JP6748743B2 - 燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置等に関する。

近年の自動車燃費・排気規制の強化から、内燃機関の低燃費化と高出力化を同時に達成し、エンジンの広い運転領域に適合することが求められている。その達成方法の一つとして、燃料噴射弁のダイナミックレンジ拡大が要求されている。

燃料噴射弁のダイナミックレンジ拡大は、従来の静流特性を確保しつつ、動流特性を改善することが必要となる。動流特性の改善方法として、ハーフリフト制御による最小噴射量の低減が知られている。

このハーフリフト制御は、燃料噴射装置の弁体が完全に開弁位置（フルリフト位置）に達する前の状態（ハーフリフト領域）で高精度の制御を行うが、ハーフリフト領域の噴射量のばらつきは、燃料噴射装置の個体差に起因して大きく生じることが知られている。このため、燃料噴射装置毎に生じる個体差を検知する様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、燃料噴射装置の開弁動作（詳しくは、弁体が開弁状態となったタイミング）を電気的特性に基づき間接的に個体差を検知する技術について開示されている。また、燃料噴射装置の閉弁動作を電気的特性から検知する技術も知られている。
いる。

また、特許文献２には、燃料噴射弁のダイナミックレンジを拡大する技術として、２つの可動コアにより弁体のストローク量を切換えて単位時間あたりの噴射量（噴射率）を変化させる燃料噴射装置が開示されていう。この燃料噴射装置によると、最小噴射領域であってもフルリフトによる燃料噴射が可能であるため、噴射量の精度を高めることができる。

特開２０１４−１５２６９７号公報 特開２００６−１３２４１２号公報

上記したように、特許文献２に記載された技術によると、２つの可動コアにより弁体のストローク量を切換えて単位時間あたりの噴射量を変化させ、最小噴射領域であってもフルリフトによる燃料噴射が可能であるため、噴射量の精度を高めることができる。

実際のエンジンの性能等は、弁体のストローク量をどのように切換えて燃料噴射を行うかが重要であるが、特許文献２には、弁体のストローク量をどのように切換えて燃料噴射を行うかについては何ら開示されていない。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、燃料噴射装置による燃料噴射を適切に制御することのできる技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、一の観点に係る燃料噴射制御装置は、ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより弁体をストローク移動可能であり、第１ストロークと、第２ストロークとのいずれにより弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、第１ストローク又は第２ストロークを選択するストローク選択部と、ストローク選択部により選択されたストロークにより弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、を備える。

本発明によれば、燃料噴射装置の燃料噴射を適切に制御することができる。

図１は、第１実施形態に係る内燃機関システムの全体構成図である。 図２は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置及び関連部位についての構成図である。 図３は、第１実施形態に係る燃料噴射装置の一部の拡大構成図である。 図４は、第１実施形態に係る燃料噴射装置の基本動作を説明する図である。 図５は、第１実施形態に係る燃料噴射装置における噴射量特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る燃料噴射装置のストロークの選択を説明する図である。 図７は、第１実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。 図８は、第１実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。 図９は、第１実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。 図１０は、第２実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。 図１１は、第２実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。 図１２は、第３実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。 図１３は、第３実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。 図１４は、第４実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。 図１５は、第５実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。 図１６は、第６実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。

いくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、第１実施形態に係る内燃機関システムの全体構成図である。なお、図１においては、エンジン１０１の複数の気筒のうちの一つの気筒のみについて示している。

内燃機関システム１００は、内燃機関の一例としてのエンジン１０１と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０９とを備える。エンジン１０１は、例えば、直列４気筒のガソリンエンジンである。

図示しない吸気口からエンジン１０１に吸入される空気は、空気流量計（ＡＦＭ：Ａｉｒ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔｅｒ）１２０、及びスロットル弁１１９を介して、コレクタ１１５に流れる。空気流量計１２０は、吸入された空気量（吸入空気量）を計測する。コレクタ１１５に流入した空気は、エンジン１０１の各気筒に接続された吸気管１１０、吸気弁１０３を介して燃焼室１２１内に供給される。

一方、燃料タンク１２３に貯留された燃料は、低圧燃料ポンプ１２４により吸引されて、エンジン１０１に備えられている高圧燃料ポンプ１２５に供給される。高圧燃料ポンプ１２５は、排気カム１２８が備えられた図示しない排気カム軸から伝達される動力によって、内部のプランジャーが上下に稼働され、供給された燃料を高圧化する。高圧燃料ポンプ１２５は、ＥＣＵ１０９の燃料噴射制御装置１２７からの制御指令に基づいて、吐出する燃料が所望の圧力になるように図示しない吸入口の開閉バルブのソレノイドを制御する。高圧燃料ポンプ１２５から吐出された燃料は、高圧燃料配管１２９を介して燃料噴射装置１０５に供給される。燃料噴射装置１０５は、ＥＣＵ１０９の燃料噴射制御装置１２７の指令に基づいて、燃料を燃焼室１２１へ噴射する。

エンジン１０１には、高圧燃料配管１２８内の燃料の圧力（燃圧）を計測する燃料圧力センサ１２６が設けられている。ＥＣＵ１０９は、燃料圧力センサ１２６による測定結果（センサ値）に基づいて、フィードバック制御を行う、すなわち、高圧燃料配管１２８内の燃料圧力が所望の圧力となるように、高圧燃料ポンプ１２５に対して制御指令を送信する。

エンジン１０１は、さらに、燃焼室１２１毎に、燃焼室１２１内に火花を放出するための点火プラグ１０６と、点火プラグ１０６に電力を供給する点火コイル１０７とを備える。ＥＣＵ１０９は、所望のタイミングで点火プラグ１０６から火花が放出されるように点火コイル１０７への通電を制御する。

燃焼室１２１内に供給された空気と燃料との混合気は、点火プラグ１０６から放たれる火花により燃焼する。混合気が燃焼することにより発生する圧力によってピストン１０２が押し下げられる。燃焼により生じた排気ガスは、排気弁１０４、排気管１１１を介して三元触媒１１２に導かれる。三元触媒１１２は、排気ガスを浄化する排気浄化処理を行う。三元触媒１１２により浄化された排気ガスは、下流へと流れて、最終的には大気へ放出される。

内燃機関システム１００には、エンジン１０１を冷却する冷却水の温度を測定する水温センサ１０８と、エンジン１０１の図示しないクランク軸の角度を計測するクランク角度センサ１１６と、吸入空気量を計測するＡＦＭ１２０と、排気管１１１内の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１１３と、運転者が操作するアクセルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１２２と、高圧燃料配管１２８内の燃料の圧力を計測する燃料圧力センサ１２６とが備えられている。

ＥＣＵ１０９には、水温センサ１０８、クランク角度センサ１１６、ＡＦＭ１２０、酸素センサ１１３、アクセル開度センサ１２２、燃料圧力センサ１２６等のセンサによる計測結果の信号が入力される。

ＥＣＵ１０９は、入力された各種信号に基づいて、各種処理を実行する。例えば、ＥＣＵ１０９は、アクセル開度センサ１２２から入力された信号に基づいて、エンジン１０１の要求トルクを算出する処理を行うとともに、エンジン１０１がアイドル状態であるか否かの判定処理等を行う。また、ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６から入力された信号に基づいて、エンジンの回転速度（エンジン回転速度）を演算する処理を行う。また、ＥＣＵ１０９は、水温センサ１０８から入力された冷却水温度、エンジン始動後の経過時間等から三元触媒１１２が暖機された状態であるか否かを判断する処理を行う。

また、ＥＣＵ１０９は、算出した要求トルクなどから、エンジン１０１に必要な吸入空気量を算出し、算出した吸入空気量に見合った開度とするための信号をスロットル弁１１９に出力する。ＥＣＵ１０９は、燃料噴射装置１２７を内蔵している。ＥＣＵ１０９の燃料噴射制御装置１２７は、吸入空気量に応じた燃料量（要求噴射量）を算出して燃料噴射装置１０５に燃料噴射信号を出力し、更に点火コイル１０７に点火信号を出力する。

次に、燃料噴射制御装置１２７と、燃料噴射制御装置１２７に関連する部位とについて詳細に説明する。

図２は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置及び関連部位についての構成図である。

ＥＣＵ１０９の燃料噴射制御装置１２７は、制御部２０２と、駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０５と、高電圧生成部２０６と、燃料噴射弁駆動部２０７ａ，２０７ｂとを備える。高電圧生成部２０６と、燃料噴射弁駆動部２０７ａとには、図示しないバッテリから供給されるバッテリ電圧２０９が、ヒューズ２０３、リレー２０４を介して供給されている。

制御部２０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ（記憶装置）、Ｉ／Ｏポートなどを備えるマイクロコンピュータ（マイコン）によって構成されている。制御部２０２は、パルス信号演算部２０２ａと、駆動波形指令部２０２ｂと、パラメータ入力部２０２ｃと、ストローク選択部２０２ｄとを有する。駆動波形指令部２０２ｂ及びパラメータ入力部２０２ｃは、ストローク駆動制御部に相当する。ストローク選択部２０２ｄは、アイドル状態判定部、内燃機関状態取得部、燃料状態判定部、ポンプ故障判定部、及びセンサ故障判定部に相当する。

パラメータ入力部２０２ｃは、処理に使用するパラメータ（例えば、センサ等からのセンサ値）を入力し、駆動波形指令部２０２ｂと、ストローク選択部２０２ｄとに渡す。入力するパラメータとしては、例えば、燃料温度、冷却水温、潤滑油温、燃料圧力等がある。

ストローク選択部２０２ｄは、パラメータ入力部２０２ｃから入力されたパラメータ等に基づいて、燃料噴射装置１０５の弁体を移動させる際のストロークとして、最大ストローク量が大きい大ストローク（第１ストローク）と、最大ストローク量が小さい小ストローク（第２ストローク）とのいずれかを選択し、選択結果をパルス信号演算部２０２ａと、駆動波形指令部２０２ｂとに通知する。なお、ストローク選択部２０２ｄの具体的な処理については後述する。

パルス信号演算部２０２ａは、ストローク選択部２０２ｄにより選択されたストロークにより燃料噴射装置１０５を駆動させるための燃料噴射パルス信号の幅（通電時間Ｔｉ）を決定し、駆動ＩＣ２０５に出力する。

駆動波形指令部２０２ｂは、パラメータ入力部２０２ｃにより入力されたパラメータに基づいて、ストローク選択部２０２ｄにより選択されたストロークにより燃料噴射装置１０５を駆動させるための電流の駆動波形を決定し、駆動ＩＣ２０５に指令として出力する。

駆動ＩＣ２０５は、パルス信号演算部２０２ａからの指令と、駆動波形指令部２０２ｂからの指令とに基づいて、燃料噴射装置１０５の駆動期間（燃料噴射装置１０５の通電時間）、駆動電圧の選択（高電圧２１０とバッテリ電圧２０９とのいずれとするかの選択）、及び駆動電流の設定値を決定し、この決定に従って、高電圧生成部２０６及び燃料噴射駆動部２０７ａ，２０７ｂを制御する。

高電圧生成部２０６は、バッテリ電圧２０９から、電磁ソレノイド式の燃料噴射装置１０５内に備わる弁体を開弁する際に燃料噴射装置１０５に供給する高い電源電圧（高電圧２１０）を生成し、燃料噴射弁駆動部２０７ａに供給する。具体的には、高電圧生成部２０６は、駆動ＩＣ２０５からの指令に基づいて、所望の目標高電圧に至る様にバッテリから供給されるバッテリ電圧２０９を昇圧し、バッテリ電圧２０９より高い高電圧２１０を生成する。これにより、燃料噴射装置１０５に対して電圧を供給する電源として、弁体の開弁力確保を目的とした高電圧２１０と開弁した後に弁体が閉弁しない様に開弁保持をさせるバッテリ電圧２０９との２系統の電圧が備わることになる

燃料噴射弁駆動部２０７ａは、燃料噴射装置１０５のコイル３０５（図３参照）の上流側に電気的に接続され、駆動ＩＣ２０５による制御に基づいて、燃料噴射装置１０５への電圧の供給の制御及び、供給する電圧の選択（高電圧生成部２０６により生成された高電圧２１０、又は、バッテリ電圧２０９の選択）を行う。

燃料噴射弁駆動部２０７ｂは、燃料噴射装置１０５のコイル３０５の下流側に電気的に接続され、駆動ＩＣ２０５による制御に基づいて、燃料噴射装置１０５を接地するか否か切換える。

次に、燃料噴射装置１０５の構成及び動作について詳細に説明する。

図３は、第１実施形態に係る燃料噴射装置の一部の拡大構成図である。図３（ａ）は、燃料噴射装置１０５のコイル３０５が通電されていない状態を示し、図３（ｂ）は、コイル３０５に小ストローク（第２ストローク）用の駆動波形の電流が流れている状態を示し、図３（ｃ）は、コイル３０５に大ストローク（第１ストローク）用の駆動波形の電流が流れている状態を示している。

燃料噴射装置１０５は、燃料を噴射する開口が形成された弁座３０６と、ストローク移動する弁体３０３と、第１可動コア３０１と、第２可動コア３０２と、固定コア３０４と、固定コア３０４に巻回され、第１可動コア３０１と第２可動コア３０２とを吸引する力を発生するコイル３０５とを有する。

燃料噴射装置１０５のコイル３０５が通電されていない状態においては、コイル３０５による磁束が発生していないので、第１可動コア３０１及び第２可動コア３０２に対する磁気吸引力はゼロでる。このため、図３（ａ）に示すように、第１可動コア３０１及び第２可動コア３０２は、固定コア３０４側に吸引されず、弁体３０３は、弁座３０６に当接した状態となっている。このため、弁座３０６の開口が解放されておらず、燃焼室１２１内には燃料が噴射されない。

また、燃料噴射装置１０５のコイル３０５に小ストローク用の駆動波形の電流が流れている状態においては、図３（ｂ）に示すように、発生する磁気吸引力により第１可動コア３０１が固定コア３０４に吸引される。ここで、小ストローク用の電流による磁気吸引力では、第２可動コア３０２が、第１可動コア３０１から固定コア３０４側に離れて移動することはできない。この結果、弁体３０３は、弁座３０６から離れることはできるが、最大ストローク量は、Ｓｔ１（第２量）となっている。この際には、弁座３０６の開口への燃料流路が形成されることとなるので、燃焼室１２１内に燃料が噴射される。ここで、図３（ｂ）に示すように、最大ストローク量がＳｔ１となるストロークが小ストロークであり、図３（ｂ）に示す状態にすることのできる電流が小ストローク用の電流となる。

また、燃料噴射装置１０５のコイル３０５に小ストローク用の駆動波形の電流よりも最大電流が大きい大ストローク用の駆動波形の電流が流れている状態においては、図３（ｃ）に示すように、発生する磁気吸引力により第１可動コア３０１が固定コア３０４に吸引されるとともに、第２可動コア３０２が、第１可動コア３０１から固定コア３０４側に離れるように吸引される。この結果、弁体３０３の最大ストローク量は、Ｓｔ１＋Ｓｔ２（第１量）となる。この際には、弁座３０６の開口への燃料流路が形成され、図３（ｂ）に示す場合よりも燃料流路の流路面積を大きくすることができるので、単位時間当たりの燃料噴射量（噴射率）が増加する。ここで、図３（ｃ）に示すように、最大ストローク量がＳｔ１＋Ｓｔ２となるストロークが大ストロークであり、図３（ｃ）に示す状態にすることのできる比較的大きい電流が大ストローク用の電流となる。

次に、燃料噴射装置１０５における小ストローク時の動作と、大ストローク時の動作について説明する。

図４は、第１実施形態に係る燃料噴射装置の基本動作を説明する図である。図４には、小ストローク時と、大ストローク時とにおける噴射指令信号と、燃料噴射装置１０５に供給される駆動波形の電流の変化と、弁体３０３の変位とを示している。

小ストローク時には、パルス信号演算部２０２ａは、例えば、通電時間（パルス信号幅）Ｔｉの噴射指令信号を出力し、駆動波形指令部２０２ｂは、電流波形４０１に示すように、電流を０からＩｐ１まで立ち上げ、その後、電流をＩｈ１が通電時間Ｔｉとなるまで維持させる制御指令を駆動ＩＣ２０５に出力する。

これに基づいて、駆動ＩＣ２０５は、制御指令に従って電流が燃料噴射装置１０５のコイル３０５に供給されるように制御する。この結果、コイル３０５に供給される電流が０からＩｐ１まで立ち上げられると、弁体３０３は、弁変位４０３に示すように、開弁を開始して最大ストローク量がＳｔ１となる位置（小ストロークにおけるフルリフト位置）まで移動し、コイル３０５に供給される電流がＩｈ１で維持されると、通電時間Ｔｉが経過するまでフルリフト位置で維持される。

大ストローク時には、パルス信号演算部２０２ａは、例えば、通電時間Ｔｉの噴射指令信号を出力し、駆動波形指令部２０２ｂは、電流波形４０２に示すように、電流を０からＩｐ２（＞Ｉｐ１）まで立ち上げ、その後、電流をＩｈ２が通電時間Ｔｉとなるまで維持させる制御指令を駆動ＩＣ２０５に出力する。

これに基づいて、駆動ＩＣ２０５は、制御指令に従って電流が燃料噴射装置１０５のコイル３０５に供給されるように制御する。この結果、コイル３０５に供給される電流が０からＩｐ２まで立ち上げられると、弁体３０３は、弁変位４０４に示すように、開弁を開始して最大ストローク量がＳｔ１＋Ｓｔ２となる位置（大ストロークにおけるフルリフト位置）まで移動する。そして、コイル３０５に供給される電流がＩｈ２で維持されると、通電時間Ｔｉが経過するまでフルリフト位置で維持される。

次に、燃料噴射装置１０５における小ストロークと、大ストロークとにおける噴射量特性について説明する。

図５は、第１実施形態に係る燃料噴射装置における噴射量特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を示す図である。

小ストロークの場合には、燃料噴射特性は、図５に示す特性５０１のように、比較的小さい噴射量の範囲において、通電時間Ｔｉの変化に対する噴射量Ｑの変化の直線性を確保することができ、特に、小ストロークの最大ストローク量Ｓｔ１に到達した時点Ｐ２以降においては、高精度な直線性を確保することができる。

大ストロークの場合には、燃料噴射特性は、図５に示す特性５０２のように、比較的大きい噴射量の範囲において、通電時間Ｔｉの変化に対する噴射量Ｑの変化の直線性を確保することができ、特に、大ストロークの最大ストローク量Ｓｔ１＋Ｓｔ２に到達した時点Ｐ１以降においては、高精度な直線性を確保することができる。

図５における大ストロークの場合の燃料噴射特性と、小ストロークの場合の燃料噴射特性とによると、大ストロークの場合には、通電時間Ｔｉが同じであれば、小ストロークの場合に対して、より多くの燃料を噴射できることがわかる。また、噴射量が少ない場合には、小ストロークの場合のほうがより高精度に噴射量を調整できることがわかる。

ここで、パルス信号演算部２０２ａにより通電時間Ｔｉを決定する方法について説明する。

まず、図５に示すような燃料噴射装置１０５の噴射量特性（Ｔｉ−Ｑ特性）を実験により計測しておき、計測した噴射量特性についてのマップを制御部２０２に記憶させておく。そして、パルス信号演算部２０２ａは、ＥＣＵ１０９において算出された要求噴射量に対応する通電時間Ｔｉを、制御部２０２に記憶させたマップを参照して決定する。

なお、Ｔｉ−Ｑ特性は、燃圧によっても変化し、燃圧が大きくなるほど開弁時間に対して噴射量が多くなり、燃圧が小さくなると噴射量が少なくなる傾向がある。そこで、燃圧値に応じたＴｉ−Ｑ特性の補正値を実験などで予め計測して、補正値をテーブルとして制御部２０２のメモリ等に記憶させておき、パルス信号演算部２０２ａが、燃料圧力センサ１２６で計測したセンサ値（燃圧値）に対応するＴｉ−Ｑ特性の補正値をテーブルから特定し、補正値に基づいて、要求噴射量に対応する通電時間Ｔｉを補正することにより（例えば、補正値を乗算することにより）、実際に使用する通電時間を算出するようにしてもよい。

パルス信号演算部２０２ａは、例えば、噴射量を少なく設定し、高い精度が必要なときのように、図４に示す電流波形４０１で駆動されるように選択されている場合（小ストロークが選択されている場合）には、通電時間Ｔｉを図５に示すＴｉ−Ｑ特性５０１に基づいて決定する。また、パルス信号演算部２０２ａは、多くの燃料を短時間に噴射する必要があるときのように、図４に示す電流波形４０２で駆動させるように選択されている場合
（大ストロークが選択されている場合）には、通電時間Ｔｉは図５に示すＴｉ−Ｑ特性５０２に基づいて決定する。

次に、ストローク選択部２０２ｄの処理について詳細に説明する。

図６は、第１実施形態に係る燃料噴射装置のストロークの選択を説明する図である。

ストローク選択部２０２ｄは、要求噴射量に基づいて、大ストローク、小ストロークいずれのストロークを使用するかを決める。なお、ストローク選択部２０２ｄで決定されたストロークの情報は、パルス信号演算部２０２ａと駆動波形指令部２０２ｂに送られ、通電時間Ｔｉと駆動電流波形とを決定するために使用される。

前述の通り、燃料噴射装置１０５は、小ストロークであってもフルリフトにより燃料噴射できることから、最小噴射領域で高精度に燃料噴射ができる。よって、ストローク選択部２０２ｄは、図６に示すように、大ストロークのフルリフトとなった以降（時点Ｐ１）で噴射できる噴射量（第１噴射量）６０１を閾値とし、要求噴射量が第１噴射量６０１以上である場合には、大ストロークを選択し、第１噴射量６０１未満である場合には、小ストロークを選択するようにしてもよい。これにより、いずれの要求噴射量でも、フルリフトによる噴射が可能であるため、高精度な燃料噴射を実現できる。

ここで、ストロークの選択は、図６に示すように、大ストロークのハーフリフトによる最小噴射量（時点Ｐ３の噴射量）６０２を閾値とすることもできる。ここで、ハーフリフトによる最小噴射量とは、大ストロークのハーフリフト状態において、比較的高い精度で噴射量を制御することのできる最小の噴射量であり、最小噴射量は、燃料噴射装置１０５の構成に依存する。この場合には、ストローク選択部２０２ｄは、最小噴射量６０２以上である場合には、大ストロークを選択し、要求噴射量が最小噴射量６０２未満である場合は、小ストロークを選択してもよい。このようにすると、大ストロークを選択することができる要求噴射量の範囲、すなわち、短時間での燃料噴射を行うことのできる範囲を広げることができる。

また、ストロークの選択を、次のようにするようにしてもよい。

図６の選択利用可能領域に示すように、大ストロークと、小ストロークとのいずれのストロークであっても、同一の燃料噴射量を実現できる領域が存在する。この選択利用可能領域、すなわち、燃料噴射量が第１噴射量６０１未満、且つ第２噴射量閾値６０２以上の領域は、通電時間Ｔｉを変えることで、大ストローク、小ストロークいずれでも所望の燃料噴射量を実現することができる。

そこで、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークで噴射する領域（大ストローク領域）、小ストロークで噴射する領域（小ストローク領域）以外の大ストローク、小ストロークのいずれでも噴射できる選択利用可能領域では、燃料噴射装置１０５による燃料噴射に関する情報（例えば、噴射開始位置、１燃焼サイクルにおける噴射分割数、噴射インターバル等）や、エンジン１０１の状態に関する情報に基づいて、ストロークを選択するようにしてもよい。

次に、選択利用可能領域において、大ストロークと小ストロークとのいずれを選択するかを決定するストローク選択部２０２ｄを備えるＥＣＵ１０９によるストローク選択処理について説明する。

図７は、第１実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。

ステップＳ７０１では、ＥＣＵ１０９は、燃焼噴射装置１０５の燃料噴射に関する噴射パラメータを決定する。噴射パラメータは、例えば、１燃焼サイクルにおいて複数回に分けて燃料噴射する場合における分割後（各回）の要求噴射量、分割比（１回の燃料噴射において噴射する燃料の比）、噴射開始位置等であり、これらは、エンジン１０１の負荷、エンジン回転速度、目標とする燃焼状態等に応じて決定される。

次に、ステップＳ７０２では、ストローク選択部２０２ｄは、要求噴射量（一回の噴射分）が大ストローク領域であるか否かを判定する。具体的には、ストローク選択部２０２ｄは、要求噴射量が、予め記憶している第１噴射量以上であるか否かを判定する。なお、Ｔｉ−Ｑ特性は、燃圧値によって変化するため、燃圧値に応じたＴｉ−Ｑ特性を用いて、大ストローク領域であるか否かを判定することが望ましく、第１噴射量は燃圧毎に設定することが望ましい。

ステップＳ７０２で要求噴射量が大ストローク領域であると判定された場合（Ｓ７０２：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ７０３へ移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択して、ストローク選択フラグを大ストロークにセット（設定）する（例えばストローク選択フラグ＝１）。この結果、パルス信号演算部２０２ａ及び駆動波形指令部２０２ｂが、ストローク選択部２０２ｄで設定されたストローク選択フラグに基づいて、大ストロークでの通電時間Ｔｉ、駆動波形を決定し、決定された通電時間Ｔｉ及び駆動波形に基づいて駆動ＩＣ２０５が燃料噴射装置１０５を駆動して、燃料が噴射されることとなる。

一方、ステップＳ７０２で、大ストローク領域でないと判定された場合（Ｓ７０２：ＮＯ）には、ストローク選択部２０２ｄは、ステップＳ７０４で小ストローク領域であるか否かを判定する。具体的には、ストローク選択部２０２ｄは、要求噴射量が、予め記憶している第２噴射量未満であるか否かを判定する。なお、Ｔｉ−Ｑ特性は、燃圧値によって変化するため、燃圧値に応じたＴｉ−Ｑ特性を用いて、小ストローク領域であるか否かを判定することが望ましく、第２噴射量は燃圧毎に設定することが望ましい。

ステップＳ７０４で、小ストローク領域であると判定された場合（Ｓ７０４：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ７０５に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークを選択して、ストローク選択フラグを小ストロークにセットする（例えばストローク選択フラグ＝０）。この結果、パルス信号演算部２０２ａ及び駆動波形指令部２０２ｂが、ストローク選択部２０２ｄで設定されたストローク選択フラグに基づいて、小ストロークでの通電時間Ｔｉ、駆動波形を決定し、決定された通電時間Ｔｉ及び駆動波形に基づいて駆動ＩＣ２０５が燃料噴射装置１０５を駆動して、燃料が噴射されることとなる。

一方、ステップＳ７０４で、小ストローク領域でないと判定された場合、つまり選択利用可能領域であると判定された場合（Ｓ７０４：ＮＯ）には、処理をステップＳ７０６に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストローク、小ストロークのいずれを用いるか判定する選択利用可能領域ストローク選択処理（図８参照）を実行する。

なお、図７に示すストローク選択処理は、１燃焼サイクルにおいて、分割噴射を実行する場合は、分割噴射のそれぞれの回を対象に実行される。

次に、選択利用可能領域ストローク選択処理について説明する。

図８は、第１実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。選択利用可能領域ストローク選択処理は、図７のステップＳ７０６に対応する処理である。

まず、ステップＳ８０１で、ストローク選択部２０２ｄは、噴射開始位置が所定タイミング（例えば、圧縮下死点（圧縮ＢＤＣ））以前であるか否かを判定する。

ステップＳ８０１で、噴射開始位置が所定タイミング以前であると判定した場合（Ｓ８０１：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ８０２に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。ここで、噴射開始位置が所定タイミング以前であるとは、エンジン回転方向に対して逆回転方向（進角方向）を意味する。なお、このステップＳ８０２を後述する図１０に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよく、また、後述する図１２に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよい。

ステップＳ８０１で、噴射開始位置が所定タイミングより後であると判定した場合（Ｓ８０１：ＮＯ）には、処理をステップＳ８０３へ移行し、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークを選択し、ストローク選択フラグを小ストロークにセットする。なお、噴射開始位置が所定タイミングより後であるとは、機関回転方向に対して順回転方向（遅角方向）を意味する。また、燃料噴射装置１０５の構成等によって、小ストロークを選択すると、要求噴射量の燃料を適切に噴射できない場合（例えば、次の燃料の噴射タイミング又は点火タイミングまでに要求噴射量の燃料を噴射できない場合）には、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択して、ストローク選択フラグを大ストロークにセットするようにすればよい。また、このような燃料を適切に噴射できない場合であるか否かの判断時期については、選択利用可能領域ストローク選択処理の開始直後に判断してもよく、より前の時点（図７に示すストローク選択処理中）であってもよい。燃料を適切に噴射できない場合であるか否かの判断処理を図７の処理中に行うようにすれば、選択利用可能領域ストローク選択処理は、大ストロークと小ストロークとのいずれを選択しても、要求噴射量の燃料を噴射できる場合に行われる処理となる。

次に、第１実施形態において、図８に示す選択利用可能領域ストローク選択処理が行われた場合におけるストローク選択フラグ、噴射指令信号について説明する。

図９は、第１実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。なお、図９では、エンジンの複数気筒のうちの１つの気筒についてのタイムチャートを示し、１燃焼サイクルにおいて、吸気行程に２回の分割噴射を実行し、圧縮行程に２回の分割噴射を実行する例を示している。また、図８における所定タイミングとしては、圧縮ＢＤＣ９０１としている。

本実施形態では、吸気行程における２回の噴射については、圧縮ＢＤＣ９０１以前であるので、ストローク選択フラグが大ストロークにセットされ、圧縮行程における２回の噴射９０４，９０５については、圧縮ＢＤＣ９０１より後であるので、ストローク選択フラグが小ストロークにセットされる。

ここで、各噴射を行う場合には、パルス信号演算部２０２ａ及び駆動波形指令部２０２ｂは、ストローク選択フラグの値に応じて噴射開始前までに各ストロークに応じた噴射指令信号及び駆動波形を駆動ＩＣ２０５に設定必要がある。本実施形態では、駆動波形指令部２０２ｂは、吸気行程における２回の噴射については、燃料噴射の分割数や噴射開始位置を確定させる必要がある制御基準位置９０６において、ストローク選択フラグで選択されているストローク（ここでは、大ストローク）に対応する噴射指令信号及び駆動波形をそれぞれの噴射開始位置で出力するように駆動ＩＣ２０５にセットし、圧縮行程における２回の噴射については、圧縮ＢＤＣ９０１において、ストローク選択フラグで選択されているストローク（ここでは、小ストローク）に対応する噴射指令信号及び駆動波形をそれぞれの噴射開始位置で出力するように駆動ＩＣ２０５をセットする。

ここで、燃焼サイクル中に分割噴射を行い、特に圧縮行程において燃料噴射を実施する場合には、ピストン１０２が上昇中であるため、ピストン１０２面への燃料付着を防止する必要がある。本実施形態では、このような圧縮行程における燃料噴射においては、低ペネトレーションである（噴霧の到達距離が短い）小ストロークを選択するようにしているので、ピストン１０２面への燃料付着を抑制できる。また、小ストロークを選択するようにしているので、燃料の噴射精度を向上することができると共に、消費電力を低減することができ、燃料噴射装置１０５における発熱を抑制することができる。

次に、第２実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。なお、第２実施形態に係る燃料噴射制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置とは、図７のステップＳ７０６の選択利用可能領域ストローク選択処理が異なっているだけであり、ハードウエア構成は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様である。

図１０は、第２実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１００１では、ストローク選択部２０２ｄは、分割噴射数が所定回数以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１００１では、分割噴射数が所定回数以下と判定された場合（ステップＳ１００１：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１００２に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。なお、このステップＳ１００２では大ストロークを選択するようにしているが、このステップを図８に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよく、このようにするとエンジンの燃焼サイクルの行程に応じた適切なストロークを選択することができる。また、このステップを後述する図１２に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよい。

一方、ステップＳ１００１で分割噴射数が所定回数を超えると判定された場合（ステップＳ１００１：ＮＯ）には、ステップＳ１００３で、ストローク選択部２０２ｄは、エンジンの回転速度が所定値以下か否かを判定する。

この結果、エンジンの回転速度数が所定値以下である場合（ステップＳ１００３：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１００４に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークを選択し、ストローク選択フラグを小ストロークにセットする。
一方、ステップＳ１００３で、エンジンの回転速度が所定値を超える場合（ステップＳ１００３：ＮＯ）には、処理をステップＳ１００５に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。

ここで、エンジンの回転速度に応じてストロークを選択するようにしているのは、エンジン回転速度が速い場合は、短時間で要求噴射量を満足する必要があるためである。上記したように、小ストロークは最小噴射領域での噴射量精度は良いものの、単位時間当たりの燃料噴射量が小さいために、通電時間が長くなってしまう。このため、エンジン回転速度が速い場合において、小ストロークで燃料を噴射すると、点火時期までに要求噴射量を噴射できない可能性がある。そこで、エンジン回転速度が速い場合には、大ストロークを選択するようにしている。

ステップＳ１００３でのエンジンの回転速度との比較に利用する所定値については、分割噴射の通電時間の積算が、１サイクルの噴射可能範囲(例えば、吸気行程から点火時期までの時間)内となるか否かに基づいて決定することができる。これについて図面を用いて具体的に説明する。

図１１は、第２実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。

図１１に示すように、１燃焼サイクル中の噴射可能範囲Ｔ１１１２は、例えば、吸気ＢＤＣ（Ｔ１１１０）から点火時期Ｔ１１１１までである。この噴射可能範囲Ｔ１１１２の時間は、エンジンの回転速度によって変わる。各噴射における通電時間Ｔ１１０１、Ｔ１１０２、Ｔ１１０３、Ｔ１１０４、Ｔ１１０５と、噴射が終わってから次の噴射までの時間である噴射インターバルＴ１１０６、Ｔ１１０７、Ｔ１１０８、Ｔ１１０９の総和が噴射可能範囲Ｔ１１１２以内であれば要求噴射量の燃料を噴射することができると判定できる。そこで、各噴射における通電時間Ｔ１１０１、Ｔ１１０２、Ｔ１１０３、Ｔ１１０４、Ｔ１１０５と、噴射インターバルＴ１１０６、Ｔ１１０７、Ｔ１１０８、Ｔ１１０９の総和が噴射可能範囲Ｔ１１１２の時間以内であるか否かの境界となるエンジンの回転速度を実験や設計値等により決定しておくことにより、ステップＳ１００３の所定値として使用することができる。

なお、本実施形態では、ステップＳ１００３では、エンジン１０１の回転速度に応じてストロークを選択するようにしていたが、例えば、その他のエンジン状態、例えば三元触媒１１２の昇温のために点火リタード制御実行中であるか否か、エンジン１０１がアイドル状態であるか否か等によってストロークを選択するようにしてもよい。

次に、第３実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。なお、第３実施形態に係る燃料噴射制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置とは、図７のステップＳ７０６の選択利用可能領域ストローク選択処理が異なっているだけであり、ハードウエア構成は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様である。

図１２は、第３実施形態に係る選択利用可能領域ストローク選択処理のフローチャートである。

まずステップＳ１２０１では、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークで噴射した場合における噴射インターバルを算出する。噴射インターバルについては後述する。ステップＳ１２０１では、ストローク選択部２０２ｄは、１燃焼サイクル中の全分割噴射に対する噴射インターバルを算出する。

次に、処理をステップＳ１２０２に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、噴射インターバルが所定値以下であるか否かを判定する。

この結果、噴射インターバルが所定値以下であると判定された場合（Ｓ１２０２：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１２０３へ移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。

一方、ステップＳ１２０２で噴射インターバルが所定値を超えると判定された場合（Ｓ１２０２：ＮＯ）には、処理をステップＳ１２０４へ以降し、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークを選択し、ストローク選択フラグを小ストロークにセットする。このステップＳ１２０４を、図８に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよく、このようにするとエンジンの燃焼サイクルの行程に応じた適切なストロークを選択することができる。また、このステップを図１０に示す選択利用可能領域ストローク選択処理に置き換えるようにしてもよい。

次に、噴射インターバルについて説明する。

図１３は、第３実施形態に係る内燃機関システムにおけるタイムチャートである。図１３は、エンジンの１気筒における噴射タイミングと、噴射指令信号とを示しており、上段には、大ストロークで噴射する場合の例を示し、下段には、小ストロークで噴射する場合の例を示す。

まず、１番目の噴射と２番目の噴射との噴射インターバル（Ｔ１３１１，Ｔ１３１３）について説明する。１番目の噴射の噴射タイミングＴ１３０７は、制御基準位置Ｔ１３００からの時間（又はクランク角度）を表している。大ストロークで噴射する場合における、噴射インターバルＴ１３１１は、２番目の噴射開始位置Ｔ１３０８から１番目の噴射の噴射終了位置Ｔ１３０７＋Ｔ１３０１を減算することで算出することができる。一方、小ストロークで噴射する場合時における噴射インターバルＴ１３１３は、２番目の噴射の噴射開始位置Ｔ１３０８から１番目の噴射の噴射終了位置Ｔ１３０７＋Ｔ１３０４を減算することで算出できる。

ここで、噴射が終わってから次の噴射を行うためには、燃料噴射装置１０５への通電停止から弁体３０３が閉弁するまでに必要な時間（必要時間）Ｔ１３１５が確保できなければならない。図１３に示す例においては、小ストロークで噴射する場合の噴射インターバルＴ１３１３においては、必要時間Ｔ１３１５を確保できない。そのため、１番目の噴射を小ストロークで実施しようとすると、２番目の噴射とつながってしまい、噴射ペネトレーションが長くなり、排気性能が悪化してしまう。そこで、ストローク選択部２０２ｄは、１番目の噴射については大ストロークを選択して、通電時間Ｔ１３０１を短くして、噴射インターバルに必要時間Ｔ１３１５を確保できるようにしている。

次に、２番目の噴射と３番目の噴射との噴射インターバル（Ｔ１３１２、Ｔ１３１４）について説明する。上記同様に、大ストロークで噴射する場合における噴射インターバルＴ１３１２と、小ストロークで噴射する場合における噴射インターバルＴ１３１４を算出する。小ストロークで噴射する場合の噴射インターバルＴ１３１４は、必要時間Ｔ１３１５を確保可能であるため、ストローク選択部２０２ｄは、２番目の噴射については小ストロークを選択する。

ここで、ステップＳ１２０２での比較に用いる所定値は、高電圧装置２０６の昇圧待ち時間以上、且つ、燃料噴射装置１０５の弁体３０３が閉弁するまでの必要時間Ｔ１３１５以上となるように設定すればよい。

次に、第４実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。なお、第４実施形態に係る燃料噴射制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置におけるストローク選択部２０２ｄに新たな機能を追加したものであり、ハードウエア構成は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様である。

図１４は、第４実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１４０１では、ＥＣＵ１０９は、燃焼噴射装置１０５の燃料噴射に関する噴射パラメータを決定する。噴射パラメータは、例えば、１燃焼サイクルにおいて複数回に分けて燃料噴射する場合における分割後（各回）の要求噴射量、分割比（１回の燃料噴射において噴射する燃料の比）、噴射開始位置であり、これらは、エンジン１０１の負荷、エンジン回転速度、目標とする燃焼状態等に応じて決定される。

次に、ステップＳ１４０２では、ストローク選択部２０２ｄは、エンジン１０１がアイドル状態であるか否かを判定する。アイドル状態であるか否かの判定は、アクセル開度センサ１２２からの開度信号に基づいて、アクセルペダルが踏まれているか否かを判定することにより判定することができる。

ステップＳ１４０２でエンジン１０１がアイドル状態でないと判定された場合（Ｓ１４０２：ＮＯ）には、ストローク選択部２０２ｄは、ステップＳ１４０６でストローク選択処理を行う。ステップＳ１４０６で実施するストローク選択処理は、例えば、図７に示すストローク選択処理において、ステップＳ７０１を取り除いた処理である。

ステップＳ１４０２でエンジン１０１がアイドル状態であると判定された場合（Ｓ１４０２：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１４０３に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、冷却水温が所定の閾値以下（極低温）であるか否かを判定する。冷却水温が閾値以下である場合（Ｓ１４０３：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１４０４に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。

ステップＳ１４０３で冷却水温が閾値より大きいと判定された場合（Ｓ１４０３：ＮＯ）には、処理をステップＳ１４０５に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、小ストロークを選択し、ストローク選択フラグを小ストロークにセットする。

ここで、エンジン１０１がアイドル状態の場合には、燃料噴射装置１０５の動作に伴うノイズが相対的に大きくなるため、燃料噴射装置１０５に伴うノイズの低減が要求されることとなる。燃料噴射装置１０５の動作に伴うノイズの発生要因は、可動コア３０１，３０２が固定コア３０４に衝突することや、弁体３０３が弁座３０６に着座する際に接触することにある。本実施形態では、アイドル状態の場合には、冷却水温が極低温でなければ、小ストロークを選択することによりノイズの低減を行っている。これは、小ストロークを選択すると、発生する磁気吸引力が弱く、可動コア３０１と固定コア３０４との距離を短くすることができ、大ストロークを選択した場合に比べて衝突時の力を弱くでき、衝突時に発生する音を小さくすることができるからである。

また、ステップＳ１４０３にて冷却水温を判定し、その結果によって、ストロークを選択するようにしているのは、エンジン１０１における燃焼の安定性を確保するためである。一般的に、低温始動時は、点火タイミングの遅角化により触媒を早期昇温させる。しかし、極低温の場合は、点火タイミングを遅角しすぎると燃焼が安定しない状態、いわゆるラフアイドル状態となる。これを防ぐため、極低温と判定された場合には、低温時にくらべて点火タイミングを進角することが行われる。このときには、短時間で燃料を噴射する必要がある。そこで、本実施形態では、極低温の場合には、大ストロークを選択することにより、短時間での燃料の噴射を実現して、燃焼を安定させるようにしている。

なお、ステップＳ１４０３の処理を実行せずに、ステップＳ１４０２でエンジン１０１がアイドル状態であると判定された場合（Ｓ１４０２：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１４０５に移行して、ストローク選択部２０２ｄにより、小ストロークを選択し、ストローク選択フラグを小ストロークにセットするようにしてもよい。

次に、第５実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。なお、第５実施形態に係る燃料噴射制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置におけるストローク選択部２０２ｄに新たな機能を追加したものであり、ハードウエア構成は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様である。

図１５は、第５実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１５０１では、ＥＣＵ１０９は、燃焼噴射装置１０５の燃料噴射に関する噴射パラメータを決定する。

次に、ステップＳ１５０２では、ストローク選択部２０２ｄは、エンジン１０１に対して燃料がカットされている状態（燃料カット中）であるか否かを判定する。燃料カット中であるか否かの判定は、要求噴射量がゼロとなることや、アクセル開度センサ１２２により検出されるアクセル開度、エンジン回転速度等によって判定できる。

ステップＳ１５０２で燃料カット中であると判定された場合（Ｓ１５０２：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１５０３に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。

一方、ステップＳ１５０２で燃料カット中でないと判定された場合（Ｓ１５０２：ＮＯ）には、処理をステップＳ１５０４に移行し、ストローク選択処理を行う。ステップＳ１５０４で実施するストローク選択処理は、例えば、図７に示すストローク選択処理において、ステップＳ７０１を取り除いた処理である。

ここで、燃料カット中にもかかわらず、ストローク選択部２０２ｄによりストローク選択フラグをセットするのは、急な燃料カットリカバに備えるためである。一般的に、燃料カットによる減速中、もしくはアイドルストップ制御によるエンジン停止中からの燃料カットリカバでは、エンジンに大きなトルクが必要となり、要求噴射量が多くなる傾向にある。このような状況に対処するため、急な始動要求にも大ストロークで即時大量の燃料を噴射可能とするため、ストローク選択フラグを大ストロークに設定することにより、予め駆動ＩＣ２０５に大ストローク用の電流波形をセットするようにしている。

次に、第６実施形態に係る燃料噴射制御装置について説明する。なお、第６実施形態に係る燃料噴射制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置におけるストローク選択部２０２ｄに新たな機能を追加したものであり、ハードウエア構成は、第１実施形態に係る燃料噴射制御装置と同様である。

図１６は、第６実施形態に係るストローク選択処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１６０１では、ストローク選択部２０２ｄは、燃料圧力センサ１２６と高圧燃料ポンプ１２５との故障診断を行う。

次に、ステップＳ１６０２では、ＥＣＵ１０９は、燃焼噴射装置１０５の燃料噴射に関する噴射パラメータを決定する。

次に、ステップＳ１６０３では、ストローク選択部２０２ｄは、燃料圧力センサ１２６、又は高圧燃料ポンプ１２５のいずれかに故障が検出されたか否かを判定する。

ステップＳ１６０３で燃料圧力センサ１２６、又は高圧燃料ポンプ１２５のいずれかに故障が検出された場合（Ｓ１６０３：ＹＥＳ）には、処理をＳ１６０４に移行し、ストローク選択部２０２ｄは、大ストロークを選択し、ストローク選択フラグを大ストロークにセットする。

一方、ステップＳ１６０３で燃料圧力センサ１２６及び高圧燃料ポンプ１２５のいずれにも故障が検出されていな場合（Ｓ１６０３：ＮＯ）には、処理をＳ１６０５移行し、ストローク選択処理を行う。ステップＳ１６０５で実施するストローク選択処理は、例えば、図７に示すストローク選択処理において、ステップＳ７０１を取り除いた処理である。

ここで、燃料圧力センサ１２６、又は高圧燃料ポンプ１２５のいずれかに故障が検出された場合に、大ストロークを選択する理由について以下に説明する。

燃料圧力センサ１２６とＥＣＵ１０９とを接続するハーネス断線や、ＥＣＵ１０９内で構成される回路にショートが発生すると、燃料圧力センサ１２６の出力値は一定値となり、燃料噴射制御装置１２７は実燃圧値を認識できなくなる。実燃圧値が認識できなくなると、高圧燃料ポンプ１２５による昇圧が正確に行えなくなるため、フェールセーフ制御として、ＥＣＵ１０９が高圧燃料ポンプ１２５を停止させるので、高圧燃料配管１２９内をフィード圧（低圧）となる。同様に、高圧燃料ポンプ１２５とＥＣＵ１０９を接続するハーネス断線や、ＥＣＵ１０９内で構成される回路にショートが発生すると、高圧燃料ポンプ１２５は燃料を圧送できなくなるため、高圧燃料配管１２９内はフィード圧（低圧）となる。

この場合には、燃料噴射はフィード圧の下で実施されることとなり、通電時間Ｔｉに対する燃料噴射量が急激に減少することとなる。そこで、ストローク選択フラグを大ストロークに設定することにより、燃料噴射量を確保し、意図せぬエンジン停止を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記第６実施形態では、燃料圧力センサ１２６と高圧燃料ポンプ１２５との両方の故障診断を行うようにしていたが、本発明はこれに限られず、いずれか一方のみの故障診断を行い、故障の発生を検出した場合に、大ストロークを選択するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、ＥＣＵ１０９が行っていた処理の一部又は全部を、別のハードウエア回路で行うようにしてもよい。

１００…内燃機関システム、１０１…エンジン、１０５…燃料噴射装置、１０６…点火プラグ、１０７…点火コイル、１０９…ＥＣＵ、１２７…燃料噴射制御装置、２０２…制御部、２０２ａ…パルス信号演算部、２０２ｂ…駆動波形指令部、２０２ｃ…パラメータ入力部、２０２ｄ…ストローク選択部

Claims (13)

1. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射装置による燃料噴射量が、前記第１ストロークにより前記弁体をストローク移動させる際において、前記弁体がフルリフト位置に到達した時点以降において噴射可能な第１噴射量以上であるか、前記第１ストロークにより前記弁体をストローク移動させる際において、前記弁体が前記フルリフト位置に到達する前において制御可能な最小の噴射量である第２噴射量未満であるか、それとも、前記第２噴射量以上且つ前記第１噴射量未満であるかを判定する燃料噴射量判定部をさらに備え、
   前記ストローク選択部は、前記燃料噴射量が前記第２噴射量以上且つ前記第１噴射量未満である場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は第２ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
2. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射に関する情報は、前記燃料噴射装置による燃料噴射開始タイミングを含み、
   前記ストローク選択部は、前記燃料噴射開始タイミングが、圧縮下死点以降である場合には、前記第２ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
3. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射に関する情報は、１燃焼サイクルにおける分割噴射数を含み、
   前記ストローク選択部は、前記分割噴射数が、所定値以下である場合には、前記第１ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
4. 前記内燃機関の状態に関する情報は、前記燃料噴射装置を備える内燃機関の回転速度を含み、
   前記ストローク選択部は、前記分割噴射数が、所定値を超える場合において、前記回転速度が所定速度を超える場合には、前記第１ストロークを選択し、前記回転速度が前記所定速度以下の場合には、前記第２ストロークを選択する
   請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
5. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射に関する情報は、燃料の噴射が終了した燃料噴射終了タイミングから、次の燃料の噴射を開始する燃料噴射開始タイミングまでの噴射インターバルを含み、
   前記ストローク選択部は、前記噴射インターバルが所定値以下である場合には、前記第１ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
6. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射装置を備える内燃機関がアイドル状態であるか否かを判定するアイドル状態判定部と、
   前記内燃機関の冷却水温を取得する内燃機関状態取得部と、をさらに備え、
   前記ストローク選択部は、前記内燃機関がアイドル状態である場合においては、前記冷却水温が所定の温度よりも低い場合には、前記第１ストロークを選択し、前記冷却水温が所定の温度以上の場合には、前記第２ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
7. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射装置を備えるエンジンが燃料カット状態であるか否かを判定する燃料状態判定部をさらに備え、
   前記ストローク選択部は、前記エンジンが燃料カット状態である場合には、前記第１ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
8. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射装置に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプが故障しているか否かを判定するポンプ故障判定部さらに備え、
   前記ストローク選択部は、前記高圧燃料ポンプが故障している場合には、前記第１ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
9. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
   前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
   前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択するストローク選択部と、
   前記ストローク選択部により選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させるストローク駆動制御部と、
   を備え、
   前記燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を検出する高圧燃料センサが故障しているか否かを判定するセンサ故障判定部をさらに備え、
   前記ストローク選択部は、前記高圧燃料センサが故障している場合には、前記第１ストロークを選択する
   燃料噴射制御装置。
10. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置による燃料噴射制御方法であって、
    前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
    前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択し、
    選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させ、
    前記燃料噴射装置による燃料噴射量が、前記第１ストロークにより前記弁体をストローク移動させる際において、前記弁体がフルリフト位置に到達した時点以降において噴射可能な第１噴射量以上であるか、前記第１ストロークにより前記弁体をストローク移動させる際において、前記弁体が前記フルリフト位置に到達する前において制御可能な最小の噴射量である第２噴射量未満であるか、それとも、前記第２噴射量以上且つ前記第１噴射量未満であるかを判定し、
    前記燃料噴射量が前記第２噴射量以上且つ前記第１噴射量未満である場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は第２ストロークを選択する
    燃料噴射制御方法。
11. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置による燃料噴射制御方法であって、
    前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
    前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択し、
    選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させ、
    前記燃料噴射に関する情報は、前記燃料噴射装置により燃料噴射開始タイミングを含み、
    前記燃料噴射開始タイミングが、圧縮下死点以降である場合には、前記第２ストロークを選択する
    燃料噴射制御方法。
12. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置による燃料噴射制御方法であって、
    前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
    前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択し、
    選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させ、
    前記燃料噴射に関する情報は、１燃焼サイクルにおける分割噴射数を含み、
    前記分割噴射数が、所定値以上である場合には、前記第１ストロークを選択する
    燃料噴射制御方法。
13. ストローク移動することにより燃料を噴射可能に開弁する弁体を有し、前記弁体のストローク範囲を複数の中から選択して動作させることが可能な燃料噴射装置における前記弁体のストローク移動を制御することにより燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置による燃料噴射制御方法であって、
    前記燃料噴射装置は、最大のストローク量が第１量となるストローク範囲である第１ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であるとともに、最大のストローク量が前記第１量よりも小さい第２量となるストローク範囲である第２ストロークにより前記弁体をストローク移動可能であり、
    前記第１ストロークと、前記第２ストロークとのいずれにより前記弁体をストローク移動させても噴射可能な燃料噴射量を噴射させる場合に、前記燃料噴射装置による燃料噴射に関する情報及び／又は前記燃料噴射装置を備える内燃機関の状態に関する情報に基づいて、前記第１ストローク又は前記第２ストロークを選択し、
    選択されたストロークにより前記弁体をストローク移動させ、
    前記燃料噴射に関する情報は、燃料の噴射が終了した燃料噴射終了タイミングから、次の燃料の噴射を開始する燃料噴射開始タイミングまでの噴射インターバルを含み、
    前記噴射インターバルが所定値以下である場合には、前記第１ストロークを選択する
    燃料噴射制御方法。

Images