１上限電流値Ｉｔｈ２まで上昇すると定電圧スイッチＳＷ３をオフさせることにより、燃料噴射弁２１０に印加される電圧をチョッピングさせる。これにより、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が「Ｉｔｈ１≦Ｉ１≦Ｉｔｈ２」の範囲に維持され、燃料噴射弁２１０が開弁状態に維持される。

図３（Ａ）に示されるように、ＭＰＵ１０１は、噴射開始時期である時刻ｔ１０から燃料噴射時間Ｔ１１が経過した時点で、すなわち時刻ｔ４０の時点で噴射信号Ｓ１の論理レベルをハイレベルからローレベルに切り替える。駆動ＩＣ１００は、噴射信号Ｓ１がハイレベルからローレベルに切り替わると、定電圧スイッチＳＷ３及び気筒選択スイッチＳＷ５を共にオフさせる。これにより、図３（Ｄ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１は、時刻ｔ４０から漸減する。定電圧スイッチＳＷ３及び気筒選択スイッチＳＷ５を共にオフさせた際、燃料噴射弁２１０のソレノイド２１１には逆起電圧が発生する。そのため、図３（Ｂ）に示されるように、燃料噴射弁２１０のハイサイド電圧Ｖ１１がグランド電圧Ｖ０まで低下する一方、図３（Ｃ）に示されるように、ローサイド電圧Ｖ２１は、所定電圧Ｖｂ２まで上昇してその状態が保持された後、漸減する。ローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈまで低下した時点で、すなわち時刻ｔ５０の時点で、図３（Ｅ）に示されるように、燃料噴射弁２１０の弁体２１４のリフト量Ｌが減少し始める。すなわち、弁体２１４が機械的な閉弁動作を開始する。

ところで、弁体２１４の閉弁動作の際、弁体２１４が着座面２１５ａに接触する際、着座面２１５ａから受ける反動力により弁体２１４が着座面２１５ａ上で弾む、いわゆるバウンスが生じることがある。この場合、図３（Ｅ）に一点鎖線で示されるように、時刻ｔ６０で弁体２１４のリフト量Ｌが「０」に達した後に、弁体２１４のリフト量Ｌが僅かに増加する。すなわち、時刻ｔ６０で燃料噴射弁２１０が一旦閉弁した後に僅かに開弁する。そのため、意図した燃料噴射量よりも多くの燃料が燃料噴射弁２１０から噴射され、燃料噴射量に誤差を生じさせる。これが車両の燃費やエミッションを悪化させる要因となっている。

そこで、本実施形態のＭＰＵ１０１は、噴射信号Ｓ１をハイレベルからローレベルに切り替えた際に、すなわち燃料噴射弁２１０への通電を停止した後に、燃料噴射弁２１０の再通電を行うことにより、弁体２１４のバウンスを抑制する。ＭＰＵ１０１は、他の燃料噴射弁２２０，２３０，２４０についても同様に制御する。

次に、ＭＰＵ１０１により実行される燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のバウンス抑制処理について具体的に説明する。なお、各燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のバウンス抑制処理は同一の処理であるため、以下では、代表して燃料噴射弁２１０のバウンス抑制処理について説明する。

燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響が主に燃料噴射弁２１０の閉弁開始時期のばらつきとして表れることがある。閉弁開始時期とは、燃料噴射弁２１０への通電を停止した後に弁体２１４が閉弁動作し始める時期である。これを考慮すると、閉弁開始時期のばらつきにより燃料噴射弁２１０の閉弁動作時間にばらつきが生じていると考えられる。閉弁動作時間は、ソレノイド２１１への通電が停止された時点から燃料噴射弁２１０の閉弁動作が完了するまでの時間である。

そこで、本実施形態のＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０への通電を停止した後に、すなわち噴射信号Ｓ１をハイレベルからローレベルに切り替えた後に、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したか否かを判断する。そして、ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したことを検出した時点から所定時間Ｔ２１が経過した時点で燃料噴射弁２１０への再通電を行う。

具体的には、図１に示されるように、ＭＰＵ１０１は、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換ポート１０１ａ〜１０１ｄを有している。ＡＤ変換ポート１０１ａ〜１０１ｄには、抵抗Ｒ７を介して接地用端子１２１〜１２４がそれぞれ接続されている。これにより、ＡＤ変換ポート１０１ａ〜１０１ｄには、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれのローサイド電圧Ｖ２１〜Ｖ２４が印加されている。ＭＰＵ１０１は、ＡＤ変換ポート１０１ａ〜１０１ｄを介して燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれのローサイド電圧Ｖ２１〜Ｖ２４を直接検出する。そして、ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のそれぞれのローサイド電圧Ｖ２１〜Ｖ２４に基づいて、燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０が閉弁動作を開始したか否かを検出する。

次に、ＭＰＵ１０１により実行される燃料噴射弁２１０の再通電の処理について詳しく説明する。

ＭＰＵ１０１は、噴射信号Ｓ１をハイレベルからローレベルに切り替えた後、図４に示される処理を実行する。図４に示されるように、ＭＰＵ１０１は、まず、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になることをもって、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したと判断する。これにより、ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０の閉弁動作の開始時期をより的確に検出することができる。ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が開始されたことを検出した場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、その時点から所定時間Ｔ２０が経過したか否かを判断する（ステップＳ２）。所定時間Ｔ２０は、弁体２１４が着座面２１５ａに接触する直前に再通電を行うことができるように予め実験等を通じて設定されている。

ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が開始されたことを検出した時点から所定時間Ｔ２０が経過した場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、燃料噴射弁２１０への再通電を所定時間Ｔ２１だけ行う（ステップＳ３）。具体的には、ＭＰＵ１０１は、定電圧スイッチＳＷ３及び気筒選択スイッチＳＷ５を共にオンさせることにより、燃料噴射弁２１０のハイサイドにバッテリ電圧ＶＢを供給する。また、ＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が「Ｉｔｈ３≦Ｉ１≦Ｉｔｈ４」の範囲に維持されるように、定電圧スイッチＳＷ３のオン／オフを繰り返すことにより、燃料噴射弁２１０に印加される電圧を所定時間Ｔ２１だけチョッピングさせる。なお、第２下限電流値Ｉｔｈ３は、第１下限電流値Ｉｔｈ１よりも小さい値に設定されている。また、第２上限電流値Ｉｔｈ４は、第１上限電流値Ｉｔｈ２よりも小さい値に設定されている。さらに、所定時間Ｔ２１は、各燃料噴射弁２１０，２２０，２３０，２４０のバウンスを抑制することができるように予め実験等を通じて設定されている。

次に、本実施形態のＥＣＵ１０の作用及び効果について説明する。
図５（Ａ）に示されるように、ＭＰＵ１０１が時刻ｔ４０で噴射信号Ｓ１をハイレベルからローレベルに切り替えた後、時刻ｔ６０で燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になったとする。この場合、図５（Ｄ）に実線で示されるように、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ６０から所定時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ７０で燃料噴射弁２１０への再通電を開始する。また、時刻ｔ７０から所定時間Ｔ２１が経過した時刻を「ｔ８０」とすると、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ７０から時刻ｔ８０までの間、燃料噴射弁２１０への再通電を維持する。これにより、着座面２１５ａに接触する直前の弁体２１４の変位スピードを抑制することができる。よって、着座面２１５ａに接触する際に弁体２１４が着座面２１５ａから受ける反動力を弱めることができるため、閉弁動作時のバウンスを抑制することができる。

一方、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が開始されることを検出した時点から所定時間Ｔ２１経過後を燃料噴射弁２１０への再通電の時期に設定すれば、閉弁動作開始時期のばらつきの影響を受けることなく再通電の時期を設定することができる。

具体的には、燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響により、図５（Ｃ）に一点鎖線で示されるように、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも早く行われたとする。この場合、燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になる時期は時刻ｔ６０から時刻ｔ５９に変化する。すなわち、ローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になる時期は早くなる。この際、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ５９から所定時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ６９で燃料噴射弁２１０への再通電を開始するため、再通電の時期が早くなる。よって、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも早く行われた場合には、それに併せて燃料噴射弁２１０の再通電の時期が早くなる。

また、燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響により、図５（Ｃ）に二点鎖線で示されるように、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも遅く行われたとする。この場合、燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になる時期は時刻ｔ６０から時刻ｔ６１へ変化する。すなわち、ローサイド電圧Ｖ２１が電圧閾値Ｖｔｈ以下になる時期は遅くなる。この際、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ５１から所定時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ７１で燃料噴射弁２１０への再通電を開始するため、再通電の時期が遅くなる。よって、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも遅く行われた場合には、それに併せて燃料噴射弁２１０の再通電の時期が遅くなる。

このように、本実施形態のＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響により燃料噴射弁２１０の閉弁動作が変化した場合、それに併せて燃料噴射弁２１０の再通電の時期を変化させる。これにより、燃料噴射弁２１０の再通電の時期を、弁体２１４が着座面２１５ａに接触する時期の直前により確実に設定することができるため、より的確に燃料噴射弁２１０の閉弁時のバウンスを抑制することができる。

また、燃料噴射弁２１０への再通電を行う際、仮に放電スイッチＳＷ１をオンさせて昇圧電圧ＶＰを用いたとすると、昇圧復帰時間等を考慮する必要があるため、これが制約となる可能性がある。これに対し、本実施形態のＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０への再通電を行う際、定電圧スイッチＳＷ３をオンさせるため、すなわちバッテリ電圧ＶＢを用いるため、昇圧復帰時間等を考慮する必要がない。よって、制約を受けることなく燃料噴射弁２１０への再通電を行うことができる。

さらに、本実施形態のＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０への再通電を行う際、燃料噴射弁２１０に印加される電圧をチョッピングさせる。これにより、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１のオーバーシュートを抑制することができる等、弁体２１４のリフト量Ｌをより細かく制御することができる。

なお、以上の作用及び効果は、燃料噴射弁２２０，２３０，２４０でも同様に得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、噴射制御装置であるＥＣＵ１０の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態のＥＣＵ１０との相違点を中心に説明する。

第１実施形態のＥＣＵ１０は、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したか否かの検出を燃料噴射弁２１０のローサイド電圧Ｖ２１に基づいて行った。これに対し、本実施形態のＥＣＵ１０は、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したか否かの検出を燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１に基づいて行う。ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁２２０，２３０，２４０のそれぞれの閉弁動作の開始時期の検出についても燃料噴射弁２２０，２３０，２４０のそれぞれの駆動電流Ｉ２〜Ｉ４に基づいて行う。以下、その詳細を説明する。

図６に示されるように、本実施形態に係るＥＣＵ１０のＡＤ変換ポート１０１ｅ，１０１ｆはシャント抵抗Ｒ１の両端にそれぞれ電気的に接続されている。ＥＣＵ１０のＡＤ変換ポート１０１ｇ，１０１ｈはシャント抵抗Ｒ２の両端にそれぞれ電気的に接続されている。

ＭＰＵ１０１は、ＡＤ変換ポート１０１ｅ，１０１ｆの電位差に基づいてシャント抵抗Ｒ１の両端間の電位差を検出する。ＭＰＵ１０１は、定電圧スイッチＳＷ３及び気筒選択スイッチＳＷ５がオン状態であるとき、シャント抵抗Ｒ１の両端間の電位差に基づいて燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１を検出する。ＭＰＵ１０１は、定電圧スイッチＳＷ３及び気筒選択スイッチＳＷ６がオン状態であるとき、シャント抵抗Ｒ１の両端間の電位差に基づいて燃料噴射弁２４０の駆動電流Ｉ４を検出する。このように、ＡＤ変換ポート１０１ｅ，１０１ｆは、シャント抵抗Ｒ１の両端間の電位差が入力される入力端子に相当する。

ＭＰＵ１０１は、ＡＤ変換ポート１０１ｇ，１０１ｈの電位差に基づいてシャント抵抗Ｒ２の両端間の電位差を検出する。ＭＰＵ１０１は、定電圧スイッチＳＷ４及び気筒選択スイッチＳＷ７がオン状態であるとき、シャント抵抗Ｒ２の両端間の電位差に基づいて燃料噴射弁２２０の駆動電流Ｉ２を検出する。ＭＰＵ１０１は、定電圧スイッチＳＷ４及び気筒選択スイッチＳＷ８がオン状態であるとき、シャント抵抗Ｒ２の両端間の電位差に基づいて燃料噴射弁２３０の駆動電流Ｉ３を検出する。このように、ＡＤ変換ポート１０１ｇ，１０１ｈは、シャント抵抗Ｒ２の両端間の電位差が入力される入力端子に相当する。

ＭＰＵ１０１は、駆動電流Ｉ１に対して、図３（Ｄ）に示されるような電流閾値Ｉｔｈ５を有している。ＭＰＵ１０１は、駆動電流Ｉ２〜Ｉ４に対しても同様に電流閾値Ｉｔｈ５を有している。ＭＰＵ１０１は、図４に示されるステップＳ１の判断処理において、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になることをもって、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したと判断する。すなわち、本実施形態のＭＰＵ１０１は、燃料噴射弁２１０のソレノイド２１１が消磁されることをもって、燃料噴射弁２１０が閉弁動作を開始したと判断する。

次に、本実施形態のＥＣＵ１０の作用及び効果について説明する。
図７（Ａ）に示されるように、ＭＰＵ１０１が時刻ｔ４０で噴射信号Ｓ１をハイレベルからローレベルに切り替えた後、時刻ｔ４５で燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になったとする。この場合、図７（Ｄ）に実線で示されるように、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ４５から所定時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ７０で燃料噴射弁２１０への再通電を開始する。また、時刻ｔ７０から所定時間Ｔ２１が経過した時刻を「ｔ８０」とすると、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ７０から時刻ｔ８０までの間、燃料噴射弁２１０への再通電を維持する。これにより、着座面２１５ａに接触する直前の弁体２１４の変位スピードを抑制することができる。よって、着座面２１５ａに接触する際に弁体２１４が着座面２１５ａから受ける反動力を弱めることができるため、閉弁動作時のバウンスを抑制することができる。

一方、燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響により、図７（Ｄ）に一点鎖線で示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が想定よりも早く減少したとする。すなわち、燃料噴射弁２１０のソレノイド２１１の消磁が想定よりも早く行われたとする。この場合、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になる時期は時刻ｔ４５から時刻ｔ４４に変化する。すなわち、駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になる時期が早くなる。この際、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ４４から所定時間Ｔ２０が経過した時刻ｔ６９で燃料噴射弁２１０への再通電を開始するため、再通電の時期が早くなる。よって、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも早く行われた場合には、それに併せて燃料噴射弁２１０の再通電の時期が早くなる。

また、燃料噴射弁２１０の個体差や外部環境因子の影響により、図７（Ｄ）に二点鎖線で示されるように、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が想定よりも遅く減少したとする。すなわち、燃料噴射弁２１０のソレノイド２１１の消磁が想定よりも遅く行われたとする。この場合、燃料噴射弁２１０の駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になる時期は時刻ｔ４５から時刻ｔ４６に変化する。すなわち、駆動電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ５以下になる時期が遅くなる。この際、ＭＰＵ１０１は、時刻ｔ４６から所定時間Ｔ２２が経過した時刻ｔ７１で燃料噴射弁２１０への再通電を開始するため、再通電の時期が遅くなる。よって、燃料噴射弁２１０の閉弁動作が想定よりも遅く行われた場合には、それに併せて燃料噴射弁２１０の再通電の時期が遅くなる。

＜他の実施形態＞
図２に示される燃料噴射弁２１０の開弁構造及び閉弁構造は単なる例示であり、各実施形態の燃料噴射弁２１０の構成はこれに限定されない。

また、本発明は、各実施形態の具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：ＥＣＵ（噴射制御装置）
２０：内燃機関
１０１：ＭＰＵ（制御部）
１０１ａ〜１０１ｄ：ＡＤ変換ポート
１０１ｅ〜１０１ｈ：ＡＤ変換ポート（入力端子）
１０２：ハイサイド駆動回路
１０３：ローサイド駆動回路
２１０，２２０，２３０，２４０：燃料噴射弁
Ｒ１，Ｒ２：抵抗（シャント抵抗）

Claims

内燃機関（２０）の燃料噴射弁（２１０，２２０，２３０，２４０）を制御する噴射制御装置（１０）であって、
前記燃料噴射弁のハイサイドの電圧を制御するためのハイサイド駆動回路（１０２）と、
前記燃料噴射弁のローサイドの電圧を制御するためのローサイド駆動回路（１０３）と、
前記ハイサイド駆動回路及び前記ローサイド駆動回路をそれぞれ制御する制御部（１０１）と、を備え、
前記制御部は、
前記ハイサイド駆動回路及び前記ローサイド駆動回路により前記燃料噴射弁への通電を停止した後、当該燃料噴射弁の閉弁動作が開始されたことを検出した時点から所定時間が経過した後に前記燃料噴射弁への再通電を行う、
ことを特徴とする噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁への通電を停止した後、前記燃料噴射弁のローサイドの電圧が所定の電圧閾値以下になることをもって、前記燃料噴射弁の閉弁動作の開始を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁のローサイドの電圧が前記所定の電圧値以下になった時点から前記所定時間が経過した後に、前記ハイサイド駆動回路により前記燃料噴射弁のハイサイドにバッテリ電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項２に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁のハイサイドに前記バッテリ電圧を印加する際、前記燃料噴射弁に印加される電圧をチョッピングさせる、
ことを特徴とする請求項３に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁のローサイドの電圧が印加されるアナログ・デジタル変換ポート（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）を有する、
ことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁への通電を停止した後、前記燃料噴射弁に流れる駆動電流が所定の電流値以下になることをもって、前記燃料噴射弁の閉弁動作の開始を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記駆動電流が前記所定の電流閾値以下になった時点から前記所定時間が経過した後、前記ハイサイド駆動回路により前記燃料噴射弁のハイサイドにバッテリ電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項６に記載の噴射制御装置。
前記制御部は、
前記燃料噴射弁のハイサイドに前記バッテリ電圧を印加する際、前記燃料噴射弁に印加される電圧をチョッピングさせる、
ことを特徴とする請求項７に記載の噴射制御装置。
前記駆動電流の電流経路に配置されたシャント抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を更に備え、
前記制御部は、
前記シャント抵抗の両端間の電位差が入力される入力端子（１０１ｅ，１０１ｆ，１０１ｇ，１０１ｈ）を有し、
前記シャント抵抗の両端間の電位差に基づいて前記駆動電流を検出する、
ことを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の噴射制御装置。