JP7446944B2 - 燃料噴射弁制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁を制御する制御装置に関し、例えば、気筒内に燃料を直接噴射する筒内直噴式内燃機関の燃料噴射弁を制御する制御装置に関する。

近年、内燃機関の排気性能向上策として、１燃焼サイクル中に複数回の燃料噴射を行う多段噴射制御が行われている。この多段噴射制御では、内燃機関の運転状態等から求められる多段噴射回数に基づき、１燃焼サイクル中の燃料噴射量を複数回に分割した上で燃料噴射を実行する。

多段噴射制御の実行時、燃料噴射量は、従来の演算式にて算出された燃料噴射量を総噴射量として扱い、総噴射量を多段噴射回数に基づく分割比にて除算した多段噴射回数毎の燃料噴射量が用いられる。

多段噴射制御の実行時、燃料噴射弁が実際に燃料噴射を実行した回数が、多段噴射回数の指令値と不一致である場合、多段噴射制御が正常に実行させていないことが考えられる。多段噴射制御の実行に異常があったことを検知できないと、排気性能の期待値を満足することができない虞がある。燃料噴射弁が実際に燃料噴射を実行した回数を正確に把握するために、燃料噴射弁の動作を正確に検知することが重要であるが、燃料噴射弁の弁体に歪センサ等を取り付けて弁体の挙動を直接監視することは困難である。燃料噴射弁の動作を間接的に検知する燃料噴射弁制御装置として、特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置がある。

特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置は、制御指令によって内燃機関に燃料を噴射させるための燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御装置である。特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置は、燃料噴射弁の動作の検知機能として、燃料噴射弁の（ａ）開弁開始時点（ｂ）開弁完了時点及び（ｃ）閉弁完了時点を検知し、これらに基づいて、燃料噴射弁が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。

国際公開第２０１６/１２９４０２号

特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置は、燃料噴射弁のソレノイドに流れる駆動電流の微小な変化を微分器等にて検知することによって、燃料噴射弁の（ａ）開弁開始時点及び（ｃ）閉弁完了時点を検知している。通常、燃料噴射弁のソレノイドに流れる駆動電流は、ノイズの重畳等によって意図せず変化する可能性がある。特許文献１に記載に燃料噴射弁制御装置では、（ａ）開弁開始時点及び（ｃ）閉弁完了時点を示す駆動電流の変化と、ノイズの重畳等による変化と安定的に区別できない可能性があり、燃料噴射弁の動作を正確に検知する点において改善の余地がある。燃料噴射弁の動作を正確に検知するためには、ノイズの重畳等による駆動電流の変化を補正する回路やアルゴリズムを特別に設ける必要があり、燃料噴射弁の動作を検知するロジックが複雑になる可能性がある。

また、特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置は、燃料噴射弁の駆動時間が基準以上となった時に燃料噴射弁の駆動電圧がＤｕｔｙ制御により制御されているか否かを検知することによって、燃料噴射弁の（ｂ）開弁完了時点を検知している。通常、多段噴射制御の実行時、多段噴射回数が増加するに従い、更には最終段に近付くに従って、各段の噴射時間、すなわち、各段における燃料噴射弁の駆動時間が短くなることが多い。特許文献１に記載の燃料噴射弁制御装置では、最終段に近い噴射段階になると、駆動電圧のＤｕｔｙ制御を検知する前に燃料噴射弁の駆動時間が終了してしまう可能性があり、燃料噴射弁の開弁完了時点を検知することができない可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを図り、異常検知性能を容易に向上可能な燃料噴射弁制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る燃料噴射弁制御装置は、内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御装置であって、前記燃料噴射弁の駆動を指令する第１論理レベルと前記燃料噴射弁の駆動停止を指令する第２論理レベルとを有する駆動指令信号を含む制御指令を出力する演算処理部と、前記制御指令に基づいて、前記燃料噴射弁を駆動する駆動電流を前記燃料噴射弁に供給する駆動回路部と、前記駆動回路部に備えられ、前記燃料噴射弁の動作結果を評価するためのパラメータとして前記駆動電流を検知する電流検知部と、前記制御指令と、前記電流検知部による前記駆動電流の検知結果と、前記駆動電流のピーク値として予め定められた開弁電流の値とが入力され、前記燃料噴射弁の動作を検知する開閉弁検知部とを備え、前記開閉弁検知部は、前記駆動電流の検知結果が前記開弁電流の値に到達したことに基づいて前記燃料噴射弁の開弁動作を検知し、前記駆動指令信号が前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに変化したことに基づいて前記燃料噴射弁の閉弁動作を検知し、且つ、前記燃料噴射弁の開弁状態が検知されたことを示す第３論理レベルと前記燃料噴射弁の閉弁状態が検知されたことを示す第４論理レベルとを有する開閉弁検知結果信号を出力し、前記演算処理部は、前記駆動指令信号と前記開閉弁検知結果信号とを比較することによって、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した前記動作を行ったか否かを判定し、前記第２論理レベルから前記第１論理レベルに変化した時点を第１時点とし、前記第１時点に後続して前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに変化した時点を第２時点とし、前記第４論理レベルから前記第３論理レベルに変化した時点を第３時点とし、前記第３時点に後続して前記第３論理レベルから前記第４論理レベルに変化した時点を第４時点とすると、前記第３時点及び前記第４時点が、前記第１時点から前記第２時点までの期間に基づく所定範囲に含まれているか否かに基づいて、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した前記動作を行ったか否かを判定することを特徴とする。

本発明によれば、燃料噴射弁の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを図ることができ、異常検知性能を容易に向上させることができる。
上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

燃料噴射弁制御装置の機能的構成を示す図。 図１に示す燃料噴射弁駆動部の構成を示す図。 燃料噴射弁を駆動した際の駆動電流及び駆動電圧の挙動を説明する図。 多段噴射制御を説明する図。 多段噴射制御時の燃料噴射弁の駆動電流及び駆動電圧の挙動を説明する図。 多段噴射制御時の開閉弁検知部の動作を説明する図。 多段噴射制御を実行する演算処理装置の処理のフローチャート。 図７のステップＳ７０４における判定処理のフローチャート。 図８のステップＳ８０２における判定処理を説明する図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各実施形態において同一の符号を付された構成は、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有し、その説明を省略する。

図１は、燃料噴射弁制御装置１０１の機能的構成を示す図である。

バッテリ１０３から供給されるバッテリ電圧１１０は、不図示のヒューズ及びリレーを介して、ＥＣＭ（Engine Control Module）に備えられた燃料噴射弁制御装置１０１に供給される。燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の弁体が高燃料圧力（以下、高燃圧）状態においても開弁動作を行う上で必要となる高い電源電圧（以下、高電圧１０９）をバッテリ電圧１１０から生成する高電圧生成部１０４を備える。

高電圧生成部１０４は、駆動ＩＣ１０５からの指令に基づき、バッテリ電圧１１０から、予め設定された目標高電圧まで昇圧する。生成された高電圧１０９が燃料噴射弁１０８の開弁動作の開始時に印加されることで、燃料噴射弁１０８の弁体は、高燃圧により生じる強い閉弁力に勝る開弁力を得ることができる。

駆動ＩＣ１０５は、演算処理装置１０２から出力される燃料噴射弁１０８の駆動時間及び駆動電流の制御目標値に基づき、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７を所定のシーケンスにて制御することによって、燃料噴射弁１０８の電流制御を行う。本実施形態では、高電圧生成部１０４と、駆動ＩＣ１０５と、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７とをまとめて、「駆動回路部」とも称する。駆動回路部は、演算処理装置１０２から出力された制御指令に基づいて、燃料噴射弁１０８を駆動する駆動電流を燃料噴射弁１０８に供給する。この駆動回路部は、特許請求の範囲に記載された「駆動回路部」の一例に該当する。燃料噴射弁駆動部１０６，１０７の説明については、図２を用いて後述する。

図１では、演算処理装置１０２と駆動ＩＣ１０５とを同じ燃料噴射弁制御装置１０１内に実装する例を示したが、演算処理装置１０２と駆動ＩＣ１０５とを別の装置に実装して通信線で接続するようにしてもよい。

燃料噴射弁１０８の駆動時間及び駆動電流の制御目標値は、演算処理装置１０２にて演算される。詳しくは、燃料噴射弁１０８の駆動時間及び駆動電流の制御目標値は、演算処理装置１０２の多段噴射制御演算部１０２ａによって演算される。演算処理装置１０２は、プロセッサ及びメモリを含むと共に多段噴射制御に関するプログラムを実行可能な、マイクロコンピュータによって構成される。演算処理装置１０２は、燃料噴射弁１０８の駆動を制御するための制御指令を駆動ＩＣ１０５へ出力する。この制御指令は、燃料噴射弁１０８の駆動時間及び駆動タイミングを示す駆動指令信号１１４と、燃料噴射弁１０８の駆動電流の制御目標値の推移を示す駆動電流プロフィール１１５とを含んでもよい。燃料噴射弁１０８の駆動時間及び駆動電流の制御目標値は、それぞれ、駆動指令信号１１４及び駆動電流プロフィール１１５として駆動ＩＣ１０５へ出力され得る。

演算処理装置１０２は、多段噴射制御演算部１０２ａと、燃料噴射弁パルス幅演算部１０２ｂと、燃料噴射弁駆動波形選択部１０２ｃと、多段噴射正常判定部１０２ｄと、実行噴射判定部１０２ｅと、開閉弁検知部１０２ｆとを備える。演算処理装置１０２が備えるこれらの機能は、プロセッサ及びメモリ等のハードウェアと、多段噴射制御に関するプログラム等のソフトウェアとの協働によって実現される。演算処理装置１０２は、特許請求の範囲に記載された「演算処理部」の一例に該当する。

多段噴射制御演算部１０２ａは、内燃機関の運転状態又は運転シーン等から、多段噴射制御の実行可否を判定する。多段噴射制御演算部１０２ａは、多段噴射制御の実行を許可しない場合、１燃焼サイクル中に１回のみ燃料噴射を実行する通常の燃料噴射制御の実行に必要な演算処理を行う。多段噴射制御演算部１０２ａは、多段噴射制御の実行を許可した場合、多段噴射制御の実行に必要な演算処理を行う。具体的には、多段噴射制御演算部１０２ａは、多段噴射回数、燃料噴射量の分割比、噴射タイミング（燃料噴射弁１０８の駆動タイミング）等を、所定の演算式により演算する。多段噴射制御演算部１０２ａは、演算されたこれらの情報１１３を、燃料噴射弁パルス幅演算部１０２ｂへ出力する。また、多段噴射制御演算部１０２ａは、内燃機関の運転状態や燃圧等の情報１１１を燃料噴射弁駆動波形選択部１０２ｃへ出力する。多段噴射制御演算部１０２ａは、演算された多段噴射回数に応じて駆動ＩＣ１０５に指令した噴射回数を示す指令噴射回数１１２を、多段噴射正常判定部１０２ｄへ出力する。

燃料噴射弁パルス幅演算部１０２ｂは、多段噴射制御演算部１０２ａから出力された情報１１３に基づいて、多段噴射制御時に複数回行われる噴射毎の燃料噴射量を演算（例えば、燃料噴射量を分割比で除算）する。燃料噴射弁パルス幅演算部１０２ｂは、演算結果に応じて、燃料噴射弁１０８毎の駆動指令信号１１４をパルス信号によって生成し、駆動ＩＣ１０５及び開閉弁検知部１０２ｆへ出力する。

燃料噴射弁駆動波形選択部１０２ｃは、多段噴射制御演算部１０２ａから出力された情報１１１に基づいて、燃料噴射弁１０８の駆動電流プロフィール１１５を選択し、駆動ＩＣ１０５へ出力する。

開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の動作を検知する。開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の駆動電流のピーク値に基づいて、燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知し、演算処理装置１０２から出力される制御指令に基づいて燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の動作の検知結果を、実行噴射判定部１０２ｅへ出力する。

具体的には、開閉弁検知部１０２ｆには、燃料噴射弁駆動部(Ｌｏ)１０７に備えられた電流検知部２０６による駆動電流の検知結果１２０が入力される。開閉弁検知部１０２ｆは、当該駆動電流がピーク値に到達したことに基づいて燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知する。例えば、開閉弁検知部１０２ｆは、当該駆動電流がピーク値に到達した時点を燃料噴射弁１０８が開弁動作を行った時点とみなす。

また、開閉弁検知部１０２ｆには、燃料噴射弁パルス幅演算部１０２ｂから出力された駆動指令信号１１４が入力される。駆動指令信号１１４は、燃料噴射弁１０８の駆動を指令する第１論理レベルと、燃料噴射弁１０８の駆動停止を指令する第２論理レベルとを有するパルス信号である。本実施形態では、第１論理レベルをＯＮとし、第２論理レベルをＯＦＦとして表している。すなわち、駆動指令信号１１４は、第１論理レベル（ＯＮ）の期間には燃料噴射弁１０８を開弁状態にすることを指令し、第２論理レベル（ＯＦＦ）の期間には燃料噴射弁１０８を閉弁状態にすることを指令するパルス信号である。開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４が第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化したことに基づいて燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。例えば、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４が第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点を燃料噴射弁１０８が閉弁動作を行った時点とみなす。

開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の動作の検知結果を示す開閉弁検知結果信号１１６をパルス信号によって生成し、実行噴射判定部１０２ｅへ出力する。開閉弁検知結果信号１１６は、燃料噴射弁１０８の開弁状態が検知されたことを示す第３論理レベルと、燃料噴射弁１０８の閉弁状態が検知されたことを示す第４論理レベルとを有するパルス信号である。本実施形態では、第３論理レベルをＯＮとし、第４論理レベルをＯＦＦとして表している。すなわち、開閉弁検知結果信号１１６は、第３論理レベル（ＯＮ）の期間には燃料噴射弁１０８が開弁状態であることを示し、第４論理レベル（ＯＦＦ）の期間には燃料噴射弁１０８が閉弁状態であることを示すパルス信号である。開閉弁検知部１０２ｆは、特許請求の範囲に記載された「開閉弁検知部」の一例に該当する。開閉弁検知部１０２ｆの説明については、図６を用いて後述する。

実行噴射判定部１０２ｅは、開閉弁検知結果信号１１６が所定条件を満たすか否かによって、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを判定する。具体的には、実行噴射判定部１０２ｅは、開閉弁検知結果信号１１６と駆動指令信号１１４とを比較して、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。実行噴射判定部１０２ｅは、この判定結果に基づいて、燃料噴射弁１０８が正常に動作した噴射回数をカウントする。実行噴射判定部１０２ｅは、燃料噴射弁１０８が正常に動作した噴射回数を実行噴射回数１１７として多段噴射正常判定部１０２ｄへ出力する。実行噴射判定部１０２ｅの説明については、図７～図９を用いて後述する。なお、実行噴射判定部１０２ｅは、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったか否かを判定し、異常があった噴射回数をカウントしてもよい。

多段噴射正常判定部１０２ｄは、実行噴射判定部１０２ｅから出力された実行噴射回数１１７と、多段噴射制御演算部１０２ａから出力された指令噴射回数１１２とを比較して、多段噴射制御が正常に実行されたか否かを判定する。具体的には、多段噴射正常判定部１０２ｄは、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と一致するか否かによって、多段噴射制御が正常に実行されたか否かを判定する。多段噴射正常判定部１０２ｄは、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と一致する場合、多段噴射制御は正常に実行されたと判定する。多段噴射正常判定部１０２ｄは、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と不一致の場合、多段噴射制御の実行に異常があったと判定する。実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と不一致の場合、内燃機関が要求する燃料噴射量を満足してないので、燃料噴射量に誤差が生じていると考えられる。多段噴射正常判定部１０２ｄは、判定結果に関する情報１１８を、多段噴射制御演算部１０２ａへ出力する。多段噴射正常判定部１０２ｄの説明については、図７～図９を用いて後述する。

なお、当然ながら、説明上の都合、図１は、実際の構成を簡略化した図となっている。例えば、駆動指令信号１１４は、内燃機関に備えられた燃料噴射弁１０８毎に用意されることが一般的であり、同様に、多段噴射制御に関する噴射回数や分割比、噴射タイミング等も、時間的に変化が生じるため、気筒毎に演算することが望ましい。同様に、開閉弁検知結果信号１１６、実行噴射回数１１７及び指令噴射回数１１２についても、気筒毎に用意される。

また、開閉弁検知部１０２ｆにおいて燃料噴射弁１０８の動作の検知精度を向上させるべく、駆動電流がピーク値に到達した時点を精緻に解析しようとすると、プロセッサの処理速度やメモリ容量等の演算処理装置１０２のリソースを多く使用する。一方、演算処理装置１０２では、開閉弁検知部１０２ｆ以外にも多数の機能を有し、様々な処理を実行しているので、開閉弁検知部１０２ｆがリソースを余り使用しないことが望ましい。近年のデバイスの性能向上に伴って、駆動ＩＣ１０５は、プロセッサ及びメモリを含むと共にプログラムを実行可能なデバイスによって構成することが可能である。

そこで、燃料噴射弁制御装置１０１は、駆動ＩＣ１０５がプログラムを実行可能なデバイスによって構成される場合、開閉弁検知部１０２ｆを駆動ＩＣ１０５内に実装してもよい。この場合、燃料噴射弁制御装置１０１は、電流検知部２０６の検知結果１２０を駆動ＩＣ１０５へ入力させると共に、駆動ＩＣ１０５から演算処理装置１０２の実行噴射判定部１０２ｅに対して開閉弁検知結果信号１１６を出力するように構成すればよい。これにより、燃料噴射弁制御装置１０１は、演算処理装置１０２の処理負荷を分散して演算処理装置１０２のリソースを確保しつつ、駆動電流がピーク値に到達した時点を精緻に解析して燃料噴射弁１０８の動作の検知精度を向上させることができる。よって、燃料噴射弁制御装置１０１は、開閉弁検知部１０２ｆを駆動ＩＣ１０５内に実装するだけで、比較的容易に異常検知性能を向上させることができる。

図２は、図１に示す燃料噴射弁駆動部１０６，１０７の構成を示す図である。

燃料噴射弁１０８の上流側には、燃料噴射弁駆動部（Ｈｉ)１０６が接続される。燃料噴射弁駆動部(Ｈｉ)１０６は、燃料噴射弁１０８を開弁させるために必要な駆動電流を燃料噴射弁１０８へ供給する。具体的には、燃料噴射弁駆動部(Ｈｉ)１０６は、高電圧生成部１０４により生成された高電圧１０９を、逆流防止のために設けられたダイオード２０１を介して、スイッチング素子であるＴＲ_ＨｉＶｂｏｏｓｔ２０３を用いて、燃料噴射弁１０８へ供給する。また、燃料噴射弁駆動部(Ｈｉ)１０６は、燃料噴射弁１０８を開弁させた後、燃料噴射弁１０８が開弁状態を保持するために必要な駆動電流を燃料噴射弁１０８へ供給する。具体的には、燃料噴射弁駆動部(Ｈｉ)１０６は、バッテリ１０３から供給されるバッテリ電圧１１０を、高電圧１０９と同様に、逆流防止のために設けられたダイオード２０２を介して、スイッチング素子であるＴＲ_ＨｉＶｂ２０４を用いて、燃料噴射弁１０８へ供給する。

燃料噴射弁１０８の下流側には、燃料噴射弁駆動部(Ｌｏ)１０７が接続される。燃料噴射弁駆動部(Ｌｏ)１０７は、スイッチング素子であるＴＲ_Ｌｏｗ２０５を含む。燃料噴射弁駆動部(Ｌｏ)１０７は、ＴＲ_Ｌｏｗ２０５をＯＮにすることによって、燃料噴射弁駆動部(Ｈｉ)１０６から供給された高電圧１０９又はバッテリ電圧１１０を、燃料噴射弁１０８に印加することができる。ＴＲ_Ｌｏｗ２０５の下流側には、燃料噴射弁１０８の駆動電流を検知する電流検知部２０６が接続される。電流検知部２０６は、例えば、燃料噴射弁１０８の消費電流を検知するシャント抵抗によって構成される。電流検知部２０６は、駆動電流の検知結果を開閉弁検知部１０２ｆへ出力される。これにより、燃料噴射弁１０８の電流制御が可能となる。

なお、図２は、燃料噴射弁１０８の駆動方法の一例を示したものである。例えば、低燃圧の場合等には、燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８を開弁させるために必要な駆動電流を供給するために、高電圧１０９ではなく、バッテリ電圧１１０を用いることができる。

図３は、燃料噴射弁１０８を駆動した際の駆動電流及び駆動電圧の挙動を説明する図である。

図３には、上から順に、駆動指令信号１１４ａ、駆動電流３０１、及び、駆動電圧３０２のそれぞれの挙動が示されている。なお、図３には、駆動電圧３０２として、図２に示す燃料噴射弁駆動部(Ｌｏ)１０７と、燃料噴射弁制御装置１０１のグラウンドとの間における電圧が示されている。

演算処理装置１０２から駆動ＩＣ１０５へ駆動指令信号１１４ａが入力されると、駆動ＩＣ１０５は、駆動指令信号１１４ａに基づいて、燃料噴射弁１０８を駆動する。具体的には、駆動指令信号１１４ａが第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点Ｔ３０３において、燃料噴射弁１０８の駆動が開始される。駆動ＩＣ１０５は、燃料噴射弁駆動波形選択部１０２ｃにて選択された駆動電流プロフィール１１５に基づいて、燃料噴射弁１０８の電流制御を行う。

図３には、燃料噴射弁１０８の電流制御の一例が示されている。燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、駆動電流３０１が、最初の制御目標値である開弁電流３０１ａに到達する時点Ｔ３０４まで、高電圧３０２ａを燃料噴射弁１０８へ供給する。開弁電流３０１ａは、駆動電流３０１のピーク値に相当する。別の方法として、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、駆動指令信号１１４ａが第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点Ｔ３０３から、開弁電流保持時間３０１ｅが経過するまで、高電圧３０２ａを燃料噴射弁１０８へ供給してもよい。開弁電流保持時間３０１ｅは、駆動電流３０１がピーク値に到達するまでに要する時間と考えることができる。すなわち、駆動電流プロフィール１１５によって示される制御目標値は、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行うために必要な駆動電流３０１の制御目標値である開弁電流３０１ａであってもよいし、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行うために必要な駆動時間の制御目標値である開弁電流保持時間３０１ｅであってもよい。開弁電流３０１ａ及び開弁電流保持時間３０１ｅは、燃料噴射弁１０８の特性や、燃圧を含めた内燃機関の運転状態等に基づいて予め定められる。

その後、駆動電流３０１の制御目標値は、開弁保持電流３０１ｂへ移行される。ここで、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、燃料噴射弁１０８の開弁状態を保持するために、燃料噴射弁１０８に供給される駆動電圧３０２を高電圧３０２ａからバッテリ電圧３０２ｂに切り替える。その後、必要に応じて、駆動電流３０１の制御目標値は、開弁保持電流３０１ｃへ移行される。この開弁保持電流３０１ｂから開弁保持電流３０１ｃへの移行は、例えば、駆動指令信号１１４ａが第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点Ｔ３０３から、保持電流切替え時間３０１ｄが経過した時点Ｔ３０５に行われる。保持電流切替え時間３０１ｄは、燃料噴射弁１０８の特性や、燃圧を含めた内燃機関の運転状態等に基づいて予め定められる。

また、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、駆動電流３０１を開弁保持電流３０１ｂ，３０１ｃに維持するため、いわゆるＤｕｔｙ制御を行う。燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、このＤｕｔｙ制御を、駆動電流３０１がピーク値に相当する開弁電流３０１ａに到達した時点Ｔ３０４から、駆動指令信号１１４ａが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点Ｔ３０６まで維持する。

時点Ｔ３０６の後、燃料噴射弁駆動部１０６，１０７は、一定期間（時点Ｔ３０６から時点Ｔ３０７まで）、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行う際とは逆の極性を有する高電圧３０２ａを供給する。これは、燃料噴射弁１０８の残留磁力を迅速に消磁して、燃料噴射弁１０８の閉弁動作を迅速に行うためである。

なお、図３は、燃料噴射弁１０８の電流制御の一例を示したものである。燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の特性や、燃圧を含めた内燃機関の運転状態等によって、最適な駆動電流プロフィール１１５を選択して、図３とは異なる燃料噴射弁１０８の電流制御を行うことができる。

図４は、多段噴射制御を説明する図である。

図４は、１燃焼サイクル中に１回のみ燃料噴射を実行する通常の噴射制御から、１燃焼サイクル中に複数回燃料噴射を実行する多段噴射制御へと切り替わる際の、駆動指令信号１１４ｂ～１１４ｅを示している。図４に示す時点Ｔ４０１は、多段噴射制御が許可された時点を示している。

まず、燃料噴射弁１０８に限らず、所定のクランク位置（角度）に基づきアーキテクチャ駆動を行う、いわゆる角度制御の一般的な方法として、気筒毎の制御基準位置Ｔ４０８ａ～Ｔ４０８ｄを設け、この制御基準位置Ｔ４０８ａ～Ｔ４０８ｄを基準に所望の角度にて、アーキテクチャ動作のタイミングを計っている。

図４において、時点Ｔ４０１より前（図中の時点Ｔ４０１より左側）では、多段噴射制御の実行が許可されていない。すなわち、時点Ｔ４０１より前では、駆動指令信号１１４ｅの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０２や、駆動指令信号１１４ｂの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０３として示すように、１燃焼サイクル中に１回のみ燃料噴射を実行する通常の噴射制御が実行される。また、時点Ｔ４０１より後（図中の時点Ｔ４０１より右側）では、多段噴射制御が許可されている。但し、駆動指令信号１１４ｃの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０４は、ＯＦＦからＯＮに変化した時点が、時点Ｔ４０１より前の制御基準位置Ｔ４０８ａから、噴射タイミング規定時間４０９を経過した時点であるので、通常の噴射制御が実行される。噴射タイミング規定時間とは、制御基準位置から噴射タイミングまでの時間であり、噴射タイミングを規定する時間である。

これに対し、時点Ｔ４０１より後の制御基準位置Ｔ４０８ｂから、噴射タイミング規定時間４１０だけ経過した時点以降では、多段噴射制御が実行される。例えば、駆動指令信号１１４ｄの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０５、駆動指令信号１１４ｅの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０６、及び、駆動指令信号１１４ｂの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０７では、多段噴射制御が実行される。図４において、例えば、駆動指令信号１１４ｄの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０５は、１段目の期間４０５ａ、２段目の期間４０５ｂ、３段目の期間４０５ｃの３つに分割されており、指令噴射回数が３回である。指令噴射回数が３回以外の場合でも、多段噴射制御の実行方法は、図４にて説明した方法と同様である。

なお、図４では、１燃焼サイクルは、気筒毎にクランク位置（角度）が異なるが、４サイクル式内燃機関の燃焼行程（吸気工程、圧縮工程、膨張工程及び排気工程）中のクランク位置（角度）の範囲である７２０ｄｅｇの範囲としている。

図５は、多段噴射制御時の燃料噴射弁１０８の駆動電流及び駆動電圧の挙動を説明する図である。

図５は、図４に示す駆動指令信号１１４ｄの第１論理レベル（ＯＮ）の期間４０５を拡大した図である。図５には、上から順に、駆動指令信号１１４ｄ、駆動電流５０２、高電圧５０３及び駆動電圧５０４のそれぞれの挙動が示されている。なお、図５には、駆動電圧５０４として、燃料噴射弁１０８の上流側と下流側との間における電圧（差動電圧）が示されている。図５は、燃料噴射回数が３回の多段噴射制御が実行される例を示している。図５では、駆動指令信号１１４ｄは、第１論理レベル（ＯＮ）を示す１段目の期間４０５ａ，２段目の期間４０５ｂ，３段目の期間４０５ｃにおいて、燃料噴射弁１０８を駆動するよう指令している。図５では、噴射タイミング、すなわち、燃料噴射弁１０８の駆動タイミングとして、時点Ｔ５０５，Ｔ５１１，Ｔ５１２が示されている。

図５に示す駆動電流プロフィール１１５では、駆動指令信号１１４ｄが第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点Ｔ５０５が、燃料噴射弁１０８の駆動タイミングであり、燃料噴射弁１０８への駆動電流５０２の供給が開始される。駆動電流５０２は、燃料噴射弁１０８の駆動タイミング（時点Ｔ５０５）になると、ピーク値である開弁電流５０２ａに到達するまで燃料噴射弁１０８へ供給される。駆動電流５０２は、ピーク値である開弁電流５０２ａに到達すると（時点Ｔ５０６）、時点Ｔ５０７まで燃料噴射弁１０８への供給が一旦停止され、時点Ｔ５０７から当該供給が再開され、開弁保持電流５０２ｂに維持される。その後、駆動電流５０２は、駆動指令信号１１４ｄが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点Ｔ５０８において、燃料噴射弁１０８への供給が停止される。その後、駆動電流５０２は、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ５１１）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８へ供給される。

高電圧５０３は、予め目標高電圧５０３ａまで昇圧された状態となっている。高電圧５０３は、燃料噴射弁１０８の開弁動作時（時点Ｔ５０５からＴ５０６まで）に、燃料噴射弁１０８に消費されるため、一時的に電圧降下する。その後、高電圧５０３は、昇圧開始電圧５０３ｂを下回ると、駆動ＩＣ１０５から高電圧生成部１０４に対する昇圧指令が出力されて、一定の昇圧時間を経て（時点Ｔ５１０）、再び目標高電圧５０３ａまで昇圧される。その後、高電圧５０３は、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ５１１）以降、従前と同様のシーケンスにて推移する。

駆動電圧５０４では、燃料噴射弁１０８の駆動タイミング（時点Ｔ５０５）になると、目標高電圧５０３ａが燃料噴射弁１０８へ供給される。駆動電圧５０４は、駆動電流５０２がピーク値である開弁電流５０２ａに到達するまで（時点Ｔ５０６）、若干の電圧降下を伴うものの目標高電圧５０３ａに維持される。

駆動電圧５０４では、駆動電流５０２が開弁電流５０２ａに到達すると（時点Ｔ５０６）、一定期間（時点Ｔ５０６から時点Ｔ５０７まで）、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行う際とは逆の極性を有する目標高電圧５０４ｂが燃料噴射弁１０８へ供給される。これは、時点Ｔ５０６から時点Ｔ５０７まで駆動電流５０２の供給が停止する駆動電流プロフィール１１５に対応しており、燃料噴射弁１０８の残留磁力を迅速に消磁して、燃料噴射弁１０８の閉弁動作を迅速に行うためである。なお、図５では、駆動電圧５０４として、燃料噴射弁１０８の上流側と下流側との間における電圧（差動電圧）が示されているので、目標高電圧５０４ｂはマイナス側に描かれる。

駆動電圧５０４では、時点Ｔ５０７からバッテリ電圧５０４ａが燃料噴射弁１０８へ供給される。駆動電圧５０４は、駆動電流５０２が開弁保持電流５０２ｂになった時点から、駆動指令信号１１４ａが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点Ｔ５０８まで、Ｄｕｔｙ制御によって制御される。Ｄｕｔｙ制御中、駆動電圧５０４は、バッテリ電圧５０４ａが供給された状態と、バッテリ電圧５０４ａが供給停止された状態（０Ｖ）とを往復する挙動を繰り返す。

駆動電圧５０４では、時点Ｔ５０８の後、一定期間（時点Ｔ５０８から時点Ｔ５０９まで）、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行う際とは逆の極性を有する目標高電圧５０４ｂが燃料噴射弁１０８へ供給される。これは、時点Ｔ５０８から駆動電流５０２の供給が停止する駆動電流プロフィール１１５に対応しており、燃料噴射弁１０８の残留磁力を迅速に消磁して、燃料噴射弁１０８の閉弁動作を迅速に行うためである。その後、駆動電圧５０４は、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ５１１）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８へ供給される。

図６は、多段噴射制御時の開閉弁検知部１０２ｆの動作を説明する図である。

図６には、燃料噴射弁１０８の駆動時間が互いに異なるパターン１及びパターン２が示されている。図６のパターン１には、上から順に、駆動指令信号１１４ｆ、駆動電流６０２及び開閉弁検知結果信号１１６ａのそれぞれの挙動が示されている。図６のパターン２には、上から順に、駆動指令信号１１４ｇ、駆動電流６０３及び開閉弁検知結果信号１１６ｂのそれぞれの挙動が示されている。

図６のパターン１に示す駆動指令信号１１４ｆは、第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化する時点が時点Ｔ６０４，Ｔ６１０，Ｔ６１３であり、第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点が時点Ｔ６０９，Ｔ６１２，Ｔ６１５である。パターン１は、図５と同様に、燃料噴射弁１０８の駆動時間が比較的長いパターンである。

図６のパターン１に示す駆動電流プロフィール１１５では、図５と同様に、駆動電流６０２は、開弁電流６０２ａに到達した後（時点Ｔ６０５）、時点Ｔ６０７まで燃料噴射弁１０８への供給が一旦停止された後に再開され、開弁保持電流６０２ｂに維持される。なお、図６のパターン１に示す駆動電流プロフィール１１５では、図３と同様に、２つの開弁保持電流６０２ｂ，６０２ｃを有してもよい（図６の灰色線を参照）。その後、駆動電流６０２は、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ６１０）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８へ供給される。

開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０２がピーク値である開弁電流６０２ａに到達したことに基づいて、燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知する。具体的には、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０２がピーク値である開弁電流６０２ａに到達した時点Ｔ６０５を、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行った時点とみなす。詳細には、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０２がピーク値である開弁電流６０２ａに到達した時点Ｔ６０５を、燃料噴射弁１０８の開弁動作が完了した時点とみなす。燃料噴射弁１０８の開弁動作が完了した時点とは、燃料噴射弁１０８の弁体がフルリフトになった時点に相当する。そして、開閉弁検知部１０２ｆは、時点Ｔ６０５において、開閉弁検知結果信号１１６ａを第４論理レベル（ＯＦＦ）から第３論理レベル（ＯＮ）に変化させる。

その後、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４ｆが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化したことに基づいて、燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。具体的には、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４ｆが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点Ｔ６０９を、燃料噴射弁１０８が閉弁動作を行った時点とみなす。詳細には、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４ｆが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点Ｔ６０９を、図５の時点Ｔ５０８に示した目標高電圧５０４ｂが供給された時点とみなす。すなわち、開閉弁検知部１０２ｆは、この時点Ｔ６０９を燃料噴射弁１０８の閉弁動作が完了した時点とみなす。そして、開閉弁検知部１０２ｆは、時点Ｔ６０９において、開閉弁検知結果信号１１６ａを第３論理レベル（ＯＮ）から第４論理レベル（ＯＦＦ）に変化させる。その後、開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ６１０）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を検知する。

図６のパターン２に示す駆動指令信号１１４ｇは、第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化する時点が時点Ｔ６０４，Ｔ６１０，Ｔ６１３であり、第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点が時点Ｔ６０５，Ｔ６１１，Ｔ６１４である。駆動指令信号１１４ｇは、第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点Ｔ６０５，Ｔ６１１，Ｔ６１４が、駆動電流６０３がピーク値である開弁電流６０３ａに到達する時点と略同一である。パターン２は、燃料噴射弁１０８の駆動時間がパターン１よりも短いパターンである。

図６のパターン２に示す駆動電流プロフィール１１５では、駆動電流６０３は、開弁電流６０３ａに到達した後（時点Ｔ６０５）、開弁保持電流に移行することなく、直ちに燃料噴射弁１０８への供給が停止される。その後、駆動電流６０３は、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ６１０）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８へ供給される。

開閉弁検知部１０２ｆは、パターン１と同様に、駆動電流６０３がピーク値である開弁電流６０３ａに到達した時点Ｔ６０５を、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行った時点とみなす。そして、開閉弁検知部１０２ｆは、時点Ｔ６０５において、開閉弁検知結果信号１１６ｂを第４論理レベル（ＯＦＦ）から第３論理レベル（ＯＮ）に変化させる。

その後、開閉弁検知部１０２ｆは、パターン１と同様に、駆動指令信号１１４ｇが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点Ｔ６０５を、燃料噴射弁１０８が閉弁動作を行った時点とみなす。そして、開閉弁検知部１０２ｆは、時点Ｔ６０５において、開閉弁検知結果信号１１６ｂを第３論理レベル（ＯＮ）から第４論理レベル（ＯＦＦ）に変化させる。その後、開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の次回の駆動タイミング（時点Ｔ６１０）以降、従前と同様のシーケンスにて燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を検知する。

パターン２では、駆動電流６０３が開弁電流６０３ａに到達すると同時に（時点Ｔ６０５，Ｔ６１１，Ｔ６１４）、駆動指令信号１１４ｇが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する。しかし、開閉弁検知部１０２ｆは、開閉弁検知結果信号１１６ｂに示すように、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を適切に検知することができる。

上記のように、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０２，６０３がピーク値である開弁電流６０２ａ，６０３ａに到達したことに基づいて、燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知する。開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４ｆ，１１４ｇが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化したことに基づいて、燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。これにより、開閉弁検知部１０２ｆは、微分器等の特別な回路やアルゴリズムを設けなくても、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を正確に検知することができる。特に、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０３が開弁保持電流に移行せずに直ちに供給停止されるような、燃料噴射弁１０８の駆動時間が短い場合や駆動電圧のＤｕｔｙ制御が行われない場合であっても、燃料噴射弁１０８の開弁動作を正確に検知することができる。

なお、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流６０２，６０３がピーク値に到達するまでに要する時間である開弁電流保持時間３０１ｅに基づいて（図３を参照）、燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知してもよい。例えば、開閉弁検知部１０２ｆは、駆動指令信号１１４ｆ，１１４ｇが第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点Ｔ６０４から、予め定められた開弁電流保持時間３０１ｅが経過した時点Ｔ６０５を、燃料噴射弁１０８の開弁動作が行われた時点（開弁動作が完了した時点）とみなしてもよい。この場合においても、開閉弁検知部１０２ｆは、微分器等の特別な回路やアルゴリズムを設けなくても、燃料噴射弁１０８の開弁動作を正確に検知することができる。よって、開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを両立させることができる。

また、開閉弁検知部１０２ｆは、開閉弁検知結果信号１１６ａ，１１６ｂとして、第３論理レベル（ＯＮ）の期間には燃料噴射弁１０８が開弁状態であることを示し、第４論理レベル（ＯＦＦ）の期間には閉弁状態であることを示すパルス信号によって生成していた。開閉弁検知部１０２ｆは、開閉弁検知結果信号１１６ａ，１１６ｂとして、燃料噴射弁１０８の開弁動作が行われたことを示すパルス信号と、燃料噴射弁１０８の閉弁動作が行われたことを示すパルス信号とを個別に生成してもよい。

図７は、多段噴射制御を実行する演算処理装置１０２の処理のフローチャートである。図７は、１気筒の１燃焼サイクルにおける処理を示したものである。

ステップＳ７０１において、演算処理装置１０２は、多段噴射制御の実行可否を判定する。演算処理装置１０２は、多段噴射制御の実行を許可しない場合には、通常の燃料噴射制御を行う。演算処理装置１０２は、多段噴射制御の実行を許可する場合には、多段噴射制御の実行に必要な演算処理を行う。この演算処理には、上記のように、多段噴射回数の演算が含まれる。演算処理装置１０２は、演算された情報に基づいて、駆動指令信号１１４及び駆動電流プロフィール１１５を生成する。演算処理装置１０２は、燃料噴射弁１０８の駆動を制御するための制御指令として、駆動指令信号１１４及び駆動電流プロフィール１１５を駆動ＩＣ１０５へ出力し、燃料噴射弁１０８を駆動する。

ステップＳ７０２において、演算処理装置１０２は、多段噴射制御が実行されたか否かを判定する。演算処理装置１０２は、多段噴射制御が実行されていない場合、図７に示す処理を終了する。演算処理装置１０２は、多段噴射制御が実行された場合、ステップＳ７０３へ移行する。

ステップＳ７０３において、演算処理装置１０２は、燃料噴射弁１０８の動作結果を評価するパラメータを入力する。燃料噴射弁１０８の動作結果を評価するパラメータは、具体的には、電流検知部２０６の検知結果１２０及び駆動指令信号１１４である。

ステップＳ７０４において、演算処理装置１０２は、多段噴射制御が正常に実行されたか否かを判定するための判定処理を行う。ステップＳ７０４の判定処理の説明については、図８を用いて後述する。

ステップＳ７０５において、演算処理装置１０２は、ステップＳ７０４の判定処理において、多段噴射制御が正常に実行されたと判定されたか、又は、多段噴射制御の実行に異常があったと判定されたかを判定する。演算処理装置１０２は、ステップＳ７０４の判定処理において、多段噴射制御が正常に実行されたと判定された場合、図７に示す処理を終了する。多段噴射制御の実行は、必要に応じて継続される。演算処理装置１０２は、ステップＳ７０４の判定処理において、多段噴射制御の実行に異常があったと判定された場合、ステップＳ７０６へ移行する。

ステップＳ７０６において、演算処理装置１０２は、フェイルセーフ処理を行う。フェイルセーフ処理の１例として、多段噴射制御の実行を禁止する処理や、故障警告灯（ＭＩＬ）を点灯して運転者へ報知する処理等が挙げられる。その後、演算処理装置１０２は、ステップＳ７０２へ移行する。

図８は、図７のステップＳ７０４における判定処理のフローチャートである。図８は、１気筒の１燃焼サイクルにおける処理を示したものである。

ステップＳ８０１において、演算処理装置１０２は、ステップＳ７０１において演算された多段噴射回数に応じて駆動ＩＣ１０５に指令した噴射回数を示す指令噴射回数１１２を取得する。

ステップＳ８０２において、演算処理装置１０２は、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを判定するための判定処理を行う。この判定処理は、ステップＳ７０３において入力された電流検知部２０６の検知結果１２０及び駆動指令信号１１４に基づいて行われる。具体的には、演算処理装置１０２は、電流検知部２０６の検知結果１２０が示す燃料噴射弁１０８の駆動電流と、駆動指令信号１１４とから、図６を用いて説明したように、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を検知し、開閉弁検知結果信号１１６を生成する。演算処理装置１０２は、開閉弁検知結果信号１１６と駆動指令信号１１４とを比較して、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。

詳細には、演算処理装置１０２は、駆動指令信号１１４が第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した第１時点と、当該第１時点に後続して駆動指令信号１１４が第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した第２時点とを特定する。更に、演算処理装置１０２は、開閉弁検知結果信号１１６が第４論理レベル（ＯＦＦ）から第３論理レベル（ＯＮ）に変化した第３時点と、当該第３時点に後続して開閉弁検知結果信号１１６が第３論理レベル（ＯＮ）から第４論理レベル（ＯＦＦ）に変化した第４時点とを特定する。

演算処理装置１０２は、特定された第３時点及び第４時点が、第１時点から第２時点までの期間に基づく所定範囲に含まれているか否かに基づいて、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。所定範囲とは、例えば、特定された第１時点から第２時点までの期間自体であってもよいし、第１時点から所定時間遡った時点から第２時点から所定時間経過した時点までの期間であってもよい。演算処理装置１０２は、特定された第３時点及び第４時点が所定範囲に含まれている場合、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったと判定し、燃料噴射弁１０８が正常に動作したと判定する。演算処理装置１０２は、特定された第３時点及び第４時点が所定範囲に含まれていない場合、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行っていないと判定し、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定する。ステップＳ８０２の判定処理の説明については、図９を用いて後述する。

ステップＳ８０３において、演算処理装置１０２は、ステップＳ８０２の判定処理において、燃料噴射弁１０８が正常に動作したと判定されたか、又は、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定されたかを判定する。演算処理装置１０２は、ステップＳ８０２の判定処理において、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定された場合、ステップＳ８０５へ移行する。演算処理装置１０２は、ステップＳ８０２の判定処理において、燃料噴射弁１０８が正常に動作したと判定された場合、ステップＳ８０４へ移行する。

なお、ステップＳ８０３において、演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃焼サイクル中に行われる多段噴射の全てにおいて、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定された場合、ステップＳ８０５へ移行してもよい。当該気筒の当該燃焼サイクル中に行われる多段噴射の一部において、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定された場合、ステップＳ８０４へ移行してもよい。

ステップＳ８０４において、演算処理装置１０２は、燃料噴射弁１０８が正常に動作した噴射回数を示す実行噴射回数１１７をカウントする。例えば、演算処理装置１０２は、実行噴射回数１１７を記憶するカウンタの値をインクリメントする。

ステップＳ８０５において、演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃料サイクルにおける多段噴射が終了したか否かを判定する。演算処理装置１０２は、ステップＳ８０１において取得された指令噴射回数１１２に基づいて、現在が何段目の噴射を実行しているのかを判定することによって、当該気筒の当該燃料サイクルにおける多段噴射が終了したか否かを判定することができる。演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃料サイクルにおける多段噴射が終了していない場合、次段の噴射における燃料噴射弁１０８の動作を監視するべく、ステップＳ８０２へ移行する。演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃料サイクルにおける多段噴射が終了した場合、ステップＳ８０６へ移行する。

ステップＳ８０６において、演算処理装置１０２は、ステップＳ８０１において取得された指令噴射回数１１２と、ステップＳ８０４においてカウントされた実行噴射回数１１７とを比較する。演算処理装置１０２は、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と一致するか否かを判定する。演算処理装置１０２は、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と一致する場合、ステップＳ８０７へ移行する。演算処理装置１０２は、実行噴射回数１１７が指令噴射回数１１２と不一致の場合、ステップＳ８０８へ移行する。

ステップＳ８０７において、演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃焼サイクルにおける多段噴射制御は正常に実行されたと判定し、図８に示す処理を終了する。

ステップＳ８０８において、演算処理装置１０２は、当該気筒の当該燃焼サイクルにおける多段噴射制御の実行に異常があったと判定し、図８に示す処理を終了する。

図９は、図８のステップＳ８０２における判定処理を説明する図である。

図９には、上から順に、駆動指令信号１１４ｈ、駆動電流９０２及び開閉弁検知結果信号１１６ｃのそれぞれの挙動が示されている。図９は、図６のパターン１に対応する図である。図９における駆動指令信号１１４ｈ及び駆動電流プロフィール１１５は、図６のパターン１に示す駆動指令信号１１４ｆ及び駆動電流プロフィール１１５と同様である。

図９に示す駆動指令信号１１４ｈは、第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化する時点が時点Ｔ９０４，Ｔ９１０，Ｔ９１３であり、第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化する時点が時点Ｔ９０９，Ｔ９１２，Ｔ９１５である。図９では、時点Ｔ９０９と時点Ｔ９１０との間に、異常が発生したとする。この異常は、例えば、燃料噴射弁制御装置１０１と燃料噴射弁１０８とを接続するハーネスが断線したこと等である。図９では、異常の発生時点以降、燃料噴射弁１０８には駆動電流９０２が供給されず、燃料噴射弁１０８が動作しなかったとする。

演算処理装置１０２の開閉弁検知部１０２ｆは、図６のパターン１と同様に、駆動電流９０２がピーク値である開弁電流９０２ａに到達した時点Ｔ９０５を、燃料噴射弁１０８が開弁動作を行った時点とみなす。開閉弁検知部１０２ｆは、図６のパターン１と同様に、駆動指令信号１１４ｈが第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点Ｔ９０９を、燃料噴射弁１０８が閉弁動作を行った時点とみなす。すなわち、開閉弁検知部１０２ｆは、第１論理レベル（ＯＮ）を示す１段目の期間（時点Ｔ９０４から時点Ｔ９０９まで）における燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作については、正確に検知することができる。しかし、上記の異常発生により、開閉弁検知部１０２ｆは、第１論理レベル（ＯＮ）を示す２段目の期間（時点Ｔ９１０から時点Ｔ９１２まで）及び３段目の期間（時点Ｔ９１３から時点Ｔ９１５まで）における燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作については、検知できない。よって、開閉弁検知部１０２ｆは、時点Ｔ９０５において第４論理レベル（ＯＦＦ）から第３論理レベル（ＯＮ）に変化させ、時点Ｔ９０９において第３論理レベル（ＯＮ）から第４論理レベル（ＯＦＦ）に変化させ、時点Ｔ９０９以降は第２論理レベル（ＯＦＦ）を維持する開閉弁検知結果信号１１６ｃを出力する。

演算処理装置１０２の実行噴射判定部１０２ｅは、駆動指令信号１１４ｈにおける上記の第１時点及び第２時点を特定する共に、開閉弁検知結果信号１１６ｃにおける上記の第３時点及び第４時点を特定する。具体的には、実行噴射判定部１０２ｅは、１段目の期間（時点Ｔ９０４から時点Ｔ９０９まで）において、第１時点として時点Ｔ９０４、第２時点として時点Ｔ９０９、第３時点として時点Ｔ９０５、第４時点として時点Ｔ９０９を特定する。そして、実行噴射判定部１０２ｅは、特定された第３時点である時点Ｔ９０５、及び、第４時点である時点Ｔ９０９が、所定範囲に含まれるか否かに基づいて、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。所定範囲は、第１時点である時点Ｔ９０４から第２時点である時点Ｔ９０９までの期間９０３ａに基づく範囲である。図９の例では、所定範囲を、第１時点である時点Ｔ９０４から第２時点である時点Ｔ９０９までの期間９０３ａ自体とする。

図９の例では、第３時点である時点Ｔ９０５から第４時点である時点Ｔ９０９までの期間９０３ｂが、第１時点である時点Ｔ９０４から第２時点である時点Ｔ９０９までの期間９０３ａ内に含まれている。すなわち、第３時点である時点Ｔ９０５、及び、第４時点である時点Ｔ９０９が所定範囲に含まれている。よって、実行噴射判定部１０２ｅは、１段目の期間（時点Ｔ９０４から時点Ｔ９０９まで）において、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったと判定し、燃料噴射弁１０８が正常に動作したと判定する。

一方、図９の例では、２段目の期間（時点Ｔ９１０から時点Ｔ９１２まで）及び３段目の期間（時点Ｔ９１３から時点Ｔ９１５まで）において、開閉弁検知結果信号１１６ｃが第２論理レベル（ＯＦＦ）のままである。実行噴射判定部１０２ｅは、２段目の期間（時点Ｔ９１０から時点Ｔ９１２まで）及び３段目の期間（時点Ｔ９１３から時点Ｔ９１５まで）において、第３時点及び第４時点を特定できない。よって、実行噴射判定部１０２ｅは、２段目の期間（時点Ｔ９１０から時点Ｔ９１２まで）及び３段目の期間（時点Ｔ９１３から時点Ｔ９１５まで）において、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行っていないと判定し、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったと判定する。

上記のように、実行噴射判定部１０２ｅは、駆動指令信号１１４ｈと、開閉弁検知結果信号１１６ｃとを比較することによって、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定することができる。すなわち、実行噴射判定部１０２ｅは、パルス信号によって構成される駆動指令信号１１４ｈ及び開閉弁検知結果信号１１６ｃを比較するだけで、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを容易に判定することができる。これにより、実行噴射判定部１０２ｅは、特別な回路やアルゴリズムを設けなくても、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを正確に判定することができる。実行噴射判定部１０２ｅは、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったことを正確且つ容易に検知することができる。

以上のように、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁１０８を制御する装置である。燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の駆動を制御する制御指令を出力する演算処理装置１０２と、制御指令に基づいて燃料噴射弁１０８を駆動する駆動電流を燃料噴射弁１０８に供給する駆動回路部と、燃料噴射弁１０８の動作を検知する開閉弁検知部１０２ｆとを備える。開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流のピーク値に基づいて燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知し、制御指令に含まれる駆動指令信号１１４に基づいて燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。

これにより、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、微分器等の特別な回路やアルゴリズムを設けなくても、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を正確に検知することができる。特に、燃料噴射弁制御装置１０１は、駆動電流が開弁保持電流に移行せずに直ちに供給停止されるような、燃料噴射弁１０８の駆動時間が短い場合や駆動電圧のＤｕｔｙ制御が行われない場合であっても、燃料噴射弁１０８の開弁動作を正確に検知することができる。よって、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを図ることができ、燃料噴射弁１０８の異常を検知する性能を容易に向上させることができる。結果的に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、多段噴射制御の実動作保証を行うことができ、排気性能の保証を行うことができる。

更に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、演算処理装置１０２が、制御指令として、燃料噴射弁１０８の駆動を指令する第１論理レベル（ＯＮ）と燃料噴射弁１０８の駆動停止を指令する第２論理レベル（ＯＦＦ）とを有する駆動指令信号１１４を出力する。開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流がピーク値に到達したことに基づいて燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知し、駆動指令信号１１４が第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化したことに基づいて燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。

これにより、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を正確且つ容易に検知することができる。よって、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの更なる簡素化とを図ることができ、燃料噴射弁１０８の異常を検知する性能を更に容易に向上させることができる。結果的に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、多段噴射制御の実動作保証を行うことができ、排気性能の保証を行うことができる。

更に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、演算処理装置１０２が、制御指令として、燃料噴射弁１０８の駆動を指令する第１論理レベル（ＯＮ）と燃料噴射弁１０８の駆動停止を指令する第２論理レベル（ＯＦＦ）とを有する駆動指令信号１１４を出力する。開閉弁検知部１０２ｆは、駆動電流がピーク値に到達するまでに要する時間に基づいて燃料噴射弁１０８の開弁動作を検知し、駆動指令信号１１４が第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化したことに基づいて燃料噴射弁１０８の閉弁動作を検知する。

これにより、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の開弁動作及び閉弁動作を正確且つ容易に検知することができる。よって、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの更なる簡素化とを図ることができ、燃料噴射弁１０８の異常を検知する性能を更に容易に向上させることができる。結果的に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、多段噴射制御の実動作保証を行うことができ、排気性能の保証を行うことができる。

更に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、演算処理装置１０２が、制御指令として、燃料噴射弁１０８の駆動を指令する第１論理レベル（ＯＮ）と燃料噴射弁１０８の駆動停止を指令する第２論理レベル（ＯＦＦ）とを有する駆動指令信号１１４を出力する。開閉弁検知部１０２ｆは、燃料噴射弁１０８の開弁状態が検知されたことを示す第３論理レベル（ＯＮ）と燃料噴射弁１０８の閉弁状態が検知されたことを示す第４論理レベル（ＯＦＦ）とを有する開閉弁検知結果信号１１６を出力する。演算処理装置１０２は、駆動指令信号１１４と開閉弁検知結果信号１１６とを比較することによって、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。

これにより、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、特別な回路やアルゴリズムを設けなくても、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを正確に判定することができる。燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったことを正確且つ容易に検知することができる。よって、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを図り、燃料噴射弁１０８の異常を検知する性能を更に容易に向上させることができる。結果的に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、多段噴射制御の実動作保証を行うことができ、排気性能の保証を行うことができる。

更に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１において、駆動指令信号１１４が第２論理レベル（ＯＦＦ）から第１論理レベル（ＯＮ）に変化した時点を第１時点とし、第１時点に後続して第１論理レベル（ＯＮ）から第２論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点を第２時点とする。開閉弁検知結果信号１１６が第４論理レベル（ＯＦＦ）から第３論理レベル（ＯＮ）に変化した時点を第３時点とし、第３時点に後続して第３論理レベル（ＯＮ）から第４論理レベル（ＯＦＦ）に変化した時点を第４時点とする。このとき、演算処理装置１０２は、第３時点及び第４時点が、第１時点から第２時点までの期間９０３ａに基づく所定範囲に含まれているか否かに基づいて、燃料噴射弁１０８が制御指令に対応した動作を行ったか否かを判定する。

これにより、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８が正常に動作したか否かを更に容易に判定することができるので、燃料噴射弁１０８の動作に異常があったことを更に容易に検知することができる。よって、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、燃料噴射弁１０８の動作の検知精度向上と検知ロジックの簡素化とを図り、燃料噴射弁１０８の異常を検知する性能を更に容易に向上させることができる。結果的に、本実施形態の燃料噴射弁制御装置１０１は、多段噴射制御の実動作保証を行うことができ、排気性能の保証を行うことができる。

［その他］
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、或る実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、或る実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路にて設計する等によりハードウェアによって実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアによって実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テープ、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（solid state drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１・・・燃料噴射弁制御装置 １０２・・・演算処理装置（演算処理部）
１０２ｆ・・・開閉弁検知部 １０４・・・高電圧生成部（駆動回路部）
１０５・・・駆動ＩＣ（駆動回路部）
１０６・・・燃料噴射弁駆動部（Ｈｉ)（駆動回路部）
１０７・・・燃料噴射弁駆動部（Ｌｏ)（駆動回路部）
１０８・・・燃料噴射弁 １１４・・・駆動指令信号
１１６・・・開閉弁検知結果信号

Claims (1)

1. 内燃機関の燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御装置であって、
   前記燃料噴射弁の駆動を指令する第１論理レベルと前記燃料噴射弁の駆動停止を指令する第２論理レベルとを有する駆動指令信号を含む制御指令を出力する演算処理部と、
   前記制御指令に基づいて、前記燃料噴射弁を駆動する駆動電流を前記燃料噴射弁に供給する駆動回路部と、
   前記駆動回路部に備えられ、前記燃料噴射弁の動作結果を評価するためのパラメータとして前記駆動電流を検知する電流検知部と、
   前記制御指令と、前記電流検知部による前記駆動電流の検知結果と、前記駆動電流のピーク値として予め定められた開弁電流の値とが入力され、前記燃料噴射弁の動作を検知する開閉弁検知部と
   を備え、
   前記開閉弁検知部は、
   前記駆動電流の検知結果が前記開弁電流の値に到達したことに基づいて前記燃料噴射弁の開弁動作を検知し、前記駆動指令信号が前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに変化したことに基づいて前記燃料噴射弁の閉弁動作を検知し、且つ、
   前記燃料噴射弁の開弁状態が検知されたことを示す第３論理レベルと前記燃料噴射弁の閉弁状態が検知されたことを示す第４論理レベルとを有する開閉弁検知結果信号を出力し、
   前記演算処理部は、
   前記駆動指令信号と前記開閉弁検知結果信号とを比較することによって、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した前記動作を行ったか否かを判定し、
   前記第２論理レベルから前記第１論理レベルに変化した時点を第１時点とし、前記第１時点に後続して前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに変化した時点を第２時点とし、
   前記第４論理レベルから前記第３論理レベルに変化した時点を第３時点とし、前記第３時点に後続して前記第３論理レベルから前記第４論理レベルに変化した時点を第４時点とすると、
   前記第３時点及び前記第４時点が、前記第１時点から前記第２時点までの期間に基づく所定範囲に含まれているか否かに基づいて、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した前記動作を行ったか否かを判定する
   ことを特徴とする燃料噴射弁制御装置。

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